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Dinámica de flujos de lava históricos de los volcanes Lonquimay y Villarrica, Andes del Sur, Chile

El flujo de lava asociado al evento eruptivo de 1971 del volcán Villarrica es de composición basáltica y posee características de flujo transicional entre pahoehoe y a a . Su potencia fluctúa entre 13 m y 4 m y alcanza una extensión de 16,5 km la cual, de acuerdo a la literatura, fue alcanzada en apenas 48 horas. En la vereda opuesta se encuentra la colada de lava asociada al cono Navidad. Esta posee un amplio registro sobre su avance elaborado mediante observación durante el mismo evento eruptivo (Naranjo et al., 1992). Se caracteriza por su lento avance, recorriendo 10,2 km desde su fuente en 330 días. Este flujo presenta características transicional entre a a y bloques, y un espesor que aumenta hacia el frente alcanzando casi 50 m. A través de la caracterización petrográfica y morfológica de los depósitos antes mencionados, los cuales poseen grandes diferencias tanto en el estilo eruptivo como en su morfología, se obtuvieron los parámetros eruptivos que caracterizaron estas erupciones. Para ello, se utilizaron modelos basados en una dinámica del flujo de lava controlada por el frente del mismo, y el cual puede ser modelado de acuerdo a una reología de tipo Herschel-Bulkley. Se asume además que el levée más externo que presenta la colada es representativo tanto de la altura máxima que esta alcanzó así como de su reología. Los modelos utilizados son el de velocidad media para un flujo con reología Herschel-Bulkley para el flujo de lava del volcán Villarrica, mientras que para el caso de la colada del cono Navidad se usó el modelo basado en una fuerza de retardo debido al yield strength de la corteza como causante principal de la detención de la colada. Los resultados obtenidos tras la aplicación de estos modelos muestran una gran similitud con los registros históricos. Para el flujo del volcán Villarrica se determinó un tiempo total para su emplazamiento de 42 horas y una tasa eruptiva promedio de 140 m3∙s-1 en comparación a 173 m3∙s-1 de acuerdo a Moreno.,(1993). Para el caso del volcán Navidad, se determinó una duración de 288 días y una tasa eruptiva promedio de 8 m3∙s-1 bastante similar los 11 m3∙s-1 de acuerdo a Moreno y Gardeweg (1989). Del análisis realizado se desprende que flujos con altas tasas eruptivas, de corta existencia y extensos, su avance está dominado por la reología interna de la colada, vale decir, consistencia y yield strength, mientras que flujos con bajas tasas eruptivas, cuyo emplazamiento conlleva un lapso de tiempo considerable, forman una corteza lo suficientemente importante para ser la causante de la dinámica que sigue el flujo durante su avance y finalmente su detención.
Susceptibilidad de licuefacción en la comuna de Doñihue

