Ingeniero Civil / La contaminación de sistemas fluviales, particularmente ríos con lechos de grava, genera múltiples efectos tanto sobre la sustentabilidad de las formas de vida como sobre el régimen sedimentológico y comportamiento hidráulico natural del río. En las últimas décadas han sido diversos los accidentes que ha sufrido la industria de la minería; la rotura de presas de relave tiene directa relación con la contaminación de ríos con lechos de grava. La naturaleza cohesiva de los sedimentos de tranques de relave los hace sumamente nocivos para sistemas fluviales, sumados a los distintos metales pesados que poseen y los largos tiempos de permanencia en los lechos de ríos sobre los que han sido depositados. El objetivo principal del presente trabajo de título es estudiar experimentalmente la respuesta de un canal con lecho de grava bajo presencia de contaminación de relaves mineros, obteniendo un primer acercamiento a los fenómenos de transporte de sedimentos que se desarrollan en sistemas fluviales de este tipo. El estudio se basa en el desarrollo de una serie de experiencias de laboratorio para obtener información necesaria para caracterizar y describir el transporte de sedimentos en la columna de agua, la intensidad de la turbulencia del flujo y estratigrafía depositacional del lecho. Las experiencias se desarrollaron en un canal de acrílico de sección cuadrada de 30 cm de ancho y un largo de 12 m, el que se encuentra ubicado en el Laboratorio de Hidráulica Francisco J. Domínguez, en el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile. Sobre éste y en el inicio se ubica una tolva consistente en un tornillo sin fi n que vierte relaves mineros arti ciales fabricados manualmente en base a relaves naturales. Dentro del canal se construye en cada experimento un lecho de grava con un D50 = 0:45 mm. La tolva vierte el sedimento al canal a distintos gastos s olidos de entrada. El per l de velocidad del flujo en la zona estudiada se registra a través de la técnica PIV, por otra parte, el per fil de sedimentos se registra con un arreglo de cámaras fotográ ficas localizadas longitudinalmente, mientras que la concentración del sedimento en suspensión se mide con una instrumentación desarrollada por técnicos especializados. Los resultados muestran una dependencia entre la granulometría de los relaves arti ficiales y el tipo de arrastre que se genera para las condiciones del flujo. Además, se corrobora que no existe arrastre de fondo a lo largo del canal, debido a que operan fenómenos electroquímicos y de adsorción entre las partículas del sedimento vertido y el lecho de grava que impiden que estas se despeguen del fondo y sean transportadas por el flujo. Se calcula el arrastre de sólidos en suspensión y se veri fican las curvas de Rouse de concentración de sedimentos en suspensión. Se desarrollan parcialmente formas de fondo incompletas, tanto meso como microformas. / Esta memoria cuenta con el financiamiento del Proyecto Fondecyt 1140767

Syftet med den här uppsatsen var att undersöka hur och varför Grava landskommun blev en del av Karlstads kommun och vad som hände med partiorganisationerna efter sammanslagningen 1971. Samt att ta reda på vad som hände de sista åren som egen landskommun. Det gjordes med en kvalitativ texttolkning för att identifiera politikernas och partiorganisationernas ställningstagande och åsikter gällande kommunsammanslagningen. Uppsatsens forskningsfrågor var: • Hur gestaltade sig samarbetet mellan Grava landskommun och Karlstads stad fram till kommunsammanslagningen 1971? • Hur såg diskussionen ut fram till sammanslagningen med Karlstads kommun ut i Grava på det lokalpolitiska planet? Hur ställde sig politikerna i frågan? • Vad hände inom de tre borgerliga partiernas organisationer i Grava efter sammanslagningen? Genom att studera en kombination av arkivmaterial från partiorganisationer och kommunala organ kan man se att Grava landskommun inte hade mycket till val än att bli en del av Karlstads kommun, både från ett juridiskt håll och hur orterna allt mer växte samman.Sammanslagningen firades av kommunledamöterna och det sågs som nästa oundvikliga steg i Gravas utveckling och att man försökte i Folkpartiet och Centerpartiets fall fortsätta representera Gravas intressen i Karlstads kommun.

