Ingeniera Civil / Los elementos masivos de hormigón se caracterizan por su particular comportamiento térmico en el cual la masividad del elemento y la baja conductividad térmica del material inducen una baja tasa de disipación del calor generado durante la hidratación del cemento, lo que provoca un excesivo aumento de temperatura en su interior. Lo anterior, da origen a diferenciales de temperatura entre la superficie expuesta a las condiciones ambientales y el centro del elemento, los cuales pueden alcanzar una magnitud tal que induzcan estados tensionales a temprana edad del hormigón, que pueden resultar en agrietamientos que perjudiquen la funcionalidad y serviciabilidad del elemento. Bajo el mismo contexto, el centro del elemento es el punto que alcanza la mayor temperatura en la etapa de hidratación del cemento, ya que en ese lugar las reacciones se desarrollan bajo un estado semi-adiabático. Dicha temperatura puede alcanzar una magnitud tal que promueva la formación de etringita tardía, un compuesto potencialmente expansivo que puede provocar fisuras al interior del elemento. En la actualidad, existen métodos que permiten estimar el desarrollo de temperatura al interior de un elemento masivo de hormigón. Sin embargo, muchos de estos métodos se basan en resultados empíricos obtenidos de mezclas confeccionadas con cementos que difieren en su composición y propiedades con los que hoy en día se emplean en Chile. El objetivo de este trabajo es proponer un modelo característico que permita estimar la respuesta térmica del hormigón masivo confeccionado con cementos de origen nacional, particularmente aquellos con adiciones de puzolanas. La metodología de trabajo consiste en evaluar las estimaciones del comportamiento térmico dadas por 4 métodos predictivos existentes, y contrastarlas con resultados empíricos obtenidos de bloques de 0,6 m de arista confeccionados en laboratorio, a los cuales se les monitoreó su temperatura interna durante 7 días. Al analizar los resultados obtenidos, se identifica la incidencia del tipo y contenido de cemento en el comportamiento térmico de hormigones confeccionados con cementos puzolánicos. Además, se evalúa el nivel de ajuste de los métodos evaluados, proponiendo aquel que presenta estimaciones dentro de un rango aceptable para ser usado como un método característico de estimación del desarrollo térmico de hormigones masivos confeccionados con cementos puzolánicos chilenos. A modo de síntesis, como resultado de este trabajo se propone el método denominado CTK para la estimación de desarrollo de temperatura en hormigones masivos confeccionados con cementos nacionales. El modelo propuesto presentó, en la mayoría de los casos estudiados, desviaciones menores a 15% respecto a los valores experimentales, rango considerado aceptable para este trabajo.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / La base de este trabajo está en analizar la validez del método de madurez como herramienta de control del gradiente de temperatura en estructuras masivas de hormigón, lo cual se puede corroborar utilizando la curva de resistencia, que es producto de su interacción entre las temperaturas registradas a lo largo del tiempo. El estudio cuenta con datos provenientes de proyectos reales (edificio Padre Hurtado, Región Metropolitana y edificio Infinity, Región de Valparaíso), donde el cálculo del índice de madurez está predefinido por los sensores SmartRock, y que se adecuan a los coeficientes calibrados correspondientemente a la obra para estimación de resistencia. Ambos proyectos son de carácter habitacional, y fueron monitoreados en época de verano, específicamente, entre diciembre y marzo. Dentro del desarrollo de este informe, se trabajó en post de verificar las posibles relaciones observables y cuantificables en cuanto al desarrollo de la resistencia, de manera comparativa, entre aquellos proyectos que sufrieron problemas de gradiente de temperatura mayores a 20 [°C], con aquellos que no. Con esto, se podrá buscar una tendencia en el comportamiento de las mediciones, agregando también, el factor de temperatura de colocación y de ambiente y su efecto sobre el desarrollo de las resistencias. Para esto, se definieron conceptos claves como hormigón masivo, método de madurez, control de gradientes de temperatura y sus patologías dentro de las estructuras de concreto masivo, bajo normativas nacionales. El estudio se dividió en dos partes: Análisis de curvas de resistencias y su efecto en el desarrollo de gradientes de temperatura a edades tempranas, para superficie y núcleo por separado, y, con el fin de considerar la unidad