Depósito Campus Casa Central Valparaíso

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Análisis de factores que afectan el funcionamiento hidráulico del humedal del Río Maipo
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-13) Lamoza Ramírez, Francisca Valentina; Soto R., Karina; Departamento de Obras Civiles; Flores Audibert, Raúl Pedro
En el contexto del Proyecto: Fondo de Protección Ambiental, FPA, 2023 “Implementación del plan de Manejo del Santuario de la Naturaleza Humedal Río Maipo: educación ambiental en torno al monitoreo del Río Maipo”, financiado por el Ministerio del Medio Ambiente y liderado por la Fundación Cosmos, fundación sin fines de lucro que actualmente posee la misión de manejo, gestión y rehabilitación del Parque Santuario Humedal Río Maipo. La Universidad Técnica Federico Santa María, específicamente el Departamento de Obras Civiles, actúa como contraparte técnica en el Proyecto, con la misión de monitorear periódicamente las condiciones hidrográficas del estuario, salinidad, temperatura, turbidez, etc., así como la supervisión, mantenimiento y análisis de datos provenientes de la nueva instrumentación instalada en el sistema estuarino (Flores, 2025). En este documento se detallan las visitas realizadas al sitio de estudio durante los meses de Septiembre, Octubre y Diciembre 2024, además de las que se llevan a cabo en Febrero y Marzo 2025, en ellas se efectuaron mediciones hidrográficas, perfiles de salinidad y temperatura, a lo largo del estuario. Adicionalmente, se detalla la información recogida por la estación de monitoreo permanente, y se presenta el análisis de las series de tiempo obtenidas tanto para profundidad como conductividad - salinidad y temperatura. En esta oportunidad, el análisis se enfoca en establecer las frecuencias - períodos de la variabilidad temporal asociada a cada variable, a través de un análisis espectral. Respecto a los resultados obtenidos, al momento de evaluar la confiabilidad de los sensores instalados y la información recolectada en terreno, se obtiene un resultado favorable pues los datos son consistentes y de muy buena calidad. Por otro lado, en términos hidrográficos, se puede advertir que la presencia de agua salada no se aprecia hasta mediados de Enero 2025, presuntamente por los altos caudales observados en el Río Maipo. Finalmente, con respecto a la morfología de la desembocadura, la barra se ha desplazado de tal manera que la descarga es casi paralela a la costa y el contraste de color entre el agua de río y agua de mar forman una pluma con elevada carga de sedimentos finos en suspensión.
Análisis de la evolución microestructural y de propiedades mecánicas de uniones soldadas de acero inoxidable 304 utilizando soldadura fuerte por difusión
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Jofré Cruz, Javier Alfonso; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Tello Araya, Karem Eva
La soldadura fuerte por difusión representa una alternativa innovadora para la unión de metales iguales o disímiles a temperaturas relativamente bajas. En métodos tradicionales como la soldadura por fusión, la unión de metales con diferentes propiedades mecánicas y térmicas puede resultar contraproducente, pues la presencia post – soldadura de tensiones residuales debido a las diferencias en coeficientes de expansión térmica puede generar distorsiones internas, fisuras, etcétera. Por otro lado, la soldadura fuerte por difusión se basa no solo en la unión por capilaridad del metal de aporte en la superficie del metal base, sino también en la interdifusión de elementos entre estos. En el presente estudio, una aleación de la familia Ag – Cu – Zn (BAg – 1) fue utilizada como metal de aporte para unir dos placas de acero inoxidable 304, y el efecto del tiempo (30, 60 y 120 minutos) y temperatura (620°C, 660°C) en la evolución microestructural y de propiedades mecánicas de las uniones resultantes fueron investigados, por lo tanto, perfiles metalográficos, de dureza y ensayos de resistencia al corte fueron realizados. Los resultados obtenidos mostraron que la fase rica en Cu – Zn (Cuss) aumenta su tamaño conforme el tiempo de soldadura aumenta y que mientras hacia el centro de la unión se presentó gran presencia de esta solución sólida, hacia los extremos esta cambiaba por una mayor fracción de eutéctico. Además, la nucleación de Cuss se da únicamente hacia la cercanía con la interfase con el metal base y no hacia el centro de la capa intermedia. Esto ocurrió dada la interdifusión entre el metal base y metal de aporte, en donde la presencia de elementos como el Ni que difundió hacia el metal de aporte ve favorecida la nucleación de Cuss(...).
