Ingeniera Civil Mecánica / Sedimentación es el proceso en que las partículas sólidas de una solución decantan separándose del medio líquido. Este proceso de sedimentación puede ser gravitacional o acelerado. La identificación de las interfases de sedimentación, la determinación de sus posiciones en el tiempo y de la velocidad de las interfases son indispensables para la modelación de los procesos de sedimentación. Los modelos de sedimentación son utilizados en el diseño de clarificadores, tanques de espesamiento, etc. Existen dos modelos principales de sedimentación, el modelo de Kynch y el modelo fenomenológico que es el más utilizado actualmente. En este Trabajo de Título se busca desarrollar un sistema de identificación y seguimiento de interfaces en movimiento aplicable a un proceso de sedimentación; para esto se diseña y construye una columna de sedimentación y se utiliza una cámara CCD para la captura de las imágenes que luego son procesadas mediante un método computacional realizado en MATLAB utilizando la metodología de Velocimetría de Imágenes de Partículas (PIV). Para validar el método computacional desarrollado se realizaron una serie de pruebas con diferentes mezclas y se analizaron los resultados obtenidos mediante el método computacional y se comparan con los resultados obtenidos mediante otros métodos de identificación de interfases (método visual). Al comparar los resultados obtenidos con el método computacional desarrollado y con el método visual se observaron resultados similares con diferencias promedio de 3%. Al finalizar este Trabajo de Título se logró el desarrollo de un método de identificación de interfases tipo fluido sedimento aplicable a procesos de sedimentación que puede competir en precisión y rapidez con otros métodos de identificación de interfases como el método visual que es el más utilizado hoy en día en nuestro país. A lo anterior se le debe agregar que con el método desarrollado se disminuye ampliamente el efecto de la subjetividad y experiencia del operario que realiza las mediciones, las mediciones pueden ser replicadas cuantas veces sea necesario para los análisis que se deseen realizar y el desarrollo de los ensayos no requiere equipamiento fuera del que se puede encontrar en cualquier laboratorio o empresa, con lo que se podría llegar a utilizar en la industria minera para el diseño y monitoreo de estanques de espesamiento.

Presenta los resultados del estudio de la sedimentación discontinua de suspensiones acuosas de muestras de carbonato de calcio, sulfato de bario y óxido de plomo en grado comercial. Las pruebas se realizaron en un rango de temperatura entre 20 y 25 ºC, en sedimentadores verticales de vidrio de sección transversal circular con diámetros internos que fluctúan entre 47 y 65 mm, y de 52 hasta 57 cm de altura del sedimentador. Las velocidades de sedimentación estudiadas fluctúan entre 0.03 y 6.47 cm/min, y las concentraciones relativas, (H∞/Ho), entre 0.06 y 0.68 para valores de concentración de las suspensiones entre 49 y 750 g/l. Los resultados muestran que la concentración relativa, H∞/Ho, es directamente proporcional a la concentración inicial de la suspensión e inversamente proporcional al tamaño de la partícula. Además, los datos obtenidos en la zona de compactación expresado como la concentración relativa, en las fracciones volumétricas, XS x XL/(H∞/Ho), dependen del origen del tipo de material y el tamaño de la partícula del sólido.

Expositor: Giacomo Castagnola. Arquitecto y museógrafo. Principal de Germen Estudio. Arte y Arquitectura de Exposición, Ciudad de México / Panelista: Ricardo Cárdenas. Profesor Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas / Charla sobre Arquitectura y Arte Internacional

