El presente proyecto de investigación presenta la evaluación detallada de las penetraciones obtenidas de 10 ecuaciones dinámicas de hincado de pilotes para definir los rangos de aplicación de cada una de estas. Para ello fue necesario crear un repertorio casuístico amplio, el cual permitió establecer aquellos parámetros de confiabilidad. Las fórmulas analizadas fueron las de Hiley, Código de Edificaciones de Canadá, Engineering News Record, Delmag, Bénabencq, Eytelwein, Goodrich, Gates, Código Unificado de Edificaciones de la Costa del Pacífico y Janbu, las cuales utilizaron pilotes de madera, acero y concreto, así como 5 tipos de martillos de hincado para definir las penetraciones a ser evaluadas.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Geotécnica Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Este estudio tiene por objetivo presentar diferentes metodologías de diseño de pantallas de contención con uno y más niveles de arriostramiento, evaluar las restricciones, ventajas, desventajas y concluir sobre la aplicabilidad de cada uno de los métodos presentados. Para esto se investiga el estado del arte referente a diseño de pantallas y se modela un tramo de pared moldeada construida para el Metro de Valparaíso (MERVAL) con cinco metodologías distintas, las que han sido comparadas con los resultados de las cargas de puntales medidos en las secciones instrumentadas. Para los capítulos en lo relativo a diseño se recopila normas extranjeras y nacionales, publicaciones en Internet y el curso de postgrado de diseño y construcción de Pantallas efectuado en la Universidad Politécnica de Madrid (España). Se presenta la tipología de pantallas utilizada actualmente en Chile y los modelos de diseño divididos en tres grupos: Métodos de Estado Límite, Semiempíricos y Métodos Tensión – Deformación. Para el análisis de la pantalla de MERVAL se consideró los métodos de Empujes Aparentes de Terzagui Peck, Áreas Tributarias, Articulación, Viga en Medio Elástico y el método de Rodríguez Liñán, donde se concluye que este último (tensión – deformación) es el que entrega resultados mas similares a los medidos. Se destaca la importancia que tiene incorporar la rigidez del suelo, la rigidez de la pantalla y la secuencia constructiva en el diseño y se entregan recomendaciones para evaluar, modelar y diseñar pantallas de contención con uno y más niveles de arriostramientos.

Se pretende desarrollar un método para reducir el desperdicio de concreto en cimentaciones profundas contra terreno ejecutadas mediante el método constructivo “top to down”. Estas cimentaciones, específicamente pilotes y muros pantalla, se caracterizan por no contar con encofrado o una sección regular; por lo que, el volumen de concreto a emplear es muy variable; y por ende el desperdicio de concreto será variable entre un elemento y otro. Esta variabilidad se debe a factores como: exactitud de la excavadora o maquina a emplear, tipo de terreno, experiencia del personal, margen de desperdicio histórico de la organización. A lo largo de un proyecto se prevé un porcentaje de desperdicio de sus recursos, para así poder tener el costo estimado en la ejecución de partidas. Sin embargo, el estimado puede ser un valor muy lejano al real; ya que, no se cuenta con factores que se darán in situ, como pueden ser, exactitud de la maquinaria a emplear, tipo de terreno, experiencia del personal, entre otros; siendo así, de gran importancia sincerar el desperdicio considerado al inicio de un proyecto. En la presente tesina, se pretende sincerar el valor del factor inicial de desperdicio de concreto; es decir, aplicar una mejora continua al proceso, esto se logra mediante recopilación de datos vinculados al proceso, identificación del problema y de la causa raíz. / This thesis aims to develop a method to reduce the waste of concrete in deep foundations against land with the top down constructive method. These foundations, specifically piles and screen walls, do not have formwork or a regular section; so they are very variable in their excavation and therefore in the wasted concrete. Throughout a project, an estimate of the waste of its resources is calculated in order to have the estimated cost in the execution of its items. However, the estimate can be a value very far from the real one; since, it does not count on factors that will be given in situ, such as, accuracy of the machinery to be used, type of terrain, experience of the personnel, among others; being thus of great importance to make the waste considered at the beginning of a project. In the present thesis, it is tried to sincere the value of the initial factor, that guarantees to cover the waste that can be given during the constructive process for different reasons; that is, applying continuous improvement to the process, this is achieved by collecting data linked to the process, identifying the problem and the root cause. / Tesis