Análisis de la situación actual del mercado eléctrico chileno, sus principales desafíos y potenciales soluciones de cara a una matriz 100% renovable al 2050
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09) Vargas Moreno, Sergio Igor; Paredes Buzeta, Lorena Andrea; Valenzuela Oyaneder, Lionel AndrÉs; Departamento de Ingeniería Comercial; Tapia Gertosio, Juan Francisco
El mercado eléctrico chileno ha avanzado significativamente durante la última década en el proceso de descarbonización de su matriz energética, donde a diciembre de 2024, con una capacidad instalada total de 38,9GW, las energías renovables no convencionales (ERNC) representan aproximadamente el 51% de la capacidad instalada en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) (Acera, 2025). Muchas han sido las empresas multinacionales / inversionistas que han arribado al país atraídos por su gran estabilidad económica, clara regulación en materia energética, políticas públicas sólidas de largo plazo y sin duda por el gran recurso con el que cuenta; alta irradiación en el norte y centro y muy buena velocidad de viento en general, todas estas características que se constituyen como ingredientes claves para la obtención de proyectos con interesantes retornos para los inversionistas. El país ha crecido de manera constante en materia de inversión energética durante los últimos años, lo que se puede constatar a través del reporte emitido en noviembre del 2023 por Bloomberg New Energy Finance, en el cual se ubica a Chile en el tercer lugar entre los mejores países emergentes para invertir en energías renovables, ranking liderado por India y China Continental y con Filipinas y Brasil en tercer y cuarto lugar respectivamente (Bloomberg, 2023). En el 2024, Chile atrajo inversiones en energía limpia por US$5.695 millones, lo que se debe principalmente a su sector eléctrico bien estructurado, que cuenta, entre otros, con subastas de energías renovables para contratos estandarizados de compra de energía (PPA) denominados en dólares estadounidenses, así como la posibilidad de que los desarrolladores firmen contratos bilaterales fuera del mercado regulado con grandes consumidores (ACERA, 2025)(...).
Análisis de los espacios públicos como soporte de respuesta ante emergencias. El caso de los incendios forestales en Viña del Mar, febrero 2024
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-12) Salas Olivares, Paulina Javiera; Román Morales, Randy Edson; Departamento de Arquitectura; León Canales, Jorge Enrique
La presente investigación analiza las características de los espacios públicos en las áreas más afectadas por los incendios forestales ocurridos en febrero de 2024 en Viña del Mar, con el objetivo de determinar cómo estas características influyeron en su capacidad de respuesta ante la emergencia. La ciudad, caracterizada por una combinación de vegetación densa, vientos fuertes y temperaturas elevadas durante el verano, además de una expansión urbana en constante crecimiento, representa un entorno particularmente vulnerable a este tipo de desastres, lo que causa la necesidad de evaluar el rol de los espacios públicos como potenciales refugios temporales. Se busca responder a la pregunta: ¿Cuáles son las características de los espacios públicos en el área afectada por los incendios forestales ocurridos el 02 y 03 de febrero en Viña del Mar, y cómo estas características influyeron en su capacidad de respuesta ante la emergencia?. Se aplicó un análisis multicriterio que combina enfoques cualitativos y cuantitativos, evaluando distintas variables e igualando la escala de medición para facilitar su comparación. Dividido en 4 etapas: (1) Revisión de antecedentes: reunir y analizar información relevante para establecer una base sólida de conocimiento sobre el caso de estudio, (2) Estudio de referentes: analizar investigaciones previas que hayan utilizado este tipo de análisis en otros desastres, (3) Análisis espacial: análisis detallado para identificar áreas críticas y evaluar las características de los espacios públicos, (4) identificación y categorización de los espacios públicos más adecuados según índice de riesgo. Los resultados destacan que la mayoría de los espacios públicos evaluados no cumplen con las condiciones necesarias para su uso efectivo como refugios temporales, lo que pone de manifiesto la necesidad de mejorar las características evaluadas como críticas; como mantención, tipo de espacio y uso principal que le da la comunidad. El estudio aporta herramientas metodológicas para priorizar espacios públicos y planificar estrategias resilientes ante desastres.
Análisis de susceptibilidad a la humedad de mezcla asfáltica fría con pavimento recuperado (RAP) y rejuvenecedor comercial mediante índice TSR
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09-12) Navarrete Guzmán, Cristian Alejandro; Departamento de Obras Civiles; Delgadillo Sturla, Rodrigo
Esta investigación evalúa el desempeño de mezclas asfálticas frías compuestas por un 100% de pavimento asfáltico recuperado (RAP) y diferentes dosificaciones de un líquido rejuvenecedor. Se ensayaron tres proporciones del aditivo (9%, 15% y 21%), las cuales fueron comparadas con una mezcla base sin rejuvenecedor. El diseño de mezcla y el proceso de curado se basaron en investigaciones previas. Se consideró al RAP como árido negro y se asumió que el volumen de rejuvenecedor forma parte del contenido de agua durante el mezclado. Se utilizó ensayo de resistencia a la tracción indirecta (TSR) en condiciones secas y saturadas, con el fin de determinar la susceptibilidad a la humedad, en el cual se incorporó una modificación en el procedimiento de acondicionamiento basada en recomendaciones para mezclas frías. Los resultados muestran que el líquido rejuvenecedor mejora notablemente la resistencia a la humedad de las mezclas, alcanzando un valor de TSR cercano al 100%. Sin embargo, su uso en altas proporciones disminuye significativamente las resistencias mecánicas, comprometiendo la durabilidad del material. Por ello, se recomienda evaluar dosis más bajas y considerar la inclusión de áridos vírgenes que permitan equilibrar la ganancia en adherencia con la pérdida de rigidez asociada al reblandecimiento del ligante.
