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 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.
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.
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 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.
Desarrollo de una 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(...).
Diseño e instalación de un sistema de refrigeración para la puesta en marcha de equipo electrolizador-generador de hidrógeno verde
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-03) Brito Cádiz, Javier Ignacio; Mena Yanssen, Rafael; Departamento de Ingeniería Mecánica; Toledo Torres, Mario Gonzalo
La creciente demanda mundial de energía ha generado importantes desafíos en términos de sostenibilidad. Gran parte de esta energía aún proviene de fuentes fósiles como el carbón, petróleo y gas natural, las cuales generan altos niveles de emisiones de gases de efecto invernadero. Frente a este panorama, diversos países están impulsando estrategias de descarbonización energética a través del uso de fuentes limpias y renovables. En este contexto, el hidrógeno verde se posiciona como una alternativa prometedora, ya que permite almacenar y transportar energía limpia, y ofrece una solución viable para sectores difíciles de electrificar, como el transporte pesado, la industria química y la producción de acero. Chile, gracias a sus condiciones geográficas y climáticas favorables, ha declarado su intención de convertirse en uno de los principales productores de hidrógeno verde del mundo. En línea con esta estrategia nacional, la Universidad Técnica Federico Santa María está desarrollando una planta de hidrógeno verde mediante un electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM), modelo H4 Series de la empresa Nel Hydrogen. Este equipo es capaz de producir hasta 4 Nm^3/h de hidrógeno de alta pureza (99,9995%) mediante electrólisis de agua desionizada utilizando energía renovable. Para garantizar el correcto funcionamiento del electrolizador, es necesario cumplir con ciertos requerimientos técnicos, entre los cuales se encuentra la instalación de un sistema de refrigeración. Este sistema tiene como principal función mantener bajo control la temperatura del recinto de fluidos, enfriando tanto las pilas de celdas como el agua desionizada que circula por el sistema, permitiendo así una operación segura y eficiente del proceso de electrólisis. El presente trabajo se enfoca en el diseño, selección, instalación y puesta en marcha del sistema de refrigeración necesario para esta planta. A lo largo del documento, se revisa la información técnica entregada por el fabricante, se definen los requerimientos específicos del sistema de refrigeración, se comparan diferentes alternativas disponibles en el mercado, y se detalla el diseño e implementación de la alternativa seleccionada. Finalmente, se exponen las pruebas realizadas para validar el correcto funcionamiento del sistema en conjunto con el electrolizador, asegurando la continuidad operativa y el cumplimiento de los estándares de calidad requeridos para la generación de hidrógeno verde.
Diseño y optimización de un sistema de almacenamiento de agua de canal para riego en la escuela Paso Histórico en la comuna de Putaendo
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Gaete Lagos, Guillermo Andrés; Ramírez Livingston, Daniel Alberto; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Mery Araya, Camila Del Pilar
La región de Valparaíso, especialmente la comuna rural de Putaendo, enfrenta una crisis hídrica significativa producto del cambio climático, la disminución de precipitaciones y el aumento de la demanda, principalmente en el sector agrícola. Esta situación afecta a las comunidades locales y a instituciones como las escuelas rurales, que tienen dificultades para garantizar un suministro de agua sostenible para sus cultivos y áreas verdes. La Escuela General Básica Paso Histórico El Tártaro ejemplifica este desafío. Aunque cuenta con derechos de uso sobre un canal de riego cercano, enfrenta limitaciones para aprovechar eficazmente el agua disponible debido a horarios restrictivos y falta de capacidad de almacenamiento, lo que la obliga a depender de fuentes de agua potable para riego, un uso poco eficiente que implica un consumo innecesario. Para abordar esta problemática, se propone diseñar y optimizar un sistema de almacenamiento de agua que permita captar y acumular el recurso proveniente del canal, facilitando su uso autónomo y eficiente durante los ciclos de distribución. El sistema consiste en un estanque de polietileno de 3.400 litros, operado mediante un sistema de bombeo solar con sensores automáticos, lo que reduce la dependencia de la red eléctrica. Además, se realizaron análisis rigurosos de la calidad del agua, confirmando su idoneidad para riego según la normativa chilena vigente. La implementación del sistema busca disminuir la dependencia del agua potable, optimizar el uso del agua para riego de huertos y jardines educativos, y fomentar una cultura de gestión responsable del recurso hídrico en la comunidad escolar. El costo estimado total del proyecto es de 1.761.155 CLP, incluyendo equipos, materiales, envío y mano de obra. Los resultados obtenidos muestran que esta solución sostenible es viable y replicable en contextos rurales con problemas similares de escasez hídrica. Más allá de solucionar un problema inmediato, el proyecto promueve la educación ambiental y la participación comunitaria en el manejo sustentable del agua. En conclusión, el sistema autónomo de almacenamiento y bombeo solar propuesto representa una respuesta práctica y escalable a la crisis hídrica que afecta a la Escuela Paso Histórico El Tártaro, fortaleciendo su capacidad de adaptación y promoviendo prácticas sostenibles que benefician tanto al entorno educativo como a la comunidad en general.