El 27 de Febrero de 2010, a las 3:34 am hora local, ocurrió un sismo de magnitud 8,8 Mw en la zona central de Chile. El movimiento gatilló licuefacción en más de 120 sitios, en un radio máximo de 450 km desde el epicentro. Uno de los sitios afectados por el fenómeno fue la comuna de Doñihue, ubicada en la provincia del Cachapoal, región del Libertador Bernardo O Higgins. En el sitio se observaron evidencias de licuefacción como grietas y asentamientos diferenciales de estructuras, dañando seriamente algunas de las viviendas del sector. Con el objetivo de conocer las zonas más propensas a la licuefacción en la comuna, y al mismo tiempo aportar al plan de desarrollo comunal, se elaboró una metodología semicuantitativa de estimación de la susceptibilidad. En ella se evalúan y ponderan los factores que influyen en el desarrollo del fenómeno: granulometría, origen y edad de los depósitos, profundidad del nivel freático y amplitud de la vibración del terreno durante un sismo. A continuación se procedió a confeccionar una tabla evaluativa del potencial de licuefacción para cada uno, asociando las características de sitio a un valor o clasificación que resuma que tan favorable es esa característica para el desarrollo del fenómeno. Cada tabla está vinculada a un mapa temático elaborado en la plataforma ArcMap del software Arcgis, que muestra la distribución geográfica de las clasificaciones asignadas. Luego se procedió a estimar el peso o influencia de los factores en la evaluación de la susceptibilidad mediante un proceso iterativo de superposición de mapas temáticos. Una vez conseguida la combinación óptima se obtuvo un mapa preliminar. Cada zona de este mapa presenta un valor entero de 1 a 9 denominado Índice de Susceptibilidad (IS), catalogado cualitativamente como: 1-3, muy bajo; 4, bajo; 5, medio; 6, alto; 7-9 muy alto. Posteriormente se procedió a elaborar una matriz de decisión, en la cual se muestran las combinaciones de los factores que dieron origen a las susceptibilidades obtenidas. Finalmente el mapa preliminar fue sometido a interpretación y revisión, en donde se corrigieron los errores propios de la metodología, obteniéndose el mapa final de susceptibilidad de licuefacción. Las mayores susceptibilidades se obtuvieron sobre los depósitos aluviales arenosos limosos ubicados a los pies del cordón montañoso que rodea la comuna, a la salida de las quebradas mayores Chicahue y Las Vegas, y sobre depósitos fluviales con un nivel freático inferior a 15 metros y lentes de arena en profundidad. En términos geográficos las área identificadas con una susceptibilidad alta a muy alta son las zonas rurales dedicadas al sector agrícola, las zonas urbanas de Doñihue (Camarico, Cerrillos, California, Rinconada y Doñihue), la localidad de Plazuela y el sector centro norte de Lo Miranda. Las menos susceptibles son las áreas forestales ubicadas sobre el cordón montañoso y la zona sur/sureste de Lo Miranda, en donde se encuentra el sector residencial e industrial del valle.
Medición de descarga en geysers e implicancias para su modelamiento : campo geotermal El Tatio, Chile

El Campo Geotermal el Tatio es un laboratorio natural para el estudio de geysers. Es el tercer campo de geysers más grande del mundo, y el más grande del hemisferio sur, y presenta un clima y accesibilidad excelentes para realizar mediciones. A pesar de la gran cantidad de estudios geológicos en El Tatio, no existen trabajos específicos que intenten dilucidar el comportamiento eruptivo de los geysers. Esta memoria comprende la aplicación de una metodología para medir descarga de forma indirecta en los canales de flujo de tres geysers en El Tatio. Tiene como objetivo principal validar la metodología, discutir sobre los resultados y entregar las primeras pistas sobre el comportamiento eruptivo de estos tres geysers. Incluye además una revisión bibliográfica de los estudios sobre geysers en el mundo. El Tatio presenta dos geysers en su Cuenca Media que hacen erupción de manera continua y caótica. Un tercer geyser estudiado se encuentra en la Cuenca Superior y presenta erupciones periódicas. La metodología aplicada es válida para medir variaciones de descarga en geysers cuando se busca encontrar una relación entre la descarga, y variaciones en el ciclo eruptivo. Siempre es conveniente contrastar las mediciones con estimaciones de descarga teóricas con el fin de controlarlas, ya que estas tienden a sobre-estimar la descarga. Los geysers en la Cuenca Media tiene características que implican que su comportamiento se debe a una mecánica controlada por una zona de fractura asociada al Sistema de Falla de Tucle. Los ciclos eruptivos estarían controlados por la porosidad y la geometría de la zona de falla. El geyser en la Cuenca Superior presenta dos fases eruptivas bien marcadas, la primera es explosiva y la nucleación de burbujas juega un rol importante en esta, luego la descarga es principalmente líquida sin fase vapor generando un estado de explosividad menor, se propone a éste geyser como un buen análogo de erupciones volcánicas. Este trabajo abre la puerta a futuros desafíos relacionados principalmente con el estudio de la mecánica de geysers, su comportamiento eruptivo y la fragilidad de sus sistemas. Además esta memoria propone la aplicación de una metodología que junto a otras mediciones pueden llegar a ser una herramienta importante en dilucidar el cómo funcionan los geysers y como podemos preservarlos.
Evaluación de un compensador estático de reactivos en redes de distribución con centrales PMGD