Ingeniero Civil / El día 27 de febrero del 2010, la zona centro-sur del país fue afectada por un gran terremoto de magnitud de 8,8 Mw. El inicio del sismo se ubicó a unos 80 kilómetros al noroeste de la ciudad de Concepción, frente a las localidades de Curanipe y Cobquecura, a una profundidad de 30,1 kilómetros, propagándose hacia el sur y norte, abarcando una zona de ruptura de aproximadamente 450 km de longitud y de 150 km de ancho. Posterior al evento sísmico se produjo un maremoto que afectó gran parte de la costa central de Chile, el que causó pérdidas de vidas humanas y daños materiales, adicionales a las propias del sismo. En obras de infraestructura portuaria fundadas principalmente en pilotes, el Terremoto del Maule causó daños menores sobre pilotes de los Puentes de Acceso de algunos de los muelles de la Región, como ocurrió en los Muelles de Puerto Coronel, Muelle Chollin de Portuaria Cabo Froward y Terminal Marítimo San Vicente de Enap, entre otros. Otras obras portuarias como San Vicente Terminal Internacional y las instalaciones de la Base Naval de Talcahuano, entre otros, experimentaron severos daños. La causa de los daños observados en los pilotes de los Puentes de Acceso puede ser atribuida en gran parte a la licuación de suelos, específicamente al corrimiento lateral. En este trabajo se realiza una recopilación y estudio del estado del arte del tema de corrimiento lateral de suelos por licuación. Se describe las condiciones necesarias para el desarrollo del fenómeno en cuestión para lo cual se detalla las metodologías más importantes para la medición del potencial de licuación. En base a los antecedentes disponibles en la literatura especializada, los que se basan en observaciones experimentales, se propone un modelo solicitaciones para evaluar los efectos del corrimiento lateral de suelos sobre pilotes de fundación. El modelo propuesto es revisado para cuatro casos de estudio ubicados en la Región del Bio-Bio. Finalmente, se describe los principales métodos disponibles para reducir el potencial de licuación de los suelos susceptibles de alcanzar tal condición. El modelo de solicitaciones cinemáticas propuesto considera una presión uniforme a lo largo del tramo de pilote inserto en el estrato licuable. Para suelos no licuables existentes sobre el suelo licuable, se considera como solicitación cinemática los empujes deducidos de la teoría de empujes pasivos de Rankine. Considerando la naturaleza sísmica de Chile, es necesario que la comunidad geotécnica nacional haga sus mejores esfuerzos en velar por la calidad técnica de los ensayos de terreno que permiten la caracterización de los suelos, especialmente aquellos ensayos que son utilizados para estimar el potencial de licuación. Para el caso de pilotes de fundación, los que usualmente comprometen profundidades muy importantes, es recomendable considerar la ejecución de ensayos de cono estático (CPT-u) y/o la medición de velocidades de ondas de corte. En relación con los ensayos SPT ejecutados a grandes profundidades, los que tienen la cualidad de recuperar muestras de suelo, sus resultados siempre presentarán la duda de su validez, a menos que ellos sean ejecutados con equipos automáticos y de energía calibrada a la profundidad de ensayo. Dado el comportamiento de los puentes de acceso estudiados, y toda vez que en un proyecto se prevea la ocurrencia del fenómeno de corrimiento lateral, es muy recomendable la utilización de pilotes verticales. El costo de las fundaciones en base a pilotes verticales en suelos susceptibles de experimentar corrimiento lateral, debería ser comparado con el costo final de la alternativa basada en pilotes inclinados hincados en suelos previamente tratados para prevenir el fenómeno de licuación. Por otra parte, el proyecto estructural debe considerar el fortalecimiento de la conexión entre el pilote y las vigas, la cual debe corresponder a la condición de empotramiento.