Ingeniero Civil / El presente trabajo analiza el impacto en la durabilidad, los plazos de ejecución y los costos por kilómetro construido, que genera el empleo de nuevas tecnologías de aplicación de sellos de capa de protección asfálticos del tipo Tratamiento Superficial Simple (TSS), Doble Tratamiento Superficial (DTS), Cape Seal (TSS + Lechada Asfáltica) y Microaglomerados en Frio, en las obras de caminos básicos e intermedios de la red nacional de caminos secundarios de Chile. Las tecnologías constructivas que se estudian son las siguientes: a) Sellado de Grava Sincrónico (Synchronous Chip Sealing), que permite la aplicación simultánea de emulsión asfáltica y gravas pétreas en la ejecución de Tratamientos Superficiales. b) Micro-pavimentación Slurry, que permite aplicar sellos asfálticos superficiales con sistema Slurry en espesores de 5 mm a 15 mm y en capas múltiples. Se revisa también las mejoras recientes de la tecnología emulsiones asfálticas, producto de la introducción de mayores porcentajes de polímeros (SBS) y látex (SBR) en su formulación, y su impacto en la durabilidad y la estabilidad de capa de protección. La revisión de estudios realizados principalmente por agencias gubernamentales y centros de desarrollo tecnológico y mantención de carreteras de EE.UU., Nueva Zelandia, Australia y China, permite concluir que las nuevas tecnologías vienen a consolidar las ventajas de los sellos de protección como las soluciones efectivas para el problema de preservación de la inversión vial y desarrollo de caminos nuevos de transito medio y bajo hasta 3000 vehículos por día. En cuanto a la preservación de pavimentos existentes, es notoria la ventaja que muestran los Microaglomerados en Frio, ejecutados con emulsiones modificadas con polímeros y/o látex, como solución para la preservación de pavimentos existentes en adecuada condición estructural, por sus cortos plazos de ejecución y apertura al tránsito, su menor costo anual equivalente y su bajo impacto ambiental. En capas de protección nuevas aplicadas en caminos secundarios de tránsito bajo con carpeta granular, cuyo propósito es aumentar la cobertura de caminos con buen estándar de tránsito en países con déficit de infraestructura vial pavimentada, las diferencias no son notorias entre las distintas tecnologías disponibles en cuanto a costo anual equivalente y tiempos de ejecución. Sin embargo al incorporar criterios como la velocidad de crecimiento de la cobertura vial pavimentada cuyo impacto económico es mucho mayor que la inversión vial en preservación y el impacto ambiental, la balanza se inclina hacia las capas de protección asfáltica de tipo Tratamiento Superficial y Cape Seal con cubierta de microaglomerado en frio. La revisión de la experiencia internacional y la evolución de la experiencia en construcción de sellos a nivel nacional, indica que las capas de protección de tipo Microaglomerado en frio, aplicado sobre Tratamientos Superficiales Simples, y los Tratamientos Superficiales Dobles (DTS) son las que ofrecerán los menores costos anuales equivalentes y en consecuencia los mayores retornos sobre la inversión vial en caminos nuevos.

El mejoramiento de los suelos utilizando columnas de grava es un procedimiento constructivo desarrollado desde el siglo XIX en Europa debido al incremento en la demanda de suelos adecuados para la construcción de infraestructura que sirviera para el desarrollo de una sociedad. Nuestro país posee gran diversidad de suelos, muchos de los cuales, especialmente en la costa, están conformados por depósitos de arena que no servirían como base de cimentación para la construcción de edificaciones debido a su baja densidad relativa. El mejoramiento de suelos arenosos mediante el uso de columnas de grava es un método de mejora del terreno no muy difundido en nuestro país pese a la gran cantidad de beneficios que obtenemos de su uso, entre los cuales tenemos el incremento de la densidad relativa del terreno, reducción de asentamientos, aceleración del proceso de consolidación, disminución del riesgo de licuefacción, entre otros. Basándonos en este problema, este proyecto de tesis iniciará dando una vista general de los métodos de mejoramiento de suelo utilizados en la actualidad, enfocándonos principalmente en el uso de columnas de grava, se describirán sus características generales, el procedimiento de diseño de las columnas y los diferentes procesos constructivos que se utilizan. Se identificarán también los tipos de suelo en los cuales se obtienen resultados óptimos, se describirán los beneficios adicionales que ofrecen las columnas de grava en comparación con otros métodos de mejoramiento y los ensayos de verificación que se realizan para comprobar la eficiencia del mejoramiento; posteriormente se presentarán los resultados obtenidos en el suelo luego de haber realizado un mejoramiento con columnas de grava y se compararán estos resultados con las características del suelo natural con la finalidad de determinar el grado de mejoramiento alcanzado. Por último se realizará el diseño de una cimentación superficial analizando las zapatas por corte y asentamiento, se realizará el diseño de una cimentación profunda basada en la resistencia a la penetración de los suelos y se analizarán los resultados obtenidos. / Tesis