La instalación de una central PMGD en un alimentador de distribución con mayor consigna de generación que demanda del alimentador, lejana de la cabecera y con una importante concentración de carga en los sectores aledaños, invierte el flujo de potencia activa implicando una fuerte dependencia del control de voltaje con el despacho de la central. La central solo puede controlar la tensión estableciendo un despacho de potencia reactiva que mantenga la magnitud de las tensiones en niveles dentro de la franja normativa. Esto disminuye los ingresos de la central debido a las ventas de energía y potencia. Cuando la central es desconectada abruptamente, se pierde la capacidad de control de tensión en el alimentador provocando desconexiones automáticas de cargas debido al bajo voltaje. La solución desarrollada para resolver estos problemas es instalar de forma anexa a la central un compensador estático de reactivos para sistemas de distribución (DSTATCOM) que inyecte o absorba de forma independiente los reactivos necesarios para controlar la magnitud de las tensiones en las barras en el alimentador. Para evaluar la factibilidad técnica de la instalación del DSTATCOM se comprueba que ante los problemas señalados, la normativa chilena referente a niveles de tensión y suficiencia de elementos serie se cumple al conectar el dispositivo. Para evaluar la factibilidad económica, se compara el aumento de las ganancias por mayor venta de energía con el monto total de inversión. Como resultado del trabajo de titulo, se concluye que la instalación del dispositivo DSTATCOM permite controlar la magnitud de la tensión en barras manteniéndolas dentro de la franja normativa. Además, el beneficio de instalar un dispositivo DSTATCOM posibilita el incremento de las ventas de potencia y energía al permitir regular el voltaje a través del dispositivo estático. Así, la central generadora puede despachar su unidad a su potencia activa máxima y con un factor de potencia igual a uno (f.p =1). En el caso práctico revisado en el presente trabajo, la central El Diuto conectada a la red de distribución de Coopelan, todas las inversiones son recuperadas en el quinto año luego del aumentar el punto de operación de la unidad generadora a su capacidad nominal máxima.
Análisis operativo y financiero para Aphrodite Truffles

El propósito de este estudio, es evaluar y a la vez planificar la incursión exitosa de Aphrodite Truffles en el negocio de producción y posterior comercialización internacional de la trufa negra de perigord. En particular, corresponde a la segunda parte del plan de negocios, con foco en el plan de operaciones y plan financiero. El atractivo del negocio de la trufa negra de perigord, radica en la brecha entre la demanda y oferta mundial, los altos precios y la oportunidad de proveerla en contra-estación. Al respecto, las estimaciones más conservadoras, indican que la oferta actual satisface el 65% de la demanda, en tanto las más optimistas en torno al 20%. De ahí, que los precios en restaurant puedan llegar actualmente a los USD 2.500 por kilo de trufa. La metodología utilizada, está basada en el trabajo realizado en la primera parte del plan de negocios, el que identificó el atractivo del mercado de Hong Kong como destino para las exportaciones de Aphrodite Truffles. A partir de ahí, se planifican las operaciones, y la implementación de la empresa, para la posterior evaluación financiera y análisis de variables relevantes en el resultado del negocio. El plan de operaciones, proporciona los requerimientos técnicos para una producción eficiente y de calidad. Con ese fin, se contempla la adquisición de un predio en la zona de Rengo en el cual se cultivarán 15 Ha con árboles previamente micorrizados. Se requirió considerar el flujo de las operaciones productivas y comerciales que tendrá la empresa para establecer las necesidades de recursos humanos, activos e insumos para su operación. En cuanto a la implementación del proyecto, ésta se dividió en la adquisición de los activos, selección de personal y contratación, preparación del terreno y plantación. Posteriormente, el análisis económico, entrega una cuantificación de la rentabilidad del negocio, mediante una tasa de descuento de 14,5% se obtiene un VAN de USD 1.453.093.- en un horizonte de 25 años y una TIR de 25,6%. Luego, en la sensibilización por precio, monto de la inversión y rendimientos, se estimó los valores límite que pueden desviarse dichas variables, para entregar una rentabilidad al inversionista. Finalmente, como conclusión, se exponen los factores críticos de éxito, como la cadena logística y la asesoría experta para conseguir los rendimientos esperados y que si bien es un proyecto de largo plazo, tiene la ventaja de ser rentable en una escala de sólo 15 Ha, debido al alto margen de contribución del producto.
Plan de negocios para el desarrollo y comercialización de material didáctico para la educación preescolar y básica

