El presente trabajo brinda resultados de ensayos experimentales realizados para la determinación de la longitud, dimensiones de la sección transversal y la rugosidad absoluta que debe tener el canal de disipación aguas arriba un aforador Parshall, el cual se plantea como una propuesta de solución a un problema identificado en un proyecto real dentro de la actividad minera. El estudio se aplica en una parte de la conducción del flujo de líquidos originados en el proceso de lixiviación de minerales, para lo cual básicamente se cuenta con una estructura conformada por un sistema de tuberías de colección de la solución lixiviada, la que luego se conecta una tubería denominada principal, la cual descarga a un canal de aproximación (disipador de energía) y a un aforador Parshall. Es en este canal de disipación en que el flujo impacta en la base del canal produciéndose un flujo turbulento en el aforador, lo cual origina gran imprecisión en la medición del caudal que atraviesa por este. Por lo tanto, se propone el dimensionamiento y las características de rugosidad para el canal de disipación, tal de obtener un flujo en régimen subcrítico, aguas abajo del flujo en régimen supercrítico. De esta manera se cumplirá con las condiciones que requiere el aforador Parshall para su correcto funcionamiento. La solución al problema identificado, que se halló mediante el presente trabajo de tesis está basado en el desarrollo y la aplicación de un modelo físico del prototipo, construido a escala, cuyo diseño cumple la teoría de semejanza semejanza hidráulica. La fabricación del modelo, se realizó tomando en cuenta las condiciones y restricciones existentes del lugar donde fue instalado para fines de los ensayos a realizar, es decir, en el Laboratorio de Hidráulica de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

En el presente trabajo de tesis se desarrolla un balance hídrico de la laguna Parón, localizada en la provincia de Huaylas, departamento de Ancash. Esta laguna se encuentra en el Parque Nacional Huascarán (Área Natural Protegida) y en la cuenca hidrográfica del río Santa. La laguna Parón tiene un origen de tipo glaciar, por ese motivo se toma en consideración aspectos de los glaciares. Así mismo, al conocerse estudios realizados en la Cordillera Blanca que indican que el calentamiento global afecta directamente a las lagunas de origen glaciar, como es el caso de la laguna Parón, se consideró a este factor en el balance hídrico. Para incluir los aspectos antes mencionados, se decide plantear el balance hídrico en tres escenarios de aprovechamiento. El primer escenario, denominado “escenario actual 2010”, situado en el año 2010, en este se realiza un balance hídrico mes a mes; el segundo, denominado “escenario 2030”, situado en el año 2030, en el que se realiza un balance hídrico anual, finalmente, el tercer escenario se denomina “escenario 2090”, situado en el año 2090, en el que se realiza un balance hídrico mes a mes. Los tres escenarios se desarrollan en un Sistema de Información Geográfica (SIG). Se ha considerado a la micro cuenca Parón como el área aportante a la laguna del mismo nombre. Los parámetros considerados en el balance hídrico fueron: La precipitación sobre la laguna, la escorrentía (diferenciada como escorrentía glaciar y escorrentía no glaciar) y la evaporación sobre la laguna. Se presenta el balance hídrico de la laguna Parón como propuesta para el aprovechamiento sostenible de sus recursos hídricos en el contexto actual del calentamiento global. Es importante resaltar que el presente trabajo ha sido compartido con la población local, a través de talleres de capacitación en los que se trataron conceptos como ciclo hidrológico, cuenca hidrográfica, balance hídrico, calentamiento global, entre otros.