Para apoyar terraplenes sobre suelos blandos es necesario diseñar un tratamiento de mejora del terreno que permita acelerar los procesos de consolidación, disminuir los asentamientos y por lo tanto, asegurar la estabilidad de los terraplenes frente al deslizamiento. El objetivo principal de este trabajo es explicar de manera clara los procedimientos para la mejora de los suelos blandos usando los métodos de precarga, drenes verticales y columnas de grava. El diseño simplificado de un terraplén sobre suelo blando consiste en un análisis sin drenaje de las condiciones de estabilidad durante la construcción o a corto plazo, y un análisis con drenaje a largo plazo luego de la consolidación. La precarga consiste en aplicar una carga igual o superior, generalmente sobre suelos blandos, la cual producirá la consolidación que se reflejará en un aumento de la resistencia del terreno y una disminución de los asentamientos después de la construcción. Para acelerar la consolidación y reducir el tiempo de precarga, puede resultar económico mejorar el drenaje del terreno, instalando drenes verticales en el terreno para reducir los caminos del agua hacia zonas más permeables. El objetivo de este método es alcanzar un grado de consolidación suficiente en un periodo aceptable de tiempo. Otro método para acelerar la consolidación de los suelos blandos son las inclusiones verticales de grava, ya sea mediante zanjas o mediante columnas de grava. Además este método supone un refuerzo adicional para el terreno. En general, las técnicas descritas para la mejora del terreno son muy costosas y sólo deben utilizarse después de un detallado reconocimiento de las características del suelo de cimentación, así como haber examinado las diversas opciones posibles. Se debe elegir el procedimiento que resume las condiciones adecuadas de plazo, costo y efectividad y no sólo el más económico. Palabras Clave: precarga, drenes verticales, columnas de grava / Tesis

Ingeniero Civil / El lecho de grava en un río puede ser contaminado por partículas de sedimento fino, por ejemplo, en situaciones donde el material fino es liberado de un embalse a través de procesos como el dragado de sedimentos u otros. Procesos de este tipo tienen por finalidad aumentar la capacidad y vida útil del embalse, mejorar las condiciones ambientales de éste, así como reducir las inestabilidades producidas en el río aguas abajo. Sin embargo este proceso es perjudicial para los ecosistemas aguas abajo de la obra, ya que produce la depositación de sedimento fino en los espacios de poros del lecho, modificando el estado natural de este. El proceso de transporte del sedimento liberado se puede generar a través de suspensión o como arrastre de fondo. El objetivo de este estudio es recrear experimentalmente los fenómenos que afectan a sistemas fluviales de este tipo, en particular estudiar el fenómeno del gasto solido de fondo de sedimentos finos sobre un lecho de grava y como se ven afectados ciertos parámetros asociados a la velocidad del flujo. Para investigar el fenómeno se llevó a cabo un estudio experimental en el laboratorio de Hidráulica Francisco Javier Domínguez, ubicado en el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile. Allí se cuenta con un canal de acrílico de sección cuadrada de 30 cm y un largo de 12 m; una tolva ubicada al inicio del canal que contiene sedimento fino (arena) y una trampa de sedimentos localizada al término del canal. Dentro del canal se dispone de un lecho de grava cuyo diámetro medio es de 45 mm. La acción de la tolva permite insertar sedimento fino de diámetro medio 0,45 mm, hacia el interior del canal. Por otro lado, la trampa de sedimento posibilita la cuantificación del arrastre solido de fondo. La posición de la arena con respecto a la grava se registró a través de un arreglo de cámaras fotográficas localizadas longitudinalmente, mientras que la velocidad del flujo en la zona fotografiada se midió con un Acoustic Doppler Velocimeter (ADV). Resultados derivados de las mediciones de la velocidad del flujo muestran que la intensidad de la turbulencia presenta un comportamiento concordante con las predicciones realizadas por Nezu and Nakagawa (1993). Además se aprecia como el aumento de la exposición de la arena es inversamente proporcional a la intensidad del esfuerzo de corte de Reynolds. Por último, se desarrolla una expresión que permite predecir el gasto sólido de fondo del sedimento fino sobre un lecho de grava inmóvil, en función del esfuerzo de corte de fondo y la exposición de la arena, mostrando una mejora en la precisión con respecto al empleo de las relaciones clásicas para granulometría uniforme como las obtenidas en los estudios de Meyer-Peter y Müller (1948); Frank and Jorgen (1976); Ashida (1972).