Análisis del comportamiento de un esquema de control predictivo para Grid-Forming en una micro-red aislada mediante Hardware in the Loop
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Urquieta Valdés, Christhopher Alexanders; Huerta, Guillermo; Departamento de Electricidad; Norambuena Valdivia, Margarita Andrea
El documento presenta un estudio sobre la implementación y análisis de un esquema de control predictivo para un sistema Grid-Forming (GFM) en una micro-red aislada con generación fotovoltaica y respaldo de un sistema de almacenamiento de energía, Battery Energy Storage System (BESS). La motivación radica en la creciente necesidad de soluciones energéticas sostenibles y autónomas, especialmente en regiones rurales sin acceso a la red eléctrica. El estudio se enfoca en una localidad cercana a Vicuña, en la región de Coquimbo, Chile, caracterizada por alta irradiancia solar, lo que la hace ideal para el uso de paneles solares. El trabajo describe la modelación matemática de la micro-red, la configuración de los convertidores (DC-DC y DC-AC tipo T) y los controladores utilizados, con un énfasis en el control predictivo de tipo Finite Control Set Model Predictive Control (FCS-MPC). Para evaluar la efectividad del sistema, se realizaron simulaciones en PLECS y pruebas en tiempo real mediante Hardware-in-the-Loop (HIL) con la plataforma Real Time Digital Simulator (RTDS Simulator) y una Digital Signal Processor (DSP) C2000. Los resultados destacan la robustez del control predictivo, mostrando un buen desempeño en la estabilización de la tensión y la corriente, especialmente con el método de intermuestreo implementado. Sin embargo, se observa que en condiciones de menor potencia, la distorsión armónica relativa es más significativa. El documento concluye que la implementación del control GFM y el uso de tecnologías avanzadas como HIL permiten una validación efectiva del comportamiento del sistema bajo condiciones realistas. Se sugieren futuras mejoras en la estrategia de control y en la optimización del uso de recursos de CPU de la plataforma de control.
Análisis espaciotemporal del uso de suelo en zonas de localización de plantas fotovoltaicas en la región de Valparaíso
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07-11) Palma Díaz, Sebastián Andrés; Verdugo, Ignacio; Departamento de Industrias; Demarco Bull, Rodrigo Andrés
Esta memoria analiza el impacto territorial, económico y ambiental de la expansión de plantas solares fotovoltaicas (FV) en la Región de Valparaíso entre 2015 y 2023, integrando herramientas de Sistemas de Información Geográficos (SIG), modelación estadística y análisis económico-ambiental. El objetivo fue evaluar si la expansión FV es compatible con la conservación de suelos agrícolas y vegetacionales, considerando tanto la rentabilidad como la captura de carbono natural. El análisis espaciotemporal reveló que, si bien el suelo agrícola ha sido el más transformado históricamente, desde 2019 se observa una expansión creciente sobre bosques y praderas, especialmente en proyectos de gran escala. En lo económico, se proyectaron ingresos por hectárea para cultivos (trigo, uva y palta) y para FV. La palta destacó con una rentabilidad creciente, superando a la FV a partir de 2029. En lo ambiental, se estimaron las emisiones evitadas por FV bajo distintos modelos de factor de emisión y se compararon con la captura de CO₂ de bosques y praderas. Los resultados indicaron que, en escenarios de descarbonización acelerada, la conservación de vegetación nativa ofrece mayores beneficios climáticos desde 2029 (modelo polinomial) o 2041 (modelo Holt–Winters). Se concluye que, aunque la FV es clave para la transición energética, su expansión debe planificarse cuidadosamente. La rentabilidad es alta, pero existen cultivos competitivos como la palta. Además, la instalación sobre suelos con cobertura vegetal solo es climáticamente ventajosa mientras el sistema eléctrico mantenga altos factores de emisión. Se recomienda priorizar suelos degradados o de baja productividad para futuros proyectos, integrando criterios de ordenamiento territorial y sostenibilidad.