Los estuarios son estructuras altamente dinámicas, donde la corriente de marea es la principal fuerza que determina las características morfológicas de los mismos. En este ambiente, los canales de marea son los elementos más significativos, ya que ellos determinan la dispersión del flujo. Entender y predecir la evolución y la dinámica sedimentaría asociada a los mismos es fundamental para una completa comprensión de este tipo de ecosistemas. En este trabajo de tesis se investiga la morfodinámica (procesos erosivodepositacionales) y las característica hidrosedimentológicas de un sistema de canales de marea del estuario de Bahía Blanca (sur de la Pcia. de Bs. As.). Los canales considerados en esta investigación (El Alambre, La Lista y Principal) se encuentran hidrodinámicamente vinculados. Con el objetivo de estudiar la evolución geomorfológica, la circulación de sedimentos y los procesos erosivodepositacionales, se aplicaron diferentes métodos de trabajo. Se usaron técnicas acústicas (ecosonda, sonar lateral), sísmica de alta resolución (3,5 kHz), mediciones de corrientes y muestreo de sedimentos. Asimismo, se evaluaron las facies sismoestratigráficas del subfondo marino, asociadas a la morfodinámica del ambiente. Los canales estudiados son dominados por corrientes bidireccionales (régimen mesomareal), las cuales son el principal agente que gobierna los procesos actuantes en ellos. Los rasgos morfológicos (dunas, point bar, bancos elongados), junto con los datos de corrientes indican la dominancia del reflujo. En consecuencia, el modelo de circulación de sedimento, con máximos valores de transporte en El Alambre (0,08773 gr cm-1 seg-1), revela una exportación de material hacia el canal Principal. La tendencia evolutiva del área responde a un desplazamiento de los veriles, sin producirse una profundización significativa de los canales, debido a un control litológico del material subyacente. Se determina la tendencia de El Alambre y La Lista a acentuar su sinuosidad, donde las formas acrecionales (point bars) se hallan genéticamente relacionadas a la sedimentación producida por la corriente de reflujo. Morfológica y dinámicamente se establece que El Alambre actúa como vía principal del sistema y La Lista se comporta como un tributario del mismo. El banco La Lista constituye un relevante cuerpo sedimentario elongado desarrollado en la desembocadura del canal homónimo. Su evolución morfológica está vinculada con un modelo de transporte residual de sedimento, con trayectorias opuestas a ambos lados del mismo. Este proceso origina un paulatino aumento en altur a y el crecimiento longitudinal de la geoforma. / Estuaries are highly dynamic structures where ebb currents are key in determining their morphological characteristics. Tidal channels within this environment are of pivotal importance as they determine flow dispersion. Both learning and predicting the evolution and sedimentary dynamics of estuaries are therefore greatly important to better understand these types of ecosystems. This thesis focuses on the study of the morphodynamics, erosivedepositational processes, and hydrosedimentological characteristics of a tidal channel system in Bahía Blanca estuary which is located in the south of the province of Buenos Aires, Argentina. The channels analyzed in this thesis, namely El Alambre, La Lista and Principal, are hydrodynamically-related. Different methods and techniques were used to study the geomorphological evolution, sediment circulation, and erosive-depositational processes. In particular, acoustic techniques such as echo sounder, side scan sonar, high resolution seismics (3.5 kHz), current measurements and bottom sediment sampling were used. In addition, marine sub-bottom seismoestratigraphic facies associated to the morphodynamics of the environment were analyzed. The channels studied in this thesis are dominated by bidirectional currents (mesotidal regime) which behave as the principal agent ruling the processes occurring in them. The morphological features, dunes, point bar, elongated banks in the study area as well as the current data obtained are all indicative of ebb dominance. The sediment circulation model with highest transport values in El Alambre (0.08773 gr cm-1 sec-1) thus reveals export of material towards Principal channel. The tendency of evolution of the study area is due to a flank displacement which does not end in a significant deepening as a result of a lithological control of underlying material. In addition, it was observed that in El Alambre and La Lista there is a tendency to increase sinuosity in which depositationals are genetically-related to sedimentation resulting from the ebb current. In view of the morphological features and the dynamics of the study area, it can be concluded that El Alambre behaves as the principal pathway of this estuarine system and that La Lista behaves as its tributary. La Lista bank is a relevant elongated sedimentary body formed in the mouth of the homonymous channel. Its morphological evolution is related to a residual sediment transport model with trajectories opposit to its two flanks. This process leads to a gradual increase in the height and longitudinal growth of the bank.