completa en análisis, se desarrolla el concepto de diferencia de resistencias entre núcleo y superficie del elemento, el cual se evalúa también para edades tempranas (de manera acumulativa y por tramos temporales, además de un factor promedio en el tiempo). Ambos análisis serán evaluados bajo curvas de tendencia mediante un modelo de regresión polinómica, y sus coeficientes característicos. Los resultados descartan un análisis en base a curvas de tendencia, ya que no se aprecia un patrón que indique un comportamiento común en aquellos proyectos que presentan problemas de gradiente de temperatura, a pesar de que el modelo polinómico era lo suficientemente representativo con los datos estudiados. Para el caso de análisis por curvas de resistencia, la temperatura ambiente es directamente proporcional al desarrollo de resistencias a nivel de núcleo, no así en superficie, donde es variable. Para la temperatura de colocación, se reitera el mismo comportamiento a nivel de núcleo, con un desarrollo de resistencia variable en superficie. En cuanto a la diferencia de resistencias entre núcleo y superficie, aquellos ejes que sobrepasan la diferencia de 1 [MPa] tienden a presentar problemas de gradiente de temperatura. En cuanto a diferencias de resistencia promedio, no se obtiene una tendencia concluyente y se descarta también como alternativa de análisis.

Ingeniera Civil / Actualmente, para calificar la calidad del hormigón proyectado se recurre a ensayos que evalúan diversas propiedades del material, incluyendo el desarrollo de resistencia mecánica temprana; la resistencia a compresión; la resistencia residual, el contenido de aire, entre otras. Por otra parte, para calificar su durabilidad se utiliza, al igual que para el hormigón convencional, el ensayo de permeabilidad al agua de la norma NCh 2262, cuyos resultados presentan en general alta dispersión. En el caso de proyectos con mayores exigencias de durabilidad, que establecen un determinado período de servicio, se hace necesario recurrir a ensayos que permitan calificar sus características de porosidad y permeabilidad con niveles mayores de definición que el que se alcanza con el ensayo de penetración de agua, antes indicado. Es por esto que en el presente trabajo se realiza un estudio comparativo de dos metodologías de ensayo que permiten calificar la resistencia del hormigón a la penetración de ion cloruro, los métodos RCPT (ASTM C 1202) [1] y NT BUILD 492 [2], junto con un método de ensayo que permite determinar el volumen de poros permeables del hormigón (VPV por su sigla en inglés), a través del valor de la absorción de agua después de ebullición (ASTM C 642 [3]), método que cuenta con antecedentes de aplicación en el revestimiento de túneles en Canadá y Australia. Aplicando dichas metodologías de ensayo, se evalúa el desempeño en durabilidad de uno de los hormigones utilizados en las obras de la Línea 3 de Metro, que corresponde a un SH30(90)10/FL3, colocado mediante vía húmeda. Las muestras ensayadas se obtuvieron a partir de paneles de control del material en obra, 18 en total, que permitieron la extracción de 72 testigos, de los que a su vez, se obtuvieron probetas a utilizar en los distintos ensayos: RCPT (36), NT BUILD 492 (54) y VPV (19). De los resultados de estos ensayos se deriva, en primer lugar, que el volumen de poros permeables (VPV) para el shotcrete de la obra es de un 17.1% en promedio, lo que corresponde a un hormigón de durabilidad en el rango Bueno/Regular, teniendo como referencia el criterio de Morgan, calidad que estaría por debajo de lo que se obtiene para obras de sostenimiento con shotcrete de acuerdo a ese criterio. En cuanto al comportamiento en el ensayo RCPT se observa un valor medio de 3636 C, que corresponde a una permeabilidad a cloruros moderada. Los resultados del shotcrete en estudio en el ensayo NT BUILD 492 son concordantes, con un valor del Coeficiente de difusión igual a 9.7 10�����12(m2=s), calificado como normal. No obstante, se evidenciaron anomalías en las muestras ensayadas por el método NT BUILD 492, que podrían ser consecuencia de filtraciones de una solución durante el ensayo. Realizado un análisis de sensibilidad y considerando en los cálculos sólo los valores que se presume no estuvieron afectos a dicho desacierto, se califica al shotcrete con la misma calidad nombrada anteriormente; sin embargo producto de esto se deben desechar los resultados obtenidos. De este estudio se puede concluir que las metodologías evaluadas serían alternativas válidas para la especificación por desempeño de los requerimientos de durabilidad para el shotcrete.