El tema de la presente tesina se centra en la descripción de los aspectos relevantes en cimentación con pilotes y proceso constructivo de muelle artesanal. En base a los temas desarrollados durante el curso de actualización profesional, se consideró interesante e importante desarrollar los temas de cimentación con pilotes y la metodología constructiva como parte del módulo de construcciones especiales, estos temas serán descritos como parte del proyecto y ejecución de un muelle artesanal. Es por este motivo que se decidió desarrollar la tesina en base al tema. Lo que se busca es dar a conocer los aspectos principales a tener en cuenta en una cimentación con pilotes de un muelle artesanal, así como también describir su proceso constructivo con elementos prefabricados. El capítulo uno describe los antecedentes y la situación actual de la infraestructura portuaria, el capítulo dos describe y menciona brevemente los criterios de diseño que se deben considerar para la ejecución de un muelle artesanal, el capítulo cinco describe los aspectos generales de los elementos que forman parte de la infraestructura del muelle, poniendo un especial énfasis en los pilotes en la cimentación, tema fundamental en la construcción de un muelle. Por último el capítulo seis detalla la metodología del proceso constructivo de un muelle artesanal ubicado en la costa norte del litoral peruano, que viene a ser uno de los objetivos de la presente tesina. 8 Al finalizar el trabajo se llega a la conclusión de que se deben tener en cuenta todas las condiciones y características del lugar proyectado para la construcción de un muelle artesanal por mínima que sea, pues es muy importante al momento de realizar el proceso de cimentación con pilotes. Estas condiciones y características también influyen al momento de elegir la metodología constructiva a seguir. / Tesis

La empresa PSV Constructores se dedica a la elaboración de proyectos de construcción civil de pilotes pre-excavados, los cuales llevan como materia indispensable picas, para esto la empresa tiene un serio problema en los costos de producción puesto que en plena ejecución el número de picas no es el adecuado entonces debe incurren en sobre compras de estas haciendo que el proyecto tenga más plazo de entrega. Se elaboro el diagnostico de los posibles fallos en la subido de costos, también se diseñó la simulación para la mejora del proceso siendo así la reducción de los costos en la compra innecesaria de nuevas picas haciendo que los proyectos tengan retrasos y sean multados por penalidades.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / El desarrollo de los intercambiadores de calor como sistemas de aprovechamiento de energía geotérmica de muy baja entalpía, ha contribuido de forma significativa a reducir el consumo de energía en la climatización de edificios. Para obtener un buen rendimiento de este tipo de sistemas es necesario realizar un diseño óptimo, lo cual requiere una buena estimación de los parámetros térmicos. El test de respuesta térmica (TRT) es el método actualmente empleado para la determinación de las propiedades térmicas del suelo para el diseño de sistemas geotérmicos de muy baja entalpía tradicionales. Los sistemas de pilotes geotérmicos utilizan los pilotes de fundación requeridos en la construcción de edificios, como intercambiadores de calor con el suelo, al incorporarle un circuito de tuberías en su interior por donde fluye el líquido transportador de calor. Estos sistemas son relativamente nuevos y presentan ciertas diferencias con respecto a sistemas tradicionales, lo que hace necesario estudiar la validez de aplicar pruebas TRT para su diseño. Lo anterior es la motivación del trabajo de esta tesis, en la cual se utilizó un modelo numérico desarrollado en COMSOL Multiphysics® para reproducir TRTs sintéticos en un pilote geotérmico bajo ciertas condiciones ideales. Basado en el análisis de los resultados de las simulaciones numéricas, se concluye que la interpretación de los resultados de TRTs en este tipo de sistemas es complejo, ya que dependen