Análisis multivariado de los factores que inciden en el precio del trigo en Chile y a nivel internacional, incorporando redes neuronales en los modelos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06) Delgado Rubilar, Sebastián Ignacio; Pincheira Sarmiento, Bernardo Eugenio; Departamento de Industrias; Kristjanpoller Rodríguez, Werner David
Entre 2018 y 2024, los precios internacionales del trigo se vieron afectados por shocks geopolíticos, energéticos y climáticos. Esta tesis cuantifica tanto el efecto de dichos shocks sobre la cotización del contrato ZW de la bolsa CBOT como la velocidad con que ese impacto se transmitió a los precios de productos basados en trigo en el mercado chileno. El análisis se sustenta en dos enfoques complementarios. En primer lugar, se estima un VAR–X semanal que incorpora las series internacionales de precio (ZW y los FOB de Argentina y Brasil), los referenciales energéticos (WTI y TTF), el tipo de cambio USD/CLP y una variable dicotómica asociada a la guerra Rusia–Ucrania; cuando las series resultan cointegradas, el modelo se reformula como VECM. La robustez estadística se verifica para la estabilidad, autocorrelación y heterocedasticidad. En segundo lugar, se entrenan redes neuronales feed-forward en dos configuraciones: un modelo completo que incluye todas las variables exógenas de precio y clima y un modelo reducido que retiene únicamente los determinantes internacionales esenciales. La capacidad predictiva de ambos enfoques se contrasta con la del VAR mediante el error medio absoluto (MAE) en pronósticos a doce semanas para 2025. Se puede observar que el conflicto Rusia - Ucrania impacta en la serie de cotización ZW, ello mediante un análisis econométrico considerando múltiples variables. Por su parte, las anomalías de temperatura y precipitación en Estados Unidos y Canadá mostraron un poder explicativo limitado frente a los factores macrofinancieros. El VAR(3) muestra una transmisión diferenciada de precios: el pan depende casi exclusivamente de su propio rezago inmediato y del trigo Paraná con tres semanas de desfase. El precio del trigo argentino, en cambio, responde principalmente al shock bélico y a su propio rezago de tres semanas; la influencia del pan es marginal. Paraná es la serie más reactiva: ajusta con rapidez a los movimientos del pan (rezagos 1 y 2) y del precio del trigo argentino (rezago 2), además de exhibir persistencia propia. En términos predictivos, el VAR alcanzó un MAE = 0,156 para los precios locales, superando al modelo de red neuronal reducido (MAE = 0,170) y al modelo neuronal completo (MAE = 0,327), lo que confirma su mayor precisión en este contexto.
Análisis técnico-económico de un sistema GESS (gravity energy storage system) en minería chilena contribución a la sostenibilidad y descarbonización al 2050
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Soumastre Molina, Vicente Andrés; Espín Sarzosa, Danny Alexander; Departamento de Electricidad; Norambuena Valdivia, Margarita Andrea
El presente trabajo analiza la viabilidad técnica y económica de implementar un sistema de almacenamiento gravitacional de energía GESS (del inglés, Gravity Energy Storage System) en la minería chilena, específicamente en la Mina Los Colorados, propiedad de la Compañía Minera del Pacífico (CMP). Este estudio se aporta en el desafío nacional del Plan de Descarbonización al 2050, que busca reducir la dependencia del carbón mediante la incorporación de fuentes renovables, destacando la necesidad crítica de soluciones de almacenamiento energético. Ante los retos ambientales y de suministro asociados a los sistemas de almacenamiento electroquímico tales como los sistemas BESS (del inglés, Battery Energy Storage Systems), particularmente aquellos basados en litio, se propone el GESS como alternativa sustentable. Este sistema opera almacenando energía mediante la elevación de masas utilizando excedentes de energía renovable y generando electricidad al descender dichas masas. Su implementación permite aprovechar infraestructuras mineras existentes y reutilizar residuos mineros como elementos de almacenamiento, reduciendo significativamente los costos iniciales y contribuyendo a la sostenibilidad ambiental. El análisis técnico realizado comprende la evaluación del sistema mecánico de almacenamiento mediante rieles y bloques, considerando variables como pendiente, velocidad, coeficientes de fricción y la elección óptima de cables y rieles específicos. Se complementa con un análisis económico detallado que incluye estimaciones de costos (CAPEX y OPEX), determinación del costo nivelado de la energía LCOE (del inglés, Levelized Cost of Energy), costo nivelado del almacenamiento LCOS (del inglés, Levelized Cost of Storage), valor actual neto (VAN) y tasa interna de retorno (TIR). Finalmente, este estudio concluye que el sistema GESS presenta ventajas significativas frente a otras tecnologías, especialmente en términos de vida útil, sostenibilidad ambiental y potencial económico, posicionándolo como una solución viable y estratégica para el almacenamiento energético en el contexto de la transición energética chilena hacia el año 2050.
