Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo se enfoca en desarrollar una metodología de asistencia en el diseño de rampas para minería subterránea, debido a que hoy en día existen pocas metodologías optimizantes que permitan guiar este proceso, quedando a criterio de cada ingeniero. Esta metodología busca utilizar un modelo de optimización para apoyar el diseño de rampas y cruzados. El objetivo del modelo es minimizar los costos tanto de construcción como de operación involucrados en dicho proceso. Se desarrolla un modelo de optimización que asiste el diseño de rampa y cruzados considerando parámetros iniciales propios de un proyecto minero, como lo son los niveles de producción, costo de construcción, costo de transporte, espacio disponible, entre otros. Se trabaja a partir de un modelo de optimización originalmente desarrollado para el diseño de rampas en minería cielo abierto. En base a esto, se deben fijar los parámetros que deben servir de input en el modelo de minería subterránea y agregar las nuevas restricciones para que el modelo construya los diseños. Una vez que se tiene el modelo para rampas en minería subterránea, se procede a validarlo, donde los resultados mostraron que el modelo se comporta de acuerdo a lo esperado, entregando soluciones factibles de realizar operativamente y minimizando los costos totales. Al aplicar el modelo de optimización a un caso de estudio, correspondiente a una mina de explotada mediante Bench & Fill, éste es capaz de replicar soluciones previas y, además, entrega opciones de mejoras, las que están sujetas a las condiciones del yacimiento. Finalmente, se concluye que el modelo es una herramienta que permite la asistencia en el diseño de rampas en minería subterránea, logrando una conexión desde un punto inicial a los distintos niveles de producción de la mina, minimizando los costos de desarrollo de galería y los de acarreo de mineral. Además, el modelo permite ser una herramienta de aproximación al diseño de la rampa y cruzados, quedando como tarea de la persona a cargo el refinamiento de dicho diseño propuesto. / 30/06/2020

As turbinas a gás (TG) são máquinas usadas para transformar a energia térmica liberada na combustão de um hidrocarboneto em trabalho. A parte crítica para a concepção das TG encontra-se nas secções expostas a condições mecânicas e térmicas extremas, tais como as primeiras pás da turbina. A eficiência das TG é limitada pela temperatura máxima que podem suportar os materiais das pás sem escoamento ou deformação. Atualmente, a temperatura máxima de operação encontra-se acima da temperatura de escoamento do material, permitido pelo uso de técnicas de revestimentos cerâmicos com uma baixa condutividade térmica, (revestimento de proteção térmica, TBC) e técnicas de arrefecimento das pás. O arrefecimento interno é realizado com canais internos através dos quais escorre ar que é extraído do compressor principal. Como esse ar não é utilizado para gerar trabalho, é necessário otimizar as técnicas de arrefecimento. O presente trabalho melhora o nível de arrefecimento interno de uma pá de TG, através da otimização do desenho dos canais de arrefecimento mediante a utilização da Teoria Constructal Uma configuração com dois canais elípticos de diferentes geometrias é analisado, com o objetivo de otimizar a sua posição, área e razão de aspecto, procurando gerar uma redução da temperatura máxima no metal. São desenvolvidos quatro modelos com diferentes condições de contorno, incluindo no terceiro modelo a transferência de calor por convecção e radiação e um revestimento de barreira térmica. As conclusões gerais do trabalho estabelecem que os requisitos de máxima eficiência de dissipação de calor e mínima temperatura máxima no metal podem gerar modelos levemente diferentes. No entanto, ambos indicadores do desempenho térmico da pá estão intimamente relacionados, porem, sem grande variação de um design ótimo com relação ao outro, nem uma grande variação nas magnitudes da temperatura máxima ou da eficiência. O design que fornece a mínima temperatura máxima no metal é composto por canais elípticos achatados com a menor razão de aspecto e de igual área, distribuindo o ar de arrefecimento na maior quantidade de canais possíveis. A aplicação do Design Constructal nos canais internos de arrefecimento em TG reduz a temperatura máxima no metal, podendo constituir uma melhoria na vida útil das pás.

