En la presente tesis se estudia la aplicación de la técnica de voladura de pre-corte en las galerías de desarrollo de la mina subterránea MARSA para reducir la sobrerotura en el macizo rocoso, para tal efecto se considerarán los aportes que brindan las disciplinas de geomecánica, geología, perforación y voladura. La investigación se llevó a cabo en la cordillera oriental de los Andes, al norte de Perú en la provincia de Pataz, donde se encuentra el Batolito de Pataz, yacimiento de tipo orogénico asociado a procesos de metamorfismo y caracterizado por vetas auríferas; específicamente en el área de influencia de las actividades de la Unidad Minera San Andrés. Con la voladura de pre-corte se obtendrá una mejor estabilidad en las labores de desarrollo dando como consecuencia la reducción de la sobrerotura en el macizo rocoso. Se realizaron estudios geomecánicos para designar el tipo de roca de la zona y de esta manera poder realizar una malla de perforación adecuada, así como la selección de los explosivos adecuados para asegurar no afectar el macizo rocoso. Del mismo modo, se realizó la comparación de los costos involucrados en el diseño de la voladura convencional en contraste con la voladura de pre-corte. De manera teórica y cuantitativa, se demuestra que mediante la aplicación de la voladura de pre-corte es posible reducir la sobrerotura en el macizo rocoso y mejorar la estabilidad física de las labores de desarrollo. / The present thesis studies the application of the pre-cut blasting technique in the development galleries of the MARSA subway mine to reduce the overburden in the rock mass, for this purpose the contributions provided by the disciplines of geomechanics, geology, drilling and blasting will be considered. The research was carried out in the eastern cordillera of the Andes, north of Peru in the province of Pataz, where the Batolito de Pataz is located, an orogenic type deposit associated with metamorphism processes and characterized by gold veins, specifically in the area of influence of the activities of the San Andres Mining Unit. With the pre-cutting blasting, a better stability in the development works will be obtained, giving as a consequence the reduction of the overburden in the rocky mass. Geomechanical studies were carried out to designate the type of rock in the area in order to be able to carry out an adequate drilling mesh, as well as the selection of the appropriate explosives to ensure that the rock mass is not affected. Likewise, the costs involved in the design of conventional blasting in contrast to pre-cutting blasting were compared. In a theoretical and quantitative way, it is demonstrated that through the application of pre-cutting blasting it is possible to reduce the overburden in the rock mass and to improve the physical stability of the development works. / Tesis

El presente trabajo de investigación busca implementar una metodología de diseño de mallas de perforación y voladura en la empresa Minera Sotrami S.A, perteneciente al rubro de pequeña minería, con fines de estandarizarlo. La ejecución de dicha investigación se realiza mediante la utilización del algoritmo matemático de Holmberg que permite definir un modelo numérico para el diseño de una malla de perforación, y con la consideración de criterios operacionales encontrar una malla técnica que permita mejorar los rendimientos en las labores de exploración y desarrollo. Para el logro del mismo, se consideró como variable fija el tipo de roca (tipo III A) y las características geomecánicas presentes en ella; el diámetro del taladro de perforación como variable fija; y, el tipo de explosivo y accesorio de voladura como cambiantes, ya que se reemplazó la utilización de guías, mecha de seguridad y dinamita por el empleo de detonadores no eléctricos (Exaneles) y emulsiones encartuchadas. La oportuna y pertinente estandarización del proceso de perforación y voladura permitió obtener los siguientes resultados: el avance por disparo pasó a 1.62 m, el factor de carga se redujo a 13.46 kg/m y el factor de potencia disminuyo considerablemente. / This research work seeks to implement a design methodology for drilling and blasting meshes in the company Minera Sotrami S.A, belonging to the small mining sector, with finality to standardize it. This research is carried out by using the Holmberg mathematical algorithm that allows defining a numerical model for the design of a drilling mesh, and with the consideration of operational criteria, finding a technical mesh that allow improving the performance of exploration and development labors. To achieve it, the type of rock (type III - A) and the geomechanical characteristics present in it were considered as a fixed variable; the diameter of the drill as a fixed variable; the type blasting attachment and explosives as changeable, since the use of guides, safety wick and dynamite was replaced with the use of non electric detonators (Exaneles) and encapsulated emulsions. The opportune and pertinent standardization of the drilling and blasting process allowed obtaining the following results: the advance per shot was to 1.62 m, the load factor was reduced to 13.46 kg/m and the power factor decreased considerably. / Tesis