Estudio experimental sobre la fractura de barras de refuerzo en elementos de hormigón armado con estribos inclinados, sometidos a solicitación sísmica
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Ayaviri García, Ricardo Agustín; Departamento de Obras Civiles; Tobar Ramos, René Enrique
Durante la última década, el laboratorio LEMCO de la Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM) ha desarrollado investigaciones experimentales centradas en el comportamiento sísmico de vigas de hormigón armado con armadura transversal inclinada, donde han demostrado un excelente desempeño frente a cargas cíclicas equivalentes a solicitaciones sísmicas. Sin embargo, se ha identificado una falla recurrente e indeseable: la fractura de la armadura longitudinal, la cual generalmente ocurre después de la rotura del recubrimiento y pandeo de las barras comprimidas. Es por esto que, en este estudio, junto al memorista asociado Palacios(2025), se fabricaron y ensayaron seis vigas de hormigón armado, representando la zona de conexión viga-columna, utilizando versiones mejoradas de diseños previos propuestos por otros memoristas que incorporan armadura transversal adicional que trata de impedir el pandeo de las barras. Se construyeron y ensayaron cuatro probetas con estribos inclinados en dos planos y dos con estribos ortogonales tradicionales, para efectos de comparación. Teniendo en cuenta la tendencia actual, los hormigones fueron de mayor resistencia que los utilizados por memoristas anteriores. Los resultados confirmaron que los estribos inclinados mejoran significativamente la estabilidad frente a cargas cíclicas, en comparación con armaduras ortogonales tradicionales. El análisis de curvas de histéresis y registros visuales, incluidos los obtenidos con cámaras endoscópicas, evidenció una menor pérdida de integridad del hormigón en especímenes con estribos inclinados. Por otro lado, se vio que, excepto para solicitación muy intensa, un hormigón de menor resistencia con armadura inclinada tiene un comportamiento similar a un hormigón de alta resistencia con armadura tradicional, Entonces la conclusión final fue que, evitar o retrasar la fractura de las barras de refuerzo incorporando armadura adicional para restringir el pandeo es posible, pero se ve más práctico cuidar que la relación entre la capacidad mecánica del hormigón comprimido y la del acero traccionado se mantenga lo suficientemente baja.
Evaluación del efecto del espesor en paneles de hormigón reforzado con fibras y propuesta de expresión correctiva para la capacidad de absorción
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06) Lefihuala Gutiérrez, Camilo Nicolás; Departamento de Obras Civiles; Carmona Malatesta, Sergio
La capacidad del hormigón para absorber energía es un parámetro esencial en el diseño de estructuras subterráneas, pues permite evaluar su comportamiento frente a deformaciones extremas. Esta propiedad se ha mejorado con el uso de fibras, lo que ha llevado al desarrollo de normas como la EN 14488-5 y las recomendaciones de la guía EFNARC, que establecen ensayos en paneles cuadrados de dimensiones estándar. Sin embargo, dichas normas no consideran el efecto del espesor del panel sobre la capacidad de absorción de energía, lo que puede distorsionar los resultados y fomentar malas prácticas en obra. Esta memoria tiene como objetivo analizar cómo varía la absorción de energía en función del espesor del panel reforzado con fibras sintéticas, utilizando el ensayo EN 14488-5. Para ello, se fabricaron paneles con espesores entre 100 mm y 115 mm, utilizando dos dosificaciones de fibra sintética: 4 kg/m³ y 6 kg/m³. Se analizaron los resultados obtenidos y se propusieron expresiones correctivas para normalizar los valores de absorción energética. Los resultados mostraron una relación directa entre el espesor y la capacidad de absorción, permitiendo generar ecuaciones que corrigen este efecto. Estas expresiones permiten mejorar la precisión de los ensayos y ofrecen una herramienta práctica para aplicar en obras que empleen hormigón reforzado con fibras, contribuyendo a un diseño más seguro y estandarizado.