Submitted by ADRIANA LOPEZ VARGAS (adrialovargas@gmail.com) on 2016-04-14T14:20:54Z No. of bitstreams: 1 Analise de oportunidades de poligeração para edificações e cidades - Adriana Lopez Vargas.pdf: 3896010 bytes, checksum: 3c34d108a2a908648717c9ac5860cd3d (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-18T16:55:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vargas_al_me_guara.pdf: 3896010 bytes, checksum: 3c34d108a2a908648717c9ac5860cd3d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-18T16:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vargas_al_me_guara.pdf: 3896010 bytes, checksum: 3c34d108a2a908648717c9ac5860cd3d (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A geração de energia distribuída em edificações e cidades tem sido proposta como uma importante alternativa para que os países ampliem a base tecnológica de suas matrizes energéticas. No caso do Brasil, a possibilidade da incorporação da geração distribuída em edificações apresenta amparo legal por meio de recentes regulamentações do setor elétrico e das normas de melhoria da eficiência energética de edificações. Por estas razões, novos empreendimentos imobiliários com visão de sustentabilidade ambiental, estão avaliando o uso da geração distribuída na etapa de planejamento. Nesta dissertação, foi analisada uma proposta para atender as necessidades energéticas de um hospital (vapor, água quente, resfriamento e eletricidade) considerando as informações de demanda, classificadas em oito dias típicos do ano, dois por cada estação do ano (outono, inverno, primavera e verão) sendo um dia de trabalho normal e outro de final de semana. A proposta consiste na otimização de uma superestrutura composta de diferentes tecnologias de geração e cogeração incluindo equipamentos solares, para assim obter a melhor configuração em termos econômicos. A superestrutura é flexível, ou seja, permite a venda ou compra de eletricidade e analisa três casos, verificando-se a viabilidade de gerar mais eletricidade. Finalmente são apresentados os resultados da configuração final obtida pela otimização. / Distributed generation in buildings and cities has been proposed as an important option for countries in order to include more technologies in their energy mixes. In Brazil, the possibility of including distributed generation in buildings has recent advances in energy policy and building energy efficiency standards. For these reasons, new construction projects of sustainable buildings include the assessment of distributed generation in the initial stages. In this work, we present an approach for attending energy needs (steam, hot water, cooling and electricity) of a hospital. The information about demand is classified in eight typical days, two for each season of the year (autumn, winter, spring and summer); a workday and a weekend day. The approach consists in the optimization of a superstructure containing different energy generation and cogeneration technologies like solar panels, for obtaining the best configuration in economic terms. The superstructure is flexible, this is, it allows buying or selling electricity. It also analyzes three cases, verifying the feasibility for generating more electricity. Finally, the results present the final configuration obtained from the optimization process.