Aplicación de modelos de inundación en Chile central, basados en parámetros físicos y climatológicos y su relación con la transferencia de riesgo en el mercado asegurador
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Morales Lara, Vicente Alejandro; Meneses Álvarez, Luis; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Ramírez Livingston, Daniel Alberto
Esta memoria diseña y evalúa ocho modelos geoespaciales de riesgo ante inundaciones para las regiones de Valparaíso, Metropolitana y del Libertador Bernardo O’Higgins, con el fin de aportar factores de riesgos claves que describan la probabilidad de ocurrencia de aquel fenómeno. Para la zona de estudio se compilaron variables climatológicas, topográficas, hidrológicas, de uso de suelo y 320 puntos catalogados como “críticos” ante inundaciones por SENAPRED. La necesidad de nueva información técnica a la hora de suscribir riesgos nace ante el aumento de pérdidas económicas asociados a catástrofes naturales (como las inundaciones), lo cual, a nivel mundial, desestabiliza el mercado asegurador al modificar el punto de equilibrio entre el costo de las primas y el monto de las indemnizaciones que deben pagarse tras cada siniestro. El diseño de los modelos es elaborado mediante un esquema multicriterio realizado en ArcGIS Pro, que logra combinar los siguientes factores: elevaciones (EL), distancia a red hidrográfica (DR), densidad de drenaje (DD), pendiente (SL), índice topográfico de humedad (TWI), índice normalizado de vegetación (NDVI), uso de suelos (LU) e índice modificado de Fourier histórico (MFI). Los factores de riesgo son reclasificados, ponderados y sumados con la finalidad de obtener un modelo y mapa descriptivo de las zonas potenciales a inundación, formado por categorías ordinales (de muy bajo a muy alto riesgo). Aquel procedimiento se realizó para los ocho modelos mencionados(...).
Aula Verde Quirilluca. Conectando comunidad, naturaleza y educación ambiental
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Mora Soto, Luhana Alejandra; Departamento de Arquitectura; Carrasco Walburg, Carolina Andrea
Ubicado en la comuna de Puchuncaví, Región de Valparaíso, un territorio caracterizado por su calidad de sector rural, balneario, creciente polo de desarrollo inmobiliario y zona de sacrificio ambiental, se encuentra Quirilluca, reconocido por los habitantes como “el último pulmón verde de la comuna”. Este espacio no urbanizado ha sido reconocido como prioritario para la conservación de la biodiversidad por el Estado, pero enfrenta nuevas presiones debido al desarrollo del proyecto inmobiliario Maratué, el cual propone una urbanización de gran escala en el sector. Como respuesta a las posibles presiones y riesgos a la biodiversidad existente, la inmobiliaria ha incluido en su propuesta la delimitación de un sector destinado a la conservación, el cuidado y la educación ambiental, denominado Parque Quirilluca. En este contexto, el proyecto busca consolidar estas intenciones mediante del diseño y organización de este parque de la conservación, a través de la consolidación de un circuito que valorice el patrimonio natural presente, mediante una arquitectura de amortiguación que permita intermediar entre el humano y la naturaleza(...).
Aumento de la capacidad de bombeo de una bomba undimotriz, cálculo de rendimiento y diseño en CAD
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-17) Morales Morales, Javier Ignacio; Pacheco Sanjuan, Alejandro Andrés; Departamento de Ingeniería Mecánica; Rheinschmidt, Udo Rudolf
Los océanos son una fuente renovable de recursos, con una gran cantidad de energía limpia e infinita a disposición. En Chile, tenemos la oportunidad de ser pioneros en aprovechar este recurso inagotable que baña nuestros 4.300 km de litoral. La tecnología undimotriz tiene el potencial de aprovechar este recurso, usando el vaivén de las olas en beneficio del país. El presente trabajo tiene como objetivo aumentar el caudal del proyecto undimotriz Wasserdrachen; esto se llevó a cabo aumentando las dimensiones del pistón del sistema de bombeo desde unos 120[mm] a unos 200[mm], y con ello se espera que el caudal aumente desde 1.65[L/s] a un caudal de 20.5 [L/s]. Se estimó la eficiencia del equipo mediante un modelo unidimensional del problema, lo que entregó una eficiencia del equipo Wasserdrachen V de un 13%, comparado con un 2% del diseño previo. Se determinó que los costos asociados a la adquisición de los materiales para la fabricación del equipo ascienden a 11 millones de CLP. Se sugiere como financiamiento la postulación a fondo concursable IDEA+ y se entrega ejemplo de postulación enfocado en el proyecto. Se realizaron planos detallados, se establecieron los pasos a seguir para la construcción del equipo, uso y almacenamiento de los materiales basados en el trabajo en terreno del equipo Wasserdrache IV. El estudio realizado para estimar el tiempo de fabricación mediante el método de ruta crítica entregó que el equipo puede ser fabricado en cerca de un mes de trabajo continuo por un equipo calificado.
Comprehensive feasibility study for the implementation of a lithium-ion battery recycling plant in Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-08) Binder González, Bastián Alois; Escudero Barros, Felipe Andrés; Departamento de Industrias; Verdugo, Ignacio
This study estimates electric vehicles impacts in Chile and its effect in discarded lithium-ion batteries when they reach the end of their lives. Following this logic, it aims to determine the feasibility of building a lithium-ion battery hydrometallurgy recycling plant and assess its economic and environmental impacts. Multiple modeling approaches were used to simulate battery life cycle, which includes forecasts for electric vehicle sales, battery end-of-life and battery mass estimation. Recycling and battery production modeling software have also been used in combination with Monte Carlo's simulations of material prices to provide a comprehensive analysis. Economic indicators confirm project feasibility with low risk and cost savings for battery production with the use of recovered materials. This study offers valuable insights to battery manufacturers, recycling companies, and government entities concerning investment requirements and expected outcomes.