La caracterización y estimación de las crecidas de un río son indispensables para garantizar el correcto desempeño y seguridad de infraestructura hidráulica. Nuestro país, en tanto se ubica en una de las zonas con la mayor actividad relacionada a fenómenos hidroclimáticos extremos, requiere de herramientas y métodos desarrollados para nuestro contexto y situaciones hidrológicas. En tal virtud, el objetivo principal de la presente investigación es el desarrollo y aplicación de técnicas que permitan estimar caudales máximos naturales, para diferentes probabilidades de ocurrencia, en puntos estratégicos de los principales ríos de la zona centro de la vertiente del Pacifico, los cuales se ubican en la región denominada 5a4 en el “Estudio de la hidrología del Perú” (IILA et al., 1982). Las referidas estimaciones plasmadas en mapas permiten el dimensionamiento de infraestructura hidráulica y el control de riesgos asociados a los caudales máximos. Es importante mencionar que la presente contribución se distingue de la habitual forma de estimar caudales máximos en cuencas con pocas o sin estaciones de aforo, complementando información existente con bases de datos satelitales, aplicando modelos conceptuales que representen procesos físicos y que permitan validar la información generada. La presente tesis se distribuye como sigue. En el capítulo 1 se presentan los aspectos generales de la investigación que comprende la introducción, problema de investigación y objetivos; asimismo, se describe el área de estudio especificando sus características fisiográficas y aspectos de hidrología e hidrografía; finalmente, se hace una breve revisión de conceptos importantes enfatizando aspectos usados en la metodología para el desarrollo de la investigación. En el capítulo 2 se presentan los datos y la metodología que se empleó en el presente trabajo, la primera sección comprende la descripción de los datos relevantes del ´área de estudio tales como la información hidrometeorológica convencional e información sobre estimaciones satelitales de variables climáticas. La segunda sección comprende la descripción detallada de los métodos y el procedimiento desde la recolección de información hasta la generación de mapas de caudales máximos. En el capítulo 3 se presenta la discusión y los resultados del procedimiento el cual inicia con la selección y recolección de registros de estaciones hidroclimáticas en la zona de estudio. Subsecuentemente, los registros fueron evaluados mediante diversas técnicas para verificar la confiabilidad, consistencia y homogeneidad de los datos. Debido a la limitada cantidad de estaciones de aforo disponibles en la zona de estudio, la evaluación de caudales máximos en diversos puntos de la red fluvial requirió aplicar técnicas de extrapolación de datos observados. Para tal efecto, se priorizó el uso de modelos hidrológicos calibrados en forma tal que puedan reproducir adecuados resultados en puntos aforados y reproducirlos a puntos no aforados con un buen nivel de confiabilidad. Por otro lado, la baja densidad de registros pluviométricos y ausencia de registros de variables climáticas requeridas para desarrollar un modelo que relacione las precipitaciones con las descargas, requirieron el uso de diversas bases de datos y productos satelitales con el fin de optimizar, en espacio y tiempo, los registros disponibles de precipitación y suplir las limitaciones de información relativa a las variables climáticas. Entonces se eligieron los datos con estimaciones satelitales de lluvia y evapotranspiración que mejor representen los datos observados conformando una nueva base de datos compuesta de registros convencionales y satelitales. Posteriormente, se seleccionaron puntos de análisis al interior de las cuencas y adecuaron las subcuencas generadas por estos puntos al modelo GR2M para simular caudales mensuales, considerando adecuada una superficie de cuenca mayor a 300 km2. Los registros de caudales máximos en puntos aforados que pasaron la etapa de evaluación se ajustaron a funciones de distribución con la finalidad de determinar su ley de frecuencia. Asimismo, para los puntos no aforados, apoyándonos en los caudales simulados obtenidos de la etapa de modelamiento y a través de un análisis regional a nivel de cuenca se establecieron relaciones entre las curvas de frecuencia de caudales máximos mensuales y máximos diarios. Así se obtuvieron aproximaciones confiables de la probabilidad de ocurrencia de caudales máximos diarios en puntos no aforados, a partir de los cuales se construyeron mapas para los periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años. Finalmente la tesis concluye con el capítulo 4 donde se presentan las conclusiones generales de la investigación y el trabajo futuro recomendado. / The river’s floods characterization and estimation are indispensable to guarantee the correct performanceand and safety of hydraulic infrastructure. Our country, while located in one of the areas with the highest activity related to extreme hydroclimatic phenomena, requires tools and methods developed for our context and hydrological situations. In this virtue, the main objective of this research is development and application of techniques that allow estimating natural maximum flows, for different probabilities of occurrence, in strategic points of main rivers in the central area of Pacific slope, located in the region named 