Depósito Campus San Joaquín

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Adsorción columnar de contaminantes de riles mineros utilizando carbón obtenido a partir de cuesco de palta
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06) Opazo Arancibia, Nicolás Marcelo; Domínguez Domínguez, María Paz; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
La actividad minera en el norte de Chile, sumada a la escasez hídrica, ha generado un escenario ambiental crítico, particularmente por la generación de residuos líquidos industriales contaminantes como el drenaje ácido de mina (DAM). Este tipo de efluente, caracterizado por su bajo pH y alta concentración de metales pesados como el Cu+2 y Fe+3, representa una amenaza significativa para la calidad del agua. En este contexto, surge la necesidad de desarrollar tecnologías de tratamiento sostenibles. El presente estudio evalúa la utilización del cuesco de palta, un residuo agroindustrial, como materia prima para la producción de carbón y su aplicación en la remoción de iones Cu+2 y Fe+3 desde un efluente sintético ácido mediante un sistema de adsorción en columna continua. El adsorbente fue caracterizado mediante espectroscopía FTIR y punto de carga cero (pHZC), identificándose grupos funcionales oxigenados y una carga superficial neta positiva en condiciones ácidas. En ensayos batch, las isotermas de adsorción se ajustaron mejor al modelo de Freundlich (R2≥0,95), lo que indica una superficie heterogénea y posible adsorción en múltiples capas. En cuanto a la cinética, el modelo de pseudo segundo orden presentó mejor ajuste para Cu+2 (R2 ≈ 0,97), mientras que para Fe+3 se observaron ajustes tanto a primer como segundo orden dependiendo de las condiciones. En el sistema de columna, operado a 15 mL/min y con concentraciones iniciales de 20 mg/L (Cu+2) y 25 mg/L (Fe+3), se comprobó que el aumento del pH y de la altura del lecho mejora los tiempos de ruptura y saturación, así como la capacidad de adsorción. Se obtuvieron remociones del 57,9 % para Cu+2 (pH 4, 4 cm de lecho, qmax = 8,45 mg/g) y del 27,2 % para Fe+3 (pH 3, 4 cm de lecho, qmax = 9,60 mg/g). En condiciones binarias, la eficiencia disminuyó debido a la competencia iónica por los sitios activos. Los resultados validan el potencial del carbón de cuesco de palta como un adsorbente sostenible y debajo costo para el tratamiento de RILes mineros. Si bien el estudio fue desarrollado a escala de laboratorio, entrega bases relevantes para futuros procesos de escalamiento y optimización en sistemas continuos.
Análisis comparativo del cálculo de los costos marginales en el mercado eléctrico chileno con y sin vinculación multi-período interhorario para el año 2043
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Sanhueza Ávila, David Eduardo; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés
Este estudio analiza los costos marginales locacionales en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) de Chile bajo dos esquemas tarifarios: con y sin vinculación multiperíodo intertemporal. En el contexto de la transición energética hacia fuentes renovables no convencionales (ERNC), cuya intermitencia impone mayores exigencias de flexibilidad, se evalúa un escenario proyectado para el año 2043 mediante simulaciones con datos oficiales del Ministerio de Energía. Se adopta una metodología cuantitativa, utilizando la herramienta LGPLAN©, simulando días típicos de cada mes del año. El estudio evalúa el impacto de implementar costos marginales locacionales temporales (TLMP) sobre los ingresos netos de los participantes del mercado, con énfasis en centrales térmicas y sistemas de almacenamiento con diferentes restricciones operativas. Los resultados muestran que el esquema TLMP genera impactos diferenciados según la tecnología. Particularmente, las centrales con bajas tasas de rampa y los sistemas de almacenamiento de corta duración (4h) presentan disminuciones significativas en sus ingresos netos respecto al esquema LMP tradicional, mientras que los sistemas de mayor duración (12h) tienden a beneficiarse. Estos efectos se mantienen a lo largo del año, con variaciones influenciadas por la estacionalidad y las necesidades de flexibilidad del sistema. El análisis demuestra la relevancia de las restricciones de rampa y del estado de carga en la formación de precios bajo TLMP, subrayando la importancia de considerar la flexibilidad operativa en el diseño tarifario futuro.