Ingeniero Civil / El hormigón proyectado ha demostrado ser una excelente herramienta en el ámbito de la construcción, es por esta razón que ha sido utilizado a lo largo de todo el mundo en diversas obras civiles, especialmente en fortificación de túneles, debido a su capacidad de soporte y a las altas resistencias que puede obtener en poco tiempo. En Chile, se analizan las resistencias tempranas del hormigón proyectado concorde al método normado UNE-EN14488-2 el que cuenta con dos métodos de medición de resistencia temprana: El penetrómetro de aguja y el Hinca de clavo, el primero válido para resistencias entre 0.2 y 1.2Mpa y el segundo para resistencias entre 3 y 16 MPa. Actualmente las curvas de resistencias tempranas obtenidas bajo la norma UNE-EN14488-2 genera un intervalo entre el método penetrómetro de aguja y el método hincado de clavo, en el cual no se tiene certeza de cómo es la curva en tal rango. Lo que se hace en este intervalo es unir, linealmente, la última medición del método penetrómetro de aguja con la primera medición del método hincado de clavo. La incertidumbre que existe en este intervalo es la que da origen a este estudio, en el que se busca correlacionar el método normado con un método alternativo que si obtenga resistencias en ese intervalo. El método alternativo a utilizar es el Method Statement Shotcrete Testing, este método es una versión acotada del método normado, en el que, las resistencias a compresión con el método hincado de clavos se obtienen, solamente, a partir de la penetración del calvo y no de la penetración y la extracción como sucede en el caso del método normado. Una característica importante del Method Statement Shotcrete Testing es que si se pueden obtener resultados en todos los intervalos de resistencia. Finalmente, a partir de un análisis estadístico mediante la Regresión lineal y el coeficiente de Pearson, se obtiene que los dos métodos poseen una tendencia lineal, y que ambos métodos pueden ser correlacionados perfectamente. Dado lo anterior, la utilización de cualquiera de los dos métodos queda a la decisión del profesional a cargo sin depender de la especificación, lo que ayuda a tener una mayor certidumbre con respecto a lo que realmente sucede con las resistencias a compresión del hormigón proyecto.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica. Ingeniero Civil / De acuerdo a los daños observados por el terremoto del 27 de Febrero de 2010 en Chile sobre muros de hormigón armado y el común requerimiento arquitectónico de disponer de discontinuidades sobre los mismos en los primeros pisos y/o primeros subterráneos se realiza el presente estudio. El objetivo es entender el comportamiento de un muro bajo la influencia de una abertura central en la base, y como cambia esa respuesta al agregar elementos en el muro (particularmente losas en la zona de la discontinuidad). Lo anterior es llevado a cabo a través de dos grandes enfoques: el ensayo de cuatro probetas de hormigón armado representativas del caso anterior, y la modelación en elementos finitos de los mismos, además de una extensión a través de un análisis paramétrico. Los muros ensayados tienen 2.65 [m] de alto, 0.9 [m] de largo y 0.15 [m] de espesor. Los primeros tres no tienen losas y se diferencian por las dimensiones de su abertura, mientras que el cuarto tiene las mismas dimensiones (tanto del muro como de la abertura) que el tercer muro, pero consta con la presencia de dos losas en la zona de discontinuidad. El ensayo consta de una aplicación de un desplazamiento pseudo estático controlado a 2.8 [m] desde la base del muro bajo una carga axial controlada y constante de 400 [kN] (cercano al 7% de la capacidad a compresión de la sección entera). El muro se encuentra anclado a la losa de reacción y es sometido a tres ciclos de desplazamiento por cada nivel de deriva. Los materiales usados son comunes en el país (hormigón H30 y acero A63-42H). La instrumentación usada fueron strain gages en las barras de acero, LVDT s sobre una cara del muro y capturando el comportamiento global de éste, y