5a4 in the ”Study of Hydrology of Peru” citep IILA1982. The referred estimations contained in maps allow the sizing of hydraulic infrastructure and the control of risks associated with the maximum flow rates. It is important to mention that present contribution is different from the usual way of estimating maximum flows in watersheds with few or no gauging stations, complementing existing information with satellite databases, applying conceptual models that represent physical processes and that allow validating the generated information. The present thesis is distributed as follows. In the chapter 1 general aspects of the investigation that includes the introduction, research problem and objectives are presented; also, the study area is described specifying its physiographic characteristics and aspects of hydrology and hydrography; finally, a brief review of important concepts is made emphasizing aspects used in the methodology for the development of the research. In the chapter 2 data and methodology that was used in the present work are presented, the first section includes a description of the relevant data of study area such as conventional hydrometeorological information and information about satellite estimations of climatic variables. The second section includes detailed description of methods and procedure from the information collection to the generation of maximum flow maps. In the chapter 3 the discussion and the results of the procedure are presented, which begins with selection and collection of hydroclimatic stations records in the study area. Subsequently, the records were evaluated using various techniques to verify the data reliability, consistency and homogeneity. Due to the limited number of gauging stations available in the study area, the maximum flow evaluation at various points in the fluvial network required the application of extrapolation techniques in observed data. For this purpose, the use of hydrological models calibrated in such way that they can reproduce adequate results in gauged points and reproduce them at ungauged points with a good level of reliability was prioritized. On the other hand, the low density of rainfall records and absence of climatic variables records required to develop a model that relates precipitation and discharge, required the use of various databases and satellite products in order to optimize, in space and time, the available records of precipitation and supply the limitations of information related to climatic variables. The data was then chosen with satellite rainfall and evapotranspiration estimates that best represent the observed data, forming a new database composed of conventional and satellite records. Subsequently, analysis points were selected within the basins and the sub-basins generated by these points were adapted to the GR2M model to simulate monthly flows, considering a basin area greater than 300 km textsuperscript 2 adequate. The maximum flows records in gauged points that passed the evaluation stage were adjusted to distribution functions in order to determine their frequency law. Likewise, for ungauged points, based on the simulated flows obtained from the modeling stage and through a regional analysis at the basin level, relationships were established between the frequency curves of maximum monthly and maximum daily flows. Thus, reliable approximations of the probability of occurrence of maximum daily flows in ungauged points were obtained, from which maps were constructed for the return periods of 2, 5, 10, 25, 50 and 100 years. Finally the thesis concludes with the chapter 4 where general conclusions of the investigation and recommended future work are presented. / Tesis

O ruído excessivo é considerado problema de saúde pública devido ao seu impacto a saúde humana. Nas edificações residenciais, os ruídos emitidos por instalações hidrossanitárias são maioria nas reclamações dos usuários. Neste contexto, destaca-se a necessidade do controle acústico em edificações residenciais, em específico deste estudo, para o controle do ruído hidrossanitário em instalações prediais. A norma NBR 15575: 2013 estabelece parâmetros para que os ruídos gerados por instalações hidrossanitárias não produzam níveis de pressão sonora elevados no interior dos dormitórios. Os níveis elevados provocam uma percepção auditiva desagradável e podem gerar constrangimentos entre vizinhos, devido à falta de privacidade. O objetivo deste artigo é avaliar e comparar os resultados de possíveis soluções acústicas para mitigar os níveis de pressão sonora gerados pelas instalações hidrossanitárias prediais, devido o acionamento de descargas de vasos sanitários e abertura de torneiras. Foram realizadas medições de níveis de pressão sonora conforme a norma ISO 16032: 2004 adaptada para laboratório em câmara de ensaios acústicos hidrossanitários do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) para nove amostras de envelopamento acústico. Os resultados técnicos encontrados através das grandezas LZeq,nT, LAeq,nT e LASmax,nT foram analisados e comparados para cada amostra medida no tubo envelopado e no tubo aparente. Para as amostras analisadas, a maioria das amostras apresenta ? L >= 20 dB no acionamento da descarga do vaso sanitário e ? L >= 10 dB para o ruído oriundo da abertura da torneira. Através da estimativa custo-benefício, verificou-se que a amostra C possui a melhor