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Programación de Horarios de clases y Asignación de Salas en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Diego Portales

El presente trabajo muestra la implementación de metodologías basadas en modelos de optimización para resolver el problema de programación de horarios de clases y asignación de salas para la Facultad de Ingeniería de la Universidad Diego Portales. Los métodos utilizados en este trabajo integran la programación de los horarios de las clases de cátedra y de las clases auxiliares de todos los cursos de jornada diurna que se dictan en la Facultad, con su respectiva asignación de salas. Para resolver el problema se implementaron tres metodologías basadas en modelos de programación lineal entera. La primera metodología consiste en un modelo único que pretende resolver el problema completo, cumpliendo con todas las condiciones impuestas por la Facultad, basando sus decisiones en la asignación de cada una de las clases a algún bloque horario y a una sala disponible. La segunda metodología consiste en dos modelos: el primero, para resolver la programación de horarios de clases y el segundo, para resolver la asignación de salas. Ambos modelos operan en forma secuencial, basando sus decisiones en la asignación de cada una de las clases a algún bloque horario y a una sala disponible. La tercera metodología utiliza el concepto de grupos de bloques horarios, que consiste en conjuntos de uno, dos o tres bloques horarios de la semana. Esta metodología se basa en un modelo único que resuelve la problemática completa basando sus decisiones en la asignación de todas las clases de cátedra o auxiliares de un curso a un grupo de bloques horarios y a una sala disponible. Las metodologías segunda y tercera se pretenden utilizar en semestres posteriores para llevar a cabo esta labor de manera automática y evitar ineficiencias de la actual programación manual. Los resultados obtenidos se resumen como una programación de horarios que cumple con todos los requerimientos exigidos y una asignación de salas que cumple con los requisitos de capacidad de cada curso. El tiempo de resolución del problema es inferior a una hora.
Máxima Transferencia de Calor en Cavidades con Paredes Horizontales Conductoras

El objetivo de esta memoria es encontrar la Razón de Aspecto A=H/L que produce la máxima transferencia de calor en cavidades rectangulares de altura H y ancho L con paredes verticales de temperatura impuesta TH y TC, con TH >TC, y paredes horizontales perfectamente conductoras, con una distribución lineal de temperatura en estas. Se consideró aire (Pr = 0,71) al interior de la cavidad y tres números de Rayleigh:10 4, 10 5y 10 6. La razon de Aspecto fue variada en el rango [0.4,2.3], que permitió ubicar la presencia de máximos en el Nusselt en las paredes y en el centro. El problema se resolvió mediante la resolución numérica del sistema Navier Stokes-Energía y se uso un código basado en el método SIMPLER incorporando la fórmula de transformación de coordenadas que permite afinar la malla cerca de todos los bordes del recinto y variar la Razón de Aspecto sin la necesidad de cambiar el numero de nodos. De este modo se admite la utilización de soluciones convergidas como condición inicial para A levemente distintas, acortando los tiempos de simulación. El código resuelve las ecuaciones mencionadas en forma transiente, lo cual permite controlar la estabilidad variando el paso de tiempo. La malla seleccionada para encontrar las soluciones tiene 122 nodos en la dirección X y 122, 182 o 242 en la dirección Y según sea necesario. Las soluciones fueron descritas por sus valores del Nu en las paredes y en el centro, la distribución del Nusselt local en las paredes inferior y superior e izquierda y derecha, velocidades máximas según los ejes, modos de flujo descritos por la función corriente y campos de temperatura descritos por diagramas de isotermas. Para cada caso se llego a un régimen permanente y se encontró la geometría que maximiza el Nucentral y el Nupared. Para Ra=104 se tiene que A∗ centro=[1.6,1.65] y A∗ pared= [1.98,2.1], para Ra=105 A ∗ centro=0.76 y A∗ pared=1.97 y para Ra=106 A ∗ centrol=0.42 y A∗pared=1.24. Ademas se vio que la Razón de Aspecto que maximiza el Nu en las paredes y en el centro disminuye si el Rayleigh aumenta, que para todo Ra la Razón de Aspecto que maximiza el Nusselt central es siempre menor que la Razón de Aspecto que maximiza el Nusselt de pared y que la velocidad del fluido siempre aumenta con el Numero de Rayleigh.
Conexiones Sismoresistentes Viga-Columna en Elementos Prefabricados de Hormigón