Análisis de aplicabilidad del software IDEA StatiCa Connection en Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-01) Morales Aguayo, Rubén Andrés; Sepúlveda Contreras, Claudio; Departamento de Obras Civiles; Matzner Stange, Germán
Este estudio evalúa la viabilidad de implementar IDEA StatiCa como herramienta de análisis y diseño estructural en Chile, proponiéndolo como una alternativa al método tradicional establecido por la normativa vigente. Basado en el Método de Elementos Finitos (MEF), este software permite un análisis más detallado y realista del comportamiento estructural, especialmente en conexiones consideradas complejas y no contempladas explícitamente en los documentos normativos actuales. La investigación analiza la precisión de los resultados proporcionados por IDEA StatiCa, destacando sus beneficios en términos de optimización y eficiencia, y su potencial para mejorar los procesos de diseño y construcción de conexiones de acero en el contexto nacional.
Análisis del impacto de las medidas de ajustes de precios a clientes regulados, considerando PEC y eliminación de tarifa de invierno
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Novoa Arce, Leandro Antonio; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo Andres
El presente trabajo de memoria tiene por objetivo analizar el impacto de las medidas de ajuste en los precios de la tarifa eléctrica, en particular la incorporación del Precio Estabilizado al Cliente (PEC) y la eliminación de la tarifa de invierno. Este análisis se lleva a cabo mediante una evaluación económica que permite determinar si dichos cambios resultan favorables para los clientes regulados, así como proyectar sus efectos a futuro. Para ello, se realizó un estudio de la normativa vigente asociada a los ajustes tarifarios mencionados. Asimismo, se recopilaron los datos necesarios desde la Comisión Nacional de Energía (CNE) para construir y simular el monto de la boleta eléctrica, considerando distintas condiciones según nivel de consumo y zona geográfica del cliente regulado. Además, se definieron tres escenarios con distintas variaciones en los cargos asociados al PEC. La herramienta utilizada para las proyecciones fue Microsoft Excel, a través de la función Tendencia, mientras que la emulación automatizada de las boletas eléctricas se desarrolló mediante el lenguaje de programación ‘Visual Basic for Applications’ (VBA). Esta implementación permitió aplicar de forma adecuada las restricciones de la tarifa de invierno, asignar precios según zona y consumo, y modelar la variación de los cargos conforme a los escenarios propuestos. Se elaboraron gráficos que muestran la evolución del monto final de la boleta eléctrica proyectado hasta el año 2035, así como también gráficos comparativos entre la condición actual y la condición inicial, y entre los distintos escenarios propuestos en el presente estudio. Finalmente, se concluye que, en promedio, los clientes regulados no se ven favorecidos económicamente por las medidas de ajuste implementadas en la tarifa eléctrica, considerando el comportamiento de consumo condicionado previamente por el desincentivo asociado a la tarifa de invierno. No obstante, bajo la estructura tarifaria actual, los clientes pueden verse beneficiados si incrementan su consumo invernal hasta superar un determinado umbral, a partir del cual el monto final de la boleta resulta inferior al que se habría obtenido bajo la condición anterior. Asimismo, se observó que los escenarios proyectados presentan diferencias marginales respecto del escenario base; sin embargo, estas variaciones podrían tener un impacto significativo para clientes con altos niveles de consumo o pertenecientes a segmentos socioeconómicos vulnerables. Por otra parte, a partir del primer período tarifario del año 2028, se evidencia una reducción considerable en el monto final de la boleta eléctrica, lo que contribuye a mitigar parcialmente las alzas acumuladas por los clientes regulados durante los años previos.
