Ingeniero Civil Mecánico / La minería representa un gran porcentaje de la actividad económica del país. En este contexto, el estudio del proceso de obtención de mineral puro y los equipos utilizados toman gran relevancia, entre estos los molinos de bolas para el chancado del mineral. Los molinos presentan estructuras de soporte llamados trunnions que se apoyan en una superficie alimentada por aceite a presión para evitar el desgaste. Eventualmente, se ha encontrado que un trunnion del molino presenta desgaste de la superficie interior y fisuras axiales en su superficie exterior. El propósito de esta memoria es estudiar la respuesta de la resistencia mecánica del trunnion a medida que pierde espesor hasta alcanzar un estado con fisuras, cuando está sometido a las cargas de operación nominales. El problema se aborda mediante la teoría de fatiga para el estudio de la aparición de grietas, y con la teoría de la mecánica de la fractura para el avance de grieta, siempre dentro del rango elástico lineal. El estudio es de carácter teórico numérico en base a una modelación CAD del molino con sus principales componentes, que es sometido a simulaciones en elementos finitos para determinar el estado de esfuerzos del molino y en particular del trunnion. El estudio comprende tres casos, que corresponden al molino con sus trunnion sin defectos, al molino con un trunnion desgastado en su superficie interior y finalmente al molino con el mismo trunnion desgastado y con la presencia de una fisura axial. La evaluación de falla al primer ciclo para el trunnion en su estado normal y con desgaste de su superficie interior entrega factores de seguridad de 18,97 y 7,36 respectivamente, por lo que soporta perfectamente los esfuerzos máximos debido al estado de operación nominal. La evaluación de la vida a la fatiga del trunnion en su estado normal entrega un factor de seguridad de 6,27, y en presencia del desgaste uno de 1,86, por lo que el trunnion presenta una vida infinita a la fatiga aun estando desgastado. Dado lo anterior, se cree que la fisura aparece por fallas en el sistema de lubricación que generarían un roce excesivo en el trunnion capaz de provocar la falla de la pieza. Cuando el trunnion está desgastado y con una fisura de longitud menor en la superficie interior que la exterior, se concluye que la fisura avanza por la superficie interior por sus dos puntas. Para detener el avance de la fisura, se propone un redondeo de los frentes de fisura y el relleno con un material adherente que soporte las cargas de operación nominales.

Ingeniera Civil / Los marcos con riostras de pandeo restringido (BRBFs) están siendo recientemente introducidos en Chile, considerando sus ventajas por sobre los marcos concéntricos convencionales (CBFs), sin embargo, aún no han sido incluídos en las normas de diseño sísmico. En este estudio se diseñan bajo el código chileno tres edificos de oficinas, de 4, 9 y 15 pisos, con la misma planta tipo y estructurados con marcos BRBF, para luego evaluar su desempeño sísmico. Las estructuras se asumen localizadas en la costa central del país, donde la sismicidad está dominada por grandes sismos de subducción. Los diseños quedan controlados en todos los casos por el corte basal mínimo especificado en la norma, mientras que los diseños de 9 y 15 pisos quedan controlados también por el desplazamiento máximo entre pisos. Los edificios resultantes son modelados considerando las no linealidades más importantes del problema y luego son sometidos a dos tipos de análisis no lineales: estático (pushover) y análisis no lineal dinámico (tiempo-historia), para el cual se utilizan nueve registros de aceleración de terremotos chilenos, de los últimos diez años . El desempeño de los prototipos es evaluado en términos de corte basal, distorsión de pisos, importancia de los efectos de segundo orden y probabilidad de colapso. Finalmente se obtienen los factores de modificación de respuesta sísmica, que son calculados para concluir respecto a la importancia de la sobrerresistencia y ductilidad de los diseños resultantes. Los resultados de los pushover muestran una alta ductilidad en la respuesta de las estructuras pero con una sobrerresistencia limitada. Los resultados de los análisis tiempo historia muestran que con la norma chilena actual, las estructuras exhiben un comportamiento adecuado y poseen una reserva de capacidad significativa.