Ingeniero Civil / En el marco de la presente investigación, se estudió la influencia de la densidad relativa en la resistencia al corte para materiales granulares gruesos. La finalidad de este estudio es establecer en primer lugar, una metodología que permita estimar la densidad relativa en materiales granulares gruesos a partir de resultados de ensayos de densidad máxima y mínima de laboratorio convencionales. Para ello se realizó una intensa búsqueda en la literatura técnica, lo cual permitió generar una base de datos sólida, que a su vez, fue utilizada en establecer correlaciones para estimar los índices de vacíos máximos y mínimos utilizando el coeficiente de uniformidad. Estas correlaciones permitieron conseguir el objetivo de construir una metodología que estima la densidad relativa en suelos gruesos. Otro objetivo de este estudio es el de incorporar nuevos datos a los ábacos de resistencia utilizados para materiales granulares gruesos. Para ello se realizó una búsqueda en la literatura técnica de todos los ensayos triaxiales de grandes dimensiones publicados hasta ahora, con lo cual fue posible construir un nuevo ábaco de resistencia. Posteriormente se aplicó la metodología de estimación de la densidad relativa a aquellos datos recopilados para el ábaco de resistencia. Como resultado de aplicar la metodología propuesta, esta se ajustó de muy buena forma, entregando resultados coherentes, y en la mayoría de los casos permitió estimar la densidad relativa a la que fueron ensayadas las muestras en celdas triaxiales de gran escala. Además se logró comprobar las tendencias de comportamientos propuestas por otros autores, por ejemplo que para un mismo nivel de confinamiento el ángulo de fricción que presenta una probeta densa es mayor al que presenta una probeta en estado suelto, o también que para un mismo estado inicial de densidad al aumentar el nivel de confinamiento el ángulo de fricción interna que presenta el material tiende a disminuir. Por último, se establecen rangos de variaciones en el ángulo de fricción interna que podrían presentar los materiales para distintos niveles de confinamiento y diferente en densidad relativa, discriminando en curvas granulométricas uniformes y bien graduadas. Queda en evidencia que los fenómenos de resistencia al corte y densidad relativa dependen de varios factores que no fueron necesariamente considerados en esta investigación y sería interesante estudiar la influencia de estos en el futuro.

No description available.