una grilla de fotogrametría para realizar un análisis de correlación de imágenes digitales (DIC). Los resultados muestran que la presencia de las aberturas no genera cambios ni en la rigidez ni en la resistencia de los muros, pero sí en su capacidad de deformación. De acuerdo a los ensayos y literatura previa, el largo de la abertura es la variable más importante en el impacto global. Mientras que el muro base y el abertura pequeña llegan a 3.9% y 3.7% de deriva respectivamente, los muros con abertura más ancha llegan sólo a 2.6%, y el muro con losa se posiciona como un caso intermedio con un3.2%. En todos los casos con aberturas se genera una grieta diagonal desde la abertura a la esquina del muro, generando además pandeo de las barras de refuerzo de la abertura. Al estudiar las deformaciones unitarias verticales en la sección se muestra un cambio de signo en la pendiente, acusando la presencia de un puntal a compresión o una doble curvatura. Al realizar modelos a flexión para relaciones de aspecto mayores, se encuentra que el modelo es aceptable para captar la degradación del muro.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Los muros están dentro de las estructuras más importantes del diseño en Chile, y como tal deben tener un estudio y análisis exhaustivo de su comportamiento, que como sabemos son difíciles en especial los casos en los que se tienen diferentes discontinuidades, en donde uno se encuentra con una amplia gama de metodologías, como lo son los elementos finitos que son muy refinadas, y otras que son más simples como los modelos puntal tensor, que nos permiten realizar análisis pero no nos entregan las deformaciones que se van teniendo a lo largo del tiempo, si no que una distribución de cargas. Por lo tanto, lo que se realiza en este estudio es una modelación existente puntal tensor, que utiliza elementos de fibra tipo viga no lineales para las direcciones verticales de la estructura, para los elementos horizontales se usan elementos tipo viga de igual manera y finalmente para los elementos diagonales se ocupan bielas. Con el objetivo de comparar datos experimentales con la modelación, se toman 7 muros ensayados, de los cuales 1 es un muro rectangular, 3 son muros bandera y 3 son muros con abertura central en la base. Los muros tienen 2.65 [m] de altura, 0.15 [m] de espesor y 0.9 [m], con la excepción de los muros bandera que cambian sus largos en la altura. Los resultados indican que en términos del comportamiento general de los muros, la resistencia alcanzada y la rigidez inicial un tanto elevada, son aceptables con respecto a los datos experimentales, en donde la resistencia y la rigidez inicial tienen una diferencia de un 3.4% y 46% respectivamente. No obstante se tienen diferencias importantes cuando se intenta observar la ductilidad de estos, dado que las modelaciones dan indicios de degradación de resistencia a mayores demandas de deformación, existiendo alrededor de un 30% más de desplazamiento para alcanzar la pérdida de ductilidad. Para realizar un estudio más profundo del problema se procede a tomar dos casos de muros de los cuales se tiene una diferencia notoria en el desempeño, como lo son el muro base y un caso de muro con abertura central. En primer lugar se discretiza de manera más fina la planta del muro, obteniendo degradaciones más cercanas a las experimentales, pero con la particularidad de no diferenciarse notoriamente entre los dos modelos. Luego, dado los resultados, se analizan las secciones críticas de los muros, que corresponden a la base del muro, en especial los bordes, en donde nos arroja que así como se observa en los ensayos, el borde comprimido alcanza mayores deformaciones unitarias con respecto al traccionado, siendo éstas alrededor de 7.5% y 5% respectivamente, por lo que el modo de falla es el correcto, pero dado que el modelo del acero no presenta pandeo, aunque se presente degradación clara en el hormigón de los elementos, la armadura es capaz de suplir esta falta, y por lo tanto, coincide con el hecho de que los muros degradan de manera similar.