El presente trabajo de investigación presenta el análisis realizado para una problemática dentro de una empresa del sector minero con una data de 13 meses periodo 2020 - 2021. Se identificaron las causas principales y se propone una solución para el proceso de recuperación de muestra y el mantenimiento preventivo o correctivo. Se detalla la información teórica necesaria para entender los procesos de la empresa en el sector de estudio y la metodología aplicada Ingeniería de Métodos, la cual fue aplicada en el proceso de recuperación de muestra. Además, se describen casos de éxito donde fue aplicada distintas herramientas de la metodología que fue empleada en esta investigación con la finalidad de tener una mejor visión de la técnica y un sustento de lo aplicable. Además, se muestra los resultados obtenidos luego de la implementación de un plan piloto dentro de la empresa en un periodo superior de 2 meses. Finalmente, se tiene una discusión sobre los resultados obtenidos frente a similares dentro de área industrial y se visualiza la eficiencia obtenida. / This research work presents the analysis carried out for a problem within a company in the mining sector with a data of 13 months period 2020 - 2021. The main causes were identified and a solution is proposed for the sample recovery process and maintenance preventive or corrective. The theoretical information necessary to understand the processes of the company in the study sector and the methodology applied Engineering Methods, which was applied in the sample recovery process, is detailed. In addition, success cases are described where different tools of the methodology that were used in this research were applied in order to have a better vision of the technique and a support of what is applicable. In addition, the results obtained after the implementation of a pilot plan within the company in a period exceeding 2 months are shown. Finally, there is a discussion about the results obtained compared to similar ones within the industrial area and the efficiency obtained is displayed. / Trabajo de Suficiencia Profesional

El trabajo de investigación que se presenta, sustenta un emprendimiento realizado en el rubro de la minería dedicado a importar y vender accesorios para perforación diamantina a nivel nacional. Esta idea nace a partir de la necesidad que se crea en el campo de exploración al tener pocas opciones de compra y no muy buena calidad. Este proyecto tendrá como principal aliado a JINSHI DRILLTECH CO.LTD, quien es fabricante de productos de exploración minera cuya planta se encuentra en China. Este proveedor nos ofrecerá los productos con tecnología avanzada y a un precio competitivo que permitirá entrar al mercado peruano con mucha expectativa. Inicialmente, se importarán brocas diamantinas y escariadores chinos con la ventaja de que nuestro producto tendrá un excelente rendimiento en el campo un precio tentativo. Asimismo, al ser un nuevo producto, se necesita realizar actividades de marketing, inversión media en redes sociales y un eficiente plan de venta para alcanzar un porcentaje aceptable para ser viable. En ese sentido, para el desarrollo del proyecto, y sobre todo para la comercialización y distribución del producto, se necesita una inversión de S/.373,574 Soles, de los cuales se está solicitando un financiamiento bancario del 90% y 10% con capital propio, con un TIR del 76.65% y un VPN FCNI S/ 81,014.26. La empresa estará conformada por profesionales, con experiencia en importación, cadena de suministros, logística y sobre todo en el ámbito minero que permitirá su crecimiento y desarrollo. / The research work that is presented supports an undertaking carried out in the mining sector dedicated to importing and selling accessories for diamond drilling nationwide. This idea was born from the need that is created in the field of exploration by having few purchase options and not very good quality. This project will have as its main ally JINSHI DRILLTECH CO.LTD, which is a manufacturer of mining exploration products whose plant is located in China. This supplier will offer us products with advanced technology and at a competitive price that will allow us to enter the Peruvian market with great expectation. Initially, Chinese diamond drill bits and reamers will be imported with the advantage that our product will have excellent performance in the field at a tentative price. Likewise, being a new product, it is necessary to carry out marketing activities, average investment in social networks and an efficient sales plan to reach an acceptable percentage to be viable. In this sense, for the development of the project, and especially for the commercialization and distribution of the product, an investment of S/.373,574 Soles is needed, of which a bank financing of 90% and 10% with own capital is being requested. , with an IRR of 76.65% and a NPV FCNI of S / 81,014.26. The company will be made up of professionals, with experience in imports, supply chain, logistics and especially in the mining field that will allow its growth and development.Keywords: Diamond drilling; mining; diamond drill bits; reamers. / Trabajo de investigación