Análisis técnico-económico del impacto de los sistemas de almacenamiento de energía en los servicios complementarios y la potencia de suficiencia
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Moreno Soza, Valentín; Cárdenas, Alfredo; Departamento de Electricidad; Valdivia Lefort, Patricio; Barrueto Guzman, Aldo
La mancomunión de los esfuerzos de diferentes organizaciones mundiales para mitigar los efectos del calentamiento global ha encontrado en el alto volumen de las emisiones de CO2, un problema que debe ser solventado, especialmente en las industrías que registran un mayor volumen de emisiones, como la energética; esto ha desembocado en un auge de los Sistemas de Almacenamiento de Energía, señalados como una tecnología central en la transición energética a la carbono neutralidad, debido a su capacidad de almacenar la energía en un determinado momento para luego ser inyectarla. Otra tecnología de vital importancia para la transición energética son las tecnologías de generación de energía eléctrica mediante fuentes renovables no convencionales, las que ya han demostrado poder contribuir a la reducción de las emisiones en comparación con las tecnologías de generación cuyos insumos son combustibles fósiles; sin embargo, también han complicado la mantención de los estándares de seguridad y calidad del suministro de energía eléctrica causado por la alta variabilidad del insumo del cuál se sirven las tecnologías renovables. En consecuencia, se ha visualizado en la capacidad de carga y descarga de los Sistemas de Almacenamiento de Energía, la posibilidad de complementar y solventar el defecto de la intermitecnia de las centrales de generación renovables no convencionales. Las empresas interesadas en estudiar la implementación de estos proyectos han encontrado en la normativa chilena existente un marco legal definido que faculta el estudio de la viabilidad de los Sistemas de Almacenamiento de Energía en el mercado eléctrico de Chile. En consecuencia, es posible estudiar su desempeño no solo en el mercado mayorista de energía, sino que también se puede extender su modelo de negocio hasta el mercado de servicios complementarios y potencia de suficiencia, mercados fundamentales para garantizar la seguridad y calidad del servicio eléctrico y principalmente dominados por las tecnologías convencionales. En el presente trabajo se evaluaron técnicamente 18 Sistemas de Almacenamiento de Energía diferentes, para luego visualizar el desempeño económico de los 6 artefactos que resultaron mejor evaluados en la etapa previa y así poder dilucidar la viabilidad de estos proyectos en Chile mediante una proyección de ingresos(...).
Análisis y evaluación de patrones de diseño para la presentación de metas en videojuegos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Ortiz Ángel, Gabriel Sebastián; Opitz, Daniela; Departamento de Informática; Dombrovskaia, Lioubov
En el desarrollo de videojuegos uno de los principales aspectos del diseño son las metas y cómo son presentadas, ya que le dan propósito al juego. Sin embargo, idear cómo se muestran es una tarea compleja, al tener que balancear la facilidad de aprendizaje con el hecho de que los jugadores no quieren sentir que el juego les “lleva de la mano”. En este trabajo se postularon 14 patrones reutilizables en cualquier tipo de juego para presentar metas, con el propósito de validarlos en distintos casos de uso y definirlos detalladamente para facilitar el proceso de diseño de futuros juegos. Para esto, se creó un videojuego del género plataformas en 2D con 4 versiones distintas, donde cada una incluye una combinación distinta de los patrones. Cada experiencia fue testeada por 10 personas y se tomó nota de su desempeño, sus comentarios y las respuestas que entregaron a una encuesta de satisfacción enfocada en conocer qué tanto disfrutaron el juego. Analizando el disfrute y las observaciones realizadas en las pruebas, se verificaron completamente 10 de los patrones, en ciertos casos de uso se encontró evidencia de utilidad para 2 y no se pudo asegurar la efectividad para otros 2. En particular, se determinó que cada patrón tiene distintas especialidades y se deben contrastar al momento de diseñar, considerando las habilidades del jugador, el caso de uso, los recursos disponibles, la estética y cuáles son los pilares de diseño del juego en cuestión.