relação entre as amostras estimadas. / Excessive noise is considered a public health problem due to its impact on human health. In residential buildings, the noises emitted by hydrosanitary are the source of most complaints from users. In this context, we highlight the need for acoustic control in residential buildings, in the specific case of this work, for the control of hydrosanitary systems noise in building. The standard NBR 15575: 2013 establishes parameters for the noises generated by hydrosanitary systems do not produce highs sound pressure levels inside the bedroom. When these levels are high, they cause a nasty hearing perception and can generate constraints between neighbors, due to the lack of privacy. The goal of this dissertation is to evaluate and analyze the results of possible acoustic solutions to mitigate the sound pressure levels generated by hydrosanitary systems, due to the triggering of discharge activation of toilets and tap opening. For this, measurements of sound pressure levels as ISO 16032: 2004 adapted to laboratory in acoustic testing environment hydrosanitary Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) to nine samples. Evaluated and compared the technical results found through the variable, LZeq,nT, LAeq,nT e LASmax,nT, for each sample as the tube enveloped and apparent tube. The results for the samples analysed are satisfactory, since most samples reduce more than 20 dB for noise generated due to the discharge activation and 10 dB for noise from the tap opening. Through the cost-benefit analysis, it was found that the sample C has the best relation between estimated samples.

This work presents an application of failure prognosis in the system command actuator of a commercial aircraft. An efficient failure prognostic algorithm provides a reduction in the number of unscheduled events and consequently generates a significant reduction in the maintenance costs. Although this is a simulation-based work, it presents a pre validation with bench tests data. The method starts by computational mathematical modeling of the system and this further validation by laboratory results. The sensitivity study of the variables is necessary in order to understand which parameters affect the system. The estimation of a confidence interval to determine the nominal behavior failure allows detection and isolation. Parity state techniques will be used for the residue signals design which will be the of the degradation measurement. A simulation of the failure behavior over the time to forecast when the system will reach a determined threshold is also presented.

This work aims to demonstrate an approach to design a fly-by-wire mobile surface control system for a commercial jet employing multiobjective optimization techniques. This approach consists on sizing a set of design parameters of the control system based on model simulation and response analysis coupled with optimization algorithms in a multiobjective design environment. An overview on control surface systems is presented, focusing on fly-by-wire. To provide the theoretical basis, a review on optimization theory and methods is presented, as well it is developed the system mathematical model. The system in focus is of electro-hydraulic actuation, where a controller acts on a servo valve, that commands an actuator for positioning control of an aircraft rudder. The design approach was to optimize a set of system components parameters, such as controller gains, servo valve and hydraulic actuator parameters, that result in adequate workloads and produce a system that meets the design requirements and is cost-effective. The model, to be simulated and analyzed, is implemented in MATLAB/Simulink, from where the system response characteristics are passed to the optimization environment. A multiobjective genetic algorithm is applied, and as a result from the optimization process we obtain a Pareto set, from where an optimal design is chosen for a detailed analysis.

The objective of this work was to develop a high fidelity model representative up to high frequencies of a Flight Control System with hydraulic actuation on active-active mode. The usage of a Fly-By-Wire architecture and hydraulic actuation system on active-active mode has brought new engineering challenges like the force-fight between actuators and its structure fatigue life consumption on normal and failure scenarios such as oscillatory mal-functions. Once that these failure modes can exist up to high frequencies, it makes necessary the development of a high fidelity model of a flight control system representative up to high frequencies. The model herein developed has a high fidelity model of an EHSV, hydraulic actuator, a position loop and the control surface, as well as other models complementary in order that it can be possible to analyze the whole system up to high frequencies. It was analyzed the performance of the model at step input response and frequency response, showing to be a model close to the expected response of a real system. Also it was analyzed the frequency response of its components showing to be a representative model up to high frequencies. Besides the performance analysis, it was studied the behavior on a oscillatory mal-function scenario, showing the expected level of structure load, as well as its fatigue life consumption, showing the need to monitor these types of failures.