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Medir la vibración con cámaras de alta velocidad permite la disponibilidad de una gran cantidad de datos, ya que el sistema discretiza la super ficie a medir en un arreglo rectangular de miles de puntos. Contar con datos en alta resolución puede ser un factor positivo a la hora de localizar el daño y determinar su severidad, en especial cuando las zonas afectadas son de poco tamaño. El objetivo de esta investigación es explorar el potencial en el uso de un sistema de correlación de imágenes de alta velocidad (DIC) para la medición de la vibración y la detección de daño por delaminación en placas compuestas tipo panal de abeja. El estudio contempló la preparación de cinco escenarios de daño por delaminación, de diferentes formas y tamaños, más una placa sin daño, y la implementación de tres métodos de detección de daño basados en la curvatura de los modos de vibración: two dimensional gapped smooth method (TDGSM), uniform load surface method (ULSM) y strain energy method (SEM). Se midió la vibración de las placas con un sistema DIC de alta velocidad, en rangos cercanos a sus frecuencias naturales. Con los datos obtenidos mediante el sistema DIC se pudieron obtener los modos de vibrar de las placas, para los distintos escenarios de daño, pudiendo contar con al menos seis modos de vibración por placa. Estos datos fueron tratados con un algoritmo de suavizamiento y recuperación de datos. Posterior a esto, se aplicaron las metodologías de detección, utilizando la información de las placas con y sin daño. Se obtuvieron grá ficos de contorno de los índices de daño obtenidos con los métodos de detección, los cuales proporcionaron imágenes similares a radiografías de las placas. Los resultados obtenidos probaron la efi cacia de los métodos de detección de daño al utilizar la información obtenida mediante el sistema DIC. La curvatura de los modos de vibración es una característica altamente sensible a cambios locales en la estructura, y esta propiedad es la base de todos los métodos de detección utilizados. . Todos los métodos fueron capaces de detectar tanto la localización como parte de la severidad de los escenarios de daño estudiados. En los casos de daño múltiple, en su mayoría, las metodologías solo pudieron detectar uno de los daños presentes en la estructura. Destacó el método SEM , el cual fue capaz de detectar un área delaminada pequeña y un escenario de daño múltiple, que no habían sido detectados en trabajos anteriores, con otras técnicas de detección. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por CONICYT

En la actualidad existen y se han aplicado técnicas de protección de taludes, algunas basadas en estructuras de contención dirigidas a estabilizar el talud y otras con una fuerte componente vegetacional orientadas a controlar, principalmente, la erosión superficial. Actualmente, en Chile no existe normativa que regule estas últimas soluciones que incluyen bioingeniería de suelos y estabilización biotécnica. Surge interés de conocer más el Estado del Arte y Estado de la Práctica en el Mundo y, en particular, en Chile. En Chile han existido experiencias aisladas de soluciones integradas para proteger los taludes tanto de la erosión superficial como de la inestabilidad; por ejemplo Camino La Pólvora, Carretera del Cobre, Camino Costero Bucalemu-Cahuil, con resultados poco efectivos, presentando incluso desplazamiento de masas de suelo. Se revisará estas tres situaciones, con diferentes soluciones entre si, y analizará el comportamiento de las ellas, frente a las condiciones climaticas y el tiempo. Este trabajo de título analiza aquellos factores que influyen en la erosión superficial y en la estabilidad de los taludes de la zona central de Chile. Se analizará el comportamiento de las soluciones aplicadas en algunos caminos de la zona central, para verificar la efectividad de la solución empleada. Mediante una planilla de cálculo – autor Prof. John Greenwood – que estima el Factor de Seguridad y considera la presencia de vegetación se compararán los valores de entregados para cuantificar estimativamente el aporte de la vegetación a la protección del talud. La vegetación no será perjudicial para un talud. Produce un incremento en el factor de seguridad. La vegetación ideal es aquella nativa de la zona en intervención, de poco biomasa aérea, pero con raíces largas para que la solución en el mediano plazo sea autosustentable.