La infraestructura vial es un eje importante en el desarrollo de las comunicaciones y la economía de un país en crecimiento. Siendo el Callao uno de los principales puertos y Lima la principal ciudad del país, se hace de suma importancia la continuidad y creación de autopistas que conecten de forma eficiente ambas regiones. Por dicha razón, el presente trabajo de tesis describirá la metodología de diseño seguida para el dimensionamiento de un dique de escollera capaz de repeler la energía destructiva del oleaje a la que estará expuesta la nueva Vía Costa Verde, la cual está proyectada sobre terrenos ganados al mar en las playas del Callao, desde el distrito de La Punta hasta La Perla. Para definir el diseño se estudió, en primer lugar, el clima marítimo de las playas mencionadas así como los fenómenos más relevantes ligados a éste, a fin de definir las solicitaciones a las que estará expuesta la futura estructura. Conocidas las características del clima marítimo, se estudiaron las fórmulas de diseño más usadas a nivel mundial, con el objetivo de optimizar los resultados y evaluar cada factor determinante de forma objetiva y clara. Por último, se estudió la interacción de la virtual estructura con el mar, teniendo como finalidad otorgar un diseño que no solo trabaje adecuadamente a nivel mecánico sino también funcionalmente. Los resultados obtenidos en el diseño están conformados por una sección del dique en talud, conformada por capaz y a su vez las dimensiones de cada escollera en particular. Se concluye, además, con la evaluación cualitativa de cada parámetro involucrado en el diseño. / Tesis

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Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / El arrastre de sedimentos de fondo es un fenómeno complejo ya que incluye distintos mecanismos de desplazamiento así como diversas condiciones de iniciación del movimiento de las partículas. En la actualidad se cuenta con algunas ecuaciones tanto empíricas como teóricas las cuales ayudan a predecir el arrastre de fondo en una corriente, sin embargo la mayoría de Éstas no consideran granulometrías extendidas, únicamente se considera un diámetro característico de esta tales como d90, d50, dm, entre otros. Teniendo en cuenta lo antes descrito, en la actualidad no se cuenta con un importante estado del arte en ríos con lecho de granulometría extendida. esto debido a varias razones, como la dificultad propia del arrastre de fondo y otros elementos, tales como las pendientes considerables de estas corrientes, y su difícil acceso en terreno, haciendo que los cambios geomorfológicos que ocurren en estos ante diversas afectaciones externas, sean desconocidos o se encuentren poco investigados. En la presente investigación experimental se reproduce en un canal de laboratorio una corriente con lecho de arena y grava, en la cual mediante el control del caudal y la tasa de entrada de sedimentos se reproducen alteraciones en el cauce, las cuales generan un cambio tanto en el arrastre de sedimentos, como en las condiciones del flujo y la geomorfología del lecho. Las alteraciones representadas en esta investigación son la extracción de agua o el aumento de los sedimentos de entrada a la corriente, como se da en el caso aguas abajo de una bocatoma que extrae agua; y el aumento del caudal o la disminución del sedimento de entrada en el cauce, como se da en el caso de un transvase entre cursos de agua o en la extracción de áridos en una corriente. Teniendo en cuenta las alteraciones reproducidas, se generan diversos escenarios de flujo en los cuales se miden parámetros con el fin de caracterizar la evolución del lecho. Estos parámetros son la evolución del nivel del lecho, el gasto sólido de salida del canal junto con su correspondiente granulometría y la granulometría en la conformación final de la coraza y el sustrato en el lecho en distintos puntos. Como resultados se lograron reproducir escenarios de erosión y sedimentación del lecho, sin embargo contrario a la creencia inicial en la cual la variación del lecho de la pendiente es crucial y se presenta como primer mecanismo de estabilización de la corriente, su variación en el lecho es mínima, exceptuando aquellos casos donde se observa la formación de cuñas del sedimento más grueso y alta pendiente en la cabecera del canal. Ésta pendiente permanece prácticamente constante y el flujo busca llegar a un nuevo equilibrio mediante el cambio en la granulometría de la coraza, afinándola y generando una coraza móvil, en aquellos casos con tasa de entrada de sedimento mayores a las tasas de arrastre, mientras que en aquellos casos donde la tasa de entrada era menor a las tasas de arrastre, se observa un engrosamiento del lecho junto con la formación de una coraza estática.