El objetivo del presente trabajo es elaborar un plan de negocios para el desarrollo y comercialización de material didáctico educativo para la educación pre escolar y educación básica, en las asignaturas de Lenguaje y Comunicación y Matemática. Su realización responde a la necesidad de los planteles de educación y los docentes de contar con material didáctico que apoye el trabajo educativo dentro de la sala de clases. Esta iniciativa surge como un emprendimiento atractivo debido a que el Estado está destinando mayores recursos a la educación, en respuesta a las actuales presiones de la sociedad en su conjunto por mejorar su calidad y equidad. Se utiliza la metodología típica para elaborar un plan de negocios, la que contempla: la investigación de mercado y el análisis estratégico de la industria; la definición del modelo de negocios y la propuesta de valor; y la elaboración de los planes funcionales (operaciones; recursos humanos; marketing; y económico y financiero). La investigación realizada revela que la Industria donde se desenvuelve el plan de negocios se caracteriza por la presencia de competidores tipo pymes, no organizados, y sin una marca dominante. De la evaluación económica se obtiene que el proyecto posee un VAN de $ 178 millones y una TIR de un 50%, considerando una inversión inicial de $ 177 millones y un financiamiento de un 100% mediante deuda. El análisis de sensibilidad muestra que el negocio es riesgoso en las condiciones planteadas, pues si no se logra un posicionamiento de mercado rápido para alcanzar las ventas proyectadas, o bien, los costos de fabricación se incrementan por sobre un 10%, el negocio genera pérdidas en el horizonte de 5 años. Como objetivos a mediano plazo (1 a 5 años), se propone expandir la cartera de productos a otras asignaturas (artes y ciencias) y desarrollar productos propios, en tanto que a largo plazo (10 a 15 años), se plantea internacionalizar el negocio. Los resultados de la evaluación económica y el escenario actual de la educación, propician la puesta en marcha del negocio a partir de 2014, sin embargo, es recomendable reducir su tamaño inicial con el fin de disminuir el riesgo.
Local features for shape matching and retrieval

Los modelos tridimensionales son útiles para representar objetos reales en el mundo digital. Su uso se encuentra en muchas aplicaciones tales como medicina, ingeniería, seguridad y otros. Recientemente, la introducción de dispositivos de captura baratos ha incrementado el interés por este tipo de información, generando una gran cantidad de modelos disponibles en diferentes lugares. Por lo tanto, es imperativo proveer algorithmos efectivos y eficientes para procesar y analizar datos 3D. La evaluación de similitud de modelos 3D es una tarea importante que puede ser útil para procesos de alto nivel tales como recuperación por contenido y reconocimiento. Estos procesos requieren atención ya que los repositorios 3D están en constante crecimiento y es cada vez más necesario realizar búsquedas basadas en contenido. Más aún, la comparación de modelos 3D es una tarea desafiante debido a la dificultad de representar adecuadamente un modelo 3D para una subsecuente comparación. En esta tesis, abordamos el problema de matching y recuperación por contenido en modelos 3D. Nosotros proponemos nuevas representaciones para modelos 3D basándonos en la habilidad de detectar características locales robustas sobre mallas. De esta forma, este trabajo se enfoca primero en la detección efectiva y eficiente de puntos de interés en mallas 3D. Luego, nosotros proveemos representaciones efectivas para lidiar con problemas como recuperación genérica, recuperación de formas no rígidas y correspondencias entre mallas. Para la recuperación basada en contenido, nosotros desarrollamos representaciones basadas en grupos de puntos de interés. Estas representaciones permiten aprovechar el poder de representación de las características locales mientras reducimos la cantidad de información necesaria. Para computar correspondencias, desarrollamos una representación jerárquica la cual conlleva una descomposición recursiva de un modelo 3D en regiones y puntos de interés. Esta representación es útil para decrementar el error de localización de las correspondencias en formas no rígidas mientras se reduce considerablemente el tiempo de procesamiento. Nuestros experimentos muestran que nuestros métodos para detectar estructuras locales en mallas son robustos a diferentes transformaciones. Además, nosotros presentamos una detallada evaluación de nuestras representaciones para recuperación genérica por contenido, recuperación de formas no rígidas y correspondencias en mallas. Desde nuestros resultados, es posible concluir que el uso de características locales puede mejorar el proceso de evaluar la similitud entre modelos 3D. Y más aún, nuestras representaciones pueden ayudar a mejorar simultáneamente la efectividad y la eficiencia de la recuperación de modelos 3D basada en contenido y de la búsqueda de correspondencias.
Estudio de robustez de la planificación minera del proyecto Mina Chuquicamata subterránea