O objetivo desta tese é modelar o sistema anti-skid de uma aeronave utilizando o aplicativo AMESIM e analisar os resultados apresentados por meio de simulação. Considera-se o comportamento normal do sistema e o efeito da ocorrência de diferentes tipos de falhas. Este aplicativo é baseado na teoria de Grafos de Ligação e permite a construção de modelos dinâmicos com elevado grau de detalhamento. O modelo elaborado visa à utilização na validação de propostas de estratégias de controle para o sistema anti-skid.

O Sistema Hidráulico de Campos Elevados de Cultivo, Camellones, construído ao longo de 2500 anos pelos grupos pré-hispânicos da Sabana de Bogotá, Colômbia, é o tema central da presente tese. O nosso trabalho focou na relação estabelecida entre estes grupos e a água, para determinar de que maneira a interação entre ambos levou a uma forma particular de exploração dos recursos e de ocupação do território. O objetivo geral da pesquisa foi entender como foi organizada a espacialidade e as atividades cotidianas, especificamente durante o período Muisca Tardio (1000 - 1550 DC), em torno do sistema hidráulico, isto é, como se construiu uma paisagem agrícola em um ecossistema de águas abertas, e como mudou essa paisagem com a colonização espanhola durante a segunda metade do século XVI. Apoiados nos conceitos e elementos teóricos da Arqueologia da Paisagem e da Ecologia Histórica, e nos dados arqueológicos, paleo-ambientais, documentais e na fotointerpretação, desenvolvemos uma análise que permitiu estabelecer que o sistema de camellones foi o resultado da inter-relação homem-meio em que os homens criaram uma forma de viver em um meio alagadiço e com grandes áreas de pântano permanente, construindo longos canais para controlar a água, criando áreas de mitigação das enchentes, obstruindo a confluência de alguns rios e elevando os campos para cultivo. A água, longe de ser um problema, se transformou no eixo de um sistema que não só provia alimentos mas também recursos derivados da pesca e da caça. Esta paisagem mudou drasticamente com a colonização espanhola, já que ela transformou o sistema social e produtivo dos Muiscas, o qual sustentava o sistema hidráulico. A mudança na forma de posse da terra, no tipo de plantas cultivadas, na introdução de elementos completamente alheios como o gado, somado à queda populacional, ao rompimento dos laços comunitários tradicionais, enfim, o desabamento do mundo que até então tinham conhecido, dificultou a reprodução social das estruturas necessárias para que o sistema hidráulico sobrevivesse. / The Hydraulic System of Raised Fields Cultivation, Camellones, built throughout 2500 years by pre-Hispanic groups from the Sabana de Bogotá, Colombia, is the central theme of this thesis. Our work focused the relationship between these groups and the water, to determine how the interaction between them led to a particular form of exploitation of resources and occupation of the territory. The overall objective of the research was to understand how it was organized the spatiality and quotidian activities, specifically during the Late Muisca period (1000 - 1550 AD), around the hydraulic system, that is, how it was built an agricultural landscape in an ecosystem of open water, and how this landscape changed with the Spanish colonization during the second half of the sixteenth century. Building on the concepts and theoretical elements of Landscape Archaeology and Historical Ecology, as well as archaeological, paleo-environmental, documentary data and photointerpretation, we developed an analysis that determined that the system of camellones was the result of the inter-relationship man-environment in which men have created a way to live in a wetland environment and with large areas of permanent swamp, building long channels to control the water, creating areas of mitigation of floods, blocking the confluence of some rivers and raising the fields for cultivation. The water, far from being a problem, has become the axis of a system that not only provided food but also the proceeds of fishing and hunting. This landscape has changed dramatically with the Spanish colonization, as it transformed the social and productive system of Muiscas, which supported the hydraulic system. The change in the form of land tenure, the type of crops, the introduction of completely unrelated elements such as cattle, added to the population decline, the breakdown of traditional community ties, ultimately, the collapse of the world that they had hitherto known, difficult the social reproduction of the structures necessary for the hydraulic system to survive.