Ingeniero Civil / En Chile la extracción, refinación y venta de cobre es una de las principales actividades económicas del país y su industria está localizada principalmente en toda la zona centro-norte del país. Además, las grandes faenas suelen ubicarse en territorios cercanos a la cordillera y estas deben llevar su producción a los puertos para ser exportados, por lo que una forma usual de transporte del cobre, es en su fase líquida, como concentrado de cobre, a través de concentraductos, que pueden extenderse por cientos de kilómetros. Estos concentraductos a menudo presentan fugas que producen la contaminación de suelos y cauces. Si los derrames ocurren en cauces, son situaciones graves ya que extienden rápidamente la contaminación hacia canales de sistemas de regadío, captaciones de agua potable y turbinas generadoras de hidroelectricidad. Por otro lado parte del derrame se deposita en lechos de ríos, que luego de crecidas de periodos de deshielo o grandes tormentas, pueden resuspender y movilizar el concentrado de cobre depositado en algún derrame previo. El trabajo consiste en estudiar la simulación de un derrame de concentrado de cobre en un río de montaña, en cuanto al trasporte, depositación y estratigrafía del lecho. Para esto se cuenta con un canal el cual es implementado con un lecho de grava, instrumentos de medición de la velocidad del flujo, cámaras y estanque dosificador para el concentrado de cobre, entre otros. El objetivo es poder cuantificar la evolución de la estratigrafía del lecho de grava debido al trasporte y/o depositación de concentrado de cobre. Para esto se cuantifica los fenómenos de trasporte hidráulico de sólidos presentes en el problema, adaptando el canal del laboratorio Francisco Javier Domínguez con un lecho mixto de grava y arena, e implementando instrumentos de medición de velocidad (Particule Image Velocimetry PIV) para así estimar esfuerzos de corte actuando en el lecho, y poder relacionarlo con la suspensión e infiltración del concentrado de cobre derramado. Como resultado se obtiene que la forma dominante de transporte (a lo largo del canal utilizado) de concentrado de cobre es mediante la suspensión (63%) debido a su granulometría fina (D_50=22.4μm). Los fenómenos advectivos y turbulentos no permiten la depositación total del concetrado que viaja en suspensión a pesar de su alto peso específico (4,2 ton/m^3), el mayor porcentaje de concentrado de cobre que sedimenta en el lecho lo hace muy cerca de la zona de derrame por lo que el momentum del derrame es importante ya que incide en los porcentajes suspensión/depositación. Toda partícula de concentrado de cobre que logre llegar al lecho no logrará un transporte por arrastre ni saltación y la única forma de que este se movilice con el flujo, es debido a socavaciones de lecho. Finalmente la infiltración del concentrado de cobre está afectada, por lo caudales que escurren y por la granulometría presente en el lecho obteniendo relaciones en las cuales mayores caudales implican mayores infiltraciones, mientras que granulometrías más gruesas permiten mayor infiltración del concentrado de cobre en el lecho. / Esta memoria cuenta con el financiamiento del Proyecto Fondecyt 1140767

Ingeniero Civil / El equilibrio del transporte de sedimento de un río de grava puede ser afectado, por ejemplo, por la construcción de una presa que modifica la condición natural del flujo, permitiendo la acumulación de sedimento fino en torno al muro. Procesos asociados a extender la vida útil de un embalse, como descargas de sedimento fino a través de compuertas en una operación controlada, pueden contaminar el lecho de grava aguas abajo incorporándose en sus intersticios, alcanzando diferente distribución y cantidad de sedimentos en su interior. Esto puede generar impactos ecológicos, interfiriendo el intercambio de agua y sustancias disueltas entre la columna de agua y los poros del lecho, modificando el estado natural del mismo. El objetivo de este estudio experimental es permitir una mejor compresión del transporte de sedimento fino, entorno a un lecho de grava. Eso es importante debido a que forma parte de un proyecto de investigación Fondecyt, que permitirá asistir y evaluar el impacto de sedimento fino aguas abajo de una presa o derrames mineros que pueden afectar severamente la sustentabilidad del medio ambiente. Con el objetivo de estudiar el problema se desarrollan experimentos en el laboratorio de Hidráulica Francisco J. Domínguez, ubicado en el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile, en un sistema cerrado de tuberías, o loop , por el cual escurre una muestra sólido-líquida sobre un lecho de grava móvil dispuesto en su interior. El tamaño de la grava y el sedimento fino incorporado corresponde a D_50Grava=1 cm y D_50Arena=120 µm. La generación de registros de la distribución y concentración del sedimento y su velocidad se realiza mediante un tomógrafo resistivo y la técnica Particle Image Velocimetry (PIV). Se registra la interfaz de la arena-grava y se realizan curvas granulométricas del sedimento depositado. Como resultado, el ajuste propuesto para la predicción del gasto sólido de fondo presenta la misma tendencia que las curvas de gasto sólido clásicas. El gasto experimental, de acuerdo a ellas, es sobrestimado y se acopla de manera satisfactoria con los estudios realizados por Kuhnle et al. (2013) y Niño et al. (2017). El uso del tomografo resistivo como sistema de medicion de concentraciónes resulto ser satisfactorio para la cuantificación del gasto sólido de fondo. De las mediciones de velocidad se desprende que la intensidad de la turbulencia se ajusta a las predicciones realizadas por otros autores como Niño (2017), Nezu y Nakagawa (1993) y Kironoto y Graf (1994). / Esta memoria cuenta con el financiamiento del Proyecto Fondecyt 1140767