Ingeniero Civil / En el rubro de la construcción, se han usado armaduras de acero por muchos años. Para el traspaso de esfuerzos, la opción más conocida es el empalme mediante traslapo. El estudio y desarrollo de los conectores, pretende ser un nuevo método para el traspaso de esfuerzos. Existen distintos tipos de conectores mecánicos, con rosca, epoxico, mortero y otros. En este trabajo se ahondará en un tipo de conector. El presente trabajo de título tiene como objetivo principal la realización de una certificación de los conectores NMB Splice Sleeve, que han sido desarrollados junto a un mortero cementicio para conectar las barras de acero y poder realizar el traspaso de esfuerzo sin la necesidad de un traslapo. Además, como segundo objetivo el poder lograr una guía de instalación directa, tanto para conectores que sirven en elementos de hormigón prefabricado como para hormigón en sitio. Para poder completar los objetivos, se efectuó una revisión bibliográfica. En primer lugar, de las normas que muestran los requerimientos de desempeño de los conectores mecánicos. Tanto los códigos internacionales, como las normas chilenas. Segundo, una revisión de los archivos proporcionados por NMB Splice Sleeve, como son los ensayos realizados a los conectores y el mortero usado. Además, de distintas aprobaciones y manuales. Este trabajo permite concluir que los conectores mecánicos NMB y todos los que cumplan con los estándares impuestos, son aptos el uso en Chile. Por otro lado, cumplen con la denominación Tipo 2, es decir, se pueden usar en lugares de alta sismicidad. Además, son una ventajosa opción del punto de vista de la reducción del tiempo en la obra, de algunos materiales, como son los moldajes y el tiempo de espera para el fragüe. Incluido ello, son una muy buena elección para elementos esbeltos, donde el uso de gran cantidad de armadura no permita un adecuado vaciamiento del hormigón y posterior vibrado.

Ingeniero Civil / Uno de los desafíos de la ingeniería estructural es buscar constantemente nuevas y mejores soluciones a utilizar en los diferentes sistemas estructurales que son requeridos para el adecuado desempeño estructural durante la vida útil de los proyectos, tanto desde su diseño como durante su construcción. Uno de los parámetros que interesa abordar es facilitar y/o optimizar la construcción o instalación con el fin de disminuir el tiempo de construcción o instalación, lo cual se traduce en disminución de costos totales y podría adelantar el inicio de la puesta en marcha del proyecto. Por lo tanto, resulta relevante y beneficioso para las empresas y clientes buscar nuevos métodos y soluciones para optimizar los parámetros mencionados anteriormente. El objetivo de este trabajo es analizar y discutir sobre la factibilidad técnica y económica respecto del diseño de túneles de recuperación utilizando tubos de acero corrugado, comparando esta alternativa con el diseño de túneles de hormigón armado que se implementa tradicionalmente, con el fin de incorporar una alternativa más eficiente para el diseño de este tipo de estructuras para ser utilizada como referencia en futuros proyectos mineros. Para lograr esto se realiza el análisis estructural del túnel de recuperación, mediante el programa de análisis de interacción suelo-estructura FLAC3D, considerando todas las cargas que afectan al túnel durante su vida útil. Se presentan los resultados del modelo entregados por el programa, tales como los esfuerzos y las deformaciones que se generan en el túnel de acero corrugado. Además, se presenta el diseño estructural del túnel, el análisis de costos y la comparación con el diseño de túnel de hormigón armado. Los resultados del análisis realizado no permiten confirmar la factibilidad técnica de manera confiable, se requiere un análisis más detallado y específico debido a que una sección del túnel de recuperación no cumple con los requerimientos de resistencia. En cuanto a la factibilidad económica, el diseño con tubos de acero corrugado es mucho más rentable que el diseño con hormigón armado, por lo que se recomienda evaluar, técnica y económicamente, la implementación de un refuerzo en aquellas zonas donde no se cumplan los requerimientos de resistencia. Por lo tanto, el diseño de túnel de recuperación con tubo de acero corrugado sí podría representar una mejor alternativa para este tipo de estructuras, dependiendo de las características del proyecto.