Evaluación técnica y económica de la extracción selectiva de litio mediante solventes eutécticos profundos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 1999) Ortiz Toledo, Catalina Rafaella; Constanzo Rojas, Robinson; Departamento de Ingeniería de Minas, Metalurgia y Materiales; Barrueto Polanco, Yahaira Ivette
Una de las problemáticas actuales para la producción de productos de litio es el tiempo requerido por el proceso convencional, esto debido la evaporación solar puede tardar hasta 18 meses en concentrar la salmuera y obtener compuestos como carbonato o hidróxido de litio. Este alto tiempo representa una limitación crítica frente a la creciente demanda mundial por litio, especialmente en el contexto de la transición energética y el crecimiento de la industria de vehículos eléctricos. Además, en Chile actualmente no se produce litio metálico, a pesar de contar con condiciones geológicas favorables y una posición estratégica en el mercado global. Frente a esta situación, el presente trabajo propone y evalúa un proceso alternativo para la obtención de litio metálico a partir de salmuera, combinando extracción por solvente y electrodeposición, con el uso de disolventes eutécticos profundos como medio extractante. Estos solventes se destacan por su bajo impacto ambiental, baja volatilidad y alta selectividad hacia el ion litio, lo que los convierte en una opción prometedora frente a solventes orgánicos tradicionales. Con base en lo anterior, se desarrollaron y analizaron cuatro escenarios distintos, que varían según el tipo de salmuera y el tipo de DES empleado. Cada uno fue evaluado desde el punto de vista técnico y económico. Los resultados demostraron que el Escenario 3, basado en salmuera sulfatada y una sola etapa de extracción con el sistema DES compuesto por N8881Cl/DecA, ofrece el mejor balance de masa y económico general. Este escenario logró una eficiencia global del 43%, un VAN de 6,760 MUSD, una tasa interna de retorno del 30% y un payback de 3.4 años, todo con una demanda significativamente menor de salmuera y DES en comparación con los demás escenarios. Este enfoque no solo resulta viable desde el punto de vista económico, sino que también contribuye a reducir el impacto ambiental asociado al proceso de obtención de litio.
Factibilidad del uso de MOF's como base para preparar nanofluidos dieléctricos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Steilen Sandoval, Joaquin Alexander; Ardila Rey, Jorge Alfredo; Departamento de Electricidad; Vivas, Leonardo Alfredo
Los transformadores eléctricos son una pieza esencial en la transmisión y distribución de energía, y dependen del uso de aceites dieléctricos para asegurar tanto el aislamiento interno como la disipación del calor generado durante su funcionamiento. Dado que los costos asociados al uso de estos aceites son elevados, ha surgido un interés creciente por encontrar alternativas que permitan reducir gastos y prolongar su vida útil sin comprometer el rendimiento. En este contexto, el uso de nanofluidos ha cobrado importancia en los últimos años como una solución viable para mejorar la eficiencia térmica en transformadores. Los nanofluidos consisten en suspensiones de un fluido base, como aceite o agua, que contienen nanopartículas metálicas o de óxidos, las cuales buscan incrementar notablemente la capacidad del fluido para transferir calor. Entre estos aditivos, las estructuras metalorgánicas (MOF) han captado gran atención debido a sus propiedades singulares, como su alta porosidad, amplia superficie específica y la posibilidad de ser diseñadas a nivel molecular. Estas características convierten a los MOF en candidatos muy prometedores para la formulación de nanofluidos más eficientes y estables en aplicaciones eléctricas. El presente trabajo explora la viabilidad de emplear MOF como base para la elaboración de nanofluidos dieléctricos. Para ello, se prepararon tres tipos distintos utilizando MOF de níquel, cobalto e hierro-molibdeno, los cuales fueron dispersados en aceite sintético estabilizado con ácido oleico. Se realizaron pruebas de rigidez dieléctrica y análisis de estabilidad mediante espectroscopía UV-VIS, con el fin de evaluar el comportamiento de las nanopartículas en suspensión y su efecto sobre las propiedades del fluido. Los resultados obtenidos permiten comparar el rendimiento de estos nanofluidos con el de los aceites tradicionales, aportando evidencia sobre su posible aplicación práctica en el sector energético.