A presente pesquisa tem, como objetivo, avaliar o desempenho de bacias sanitárias de 4,8 L/descarga, bem como do sistema de esgoto sanitário, quando estas bacias sanitárias estão instaladas. Para essa pesquisa foram realizadas três etapas: revisão bibliográfica, etapa laboratorial e etapa de campo. Na etapa laboratorial foram ensaiadas vinte bacias sanitárias de 4,8 L/descarga, tanto bacias sanitárias projetadas para funcionar com 4,8 L/descarga quanto bacias sanitárias projetadas para funcionar com 6,8 L/descarga, mas reguladas para 4,8 L/descarga. Foram observadas bacias sanitárias que atendem o desempenho de remoção de dejetos da própria bacia, mas apenas cinco bacias sanitárias (25%) foram aprovadas em todos os ensaios realizados. Nenhuma das bacias sanitárias projetadas para funcionar com 6,8 L/descarga, mas regulada para 4,8 L/descarga, foi aprovada nesta etapa. Na etapa de campo, dez casas tiveram o consumo de água total e da bacia sanitária monitorados e foram realizadas cinco filmagens da rede de esgoto sanitário. Durante a etapa de campo, embora os usuários não tenham relatado problemas no desempenho das bacias sanitárias, o monitoramento dos dados revelou a presença de acionamentos sucessivos em algumas das residências. As filmagens da rede de esgoto sanitário mostraram depósito de sólidos, que pode ter ocorrido devido à redução do volume de água despejado na rede. Assim, não é possível afirmar que a substituição de bacias sanitárias de 6,8 L/descarga por aquelas de 4,8 L/descarga não causa impacto no desempenho do sistema de esgoto sanitário. Com a comparação entre os ensaios realizados em laboratório e os resultados obtidos em campo, verificou-se que os ensaios constantes, nas normas atuais, não são suficientes para avaliar bacias sanitárias de 4,8 L/descarga, mas foi possível verificar uma relação do ensaio de transporte de pasta de soja com o desempenho de bacias sanitárias de 4,8 L/descarga. Esse ensaio separa as bacias sanitárias de 4,8 L/descarga com bom desempenho em campo das que não apresentaram bom desempenho em campo; por isso, pode ser inserido em uma próxima revisão normativa que contemple bacias sanitárias de 4,8 L/descarga. / This research aims to evaluate the performance of low flush toilets (4.8 Lpf - liters per flush) and the performance of the drainage system when these toilets are installed. In this research, 3 steps were realized: bibliographic review, laboratory step and field step. In the laboratory step, 20 toilets were tested, both 4,8 Lpf toilets and 6,8 Lpf toilets, but regulated to 4,8 Lpf. There were toilets that attend the removal test of the toilet itself. This result shows that some products have enough technology to work with reduced volume, but only 5 toilets (25%) were approved in all laboratory tests. None of the 6,8 Lpf toilets, but regulated to 4,8 Lpf, was approved in the laboratory tests. In the field step, 10 houses had total water consumption and toilet consumption monitored. In addition, 5 filming - real time video - of the drainage system were realized. During the field step, although problems weren\'t reported in the performance of the toilets by the users, data\'s monitoring revealed the presence of constant successive flushes in some of the residences. The filming of the drainage system showed solid deposits which may have occurred due to the reduction of the water discharge. Thus, it isn\'t possible to afirm that the replacement of 6,8 Lpf toilets by 4.8 Lpf toilets doesn\'t have an impact on the performance of the drainage system performance, therefore it can\'t be applied unrestrictedly. With the laboratory tests and the results obtained in the field, it was verified that the tests included in the current standards aren\'t sufficient to evaluate the 4.8 Lpf toilets, but it was possible to verify a correlation of the transport of soybean paste test with the performance of 4.8 Lpf toilets. This test separates the 4,8 Lpf toilets with proper performance in the field from those that didn\'t present proper performance in the field, so it can be inserted in a next normative revision that contemplates 4,8 Lpf toilets.