El presente trabajo de investigación presenta un concepto de medidas de prevención para reducir el riesgo de desastre por huaicos en la ciudad de Ica debido a la quebrada Cansas, departamento de Ica, República del Perú, mediante el estudio de la fenomenología del flujo de escombros. La metodología de trabajo ha sido la recopilación de información bibliográfica, por medios físicos y digitales, y dos visitas a la quebrada Cansas, en donde se obtuvo fotografías y filmaciones del lugar. Se investiga la naturaleza del flujo de escombros en base al trabajo de varios investigadores como Takahashi, Bagnold, Savage, Hutter e Iverson. Se aborda la física detrás del flujo de escombros, se identifican los parámetros característicos que lo gobiernan, se estudia la reología del flujo y la relación que tiene con otros tipos de flujos. Después, se procede a caracterizar la quebrada Cansas mediante su hidrología, mecánica de suelos e impacto por actividades humanas y se estudia la relación que tiene el flujo de escombros en la quebrada con el Fenómeno El Niño 1997-1998, con énfasis en el día 29 de enero de 1998, y la destrucción ocasionada. Luego, se presenta la información recopilada en las dos visitas realizadas a la quebrada Cansas y al río Ica y se expone brevemente las condiciones en las que se encuentran las medidas estructurales adoptadas. Finalmente, se presenta el concepto de medidas de prevención que toma en cuenta el comportamiento del flujo, las condiciones locales de la quebrada, y los factores sociales, económicos y culturales. Para esta última parte, se recurre también al enfoque ecosistémico, a la gestión integrada de recursos hídricos (GIRH), a la ciencia de restauración de ríos y a aspectos reológicos. Por último, se presentan las conclusiones del trabajo de investigación / Tesis

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / Cuando ocurre un enfriamiento lento de la escoria de fusión de Cobre en ollas o recipientes, esta permite la sedimentación de gotas de cobre y sulfuro de cobre pudiendo observarse 2 fases, la superior en donde se encuentra la matriz de la escoria con cobre diseminado y una inferior la cuál ha sido nombrada como un botón de cobre. El tiempo de enfriamiento de las escorias de cobre afecta directamente sobre sus propiedades, dependiendo la velocidad en la cual se solidifiquen El objetivo del presente trabajo es crear un modelo de sedimentación y coalescencia de gotas de metal blanco y de cobre metálico mediante el enfriamiento controlado de escorias de fusión de cobre del Convertidor Teniente, el cuál prediga la formación del botón de mata, así como también la composición y las características de la escoria remanente, mediante herramientas computacionales apoyadas con pruebas experimentales. Se realizan pruebas en el laboratorio de pirometalurgia del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de Chile, las cuales consideran la utilización de un horno de fusión a alta temperatura que permite llegar a los 1350°C y simulaciones llevadas a cabo con el software de modelación Ansys el cual corresponde a un CFD. El volumen de control para las pruebas corresponde un crisol cilíndrico de alúmina con un diámetro interno de 18 mm, una altura de 105 mm y un espesor de paredes de 2 mm, en donde la escoria utiliza alrededor de 45 mm de altura y se pretende identificar la recuperación de cobre en la sección inferior (botón de cobre). En relación al tipo de enfriamiento las pruebas experimentales demuestran que desde bajos tiempos de sedimentación se tienen altos porcentajes de recuperación de cobre en la sección inferior, sin embargo, para los mismos tiempos, el tipo de enfriamiento si tiene una influencia aumentando en hasta un 9% la recuperación de cada una de las pruebas. En las simulaciones se observa un comportamiento diferente con respecto a las pruebas experimentales con respecto a los valores de recuperación lo cual es debido a las condiciones iniciales impuestas en las simulaciones que representa de mejor manera el enfriamiento, pero si demuestran la similitud que se obtiene en las pruebas experimentales para ambos tipos de enfriamiento (súbito y por convección natural). Para el enfriamiento controlado se observa una concentración considerable para bajas rampas de enfriamiento en el cual se llega a obtener un crecimiento constante de la recuperación en la zona inferior de hasta un 38% para la rampa de 0,5°/min (400 minutos de enfriamiento) lo cual indica que a mayores tiempos puede crecer la recuperación en el botón de cobre. Con respecto a la concentración de Cobre se observa un crecimiento considerable para las pruebas cuando se superan los 100 minutos de enfriamiento llegando a concentraciones cercanas a un 87% en el fondo del crisol y una ley promedio de la sección inferior de 69,3% de Cobre (para la rampa de 0,5°/min), el cual puede ser recirculado a la etapa de conversión.

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