La mina a rajo abierto Chuquicamata está agotando su vida útil debido al incremento de los costos operacionales relacionados con las grandes distancias de transporte del material extraído, que son necesarias para recorrer la profundidad actual del rajo, el aumento de la razón estéril/mineral, la baja de las leyes, etc. Para seguir aprovechando las reservas bajo el rajo de la mina, se ha desarrollado el Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea (PMCHS). El desarrollo del plan de producción para el PMCHS se elabora siguiendo los parámetros de ciertas variables críticas del proceso de planificación, muchas de las cuales están sujetas a cierta incertidumbre. La problemática que motiva este trabajo radica en estudiar la robustez del plan de producción del PMCHS. Para esto se utilizó un modelo de simulación en distintos escenarios, para estudiar el sistema minero del primer nivel del PMCHS. De esta forma se logra tener un acercamiento del riesgo en el plan de producción, y estudiar el cumplimiento del plan productivo según las holguras y oportunidades que este posea. Primero se estudió mediante un diagnóstico a la escala de un Macro Bloque, de tal forma de identificar los principales factores que afectan el cumplimiento de la producción. Posteriormente se realizó una simulación del nivel de producción completo integrando la mina completa, desde el punto de extracción hasta la salida del mineral por las correas overland hacia la planta. Los resultados obtenidos muestran que es posible que el plan de producción pueda tener una media anual que fluctúe entre márgenes cercanos a las 140.000 [tpd], siempre y cuando se realice gestión sobre la flota de equipos LHD y de las horas efectivas de los mismos. La alternativa de realizar gestión de las horas efectivas y de reserva permite concluir que materializando el 30% del total de la Oportunidad de Horas Efectivas y de Reserva, es posible lograr una producción promedio anual de 140 [Ktpd]. La robustez del diseño minero logra tener poca variabilidad de la capacidad productiva frente las distintas condiciones expuestas al modelo de simulación. La principal vulnerabilidad identificada en las simulaciones está en el riesgo que estas mostraron al no lograr cumplir el plan de producción bajo las consideraciones de diseño, siendo solamente posible llegar a la producción objetivo si se realiza gestión sobre los recursos. Los parámetros que presentan el mayor impacto negativo sobre la producción son la frecuencia de colgaduras y sobretamaños en el punto de extracción y el porcentaje de potencial área con colapso geomecánico.
Análisis sísmico de túneles a baja profundidad en los suelos de Santiago

El presente trabajo de titulación tuvo por objetivo investigar potenciales ventajas del uso del análisis dinámico para el diseño de túneles interestación del Metro de Santiago respecto al tradicional método del análisis cinemático o de distorsión angular. Para realizar lo anterior, se utilizaron modelos computacionales bidimensionales en base al software computacional de elementos finitos PLAXIS, V8. El método tradicionalmente utilizado es el análisis cinemático, que impone una desangulación a la sección transversal del túnel; el segundo método considera la incorporación de un registro de aceleraciones a la base del modelo utilizando un módulo del programa especialmente diseñado para lo anterior. Los análisis fueron realizados modelando las características geotécnicas de 2 tipos de suelo presentes en Santiago: la típica grava o ripio de Santiago, característica de la zona centro, y los suelos finos presentes en la zona norte de la ciudad. El sismo considerado corresponde a los registros del 27 de febrero de 2010. Para ambos métodos se obtuvieron los esfuerzos en el revestimiento del túnel (esfuerzo axial, de momento y de corte), los cuales fueron estudiados en cada etapa del método constructivo, ya que el software permite un análisis secuencial para visualizar los resultados en las diferentes etapas de la obra. Las conclusiones indican que en los modelos analizados, los esfuerzos internos obtenidos a partir de análisis dinámicos son mayores a los del método Cinemático, lo cual está directamente relacionado con que las desangulaciones obtenidas en los análisis dinámicos son mayores a las de los análisis cinemáticos, las que son establecidas por el Manual de Carreteras.