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Ingeniero Civil Mecánico / Hay algunos problemas en Mecánica del Medio Continuo donde encontramos cuerpos que exhiben una respuesta elástica no lineal, los cuales no pueden ser modelados adecuadamente usando la teoría elástica clásica, específicamente en casos donde hay deformaciones pequeñas y comportamiento no lineal del material. Algunos ejemplos pueden ser encontrados en la modelación de materiales frágiles y en Mecánica de Fractura. Recientemente, una nueva clase de relaciones constitutivas implícitas para cuerpos elásticos ha sido desarrollada para describir este tipo de respuesta elástica de sólido. Esta teoría contiene como subclase los clásicos cuerpos de Cauchy y de Green. Dentro de esta clase de relación constitutiva, uno puede obtener, a través de rigurosas aproximaciones, relaciones constitutivas para la deformación linealizada como una función no lineal del esfuerzo. Tal aproximación no es posible en las teóricas clásicas de elasticidad de Cauchy y Green, donde el proceso de linealización solamente llevará al clásico cuerpo elástico linealizado. Estudiamos los efectos de usar esta nueva clase de relaciones constitutivas, obteniendo los estados de esfuerzo y deformación para cuatro problemas de valor de frontera usando el Método de elementos Finitos. Los resultados son comparados con las soluciones encontradas en la literatura considerando la teoría clásica de elasticidad linealizada. Los problemas son: tensión uniaxial de una placa rectangular infinita con un agujero elíptico, tensión uniaxial de una placa rectangular finita con entalles de borde hiperbólicos, una placa semi-infinita con una carga puntual y una inclusión en una matriz blanda bajo tracción.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / La minería en Chile presenta muchos desafíos en el área de la ingeniería, y uno de ellos es el comportamiento de relaves y concentrados minerales durante el transporte de los mismos a través de canaletas o tuberías. En el caso de los sistemas de transporte por tuberías, cuando hay detenciones de la impulsión la velocidad media de la fase líquida es nula, produciendo la sedimentación del material sólido, el que genera un lecho en el fondo de los ductos. En particular, este proceso de sedimentación tiene una serie de características distintivas producto de la topografía por donde se instalan las tuberías y por los diferentes tamaños y/o concentraciones de las partículas presentes en la mezcla.\\ El presente trabajo, de carácter experimental, está orientado en esclarecer el efecto del contraste de diámetros y concentraciones de mezclas bi-dipsersas en la formación de lechos. También se ha estudiado el efecto de la pendiente del fondo en las características de sedimentación. El estudio experimental se realizó en el laboratorio de Hidráulica Francisco Javier Domínguez del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile. Los experimentos se realizaron en un conjunto de cajas de fondo horizontal o inclinado, situadas dentro de un cuarto oscuro. Dentro de estas cajas se realizaba la mezcla de glicerina diluida en agua con partículas de vidrio a distintas concentraciones y diámetros. Mediante una cámara y un sistema de iluminación apropiado, fue posible capturar fotos cada 1 y/o 3 minuto, por varias horas. Producto de las diferentes intensidades de luz en las imágenes se determinaron las alturas de sedimentación con sus respectivos tiempos.\\ Comparando los resultados experimentales de concentraciones finales de cada capa formada en el proceso de sedimentación ($\phi_{sed,ij}$), con los teóricos obtenidos por Stamatakis \& Tier (1988), se determinó que la teoría es válida para rangos de $d_2/d_1<6.44 $ y $\phi_1/\phi_t<0.8 $ (subíndice 1 corresponde a finas y 2 a gruesas). La diferencia entre los resultados experimentales y dicho modelo para $d_2/d_1<6.44 $ y $\phi_1/\phi_t>0.8 $ se explica, mediante argumentos de escala, por la presencia de la difusión hidrodinámica entre las fracciones. Este efecto genera un aumento del 45\% de partículas finas en la capa inferior, en comparación con la obtenida teóricamente. Además para valores de $d_2/d_1>6.44 $ ocurre un fenómeno de percolación que modifica la composición del primer lecho sedimentado, independiente de las concentraciones de partículas. Se determinó que es posible modelar la percolación de finas a través de un medio formado por gruesas, cómo una sedimentación de partículas finas en un medio equivalente. Finalmente mediante un análisis de balance de masa, se logró modelar la variación del lecho de partículas finas, como también el comportamiento de las concentraciones de partículas finas que van percolando