Análisis y propuestas de medidas de eficiencia energética para empresa de acuicultura en el marco de la implementación de un sistema de gestión energética basada en la Norma ISO 50001
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-01) León Otárola, Martín Andrés; Labra Avendaño, Cristóbal Labra; Departamento de Ingeniería Mecánica; Osses Alvarado, Mauricio
El presente trabajo de titulación tiene como objetivo principal evaluar medidas de eficiencia energética en una empresa dedicada a la acuicultura, en el marco de la implementación de un Sistema de Gestión de Energía (SGE) basado en la norma ISO 50.001. Esto debido al contexto energético en el cual se encuentra actualmente la organización, catalogados como consumidores con capacidad de gestión de energía (CCGE) debido a la Ley de Eficiencia Energética 21.305 de Chile, la cual obliga a este tipo de empresas a reportar y gestionar su consumo mediante sistemas certificados. Dentro de los alcances de esta memoria se desarrollan algunos puntos de la norma, que son los que responden a los objetivos específicos propuestos, los cuales son el desarrollo de la revisión energética, línea base energética, indicadores de desempeño energético, objetivos, metas energéticas y planificación para lograrlos y finalmente el seguimiento, medición, análisis y evaluación del desempeño energético del SGE. En la primera parte del desarrollo del trabajo, se realizó una revisión energética que permitió levantar información clave sobre los consumos, procesos y usos significativos de energía (USE) en las tres plantas productivas de la organización ubicadas en Pargua, Castro y Ercilla. Durante esta etapa, se determinaron las fuentes de energía utilizadas, entre las cuales destacan GLP, electricidad, diésel y combustibles alternativos líquidos (CAL). Se identificaron los usos finales de energía y se cuantificó la energía que consume cada uno de estos. Posteriormente, se desarrollaron indicadores de desempeño energético (IDE) y una línea base energética (LBE) que permiten medir y comparar el desempeño energético a lo largo del tiempo, y cuantificar las mejoras derivadas de la implementación de las medidas de eficiencia energética propuestas. Para la validación de estos modelos, se utilizaron herramientas estadísticas como el coeficiente de determinación (R²) y pruebas de significancia.(...)
Aplicación de las técnicas de análisis de criticidad y costos de ciclo de vida en el área de un pabellón quirúrgico
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Castro Llanos, Felipe Esteban; Departamento de Mecánica; Parra Márquez, Carlos Alberto
En el ámbito de la salud, el mantenimiento de equipos médicos es esencial para evitar complicaciones durante los procedimientos quirúrgicos. Este proceso ayuda a garantizar la seguridad de los pacientes y profesionales de la salud, así como el buen funcionamiento de los equipos. En Clínica Fundación Médica San Cristóbal, los equipos del área de pabellón quirúrgico tienen una antigüedad de 15 años promedio, por lo que es necesario considerar su renovación. En este estudio, se utilizará el Modelo de Análisis de criticidad para determinar el equipo del área de pabellón que se encuentra con el mayor riesgo. El Modelo se basa en parámetros predispuestos, como el tiempo de operatividad, el número de fallas por periodo, el costo de las fallas y los tiempos de reparación. Una vez identificado el equipo crítico, se realizará un Análisis de Costos del Ciclo de Vida (ACCV) para evaluar los costos asociados a ese equipo, desde su adquisición hasta su eliminación. El ACCV es una metodología que considera los costos de inversión inicial, operación, mantenimiento (correctivo, preventivo y mayor) y valor residual. Además, se analizará el impacto de la fiabilidad en los costos totales de ciclo de vida. Para ello, se describirá y aplicará el modelo básico de tasa de fallo constante (Modelo de Woodward). Este modelo considera las consecuencias de las fallas, que pueden ser económicas, de seguridad o de productividad.
Base científica para exploración de materiales en planeta Marte
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-04-10) Casich Vargas, Cristian Ignacio; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Encina Montenegro, Víctor Raúl
Este trabajo presenta una propuesta conceptual para la implementación de una base científica en Marte, abordando los principales desafíos asociados a la habitabilidad humana, el aprovechamiento de recursos locales y la sostenibilidad tecnológica. Se analizan las condiciones ambientales del planeta rojo, tales como su baja presión atmosférica, temperaturas extremas y altos niveles de radiación, y su impacto en la vida humana. Asimismo, se evalúan tecnologías actuales y emergentes para la producción de oxígeno, agua, energía y alimentos, considerando su aplicación en un entorno marciano. Se propone un modelo de base modular y autosuficiente, construido con recursos del propio planeta como el regolito, mediante impresión 3D y estructuras presurizadas. Finalmente, se integran soluciones de soporte vital y protección que permiten una instalación básica con las capacidades tecnológicas actuales, abriendo el camino hacia una futura presencia humana estable y segura en Marte.