El presente trabajo muestra una serie de conexiones sismorresistentes del tipo vigacolumna de estructuras prefabricadas de hormigón armado. Para lograr esto, primero y a modo de introducción se muestran las principales ventajas de los prefabricados y algunas experiencias en otros países sísmicos. A continuación, cada una de estas conexiones es clasificada según la norma ACI 318-05, para luego detallar las dimensiones, refuerzos y forma de construcción de cada una de estas. Luego, se muestran los resultados de los ensayos a los cuales estas conexiones fueron sometidas. Los procedimientos de los experimentos, en su mayoría, siguen lo indicado en la norma ACI T1.1. Finalmente se sintetiza un método de cálculo de dichas conexiones, se muestran los valores teóricos obtenidos de esta forma y se les compara con los resultados experimentales. De todo este trabajo se concluye, que en su mayoría las conexiones mostradas poseen niveles de resistencia aceptables para zonas sísmicas y que el método de cálculo teórico utilizado entrega valores confiables Toda la información aquí expuesta, se extrajo de documentos elaborados en Estados Unidos, Nueva Zelanda, Turquía y Japón, donde se han realizado estudios y ensayos de laboratorio referentes a conexiones de elementos prefabricados de hormigón, y por lo cual poseen un nivel de desarrollo mayor al existente en nuestro país en este tipo de estructuras.
Estudio Teórico y Experimental de Colector Solar Parabólico para Generación de Energía Eléctrica

La eficiencia energética y la búsqueda de nuevas fuentes de energía han llevado a investigar aplicaciones de la energía solar para generación de energía Eléctrica. Un colector solar parabólico, junto con un ciclo de vapor para generación o un motor Stirling, pueden ser alternativas válidas de implementación para generación distribuida (GD), sobre todo en regiones de Chile donde existe una alta radiación solar. Los objetivos generales de este trabajo son mostrar que la energía necesaria para desarrollar el seguimiento solar del colector parabólico es mínima en comparación a la capacidad de generación de éste y determinar experimentalmente la radiación incidente y la temperatura en el foco del colector a lo largo del día. Tomando en consideración los requerimientos de flexibilidad, robustez y economía, se selecciona un sistema de seguimiento altitud-azimut de tipo ecuatorial. Este sistema se diseña, se simula y se construye para seguir de forma autónoma al sol. La radiación incidente sobre un foco de concentración de una superficie es calculada a través de un modelo genérico de reflexión de rayos en forma de conos provenientes desde el sol, los cuales forman una zona focal de diámetro dependiente de la calidad del material reflectante. Con este diámetro es posible calcular la capacidad de concentración del colector y la radiación incidente en él. Se construye un receptor para el foco, en el cual se puede medir la temperatura y estimar la radiación incidente, permitiendo su contraste con los valores teóricos. Se encuentra que la energía necesaria para realizar el seguimiento solar no es superior a 20 [Wh] por día, lo cual no supera el 1% de los 2500 [Wh-día] que un generador de 500 [W] nominales es capaz de generar. Las curvas de temperatura y radiación determinadas experimentalmente en el receptor se ajustan a lo esperado teóricamente, por lo cual se cuenta con un modelo que puede predecir bajo cualquier condición el valor de estos parámetros. De esta forma, los resultados de este trabajo sirven de base para la propuesta de sistemas de concentradores solares para aplicaciones en GD. Como trabajo futuro está la construcción en el colector de algún tipo de generación, ya sea un ciclo de vapor o un motor Stirling. También se recomienda implementar un control y monitoreo de tipo remoto, con el cual se pueda tener acceso a información del sistema a tiempo real y dar acciones de mando desde cualquier lugar con acceso a Internet.
Diseño de un Plan Táctico para el Manejo Eficiente de Producto Semiterminado en una Empresa Vitivinícola Mediana