Deformación de barras de refuerzo en elementos de hormigón armado con estribos inclinados, sometidos a solicitaciones sísmicas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Palacios Erazo, Martín Nicolás Ignacio; Departamento de Obras Civiles; Tobar Ramos, René Enrique
La presente memoria forma parte de un programa de estudios realizados en el laboratorio LEMCO del Departamento de Obras Civiles de la UTFSM con respecto al comportamiento de elementos estructurales de hormigón armado con armadura transversal inclinada. Se ha comprobado que este tipo de armadura garantiza un menor deterioro de los elementos en comparación con la armadura ortogonal tradicional cuando son sometidos a una solicitación sísmica. No obstante, en los ensayos de elementos con armadura transversal inclinada se ha visto una tendencia general a la fractura del refuerzo longitudinal, lo cual lleva a un tipo de falla muy indeseable. Esto tiene relación con el pandeo de las barras durante los ciclos de carga y con las grandes deformaciones implicadas. Así, durante los últimos años la investigación se ha enfocado en evitar o disminuir la tendencia al pandeo obteniéndose hasta ahora un éxito parcial, como lo indican los resultados de los ensayos realizados dentro de esta memoria. Sin embargo, aun cuando se logre evitar completamente el pandeo de las barras, estas podrían romperse por fatiga con el hormigón todavía sano, lo cual produciría otro tipo de falla indeseable de la estructura. Entonces, para estudiar esta posibilidad, es imperativo conocer el nivel e historia de las deformaciones de las barras de refuerzo en estos elementos con armadura transversal inclinada, lo cual es difícil de lograr porque, en la situación que interesa, las barras ya han fluido en tracción y compresión, y sufrido fuertes incursiones en el rango de comportamiento inelástico. En esta memoria entonces se ha investigado cómo obtener datos sobre la deformación unitaria que se alcanza en las barras realmente durante los ensayos por medio de su visualización directa con cámaras endoscópicas. Para esto, se construyeron y ensayaron seis vigas en voladizo que representan la zona de la viga contigua a una columna exterior de un marco dúctil, las cuales fueron sometidas a una carga cíclica equivalente a la solicitación sísmica. Las vigas se pueden considerar a escala 1:3 del tamaño real, y tienen geometría similar a las ensayadas en memorias anteriores, siendo cuatro con estribos inclinados en dos planos y dos con armadura tradicional(...).
Desarrollo de un modelo de planificación de una microrred considerando aspectos de contaminación lumínica
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Cortés Poblete, Andrés Guillermo; Hinojosa Mateus, Víctor Hugo; Departamento de Electricidad; Espín Sarzosa, Danny Alexander
Este trabajo se enmarca en el contexto de la transición energética, proceso global que busca reemplazar los sistemas energéticos basados en combustibles fósiles por alternativas renovables en todo el país. La motivación principal radica en que uno de los propósitos clave de esta transición es ''el acceso equitativo de los servicios energéticos y calidad de vida''. Para lograrlo, una medida fundamental es la descentralización energética, en la que las microrredes emergen como una solución estratégica. Estos sistemas capaces de operar de forma aislada o conectados a la red principal, habilitan el acceso a la energía en comunidades remotas y desatendidas, permitiendo cumplir con estándares de confort térmico y lumínico esenciales para el bienestar humano. No obstante, en octubre de 2024 entró en vigencia el Decreto Supremo 1 que establece la norma de emisión de luminosidad artificial generada por el alumbrado exterior. Por tanto, perseguir estándares de confort lumínico exige el cumplimiento de las regulaciones ambientales sobre contaminación lumínica. Este desafío adquiere especial relevancia en las regiones con observatorios astronómicos, así como por sus efectos en la salud humana y los ecosistemas. Con este propósito, el estudio presenta el desarrollo de un modelo de planificación de microrredes que incorpora restricciones asociadas a la contaminación lumínica, con el objetivo de garantizar el cumplimiento de la normativa lumínica. Este modelo matemático integra variables técnicas, económicas y ambientales, considerando tanto las particularidades del sistema eléctrico como las exigencias normativas sobre alumbrado público, en especial de alumbrado vehicular. Para validar su aplicabilidad, se utiliza el sistema de prueba IEEE de 37 barras, el cual fue adaptado para representar una microrred aislada con datos reales de un sistema en la región de Antofagasta, permitiendo evaluar su desempeño bajo diferentes escenarios(...).
Desarrollo de un plan de mantenimiento integral para sistemas de tratamiento de aguas de relave con depósito en seco en Polpaico Soluciones S.A.