Brodnik's data structure in practice, revisited
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-04) Lagos Cortés, Carlos Cristóbal; Marti Lara, José Luis; Departamento de Informática; Asín Achá, Roberto Javier; Carmona Tabja, Gabriel Alfredo
In 1999, Brodnik et al. proposed an alternative data structure to dynamic arrays for efficient data stream processing. Despite its theoretical promise, this structure has received limited implementation and evaluation on modern computer architectures. This work presents a novel C++-compatible implementation of Brodnik's structure, specifically designed as a container for use with the stack adapter. We evaluate the performance of this implementation across different application scenarios, including sorting and examining its effectiveness as the underlying container for priority_queue, and stack adapters. When employed as the underlying container for stack operations, our implementation demonstrates significant time performance advantages over the standard vector implementation while achieving substantial space savings. Compared to the default stack container, deque, Brodnik's structure matches the temporal performance while delivering improved space efficiency. These results establish the practical viability of Brodnik's theoretical framework in contemporary computing environments and highlight new opportunities for efficient data stream processing in performance-critical applications.
Cálculo y guardado de información relevante de una malla octree
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Contreras Maulén, Joaquín Gonzalo; Lobos Yáñez, Claudio; Departamento de Informática; Díaz Matte, Jorge Ariel
Las mallas geométricas son utilizadas para discretizar un dominio continuo del espacio, empleadas en simulaciones numéricas, renderizado, moldeado y diseño. Un tipo de malla son las basadas en el octree, que son aquellas que se generan a partir de una estructura de árbol octal. En esta memoria se presenta una mejora en el generador de mallas tipo octree, la cual incorpora información adicional al archivo de salida tales como: las caras de la malla, caras pertenecientes a la superficie, vectores normales de dichas caras y vectores normales de los vértices superficiales.
Caracterización de fallos térmicos y eléctricos en transformadores de potencia mediante técnicas de espectrofotometría en el rango espectral de luz visible
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-24) Olivares Rojas, Lorena Beatriz; Vivas, Leonardo Alfredo; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Ardila Rey, Jorge Alfredo
Este trabajo de título aborda la caracterización de fallos térmicos y eléctricos en transformadores de potencia mediante el análisis del aceite mineral utilizando técnicas de espectrofotometría en el rango visible. Se prepararon muestras representativas con distintos tipos de fallas y se evaluaron los cambios físico-químicos inducidos por cada una. El espectrofotómetro permitió registrar curvas de absorbancia en el rango de 380 a 780 nm, revelando diferencias visuales y espectrales entre fallas térmicas, eléctricas y aceites de referencia. Sobre dichas curvas, se extrajeron variables estadísticas para la realización de análisis de componentes principales (PCA) con el propósito de explorar patrones y separabilidad entre grupos. Posteriormente, se aplicó los modelos de clustering probabilístico (GMM) y K-Means para identificar agrupamientos naturales entre muestras y comparar la clasificación obtenida con los métodos tradicionales. Los resultados muestran que la espectrofotometría tiene potencial para complementar las técnicas actuales de diagnóstico, permitiendo una primera aproximación no invasiva y de bajo costo para detectar y distinguir fallas en transformadores.