Impacto del fast fashion en el comportamiento de consumidores: percepción de sostenibilidad e influencia de las redes sociales
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07-28) Fuentes Wallis, Camila Sofía; Camino Díaz, Tamara Paola; Departamento de Industrias; Yáñez Martínez, Diego Ignacio
Esta investigación aborda el impacto del fast fashion en el comportamiento de los consumidores, con un foco particular en la percepción de sostenibilidad y la influencia de las redes sociales en sus decisiones de compra. El estudio parte del reconocimiento de una contradicción central: aunque existe una creciente conciencia ambiental entre los consumidores, esta no se refleja de forma coherente en sus patrones de consumo, especialmente en el contexto de la moda rápida. El fast fashion es un modelo de negocio caracterizado por ciclos cortos de producción, bajo costo y alta rotación de colecciones. Su expansión global ha sido impulsada por marcas como Zara, H&M y Shein, y sostenida por plataformas digitales que promueven el consumo inmediato. En el caso de Chile, el país ha destacado como uno de los mayores consumidores de ropa en América Latina, acumulando altos volúmenes de residuos textiles y evidenciando un desafío ambiental significativo. El estudio tuvo como objetivo general analizar cómo la exposición al contenido de moda en redes sociales y la percepción de sostenibilidad, junto con otros factores motivacionales, influyen en las decisiones de compra en el fast fashion. Para ello, se diseñó un modelo teórico basado en estudios previos y se aplicó un cuestionario estructurado realizado en SurveyMonkey, difundido a través de redes sociales y mensajería directa, obteniendo una muestra de 351 participantes. El análisis fue realizado mediante un modelo de ecuaciones estructurales (SEM), utilizando los softwares IBM SPSS Statistics v29 y AMOS v26. La muestra se caracterizó principalmente por mujeres (68%) y personas jóvenes: un 40% tenía entre 15 y 24 años, y otro 17% entre 25 y 34 años. Además, el 37% eran estudiantes y un 30% trabajadores a jornada completa. En términos de gasto en vestuario, un 34% reportó gastar entre $40.000 y $59.999 CLP mensuales, lo que representa un perfil con alta exposición digital, sensibilidad al precio y orientación a la moda, coherente con el público objetivo de la industria del fast fashion(...).
Implementación de una solución de objetos conectados para el seguimiento y la gestión de envases industriales reutilizables
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Cornejo Guerra, Emilio Manuel; Jara Carvallo, Nicolás Alonso; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed
La presente memoria aborda el diseño e implementación de una solución de objetos conectados para el seguimiento y la gestión de envases industriales reutilizables. El objetivo principal es desarrollar un sistema IoT que permita monitorizar en tiempo real el estado y la ubicación de los embalajes, optimizando la logística, reduciendo costos y minimizando el impacto ambiental. Para ello, se diseñó y desarrolló una nueva versión del dispositivo conectado, que incorpora mejoras en hardware y software, tales como una máquina de estados optimizada, capacidad de actualización Over-The-Air (OTA) y protocolos de comunicación avanzados (NB-IoT, LoRaWAN, MQTT). Paralelamente, se implementó una infraestructura web basada en contenedores mediante Kubernetes en la nube de Scaleway, integrando prácticas DevOps que facilitan la integración y el despliegue continuo (CI/CD). Las pruebas realizadas evidencian una mejora significativa en la robustez, escalabilidad y eficiencia del sistema, permitiendo una gestión óptima de los envases industriales. En conclusión, la solución propuesta cumple con los objetivos de reducción de costos, eficiencia logística y sostenibilidad ambiental, y sienta las bases para futuras innovaciones en el ámbito de la logística inteligente.