El presente trabajo de título tiene como objetivo diseñar un plan táctico para el manejo eficiente de producto semiterminado en la vitivinícola Cremaschi Barriga S.A., empresa perteneciente al grupo de viñas medianas de la industria nacional, la cual tiene el desafío de incorporar nuevas herramientas y conocimiento de la gestión é ingeniería de operaciones que le permita sobrevivir en un escenario altamente competitivo y cada vez más exigente. El trabajo se centró en entender las causas y usos dados al producto semiterminado, casillero, identificando cual uso es justificado y cual no. De las cuatro causas que provocaban la utilización de casillero, tres de ellas no poseen una justificación táctica, a diferencia de la cuarta restante que si posee, pero que no era utilizada. Por esta razón las soluciones propuestas en el plan de manejo eficiente se basan en atacar las tres causales que son solo soluciones parches operacionales. El entender que la acumulación de inventario en casillero proveniente de un mal fraccionamiento de cubas, de la generación de espacio para vendimia ó del adelantamiento de parte del proceso de armado de pedido, provoca a mediano plazo un compromiso de la calidad del producto y problemas de liquidez financiera, más costos asociados a potenciales pérdidas de productos y la disminución de los márgenes por venta, permite entender la importancia de los beneficios que un correcto manejo puede reportar a la empresa. Como resultado el plan obtenido incorpora mejoras básicas y complejas. Dentro de las básicas se encuentran un rediseño del Layout de las bodegas, una nueva codificación de productos semiterminados y la estandarización de formatos. Por su parte las complejas se centran en la generación de una planificación de liberación de vinos reservas a casillero y un análisis de vendimia. Con esto se proyecta una reducción de casillero cercana al 40% promedio al mes, donde lo almacenado es principalmente vino reserva y el manejo de vinos varietales y genéricos se centra exclusivamente en cubas de acero. Esto trae consigo la reducción de capital detenido con el consiguiente impacto positivo en la liquidez, que se estima del orden de $3.000.000 de pesos mensuales. Finalmente, se proporciona información valiosa de cómo priorizar la carga de uvas en la época de vendimia, dándole una mayor importancia aquellas calidades que serán vendidas, evitando la compra y venta de vino a granel, por los consiguientes riesgos en la calidad y el costo de oportunidad de elaborar un vino que otorga un menor margen y genera problema de fraccionamiento.
Análisis de Tecnologías para Optimizar los Métodos Constructivos Aplicados a la Construcción de Edificios Comerciales de Mediana Altura

El objetivo de la presente investigación es estudiar sistemas constructivos para la construcción de edificios comerciales de mediana altura. Considerando la experiencia y el apoyo de una empresa de ingeniería y construcción dedicada a este rubro, se comparan tiempos y costos de ejecución de obra gruesa, para luego proponer aquellas tecnologías que resulten más eficientes en la Región Metropolitana y en regiones que presenten una menor disponibilidad de recursos. Como metodología, se describen y comparan distintas alternativas de estructuración para edificios de uso comercial y/o bodegas, como elementos prefabricados de hormigón armado y/o elementos de acero, que presentan ventajas comparativas de plazos de construcción y costos frente a los sistemas tradicionales de construcción en sitio. Las alternativas estudiadas se aplican a dos proyectos reales de edificación, uno destinado a consultas médicas, el cual posee luces que varían de 3 a 4 metros y sobrecargas hasta 250 [kg/m2 ], y otro destinado a local y bodega, con luces que varían de 5 a 9 metros y sobrecargas hasta 600 [kg/m2 ]. Estas alternativas se comparan en términos de plazos de construcción y costos asociados. Finalmente, se concluye que en general es beneficioso el uso de las alternativas escogidas. En el caso específico de proyectos con características similares al de consultas médicas, se propone una estructuración con pilares, vigas y arriostramientos en perfiles de acero y losa conformada por viguetas de hormigón armado y bovedillas de hormigón, cuando el proyecto se ubique en la Región Metropolitana. Si este se encontrara en regiones, la solución de losa se cambiaría por una placa colaborante. Para proyectos similares al de local y bodega se propone una estructuración con pilares y vigas de acero embebidas en hormigón armado, arriostrado con muros de hormigón armado y una losa de piso con placa alveolar si el proyecto se ubica en la Región Metropolitana, la cual se reemplaza por placa colaborante si se encuentra en regiones.
Uso de Técnicas Moleculares para la Detección de Árqueas en Procesos de Biolixiviación