Caracterización de la rugosidad de discontinuidades del macizo rocoso y su influencia en el fracturamiento hidráulico
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Céspedes Bustos, Vicente Ignacio; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Encina Montenegro, Víctor Raúl
Actualmente en Chile los métodos de caving son técnicas de extracción utilizadas en la minería subterránea, la importancia del uso de estos métodos es que la minería pronto será solamente subterránea, esto debido a que no será aceptable remover/hacer acopios de estéril y que los yacimientos son cada vez más profundos ya que los superficiales se están agotando, estos métodos a pesar de estar diseñados para recuperar el mineral de manera segura y eficiente presentan desafíos como problemas de control de roca y la dilución del mineral. El preacondicionamiento en la minería es una serie de medidas de evaluación y preparación del área de trabajo donde su objetivo es minimizar los riesgos asociados a la actividad minera. Las minas evalúan la efectividad de los métodos de preacondicionamiento a través de monitoreos de producción y sísmicos basándose en cifras de producción tales como la tasa de extracción, fragmentación de la roca y porcentaje de obstrucción. El fracturamiento hidráulico se utiliza principalmente para preacondicionar el cuerpo mineral, donde se logra generar fracturas en el macizo rocoso por medio de la inyección de fluidos a presión, esta técnica ha tenido impactos positivos tales como la mejora en las tasas de hundimiento, la disminución del tamaño de los bloques que genera, lograr una mejor gestión de la sismicidad inducida y la propagación de la cavidad. La implementación de esta técnica será una herramienta esencial en la minería de caving, donde el objetivo principal de este trabajo es caracterizar la rugosidad de las discontinuidades del macizo rocoso a través de la cuantificación de su irregularidad superficial, con el propósito de establecer una metodología que permita clasificar distintos tipos de rugosidad y analizar su impacto en el comportamiento de un fluido dentro de una fractura.
Código python para selección de borde económico para la explotación por hundimiento de subniveles
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Manterola Muñoz, Ignacio Alejandro; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Encina Montenegro, Víctor Raúl
El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar una herramienta computacional en lenguaje Python que permita determinar el borde económico de un yacimiento minero evaluado para ser explotado por el método de hundimiento por subniveles (Sublevel Caving, SLC). Este método, utilizado en minería subterránea para depósitos de desarrollo vertical relativamente masivos emplazados en roca de poco fracturamiento in situ, preferentemente en los que el material diluyente sea de fácil o bajo costo de separación. Actualmente, la planificación de bordes económicos bajo el método SLC suele realizarse manualmente, utilizando Excel o aplicando los módulos de delimitación de caserones que forman parte de los distintos paquetes de software para diseño minero. En el primer caso es un proceso lento que requiere mucha habilidad del planificador y en el segundo hay que disponer del software cuyas licencias de uso suelen tener altos costos. Ante esta limitación, se propone una solución preliminar que sirva de base para desarrollar un software abierto que permita automatizar este análisis y facilitar la toma de decisiones en etapas tempranas del diseño minero. La metodología seguida se compone de tres etapas principales: el diseño lógico del proceso mediante diagramas de flujo, la programación del núcleo del seleccionador y el desarrollo de una interfaz gráfica para el usuario. El sistema permite cargar modelos de bloques valorizados en formato .csv, calcular el beneficio económico de las unidades de explotación y determinar el borde óptimo de extracción que maximiza la rentabilidad esperada por subnivel, considerando costos de preparación y producción(...).
Comparación de modelos de lenguaje natural para búsquedas en observatorios virtuales
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Pinto Muñoz, José Francisco; Araya López, Mauricio Alejandro; Departamento de Informática; Solar Fuentes, Mauricio
Este trabajo presenta el desarrollo y evaluación de VOAI-Search, una plataforma para consultas en lenguaje natural sobre Observatorios Virtuales astronómicos. Se implementó una arquitectura con frontend interactivo, backend de coordinación, base de datos, motor de búsqueda compatible con protocolos SIAP de IVOA y dos modelos LLM: GPT-4o y DeepSeek-R1. El objetivo fue comparar su desempeño en recuperación de imágenes astronómicas, evaluando precisión, tiempo de respuesta, recursos y sostenibilidad. Se realizaron 21 consultas por modelo agrupadas temáticamente, midiendo métricas como Recall@1, Recall@3, MRR, tokens, costo y huella de carbono. DeepSeek-R1 logró mayor Recall@3 (86 % vs. 71 %), menor costo e impacto ambiental, mientras GPT-4o fue más rápido y usó menos tokens. La evaluación demuestra fortalezas diferenciadas que mejoran el acceso semántico a datos astronómicos.