En la presente tesis se estudia la aplicación de la metodología de mejora continua PDCA (Plan: Planear, Do: Hacer, Check: Verificar y Act: Ajustar) para optimizar los procesos de perforación y voladura en la unidad minera subterránea Carahuacra de Volcan Compañía Minera S.A.A., en la cual se identificaron resultados deficientes respecto al avance por disparo lineal en los frentes. En esta mina la perforación efectiva es de 3.96 m, pero los avances en el año 2019 han logrado sólo 2.7 m en promedio. La aplicación de la metodología PDCA inició con la etapa de planificación, en la cual se reveló el potencial de beneficio económico al incrementar el avance por disparo, se realizó la observación y medición en campo, se identificaron las causas básicas y se analizaron con una matriz de esfuerzo e impacto. Con esta información se desarrolló un plan de acción, obteniéndose un total de 10 acciones. La siguiente etapa es la ejecución, en la cual se lograron realizar todas las acciones relacionadas principalmente a capacitación, diseño de mallas estándar de perforación y voladura y adquisición de materiales y herramientas. En la tercera etapa se verificaron los resultados obtenidos: se incrementó el avance por disparo de 3.02 a 3.53 m (14%), se redujo el factor de avance de 38.59 a 33.28 kg/m (13.8%) y se redujeron los costos unitarios de suministros por metro de avance de 146 a 65 dólares (55%). Finalmente, se concluyó que la aplicación del método PDCA logró resolver el problema con eficacia y eficiencia. / This thesis studies the application of the continuous improvement methodology PDCA (Plan, Do, Check and Act) to optimize drilling and blasting processes in the Carahuacra underground mining unit of Volcan Compañía Minera SAA, in which deficient results were identified regarding the linear advance per shot in the faces. In this mine the effective drilling is 3.96 m, however, the advances per shot in 2019 have reached only 2.7 m on average. The application of the PDCA methodology began with the planning stage, in which the potential of economic benefit is shown by increasing the advance per shot, the observation and measurement was carried out in the field, the root causes were identified and analyzed with an impact effort matrix. With this information, an action plan was developed, obtaining a total of 10 actions. The next stage is the execution, in which the actions related mainly to training, the design of standard drilling and blasting schemes, and the acquisition of materials and tools were carried out successfully. In the third stage, the results obtained were verified: the advance per shot was increased from 3.02 to 3.53 m (14%), the advance factor was reduced from 38.59 to 33.28 kg / m (13.8%) and the unit costs of supplies per meter of advance were reduced from 146 to 65 dollars (55%). Finally, it was concluded that the application of the PDCA method managed to solve the problem effectively and efficiently. / Tesis

Dos de los métodos más utilizados para la excavación de túneles viales y estaciones son: cut and cover (ejecución a cielo abierto) y el nuevo método austríaco (ejecución subterránea). Cada método y sus variantes tienen restricciones en su procedimiento que dependen del emplazamiento geológico. Estos aspectos impactan directamente en el costo y plazo de la ejecución de un túnel vial, más aún cuando la estratigrafía presenta perfiles de suelo blandos. El objetivo principal de esta tesis es comparar el costo directo y tiempos de ejecución para estaciones de metro subterráneas construidas con ambos métodos y emplazadas en la Provincia constitucional del Callao. Además, se identifica los puntos críticos del recorrido de la futura Línea 2 y ramal de la línea 4 del metro de Lima considerando los mapas de suelos y microzonificación sísmica. La metodología de la presente tesis plantea un análisis comparativo entre ambos métodos e incorpora modelos de estaciones ya ejecutadas en capitales como Santiago de Chile y Ciudad de México, las cuales comparten características demográficas y geológicas con Lima. Se identifica dos estaciones de interés: Av. Bocanegra y Av. Colonial las cuales están sobre