El presente trabajo de título tiene por objetivo la detección de árqueas en procesos de biolixiviación, y el estudio de la relación que pudiese existir entre la variación de los parámetros fisicoquímicos presentes en el ambiente en estudio y la presencia de árqueas para cada condición estudiada. Utilizando una mini columna rellena con mineral sulfurado y alimentada como media basal conteniendo sulfato ferroso, a la que se hicieron una serie de cambios, como la temperatura dentro de ésta y los iones presentes en las soluciones utilizadas. Las temperaturas utilizadas para este estudio fueron de 45 °, 55° y 65° C. Para lo anterior, se realizó el análisis mediante reacción de PCR de las árqueas presentes en las soluciones obtenidas de una mini columna de biolixiviación montada en el Laboratorio de Biohidrometalurgia. La ventaja de que presenta este tipo de análisis es el ser independiente de cultivos, por lo que permite obtener una aproximación de los organismos presentes en solución, en particular en el caso de árqueas, microorganismos difíciles de cultivar. La técnica utilizada consiste en realizar la concentración de las células presentes en la solución, la extracción del DNA de las células, la reacción de PCR con primers universales específicos para árqueas en procesos de biolixiviación y la posterior visualización en gel de agarosa del producto de PCR. Para realizar el PCR, se seleccionó un par de primers universales para árqueas desde la literatura, realizando un PCR virtual, mediante programas computacionales y analizando los productos amplificados teóricos; el criterio de obtener los productos más ho,homogéneos en cuando a tamaño y representatividad respecto a la muestras.
Influencia de la Flexión Transversal y de la Resistencia de la Losa en Edificios Estructurados con Muros de Hormigón Armado

El objetivo general del presente trabajo de título es determinar los efectos globales y locales, rigidez y resistencia, de la losa que se acopla entre muros de hormigón armado, analizando diversas configuraciones tipo de muros y losas. El efecto global de las losas planas que conectan muros es un aporte rigidizante por flexión transversal. Dicho aporte en modelación con marcos planos equivalente se debe incluir como un dintel para tener una modelación satisfactoria del edificio. Se conoce como ancho equivalente a la porción de losa que se debe considerar para tener la misma rigidez que en una modelación con elementos finitos. Se propone encontrar una formulación o expresión, a partir de la geometría de la losa y los muros del sistema, que provea un ancho equivalente “b” de tal manera de obtener la misma rigidez en un modelo de marco plano equivalente, como el de un modelo de elementos finitos. Mediante el Criterio Mínima Diferencia de Energía se procede para hallar la expresión del ancho equivalente que mejor representa la rigidez del sistema con el mínimo error. Como segundo objetivo del estudio se propone generar una recomendación de diseño para las losas que se ven afectadas por el acoplamiento que se produce entre los muros, como el que suele ocurrir en configuraciones de pasillo, dintel de puertas, etc. Para esto se planteó un desarrollo teórico de cálculo de esfuerzos en la losa (lineal) enfocándose a la producida por la deformación entrepiso. Además se investigaron la mayoría de las escasas publicaciones que hay en materia de ensayos de losas acopladas, para corroborar con el análisis teórico, las zonas de mayor demanda de esfuerzos en la losa. Con toda la información recopilada se logró obtener una expresión que permite conocer la flexión que afectará a una determinada configuración geométrica losa-muro, a partir de cierta deformación entrepiso, sin necesidad de realizar un análisis de la losa. Con dicha expresión se podría iterar hasta obtener una configuración apropiada que no genere esfuerzos excesivos de flexión en la losa. También se da a conocer la importancia de considerar al momento de diseñar esfuerzos como el corte y punzonamiento que producen daños tempranos en la losa. Finalmente también se concluye que la expresión para hallar un ancho equivalente (rigidez) también sirve para proveer un sector al diseño (resistencia) y satisfacer los requerimientos de resistencia.
Diseño e Implementación de una Plataforma IP/TV Tipo MYTHTV, Económica y con Fines Docentes

En la actualidad, el creciente interés por las nuevas tecnologías relacionadas con la televisión ha dado pie a numerosos estudios, por un lado se encuentran las industrias que han mejorado la calidad de la imagen, por otro lado en todos los continentes se están implementando nuevos estándares de televisión. Estos avances vienen acompañados del crecimiento que ha mostrado Internet en los últimos años, primero por su versatilidad y segundo por su rapidez. Los avances que ha tenido Internet, tanto en sistemas operativos como en infraestructura, más el constante progreso de nuevas herramientas computacionales, ha ampliado la gama de servicios brindados por las telecomunicaciones, que es precisamente donde se establece el tema de esta memoria, la cual desarrolla una plataforma donde convergen estas mejoras. Considerando el gran interés del mercado por la televisión, se evalúa positivamente el diseño e implementación de una plataforma de servicios IP/TV enfocado en un grabador personal de video a través de una red IP local, con el mismo fundamento de MythTV y similar al sistema TiVo comercializado en USA, pero con la ventaja de no requerir costos operacionales por licencias de Softwares ni por costos de soporte de parte de las empresas. El trabajo realizado se llevó a cabo con herramientas computacionales Open Source, las que permiten su uso gratuitamente con soporte brindado por las comunidades que las desarrollan. Así, se efectuó la implementación de una plataforma de streaming de video a través del protocolo Internet con servicios como solicitar videos, transmitir televisión en directo y programar grabaciones de emisiones televisivas. Una aplicación de este tipo es una motivación para el cliente, dado que permite no perder programas que se transmitan en horarios inaccesibles. La metodología seguida consiste en implementar las distintas etapas que permiten alcanzar el diseño propuesto, esto a través de la selección, utilización y combinación de las herramientas que entreguen a la plataforma las características deseadas. Además, incluye una guía para recrearla de modo que pueda ser utilizada con fines docentes en laboratorios de pregrado. También se puede utilizar en futuros trabajos de memoria o tesis integrándose en otras soluciones de Streaming que la hagan converger con más servicios en una sola plataforma, estos contenidos y proyecciones otorgan a esta memoria un considerable valor docente.
Aprovechamiento Hidroeléctrico de las Mareas y su Posible Desarrollo en Chile