Magíster en Gestión de Operaciones. Ingeniero Civil Industrial / La educación en las zonas rurales del país presenta ineficiencias respecto a la distribución geográfica de las escuelas, lo que genera ocupación ociosa muy elevada y dificultad de acceso para los alumnos que deben asistir a ellas. La razón principal de este problema es la inexistencia de una planificación al momento de diseñar la forma en que se distribuirá la infraestructura educacional en estas zonas. Esto motiva a la generación de propuestas que permitan mejorar la calidad de vida de los estudiantes, disminuir la brecha de desigualdad en la conectividad y realizar un uso apropiado y eficiente de los recursos con los que se cuenta. Para este problema, se utilizó la realidad de las escuelas rurales de la Tercera Región de Atacama, que cuenta con 44 establecimientos en esta categoría funcionando al 67% de su capacidad, en los cuales asisten 2.761 alumnos que en promedio viajan 22,3 km para estudiar. Este trabajo se desarrolló en dos etapas. La primera, implica un modelo de programación lineal mixta para simular y obtener una estimación de los costos operacionales y de transporte incurridos por administradores y alumnos. La segunda etapa contempla una serie de modelos de programación lineal entera y mixta, para optimizar la localización de los establecimientos educacionales, donde se restringía además la distancia máxima que podía recorrer un estudiante en 50 km. Los resultados de la optimización indicaron una reducción del 35% en el gasto global. Además, los beneficios para los estudiantes son significativos, pues reducen las distancias recorridas en 71% y disminuyen los aislamientos geográficos. Para concretar los resultados obtenidos con el modelo se deben incorporar 3 nuevos establecimientos, requiriendo inversión en infraestructura, pero en total funcionan solo 31 escuelas, por lo que los costos operacionales son reducidos en 27%, llegando a una inversión total de $1.424 millones. Dada la distribución geográfica de las zonas rurales en las regiones extremas del país, se ve que es pertinente aumentar la distancia máxima permitida, complementándose con el desarrollo de un sistema de transporte, el cual se realizó con programación lineal mixta con un algoritmo iterativo de generación de restricciones, que se crean a partir de la resolución del Bin Packing Problem, que determina el número de vehículos que se requieren para un conjunto de paraderos y que evita la generación de rutas que no pasen por los establecimientos. En esta nueva instancia se requiere el funcionamiento de 37 escuelas, de las cuales 8 son nuevas. Los costos operacionales son reducidos 23% con respecto a la situación actual, sin embargo, se requiere una fuerte inversión en transporte, la que alcanza los $743 millones. Esto sumado a las operaciones e infraestructura contempla una inversión anual total de $2.157 millones, con lo que se logra una reducción de 2% respecto a los costos totales actuales.

As turbinas a gás (TG) são máquinas usadas para transformar a energia térmica liberada na combustão de um hidrocarboneto em trabalho. A parte crítica para a concepção das TG encontra-se nas secções expostas a condições mecânicas e térmicas extremas, tais como as primeiras pás da turbina. A eficiência das TG é limitada pela temperatura máxima que podem suportar os materiais das pás sem escoamento ou deformação. Atualmente, a temperatura máxima de operação encontra-se acima da temperatura de escoamento do material, permitido pelo uso de técnicas de revestimentos cerâmicos com uma baixa condutividade térmica, (revestimento de proteção térmica, TBC) e técnicas de arrefecimento das pás. O arrefecimento interno é realizado com canais internos através dos quais escorre ar que é extraído do compressor principal. Como esse ar não é utilizado para gerar trabalho, é necessário otimizar as técnicas de arrefecimento. O presente trabalho melhora o nível de arrefecimento interno de uma pá de TG, através da otimização do desenho dos canais de arrefecimento mediante a utilização da Teoria Constructal Uma configuração com dois canais elípticos de diferentes geometrias é analisado, com o objetivo de otimizar a sua posição, área e razão de aspecto, procurando gerar uma redução da temperatura máxima no metal. São desenvolvidos quatro modelos com diferentes condições de contorno, incluindo no terceiro modelo a transferência de calor por convecção e radiação e um revestimento de barreira térmica. As conclusões gerais do trabalho estabelecem que os requisitos de máxima eficiência de dissipação de calor e mínima temperatura máxima no metal podem gerar modelos levemente diferentes. No entanto, ambos indicadores do desempenho térmico da pá estão intimamente relacionados, porem, sem grande variação de um design ótimo com relação ao outro, nem uma grande variação nas magnitudes da temperatura máxima ou da eficiência. O design que fornece a mínima temperatura máxima no metal é composto por canais elípticos achatados com a menor razão de aspecto e de igual área, distribuindo o ar de arrefecimento na maior quantidade de canais possíveis. A aplicação do Design Constructal nos canais internos de arrefecimento em TG reduz a temperatura máxima no metal, podendo constituir uma melhoria na vida útil das pás.

Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Industrial / Una gran parte de la población de Santiago de Chile se moviliza en sistemas de transporte público para realizar sus actividades cotideanas (o imprevistas), consumiendo tiempos de viaje que resultan ser en muchos casos significativos respecto del tiempo disponible; por lo tanto, la calidad que ofrecen estos servicios juega un rol fundamental en la calidad de vida de las personas. El sistema de transporte público en Santiago, denominado Transantiago, es un organismo del Estado que administra los recursos y fiscaliza la prestación de servicios. En el problema de planificación de un sistema de transporte público existen cuatro etapas a resolver, las cuales son diseño de recorridos, determinación de horarios de viaje, asignación de buses y asignación de conductores. En los contratos de concesión, existen restricciones de calidad de servicio que impone la autoridad a los operadores, las que corresponden a regularidad, rangos de frecuencia y capacidad de transporte, donde esta última no permite resolver la determinación de horarios de viaje y asignación de buses por separado, ya que al haber varios tipos de buses no se sabe de antemano cuál es el más conveniente de utilizar. En este trabajo se resuelven las etapas de la determinación de horarios de viaje y asignación de buses, para el concesionario STP Santiago. La formulación propuesta para resolver el problema es un modelo lineal entero mixto, con el cual se relaciona la decisión de la determinación de horarios de viaje con la asignación de buses. Adicionalmente, se incorpora la estrategia de deadheading, para hacer más eficiente el uso de buses y ajustar la oferta en periodos donde existe mayor demanda en una ruta del servicio. La estrategia de deadheading redujo el tamaño de la flota necesaria hasta en un 9%, comparado al caso de no utilizarla. Al implementar los resultados, se obtuvo un aumento del cumplimiento de los viajes exigidos de 2.8% en punta mañana y 5.6% en punta tarde, y un aumento en la regularidad de 7.5% en punta mañana y 11.4% en punta tarde. Las multas por frecuencia y regularidad se redujeron en un 50% y en los ranking de calidad de servicio generados por la autoridad, STP se posicionó dentro de los primeros lugares.

Optimiza la asignación de recursos operativos mediante el uso de algoritmos genéticos en la implementación de programas de fortalecimiento de competencias laborales en la Facultad de Ingeniería Industrial - UNMSM. Para esto determina en qué medida la mejora de los procesos del CEUPS-FII influye en la eficiencia de la implementación de los programas de fortalecimiento de competencias laborales del CEUPS-FII, la estructura organizacional del CEUPS-FII-UNMSM que permita el cumplimiento de los objetivos del programa y la programación de horarios óptima para atender la demanda de cursos del programa. / Tesis

El modelo de maximización de utilidades de la red (NUM) caracteriza el régimen estacionario del flujo en una red de comunicaciones, mediante un problema de optimización convexa. Este modelo, propuesto por Kelly y estudiado posteriormente por Low y Mazumdar, muestra que la mayoría de los protocolos diseñados para el control de congestión en redes resuelven implícitamente una versión de NUM en régimen estacionario. En esta memoria se estudia una nueva versión de NUM (MNUM), que combina el control de flujo y elección multirrutas, basado en un modelo de elección discreta en cada router. Para definir el equilibrio se analizan las ecuaciones en valor esperado y se muestra que ellas son la solución de un problema de optimización convexa. El problema resultante es un análogo al problema dual de NUM, donde el límite de integración es reemplazado por el costo esperado de atravesar la red bajo la asignación estocástica. Se estudian propiedades de la función de costos, la relación implícita de las variables de equilibrio en función del precio en los arcos y se finaliza con la obtención del problema primal similar a NUM con un término adicional asociado al modelo de elección discreta utilizado. Junto con el análisis del modelo, se muestra cómo el equilibrio definido puede ser implementado modificando los actuales protocolos de internet. Para ello se define un nuevo mecanismo de notificación de la congestión, basado en el esquema de marcaje aditivo normalizado para estimar precios de las rutas. Finalmente se presenta un algoritmo de medias sucesivas que converge a la solución de MNUM, para una amplia familia de funciones de utilidad que incluye a la familia de funciones α-justas con α ≥ 1.

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