un perfil Tipo III (S3 – Suelos Blandos) que incluye depósitos de suelos finos y arenas sueltas de gran espesor. Esta limitante obliga al uso de lodo bentónico para las partidas de excavación de muros Milán (cut and cover) elevando en 2 y 3 % el costo directo total. Las partidas más importantes son el movimiento de tierras y las losas wafle que juntas representan el 75% del costo total. Por otro lado, el recubrimiento doble en el caso del nuevo método austriaco, junto a las partidas de obras preliminares y movimiento de tierras en el túnel representan el 52.9% del costo directo. El análisis realizado indica que el nuevo método austríaco es 7.8% más costoso que el método Cut and Cover, al incluir los gastos generales esta diferencia se extiende hasta 12.5%. El incremento se debe al tiempo de ejecución que demanda el nuevo método austríaco que son 3 a 4 meses adicionales. A pesar de su larga duración este último tiene la ventaja de que no interrumpe las actividades en la superficie. Por otro lado, el método Cut and Cover es más eficaz en tiempos de ejecución, pero supone un costo extra (4% del costo total) para la reposición de la superficie la cual se intervino, la misma que interrumpe el flujo vehicular durante la excavación de los muros Milan. En el caso del nuevo método austríaco la incorporación de aditivos en el shotcrete permite mejorar el avance diario además de los costos. La evolución de ambos métodos de mano con la tecnología de materiales y maquinaria ha permitido a través del tiempo mejorar significativamente las velocidades de ejecución para la construcción de túneles viales urbanos.

Objetivo: comparar la resistencia compresiva del agregado trióxido mineral y Biodentine TM en perforaciones de furca de molares inferiores permanentes. Materiales y métodos: se seleccionaron 30 molares inferiores humanas. Se preparó un acceso cavitario endodóntico en cada uno de los dientes para luego decoronarlos y seccionarlos eliminando las raíces, se aplicó silicona por debajo de furca y se agregó acrílico alrededor de los especímenes, empleando un molde cilíndrico. Las muestras fueron divididas aleatoriamente en 3 grupos: Grupo 1: 10 especímenes en los que se creó una perforación de furca, sellada con MTA. Grupo 2: 10 especímenes en los que se creó una perforación de furca, sellada con Biodentine TM . Grupo control negativo: 10 especímenes sin perforación. Después de 30 días, los especímenes fueron sometidos a fuerzas compresivas empleando una máquina de ensayos universales registrando la fuerza necesaria para producir la fractura. Los datos fueron procesados con las pruebas estadísticas ANOVA y Tukey, con un nivel de significancia p<0.05. Resultados: La resistencia compresiva del Biodentine (190.84 MPa) no presentó diferencias estadísticamente significativas al ser comparada con MTA (165.29 MPa) en perforaciones de furca de molares inferiores permanentes, a los 30 días de evaluación. Sin embargo, la resistencia compresiva del MTA sí presentó diferencia estadística significativa al ser comparada con el grupo control (213.46 Mpa). TM Conclusión: El Biodentine presenta valores similares al ser comparado con el grupo control y MTA. Mientras que, MTA presenta diferencias con el control, además de los valores más bajos respecto a los demás grupos. TM / Objective: to compare the compressive strength of mineral trioxide aggregate and BiodentineTM in furca perforations of permanent lower molars. Materials and methods: 30 human lower molars were selected. An endodontic cavity access was prepared in each of the teeth and then decoronated and sectioned eliminating the roots, silicone was applied under the furcation and acrylic was added around the specimens, using a cylindrical mold. The specimens were randomly divided into 3 groups: Group 1: 10 specimens in which a furcation perforation was created, sealed with MTA. Group 2: 10 specimens in which a furcation perforation was created, sealed with Biodentine . Negative control group: 10 specimens without perforation. After 30 days, the specimens were subjected to compressive forces using a universal testing machine recording the force required to produce the fracture. The data were processed with ANOVA and Tukey statistical tests, with a significance level of p<0.05. TM Results: The compressive strength of Biodentine (190.84 MPa) did not present statistically significant differences when compared to MTA (165.29 MPa) in furcation perforations of lower permanent molars at 30 days of evaluation. However, the compressive strength of MTA did show a statistically significant difference when compared to the control group (213.46 MPa). TM Conclusion: Biodentine TM presented similar values when compared with the control group and MTA. While, MTA presents differences with the control, in addition to the lower values with respect to the other groups.