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-10) Fuenzalida Vallejos, Roberto Andrés; Departamento de Industrias; Kristjanpoller Rodríguez, Fredy Ariel
La presente memoria de título tiene como objetivo diseñar un plan de mantenimiento integral para el sistema de tratamiento de aguas de relaves con depósito en seco de la empresa Polpaico Soluciones S.A., ubicado en su planta de producción de cemento en Cerro Blanco, comuna de Tiltil. Esta instalación, de reciente construcción, surge como respuesta estratégica a la condición de escasez hídrica declarada en la zona y al cierre proyectado del tranque de relaves original en 2025. El nuevo sistema, compuesto por espesador High Rate, bombas centrífugas, filtros prensa y unidades hidráulicas, permite recircular agua desde los relaves espesados y filtrados, disminuyendo el consumo de agua fresca y el impacto ambiental del proceso. Dado que se trata de un sistema sin historial operativo previo, se elaboró un plan de mantenimiento técnico basado en metodologías modernas como el análisis de criticidad (CTR), el análisis modal de fallos y efectos (AMEF), la clasificación de equipos críticos y la incorporación de inspecciones sensoriales mediante la metodología VOSO. El proceso fue complementado con herramientas de confiabilidad como el mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) y el uso proyectado de un sistema CMMS para trazabilidad operativa. Los resultados obtenidos permitieron jerarquizar 57 equipos, identificando 14 activos críticos que concentraban el mayor riesgo operacional. Se definieron estrategias de mantenimiento preventivo y predictivo específicas para estos equipos, estableciendo frecuencias de intervención, tareas técnicas recomendadas y estimaciones de recursos requeridos. Además, se desarrolló un cronograma semestral de mantenimiento y una matriz de criticidad funcional. Con ello, se cumplió el objetivo de diseñar un plan de mantenimiento integral, técnico y preventivo, que permite garantizar la confiabilidad operativa del sistema, minimizar riesgos y asegurar su sostenibilidad en el tiempo.
Desarrollo de un prototipo de sensor virtual para monitorear el proceso de neutralización de aguas ácidas con cal
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Echegaray Leiva, Andrés Ignacio; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Casas De Prada, Jesús Manuel
El drenaje ácido de mina representa una de las principales fuentes de contaminación ambiental en la industria minera, caracterizado por soluciones con alto contenido de metales disueltos y bajo pH. En ello radica la necesidad de realizar un tratamiento adecuado para evitar impactos en ecosistemas cercanos. Para abordar esta problemática, se desarrolló un prototipo de sensor virtual orientado al monitoreo y predicción dinámica de variables de respuesta clave como la conductividad iónica y el potencial redox durante el proceso de neutralización de soluciones ácidas, mediante la integración de datos experimentales con simulaciones geoquímicas realizadas en el software PHREEQC. La metodología aplicada se estructuró en tres etapas principales: calibración del modelo geoquímico a partir de datos experimentales obtenidos en laboratorio, validación del modelo ajustado y análisis de sensibilidad para evaluar la robustez de los parámetros estimados. En primera instancia, se calibraron los parámetros cinéticos asociados a la disolución de portlandita empleando la Solución 1, neutralizando con una concentración de 10% (CaO) de lechada de cal. Posteriormente, estos parámetros se mantuvieron constantes para neutralizar la Solución 2 por medio del mismo reactivo alcalino, incorporando ajustes únicamente sobre las constantes cinéticas del modelo de precipitación de yeso y la formación de hidróxido férrico. Finalmente, para validar la generalización del modelo, los parámetros obtenidos se utilizaron directamente en una tercera prueba con la misma Solución 2, neutralizando esta vez con una concentración del 5% (CaO) de lechada de cal, confirmando su aplicabilidad sin pérdida significativa de precisión en la simulación del proceso. Asimismo, se desarrolló y ajustó un modelo cinético simplificado para la formación de yeso, validado por comparación con balances estequiométricos del precipitado sólido(...).
Desarrollo de una formulación MILP para resolver problemas de operación con horizonte de largo plazo utilizando un modelo reducido del Sistema Eléctrico Nacional
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-05) Araya Maldonado, Luis Felipe; Departamento de Electricidad; Hinojosa Mateus, Víctor Hugo; Gil Sagas, Esteban Manuel
Este estudio, realizado en el marco del proyecto FONDEF “Desarrollo de una plataforma de información interactiva –ecoEnergy3e– basada en un modelo IO híbrido de equilibrio (IO-HE) del sector eléctricopara la evaluación del impacto de transformaciones en la matriz energética”, aborda la formulación de un modelo de programación lineal entera-mixta (MILP) aplicado a la operación del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) en Chile. Utilizando como base la planificación energética de largo plazo (PELP), desarrollado por el Ministerio de Energía de Chile, se desarrolla inicialmente una formulación MILP que incorpora todos los elementos modelados por la PELP. El modelo propuesto permite realizar simulaciones para comparar los resultados obtenidos con la PELP y validar su precisión. El principal desafío abordado en esta memoria es la optimización de los tiempos de simulación sin comprometer significativamente la precisión. Para ello, se propone una formulación reducida que simplifica tanto el modelo como el número de elementos considerados en la optimización. Esta reducción ha demostrado ser efectiva, logrando una considerable disminución en los tiempos de simulación, lo cual es crucial para la evaluación rápida de múltiples escenarios energéticos en contextos de planificación y toma de decisiones. Los resultados obtenidos muestran que, si bien existen algunas diferencias en comparación con la PELP, estas se deben en gran medida a la distinta naturaleza de los modelos: la PELP resuelve un problema lineal, mientras que el modelo MILP formulado introduce variables binarias para el Unit Commitment. Sin embargo, la pérdida de precisión es mínima en comparación con la ganancia en eficiencia computacional, lo que valida la utilidad del modelo reducido como una aproximación rápida para la simulación de largo plazo del SEN. Este estudio no solo contribuye al avance del proyecto FONDEF, sino que también establece una metodología robusta para futuras investigaciones en simulación y optimización de sistemas eléctricos. Además, el programa de simulación desarrollado estará disponible en una plataforma interactiva, permitiendo a los usuarios realizar análisis de sensibilidad sobre diversas variables críticas y personalizar las bases de datos para correr simulaciones adaptadas a sus necesidades.