Magíster en Gestión de Operaciones / En la presente tesis, se presenta un esquema de solución para resolver un problema de asignación y despacho de camiones mezcladores con ventanas de tiempo. Se resuelve el problema a nivel táctico, por lo que la naturaleza del problema es estática. Los insumos, clientes, recursos, procesos y viajes poseen valores conocidos. El problema consiste en que, dados los requerimientos de los clientes, se les debe abastecer de hormigón, y para ello se debe decidir qué recursos se utilizaran en la producción y despacho de productos. El esquema de solución presenta dos procesos descritos a continuación: Considerando las solicitudes de los clientes, se conforman despachos de pedido, que incluyen una ventana de horario de entrega, sku, , obra y espaciamiento entre despachos. Resolver el problema de asignación de despacho a depósitos de producción y camiones, mediante un enfoque greedy y GRASP. Respecto de los resultados numéricos, el algoritmo propuesto (ADH), obtiene resultados bastante favorables con respecto a la evidencia empírica de la operación actual de una empresa de producción y despacho de hormigón en Santiago de Chile. Se construyeron escenarios con información real, que presentaron los problemas a la que se somete la industria, a través de su demanda, costos y escasez de recursos. El esquema presenta mejorías en la calidad de servicio y disminución de costos.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil / Una de las estructuraciones utilizadas en edificios de gran altura es la de sistemas de muros de hormigón armado acoplados por losas, la que ha mostrando un comportamiento eficiente ante cargas de sismo y viento, donde los muros al recibir estas cargas producen esfuerzos de corte y momento en las losas, siendo resistidos por una parte de esta. Variados estudios han analizado el comportamiento de estos sistemas pero se ha puesto poca atención en el análisis post fluencia de las losas y los esfuerzos de flexión y corte que se generan y son capaces de resistir, así como en la influencia de la cantidad y ubicación de la armadura necesaria para resistir estas cargas. Debido a esto y a que en las oficinas de cálculo chilenas se utilizan estos sistemas con refuerzo de losa, surge el interés de estudiar su comportamiento y eficiencia. Para esto se realizará un estudio paramétrico utilizando modelos numéricos no lineales de ejes resistentes comunes sometidos a un análisis pushover, que estarán limitados a una losa de piso y la mitad de la estructura de los muros que se encuentran sobre y bajo la losa, considerando elementos finitos y leyes constitutivas representativas de los materiales para caracterizar la respuesta colineal de estos elementos en la tipología de edificios chilenos, donde se irá variando la armadura de refuerzo utilizando dos tipos de modelos, con armadura concentrada y armadura distribuida, y se analizarán su distribución de momento, esfuerzos transmitidos y ancho efectivo. De este análisis se ha obtenido que existe una zona capaz de transmitir los esfuerzos, al alejarse de este sector la distribución de momento disminuye bruscamente de la misma forma independiente de la cuantía utilizada y no se aprecia un aporte significativo en la resistencia de momento por parte de las barras de refuerzo. Se deduce de esto que el ancho efectivo no depende de la cuantía utilizada, sino que está en función de la geometría del sistema como se ha mencionado en estudios anteriores, y que resulta más eficiente utilizar armadura del tipo concentrada, ya que pasado de la zona mencionada no se produce un aumento importante en el acoplamiento y por lo tanto se estará perdiendo armadura.