Tesis por compendio / [ES] El sistema de bomba de calor geotérmica (GSHP) es una tecnología prometedora para utilizar la energía geotérmica somera (EGS). En este sistema, un intercambiador enterrado de calor de perforación (BHE) desempeña un papel principal e influye directamente en el coeficiente de rendimiento estacional (SCOP) de este sistema geotérmico poco profundo. Se han llevado a cabo diferentes estudios para mejorar el rendimiento del BHE, incluyendo el uso de materiales avanzados para el plástico de las tuberías, uso de fluido caloportador (o de transferencia de calor) y de relleno/grouting, de mayor transferencia de calor, diseño de nuevas geometrías, y la optimización del BHE para ser utilizado como sistemas de almacenamiento de energía térmica (BTES). Los costes de perforación, el consumo eléctrico de las bombas de calor y la resistencia térmica de las perforaciones pueden reducirse utilizando materiales con propiedades termofísicas adecuadas, como los nanofluidos y los materiales de almacenamiento térmico. De este modo, no sólo se produce una transferencia de calor más significativa entre el fluido caloportador, el relleno y el terreno, sino que también se reduce el efecto térmico sobre el entorno. El fluido de transferencia de calor es uno de los factores de optimización de la BHE que se utilizará para el almacenamiento de energía térmica (TES). Una mayor conductividad térmica en el fluido de transferencia de calor mejora la eficacia de la transferencia de calor entre el fluido y los materiales alrededor, lo que lleva a alcanzar con mayor rapidez la temperatura de cambio de fase en los materiales de almacenamiento. Cuando se usa un fluido de transferencia de calor con una conductividad térmica superior, la temperatura del material de almacenamiento de calor experimenta fluctuaciones más rápidas, lo que reduce significativamente la duración necesaria para un cambio de fase completo. Además, usar materiales de cambio de fase (PCM) para almacenar calor en lugar del relleno convencional permite aprovechar el BHE como sistema BTES. Además de disminuir considerablemente la profundidad de perforación necesaria, el sistema BTES puede almacenar y liberar energía diaria y estacionalmente para reducir la carga durante las horas punta. Sin embargo, hay un vacío notable en la bibliografía sobre la exploración y aplicación de nuevos materiales de almacenamiento de calor y fluidos de transferencia de calor en las BHE para hacerlas aptas para fines de BTES. Aunque se han aplicado diversas innovaciones para mejorar el rendimiento de los BHE, como el uso de materiales plásticos avanzados y la optimización del diseño, la mayor parte de la investigación se ha centrado en el uso convencional de los BHE. Debería prestarse más atención a las ventajas potenciales del aprovechamiento de los intercambiadores de calor mediante la aplicación de nanofluidos y PCM como fluidos de transferencia de calor y medios de almacenamiento de calor, respectivamente. Como ya se ha mencionado, estos materiales poseen propiedades termofísicas superiores que pueden dar lugar a una transferencia de calor más eficiente, una reducción de los costes de perforación, un menor consumo de electricidad en las bombas de calor y una disminución de la resistencia térmica de la perforación. Esta laguna en la investigación hace necesaria una investigación en profundidad para determinar la viabilidad y factibilidad de la aplicación de estos materiales avanzados en las BHE, facilitando en última instancia su transformación en sistemas BTES fiables. Por lo tanto, los principales objetivos de esta tesis doctoral son estudiar experimental y numéricamente los impactos del uso de materiales avanzados para el fluido caloportador y el relleno/grouting tales como nanofluidos y PCMs, en el rendimiento del BHE como sistemas BTES. El estudio pretende seleccionar los materiales más favorables, convirtiéndose en una referencia práctica y fiable para futuros proyectos y sectores industriales. / [CA] El sistema de bomba de calor geotèrmica (GSHP, en anglès) és una tecnologia