Diseñar y evaluar técnica económicamente, un plan de mantenimiento predictivo basado en análisis tribolígicos para equipos de una empresa de servicios industriales del sector minero portuario en la quinta región
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Montecinos Briceño, Alexis Maximiliano; Departamento de Ingeniería Mecánica; Valdenegro Oyaneder, René; Mena Yanssen, Rafael
El presente proyecto surge ante la necesidad de reducir las pérdidas operacionales causadas por detenciones no planificadas asociadas a fallas catastróficas en equipos críticos de la empresa Report-Agunsa, organización que presta servicios industriales en los sectores minero y portuario. Estas fallas, generadas principalmente por el desgaste prematuro y severo de componentes, han impactado negativamente la continuidad operativa, la confiabilidad de los activos y la competitividad de la compañía, especialmente en entornos altamente exigentes donde la disponibilidad de los equipos es clave para el cumplimiento de los contratos. Con el fin de enfrentar esta problemática, el objetivo general de este estudio fue diseñar y evaluar técnica y económicamente un plan de mantenimiento predictivo basado en análisis tribológicos, que permita anticipar fallas, optimizar la planificación de intervenciones y mejorar la gestión de activos. La investigación se enfocó en diseñar un enfoque predictivo que prolongue la vida útil de los equipos, minimice los costos asociados a reparaciones correctivas y favorezca la toma de decisiones basadas en evidencia. La metodología empleada combinó una revisión bibliográfica especializada con el análisis de datos históricos de operación y mantenimiento. Se aplicaron herramientas de ingeniería de confiabilidad como FMECA (Análisis Modal de Fallos y Efectos Crítico) y la norma ISO 14224 para establecer una matriz de criticidad, segmentando por contrato y tipo de equipo. También se evaluaron los tipos de lubricantes recomendados y utilizados en el país, detectando brechas en su uso y mantenimiento. Se diseñaron protocolos para la toma de muestras, análisis de laboratorio y diagnóstico avanzado, considerando parámetros clave como viscosidad, oxidación, contaminación y presencia de partículas metálicas(...).
Diseño e implementación de filtro de kalman extendido para descomposición en tiempo real de la tensión y estimación de la frecuencia ante contingencias en redes desbalanceadas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08-25) Vera Soto, Pablo José Enrique; Pulido Venegas, Esteban Samuel; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Mora Castro, Andrés Felipe
La creciente complejidad de las redes eléctricas, con presencia de desbalances, armónicos y variaciones rápidas de frecuencia, demanda algoritmos robustos para estimar parámetros críticos como tensión y frecuencia. Métodos tradicionales (PLL, MSOGI) presentan limitaciones en entornos dinámicos, lo que justifica el desarrollo de soluciones más precisas y estables. Este trabajo aborda este desafío mediante el diseño e implementación de un Filtro de Kalman Extendido (EKF), evaluando su desempeño bajo perturbaciones como cambios abruptos de magnitud, fase y distorsión armónica. La evaluación de los algoritmos revela un compromiso fundamental entre la eficiencia computacional, la robustez y la precisión en estado estacionario. El MSOGI emerge como la solución más equilibrada y robusta, ofreciendo un excelente rendimiento dinámico con bajo rizado y transitorios controlados, todo ello con una carga computacional mínima del 5%. En contraparte, el EKF recursivo ajustado se especializa en la precisión final, logrando el menor error en estado estacionario de todos los métodos. Sin embargo, esta exactitud se obtiene a costa de una carga computacional prohibitiva del 40% y una respuesta transitoria menos amortiguada que la del MSOGI. Finalmente, se concluye que el EKF estacionario no representa un buen equilibrio, ya que su rendimiento es superado por el MSOGI, que es a la vez más robusto y computacionalmente más eficiente. En consecuencia, la selección depende de las prioridades del sistema.