Control MPPT de paneles fotovoltaicos utilizando mini-inversor fuente de corriente
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08-12) San Martín Amador, Miguel Angel; Departamento de Electricidad; Valdivia Lefort, Patricio; Sánchez Squella, Antonio
La presente memoria de titulo tiene el objetivo principal de estudiar el comportamiento y proponer un esquema de operación óptimo de paneles fotovoltaicos mediante la utilización de un mini-inversor fuente de corriente y control MPPT. Para lograr un tamaño adecuado del inversor se propone conmutaciones de alta frecuencia, la cual reduce el tamaño de los componentes necesarios, así como un método de modulación de manera analógica para lograr esta conmutación a alta frecuencia de manera sencilla. La simulación del sistema se llevó a cabo en el programa MATLAB SIMULINK en conjunto de PLECS Blockset. Además se realizó el diseño y montaje del circuito de modulación analógica, el cual fue satisfactorio, logrando generar los pulsos de disparo necesarios para el funcionamiento de un CSI. Como conclusión se logró llegar a un esquema de operación el cual cumple los requerimientos de diseño propuestos (control y alta frecuencia), el cual en trabajos próximos podría ser implementado.
Desarrollo de modelos del desempeño de pavimentos aeroportuarios de la red primaria de Chile, utilizando la base de datos histórica del PCI
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Córdova Garrido, Nicolás Fernando; Departamento de Obras Civiles; García Saa, Gabriel Eduardo; Osorio Lird, Alelí
La presente memoria tiene como objetivo desarrollar modelos de comportamiento del pavimento para aeropuertos de la red primaria de Chile, mediante la utilización de datos históricos del Índice de Condición del Pavimento (PCI) y la aplicación de cadenas de Markov como herramienta de modelación. El trabajo se enmarca en el contexto del desarrollo de un futuro Sistema de Gestión de Pavimentos Aeroportuarios (SGPA), con miras a optimizar la planificación de mantenimiento y la asignación de recursos en infraestructura aeroportuaria. Uno de los principales hallazgos del estudio radica en las severas limitaciones que presenta la base de datos disponible: gran parte de los registros de PCI carece de continuidad temporal, no se encuentra acompañada de antecedentes de mantenimiento, o contiene errores atribuibles a inconsistencias metodológicas. Como resultado, solo cuatro aeropuertos cumplieron con los requisitos mínimos para ser modelados: La Florida, El Tepual, Andrés Sabella y Balmaceda. Los modelos generados mostraron niveles de ajuste variables. Mientras La Florida y El Tepual obtuvieron métricas satisfactorias, con coeficientes de determinación (R²) superiores a 0,6 y errores promedio moderados, los modelos de Andrés Sabella y Balmaceda presentaron bajo poder explicativo debido a la escasa calidad de los datos. Estos resultados refuerzan la necesidad de mejorar los sistemas de recolección, validación y trazabilidad de información técnica para avanzar en una gestión predictiva eficiente.
Desarrollo de un software para mejorar la gestión y monitoreo del estado de fabricación de elementos que conforman una estructura metálica
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Court Carreño, Cristóbal; Sepúlveda Contreras, Claudio Ignacio; Departamento de Obras Civiles; Matzner Stange, Germán Eduardo
La presente investigación tiene como objetivo principal desarrollar una aplicación económica y de fácil implementación que permita representar gráficamente el estado de fabricación de los elementos que conforman una estructura metálica. Para ello, se crea una herramienta capaz de modificar el color de cada elemento dentro de un modelo 3D, utilizando como datos de entrada el modelo en formato IFC y los reportes sobre estados de fabricación. El resultado obtenido corresponde al modelo original, pero con cada componente coloreado según su respectivo estado de fabricación. La aplicación facilita el control del proceso constructivo, permitiendo al cliente de maestranza verificar y modificar de ser necesaria la secuencia de fabricación de acuerdo con sus requerimientos específicos. Además, contribuye a una mejor planificación del montaje en terreno, cumpliendo con los estándares BIM definidos por CORFO (2021), particularmente en Planificación y Control de Obra, aportando un Nivel de Información 5. Para evaluar su desempeño, la herramienta se implementó exitosamente en dos casos prácticos: una estructura industrial y el refuerzo de un puente. Los resultados obtenidos demostraron que la eficiencia de la aplicación no se ve afectada por el número de elementos del modelo, ya que asigna correctamente los estados de fabricación y requiere un tiempo breve de ejecución una vez disponibles los archivos de entrada.