prometedora per a utilitzar l'energia geotèrmica succinta (EGS). En este sistema, un bescanviador enterrat de calor de perforació (BHE, en anglès) exercix un paper principal i influïx directament en el coeficient de rendiment estacional (SCOP) d'este sistema geotèrmic poc profund. S'han dut a terme diferents estudis per a millorar el rendiment del *BHE, incloent-hi l'ús de materials avançats per al plàstic de les canonades, ús de fluid termòfor (o de transferència de calor) i de grouting, de major transferència de calor, disseny de noves geometries, i l'optimització del BHE per a ser utilitzat com a sistemes d'emmagatzematge d'energia tèrmica (BTES, en anglès). Els costos de perforació, el consum elèctric de les bombes de calor i la resistència tèrmica de les perforacions poden reduir-se utilitzant materials amb propietats termo-físiques adequades, com els nanofluids i els materials d'emmagatzematge tèrmic. D'esta manera, no sols es produïx una transferència de calor més significativa entre el fluid termòfor, el farciment i el terreny, sinó que també es reduïx l'efecte tèrmic sobre l'entorn. El fluid de transferència de calor és un dels factors d'optimització de la *BHE que s'utilitzarà per a l'emmagatzematge d'energia tèrmica (*TES). Una major conductivitat tèrmica en el fluid de transferència de calor millora l'eficàcia de la transferència de calor entre el fluid i els materials al voltant, la qual cosa porta a aconseguir amb major rapidesa la temperatura de canvi de fase en els materials d'emmagatzematge. Quan s'usa un fluid de transferència de calor amb una conductivitat tèrmica superior, la temperatura del material d'emmagatzematge de calor experimenta fluctuacions més ràpides, la qual cosa reduïx significativament la duració necessària per a un canvi de fase complet. A més, usar materials de canvi de fase (PCM, en anglès) per a emmagatzemar calor en lloc del farciment convencional permet aprofitar el BHE com a sistema BTES. A més de disminuir considerablement la profunditat de perforació necessària, el sistema BTES pot emmagatzemar i alliberar energia diària i estacionalment per a reduir la càrrega durant les hores punta. No obstant això, hi ha un buit notable en la bibliografia sobre l'exploració i aplicació de nous materials d'emmagatzematge de calor i fluids de transferència de calor en les BHE per a fer-les aptes per a fins de BTES. Encara que s'han aplicat diverses innovacions per a millorar el rendiment dels BHE, com l'ús de materials plàstics avançats i l'optimització del disseny, la major part de la investigació s'ha centrat en l'ús convencional dels BHE. Hauria de prestar-se més atenció als avantatges potencials de l'aprofitament dels bescanviadors de calor mitjançant l'aplicació de nanofluids i PCM com a fluids de transferència de calor i mitjans d'emmagatzematge de calor, respectivament. Com ja s'ha esmentat, estos materials posseïxen propietats termo-físiques superiors que poden donar lloc a una transferència de calor més eficient, una reducció dels costos de perforació, un menor consum d'electricitat en les bombes de calor i una disminució de la resistència tèrmica de la perforació. Esta llacuna en la investigació fa necessària una investigació en profunditat per a determinar la viabilitat i factibilitat de l'aplicació d'estos materials avançats en les BHE, facilitant en última instància la seua transformació en sistemes BTES fiables. Per tant, els principals objectius d'esta tesi doctoral són estudiar experimental i numèricament els impactes de l'ús de materials avançats per al fluid termòfor i el grouting com ara nanofluids i PCMs, en el rendiment del BHE com a sistemes BTES. L'estudi pretén seleccionar els materials més favorables, convertint-se en una referència pràctica i fiable per a futurs projectes i sectors industrials. / [EN] Due to severe environmental pollution and worldwide energy deficiency, exploiting renewable energies has become more critical than ever. Shallow geothermal energy (SGE) is considered a sustainable and renewable energy source with significant advantages in