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / En el Perú existe un déficit de registros hidrométricos (caudales) y estos son datos primordiales para realizar diferentes cálculos como son disponibilidad hídrica, máximas avenidas, diseño de estructuras hidráulicas, etc, para suplir este déficit de información existen muchos modelos hidrológicos llamados lluvia escorrentía, los cuales permiten determinar el escurrimiento en una cuenca mediante las características morfológicas de esta y la precipitación. De los diferentes modelos hidrológicos que existen se eligió para la presente monografía el método propuesto por el experto Lutz Scholz para la determinación de caudales promedios mensuales, con el cual quiero comprobar que tan eficiente es este método al ser aplicado a la cuenca del río Mashcon, comparando los caudales calculados con los caudales reales que fueron obtenidos de las estaciones hidrométricas. En el presente estudio se aplica el modelo de Lutz Scholz (1979-1980, -Plan Meris II) para la cuenca del río Mashcon, este modelo consta de una parte determinística para el cálculo de los caudales mensuales para el año promedio (Balance Hídrico – Modelo determinístico); y una estructura estocástica para la generación de series extendidas de caudal (Proceso markoviano – Modelo Estocástico). Este modelo además de ofrecer una metodología para la calibración de los parámetros hidrológicos, presenta una serie de expresiones empíricas regionalizadas que en teoría permiten estimar los valores de los caudales a escala mensual en cuencas sin información. / Trabajo de suficiencia profesional

El documento digital no refiere asesor / Desarrolla el diseño del drenaje pluvial para la cubierta de la nave industrial del Proyecto Agroforestal de Pijuayo ubicado en el distrito de Caynarachi provincia de Lamas departamento de San Martin, considerando aspectos importantes como las características de la precipitación pluvial, el flujo superficial del agua precipitada y el comportamiento hidráulico en bajadas pluviales. El constante desarrollo económico en Perú, ha permitido que la industria nacional tenga la necesidad imperiosa de tener mayor infraestructura, en muchos casos con el surgimiento de nuevas industrias y en otros en donde requiera de ampliaciones de sus naves industriales del tipo almacén, producción diversa, agro exportación, industria siderúrgica, cementera, minera y demás. Esta infraestructura de tipo nave industrial con cubiertas inclinadas se ven directamente afectadas por las precipitaciones pluviales, por tanto, es necesario e imperioso contar con un drenaje pluvial para poder evacuarlas y así evitar cuantiosos gastos por desbordamiento e inundación. Es común solo considerar como parámetro principal el tamaño o área de una cubierta industrial para estimar un sistema de drenaje pluvial el cual resulta insuficiente para un correcto diseño, ya que las precipitaciones pluviales es otro parámetro necesario de considerar debido a que el Perú cuenta con una diversidad en el comportamiento de las precipitaciones pluviales, por tanto no será lo mismo un sistema de drenaje pluvial para una cubierta industrial que se ubique en la costa que una que se ubique en la sierra o selva. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Realiza un análisis de la velocidad óptima de un molino para la preparación de la pasta para la fabricación de cerámicos. Analiza las velocidades de trituración de la pasta a preparar. Establece la velocidad óptima para un grano adecuado de molienda. Mantiene la calidad de la trituración en el proceso de molienda. Se tuvo en consideración la problemática existente en la planta de producción de baldosas, constantes pérdidas en la producción del material deseado, lo que conlleva a un mayor incremento de los costos de operación. En ese sentido, se determinó que cuando el ángulo de elevación de los elementos moledores está comprendido entre 45 - 60° se obtiene el mejor resultado de la molienda, puesto que la carga recae en forma de cascada haciendo que los medios de la molienda rueden unos sobre otros, desarrolla así la máxima acción de molienda y consecuentemente es mínimo el desgaste de los medios moledores y el revestimiento. / Trabajo de suficiencia profesional

El documento digital no refiere asesor. / El diseño hidráulico para un sistema de abastecimiento de agua requiere un análisis completo y detallado, ya que el inadecuado dimensionamiento podría ocasionar el mal uso del recurso hídrico, produciéndose pérdidas económicas e insatisfacción en los usuarios del servicio. En la siguiente monografía técnica se detalla el diseño de un sistema de abastecimiento de agua, partiendo de un dato conocido que es el caudal máximo horario. En la presente investigación, se diseña una captación de manantial tipo ladera y concentrada, se determina las dimensiones de la cámara húmeda, punto de afloramiento, pantalla, canastilla y rebose; luego se calcula la tubería de conducción que unirá la salida de la captación con la cisterna en donde se instalará un equipo de bombeo y una línea de impulsión que conducirán las aguas hacia un reservorio, desde donde se regulará la demanda de agua para la población. / Trabajo de suficiencia profesional