Determinación de la relación entre la robustez del SEN y los valores del índice ESCR para su implementación en Chile en el contexto de descarbonización de la matriz energética
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08-11) Aparicio Espinoza, Camila Antonia; Rozas Valderrama, Rodrigo Andrés; Departamento de Electricidad; Álvarez Malebrán, Ricardo Javier
En esta memoria se evalúa la idoneidad técnica de los umbrales del índice Equivalent Short Circuit Ratio (ESCR) aplicados en Chile como herramienta para medir la robustez del Sistema Eléctrico Nacional (SEN), en el contexto de su transición hacia una matriz energética descarbonizada y con alta penetración de recursos basados en inversores (IBR). Se describe el marco teórico relacionado con la estabilidad eléctrica, la influencia de los IBR en la robustez del sistema, y se analizan distintas metodologías para evaluar el nivel de cortocircuito. La evaluación se realiza a través de simulaciones RMS en DIgSILENT PowerFactory bajo diversos escenarios operacionales. Los resultados muestran que, si bien valores de ESCR menores a 1.5 generan mayores sobretensiones transitorias, no se detectan incumplimientos críticos de estabilidad ni colapsos de tensión. Se concluye que el umbral convencional de ESCR mayor a 1,5 podría ser flexibilizado bajo ciertas condiciones, especialmente considerando configuraciones con bajos despachos de IBR. Finalmente, se propone avanzar hacia la estandarización normativa del uso del índice ESCR, complementando su estandarización con simulaciones EMT para una caracterización más precisa.
Diseño de muros impresos en 3D para reducir la irradiación solar acumulada
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07-28) Seguel Vargas, Paula Natalia; Departamento de Arquitectura; Arcos Lagos, Verónica Alejandra
Esta investigación busca reducir la irradiación solar acumulada en fachadas mediante estrategias geométricas pasivas aplicadas a muros impresos en 3D, para ello, se desarrollaron ocho prototipos: uno liso como modelo base, tres con relieves primitivos (vertical, horizontal y combinado), y cuatro prototipos de muros evolutivos diseñados específicamente según la orientación solar (oriente, norte y poniente). La metodología incluyó seis etapas: revisión bibliográfica; diseño paramétrico de los muros con ‘‘Rhinoceros’’ (McNeel, 1993) y "Grasshopper’’ (McNeel, 2007); simulaciones solares utilizando ‘‘Ladybug Tools’’ (Mackey & Sadeghipour, 2017) en tres fechas clave del año (solsticio de invierno, equinoccio de primavera y solsticio de verano); fabricación de prototipos mediante impresión 3D utilizando arcilla como material de ensayo y evaluación comparativa de los resultados. Los resultados evidencian que los prototipos de muros evolutivos, diseñados en función de la trayectoria solar, lograron reducir hasta en un 33% la irradiación solar acumulada mensual respecto al muro liso. El prototipo de muro evolutivo ME-FO (fachada oriente) fue el más eficiente, seguido del ME-FP (poniente) y ME-FN-V02 (norte). En cambio, algunos relieves simples, como el vertical o el horizontal, aumentaron la captación solar en ciertas orientaciones. Además, se identificaron limitaciones constructivas, como inestabilidad en muros con base angosta y parte superior ancha, lo que demuestra que no toda geometría térmicamente eficiente es viable para impresión. Esta investigación demuestra que el diseño geométrico adaptado al contexto solar puede ser una estrategia pasiva efectiva, combinando herramientas paramétricas, simulación climática y fabricación digital para generar soluciones arquitectónicas que reduzcan el ingreso térmico en climas soleados como Santiago de Chile.