de la relación entre la conductividad térmica del suelo y del concreto, la tasa de la capacidad calorífica volumétrica entre el suelo y el material de relleno, el diámetro del pilote, y el espaciamiento entre tuberías, entre otros factores. Los errores asociados a cualquiera de esos parámetros en la interpretación de dichas pruebas mediante el uso del método tradicional de análisis, que considera una fuente lineal de calor (LHS), pueden ser hasta un 50% de sobrestimación para pruebas de relativa corta duración. Por ejemplo, el análisis de las simulaciones indica que, para un pilote de un metro de diámetro, es necesario realizar pruebas de más de 400 horas para obtener resultados confiables. Además, estos errores pueden ser acumulativos lo que puede aumentar la incertidumbre respecto a la estimación de los parámetros de diseño. Por lo anterior, se recomienda utilizar el conjunto de resultados generados en este estudio para estimar factores de corrección que deben aplicarse al interpretar los resultados de TRT en pilotes geotérmicos. Se espera que de esta forma los resultados presentados en este estudio permitan una correcta interpretación de los resultados de pruebas de terreno de corta duración, con el consiguiente beneficio en términos logísticos y económicos.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / El desarrollo de los intercambiadores de calor como sistemas de aprovechamiento de energía geotérmica de muy baja entalpía, ha contribuido de forma significativa a reducir el consumo de energía en la climatización de edificios. Para obtener un buen rendimiento de este tipo de sistemas es necesario realizar un diseño óptimo, lo cual requiere una buena estimación de los parámetros térmicos. El test de respuesta térmica (TRT) es el método actualmente empleado para la determinación de las propiedades térmicas del suelo para el diseño de sistemas geotérmicos de muy baja entalpía tradicionales. Los sistemas de pilotes geotérmicos utilizan los pilotes de fundación requeridos en la construcción de edificios, como intercambiadores de calor con el suelo, al incorporarle un circuito de tuberías en su interior por donde fluye el líquido transportador de calor. Estos sistemas son relativamente nuevos y presentan ciertas diferencias con respecto a sistemas tradicionales, lo que hace necesario estudiar la validez de aplicar pruebas TRT para su diseño. Lo anterior es la motivación del trabajo de esta tesis, en la cual se utilizó un modelo numérico desarrollado en COMSOL Multiphysics® para reproducir TRTs sintéticos en un pilote geotérmico bajo ciertas condiciones ideales. Basado en el análisis de los resultados de las simulaciones numéricas, se concluye que la interpretación de los resultados de TRTs en este tipo de sistemas es complejo, ya que dependen de la relación entre la conductividad térmica del suelo y del concreto, la tasa de la capacidad calorífica volumétrica entre el suelo y el material de relleno, el diámetro del pilote, y el espaciamiento entre tuberías, entre otros factores. Los errores asociados a cualquiera de esos parámetros en la interpretación de dichas pruebas mediante el uso del método tradicional de análisis, que considera una fuente lineal de calor (LHS), pueden ser hasta un 50% de sobrestimación para pruebas de relativa corta duración. Por ejemplo, el análisis de las simulaciones indica que, para un pilote de un metro de diámetro, es necesario realizar pruebas de más de 400 horas para obtener resultados confiables. Además, estos errores pueden ser acumulativos lo que puede aumentar la incertidumbre respecto a la estimación de los parámetros de diseño. Por lo anterior, se recomienda utilizar el conjunto de resultados generados en este estudio para estimar factores de corrección que deben aplicarse al interpretar los resultados de TRT en pilotes geotérmicos. Se espera que de esta forma los resultados presentados en este estudio permitan una correcta interpretación de los resultados de pruebas de terreno de corta duración, con el consiguiente beneficio en términos logísticos y económicos.