Utilizar fuentes de energía renovable es el desafío para el mundo civilizado del siglo XXI. Una fuente que ha sido poco explorada en Chile es la energía mareomotriz. Esta fuente depende de factores como el efecto gravitacional de la luna y el sol, fuentes que están aseguradas por muchos millones de años más. Además, las energías no renovables se están encareciendo cada día más, por lo que se espera que algún día estas nuevas fuentes de energías sean rentables. Por esto es importante estudiar el recurso de las mareas en nuestro país, y prepararse para cuando eso suceda. En este estudio se investiga acerca del fenómeno de las mareas y se estudia este recurso en Chile, haciendo así un diagnóstico del potencial mareomotriz que existe en este país. Además se analizan los lugares más propicios para el desarrollo de las diversas formas de explotar este recurso en Chile. Se exponen distintas tecnologías para aprovechar el potencial energético de las mareas, tanto las que aprovechan su energía potencial como las que utilizan la energía cinética generada por las corrientes de mareas. Se pone especial énfasis en esta última debido a que es una forma ambientalmente muy favorable de obtener electricidad. Para analizar la factibilidad económica de la explotación energética de este recurso se estudia la eficiencia energética de las distintas tecnologías analizando su factor de planta y el costo de la energía producida, se analiza la central mareomotriz más emblemática que es la central de La Rance, Francia. Además, se diseña un posible proyecto en Chile, utilizando la tecnología que aprovecha la energía cinética de las mareas y haciendo la evaluación económica de él.
Propuestas de mejoras en la gestión de contratos en Codelco

Actualmente en Codelco, la Gestión de Contratos presenta diversas dificultades, las que a juicio de la Gerencia Corporativa de Abastecimiento, recaen principalmente en los Administradores de Contratos. Los contratos representan una cifra de más de dos mil millones de dólares anuales, por lo que encontrar posibilidades de mejoras en la gestión, posibilita un ahorro en los costos por parte de Codelco, al tener contratos gestionados de mejor forma. Por lo mismo el presente informe buscó obtener una correcta identificación de los problemas en la gestión de los administradores de contratos, para así proponer posibles mejoras en la gestión para Codelco. Para ello se empleó una metodología la cuál incorporó un modelamiento en IDEF0 para revisar los procesos en el ciclo de vida de un contrato, desde cuando surge la identificación de la necesidad de llamar a licitación, pasando por el proceso de contratación, con la consiguiente fase de gestión de los contratos, hasta el cierre de este. A su vez se realizó un levantamiento de los reclamos hechos por las empresas contratistas, para verificar cuál eran los principales problemas según el punto de vista de ellos, y se realizó un análisis sobre los administradores de contratos. Los resultados de dicho análisis mostraron que los principales problemas en la gestión están dados por falencias en la redacción de las bases de licitación, en errores de los administradores de contratos, en problemas derivados de cambios en el escenario económico, y en una falta de control general en el ciclo de vida del contrato Se propuso finalmente como mejora para la gestión una forma de estudiar el rubro que se requiere contratar, que incluye los elementos necesarios a la fase previa de contratación, para definir de forma correcta el contrato. Una forma para decidir quiénes deben participar en la elaboración de las bases técnicas, y servir de red de apoyo al contrato durante su ciclo de vida. Y por ultimo una guía para la elaboración de las bases, con herramientas de uso interno, y salidas durante su confección, que posibilite obtener mejoras gracias a un mejor control, en la futura gestión de los contratos.