space heating and cooling, industrial applications, greenhouses, electricity production, agriculture industry devices, and hot water production, among others. The ground source heat pump (GSHP) system is a promising technology for utilizing SGE. In this system, a borehole heat exchanger (BHE) plays an important role and directly influences the coefficient of performance (COP) of this shallow geothermal system. Different approaches have been carried out to enhance the performance of the BHE, including using advanced materials for pipes, heat transfer fluids, and backfill/grout, designing new geometries, and optimizing the BHE to be used as borehole thermal energy storage (BTES) systems. Drilling costs, heat pump electricity consumption, and borehole thermal resistance can be reduced using materials with appropriate thermo-physical properties like nanofluids and heat storage materials. This results in not only a more significant heat transfer between the heat transfer fluid, the backfill/grout, and the soil but also lessens the thermal effect on the surroundings. Heat transfer fluid is one of the factors in optimizing the BHE to be used for thermal energy storage (TES). Increased thermal conductivity in the heat transfer fluid enhances heat transfer efficiency between the fluid and the heat storage materials, leading to a more rapid attainment of the phase change temperature in the storage materials. In essence, when employing a heat transfer fluid with superior thermal conductivity, the temperature of the heat storage material experiences quicker fluctuations, resulting in a significant reduction in the duration required for a complete phase change. Moreover, the use of phase change material (PCM) as a heat storage medium instead of conventional backfill/grout enables the BHE to be beneficial and applicable as a BTES system. In addition to decreasing the required borehole depth considerably, the BTES system can store and release energy daily and seasonally to reduce the load during peak hours. However, there is a notable gap in the literature concerning exploring and applying new heat storage and heat transfer fluid materials in BHEs to render them suitable for TES purposes. While various approaches have been undertaken to enhance BHE performance, including using advanced materials and design optimizations, most research has concentrated on the conventional goal of BHEs. More attention should be given to the potential advantages of these heat exchangers by applying nanofluids and PCMs as heat transfer fluids and heat storage media, respectively. As mentioned above, these materials possess superior thermo-physical properties that can lead to more efficient heat transfer, reduced drilling costs, lower electricity consumption in heat pumps, and diminished borehole thermal resistance. This research gap necessitates an in-depth investigation to determine the feasibility and practicality of implementing these advanced materials in BHEs, ultimately facilitating their transformation into reliable BTES systems. The outcomes of such research endeavors hold the promise of addressing environmental concerns and global energy deficiencies by advancing the utilization of renewable energy sources like SGE sustainably and effectively. Therefore, the main objectives of this doctoral dissertation are to study experimentally and numerically the impacts of using advanced materials for heat transfer fluid and backfill/grout, such as nanofluids and PCMs, on the performance of the BHE as BTES systems. The study aims to select the most favorable materials, making it a practical and reliable reference for future projects and industry sectors. / This research has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation program named GEOCOND under grant agreement No [727583]. / Javadi, H. (2024). Experimental and Numerical Study of the Thermo-Fluid Dynamics of Borehole Heat Exchangers Incorporating Advanced Materials to be Optimized for use as Thermal Energy Storage (BTES) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203144 / Compendio