Actualmente al evaluar las opciones de cimentación para una torre de alta tensión se suelen utilizar sistemas tradicionales de concreto armado. Esto representa un problema, pues en condiciones geográficas demandantes, como es el caso de la mayoría de líneas de transmisión, el costo de esta partida se eleva considerablemente y, en algunos casos, los tiempos de construcción pueden extenderse. En esta tesis se plantea el uso de un sistema de pilotaje novedoso en Perú, el de pilotes helicoidales, fabricados de acero, con representación de la marca Chance™. Se obtuvieron valores de ensayos en campo realizados por M&M CONSULTORES, requeridos para el diseño del sistema, cumpliendo con proveer la capacidad de carga axial a compresión y a tracción requeridas por la torre de alta tensión evaluada en Tarapoto. Posterior a esto, se realizó el diseño de una zapata convencional de concreto armado y con el apoyo de las empresas EMIN GEOESTRUCTURAS y GRAÑA Y MONTERO, se pudo obtener un costo para ambos sistemas y así poder establecer una comparación económica. / Tesis

La rareté du spectre radio et la demande croissante de bande passante rendent l'optimisation de l'utilisation du spectre essentiel. Tandis qu'une efficacité maximale devrait être atteinte, un niveau minimal d'interférence devrait être maintenu. L’OFDM a été retenu comme un schéma de modulation dans plusieurs normes sans fil. L'estimation de canal est une tâche fondamentale dans les systèmes OFDM et elle devient plus difficile en présence d'interférence. Dans cette thèse, notre objectif est de proposer des algorithmes d'estimation de canal pour les systèmes OFDM en présence d’interférence, où les algorithmes classiques échouent. Tout d'abord, nous considérons l'environnement radio intelligente et nous proposons un nouveau cadre d'estimation de canal pour les canaux à variations rapides contaminés par des interférences bandes étroites (NBI). Cela est accompli avec l'algorithme EM et une expression explicite pour l'estimation de la puissance du bruit est obtenue. Ensuite, nous considérons un nouveau schéma de pilotes superposés (DNSP) qui assure des pilotes sans interférence au détriment d'interférence des donnés. Donc, un récepteur adapté à son design doit être conçu. Nous proposons un annuleur d’interférences (IC) à faible complexité pour les canaux à variations lentes avec DNSP. Cependant, la performance de l'IC proposé n'est fiable que quand l'erreur de l'estimation du canal est faible. Donc, dans une autre contribution, nous proposons un IC pour DNSP en tenant compte des erreurs d'estimation du canal. Enfin l'estimation robuste du canal est considérée comme l’une des perspectives de cette thèse. / The scarcity of the radio spectrum and the increasing demand on bandwidth makes it vital to optimize the spectrum use. While a maximum efficiency should be attained, a minimal interference level should be maintained. OFDM has been selected as the modulation scheme in several wireless standards. Channel estimation is a fundamental task in OFDM and it becomes even more challenging in the presence of interference. In this thesis, our aim is to propose channel estimation algorithms for OFDM systems in the presence of interference, where conventional channel estimators designed for OFDM fail. First, we consider the cognitive radio environment and propose a novel channel estimation framework for fast time-varying channels in OFDM with NBI. This is accomplished through an expectation maximization (EM) based algorithm. This formulation allows us to obtain a closed-form expression for the estimation of the noise power. In this thesis, we are particularly interested in a very recent scheme of superimposed pilots for OFDM (DNSP). DNSP assures interference-free pilots at the expense of data interference. Seen the modernity of DNSP, a suitable receiver has to be designed to cope with its design. We first propose a low-complexity interference canceler (IC) for slow time-varying channels with DNSP. The performance of the proposed IC is guaranteed when the channel estimation error is small. As another contribution, we extend the design of the approximated IC for DNSP so as to take the channel estimation errors into account. Finally, we consider robust channel estimation which can be viewed as one of the perspectives of this thesis.