Más allá de la función: paneles de micelio y lino como catalizadores de circularidad y diseño para la arquitectura regenerativa
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Rodríguez Olivares, Antonia Belén; Departamento de Arquitectura; Palme, Massimo
Esta tesis explora la viabilidad de emplear paneles de biomateriales a base de micelio y lino como alternativa sustentable a los aislantes convencionales en la construcción, en respuesta a la urgente necesidad de reducir los impactos ambientales del sector, incluyendo el alto consumo de recursos, la generación de residuos y las emisiones de gases de efecto invernadero. El estudio analiza si esta alternativa puede representar una solución eficiente desde el punto de vista termoacústico y ambiental, y si al mismo tiempo permite ampliar las posibilidades expresivas del diseño arquitectónico gracias a su capacidad de adaptarse a moldajes, texturas y formas complejas que resultan menos accesibles para los materiales tradicionales. Para abordar estas inquietudes, se lleva a cabo un análisis térmico y acústico comparativo de los materiales aislantes tradicionales y el panel de micelio y lino, evaluando su desempeño en eficiencia energética y confort interior. Posteriormente, se realiza un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) enfocado en indicadores clave como el consumo hídrico, energético y las emisiones de CO₂. Estos indicadores se ponderan mediante el método Analytic Hierarchy Process (AHP) de Saaty, empleando pesos equitativos para cada indicador, lo que permite obtener un resultado ambiental consolidado. Para una evaluación integral y balanceada, los desempeños térmico, acústico y ambiental se consolidan mediante una evaluación multicriterio, identificando las soluciones más equilibradas con el uso de herramientas como el frente de Pareto(...).
Oportunidad de negocio para un hostal sostenible
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Benavides Pérez, Cinthia Camila; Calderón Pizarro, Rodrigo Sebastián; Departamento de Ingeniería Comercial; Gatica Silva, Macarena
Día a día, miles de personas en el mundo están interesadas y se preocupan por el cuidado del medioambiente, parte de la población mundial vive las consecuencias de las actividades que hace unas décadas se realizaron descontroladamente, lo que se puede evidenciar en los diferentes medios de comunicación mediante reportajes, entrevistas, etc. Es así como el concepto de sostenibilidad comienza a tomar fuerza en todos los rubros, en este estudio en particular, se evalúa en el ámbito del turismo, realizando análisis y un modelo de negocios para un hostal sostenible en la comuna de Pica, en la primera región de Chile. Luego de establecerse el objetivo general y los específicos, se procede a estudiar el marco teórico, en donde se estudia el turismo en Chile, la oferta de hoteles y hostales sostenibles o amigables con el medioambiente, se profundiza en el concepto de sostenibilidad y cómo se ha llevado este en el país, para finalizar mostrando los atractivos de la región y comuna en donde estará ubicado el hostal, con el fin de conocer qué tiene para ofrecer esta localidad. Sumado a eso, se realiza un análisis del macroentorno con un PESTEL y uno del microentorno con las 5 fuerzas de Porter dividido por temporada alta y baja, ya que el cómo funciona el mercado cambia bastante dependiendo del flujo de gente que visite la zona. Para proceder a definir cuál será el segmento objetivo del proyecto, se diseña una encuesta y se realiza a 271 personas que bien en Chile, obteniendo así diversas preferencias de los grupos de encuestados, se identifican 3 clúster y se elige uno como el principal y un segundo que presenta características muy similares, pero difiere en la ocupación, algo que es clave para evaluar si se tiene el poder adquisitivo para pagar por el servicio. En estos resultados se aprecia que los mayores interesados y conscientes respecto a sus decisiones sobre sostenibilidad son lo jóvenes, quiénes se caracterizan por haber realizado cambios en sus estilos de vida para poder ser un aporte por esta causa, además son quiénes en su mayoría no sólo optarían por este hostal, sino que también tienen disposición a pagar más por él y valoran las experiencias adicionales que pueda ofrecer.