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Diseño de Torres de Neutralización para Instalaciones de Cloración

El objetivo del presente trabajo de título, es proponer un diseño de Torres de Neutralización con el objeto de controlar fugas que pudiesen originarse en las instalaciones de desinfección, evitando desastres químicos en torno al punto de fuga. Junto con el diseño de la torre, se caracterizó la unidad de neutralización en general. El sistema propuesto, está destinado a tratar el gas, de manera de poder liberarlo inocuo a la atmósfera, evitando que la fuga cause daño a las personas, a los equipos, al medio ambiente tanto dentro de la planta de como al entorno de ésta. La metodología utilizada, consideró la recopilación de información acerca de los efectos nocivos producidos por el Cl2 sobre las personas y el ambiente en general. Del estudio de la normativa nacional y extranjera, se obtuvo las características generales de una instalación de cloración, y se establecieron los límites permisibles de emisión de Cl2 al ambiente. Se estudió, además, el proceso de neutralización, describiendo su desarrollo y determinando el tipo de instalación utilizado en el proceso. Se fijaron los parámetros de diseño de las Torres de Absorción y se caracterizó una unidad de neutralización. En base a lo anterior se analizó la eficiencia del sistema para tres escenarios característicos, mediante la aplicación de un proceso del fenómeno, se determinó finalmente, el escenario que presentaba mejores resultados. Finalmente, del estudio se obtuvo el diseño definitivo de una unidad de neutralización de cloro utilizando torres de absorción a contracorriente, con recirculación, en una instalación de desinfección que almacena cloro líquido en estanques de 1 tonelada.
Análisis Estructural entre los Valles del Río Tinguiririca y Teno, Cordillera Principal de Chile Central: Microsismicidad y Geología Superficial

La región de estudio se ubica en la Cordillera Principal de Chile Central entre los valles de los ríos Tinguiririca y Teno está constituida por rocas volcánicas y sedimentarias marinas y continentales que abarcan desde el Jurasico a la actualidad. En esta región se reconoce la Falla El Fierro, considerada como una falla de relevancia regional en el control estructural de la zona. Al oeste de la traza principal de El Fierro rocas cenozoicas pertenecientes a la Formación Abanico presentan una intensa deformación asociada a la actividad del sistema estructural El Fierro en la inversión de la cuenca de Abanico. En la Actualidad se ha detectado una intensa actividad sísmica superficial en esta zona, datos obtenidos a partir del sismo del 28 de Agosto del 2004 sugieren en la zona un movimiento combinado de rumbo dextral y manteo al este con orientación NNE. La integración de datos geológicos y geofísicos permite establecer que esta zona corresponde a una zona de debilidad asociada al sistema de falla El Fierro que acomoda la deformación de la corteza.
Simulación y Análisis Térmico de Sistema Solar de Colectores Planos de Gran Superficie

En una importante empresa dedicada a la exportación de carne de cerdo, existe una instalación de energía solar como apoyo a la calefacción de los lechones. Los lechones requieren de cuidados especiales para crecer, siendo uno de los cuidados más importantes la temperatura del medio y la temperatura del punto de contacto del lechón con el suelo. Las temperaturas requeridas en este caso varían entre 37 y 42 [o C], siendo la más alta al momento en el que nacen. Dadas estas temperaturas, se establecen los principales parámetros de diseño que debe cumplir el sistema de calefacción utilizado. En general, se ocupan calderas que consumen gas licuado, pero en este caso se instaló como apoyo un sistema solar térmico de circulación forzada con 254 colectores solares planos, logrando un área de captación de 645 [m2 ] aproximadamente y una capacidad de acumulación de 30000 [lt]. Desde que se concibió el sistema solar, presentó problemas en su funcionamiento, no logrando las temperaturas requeridas por los lechones. Dado esto los dueños del criadero han optado por dejar sin funcionamiento el sistema solar y ocupar solamente las calderas, luego se debe realizar un análisis que permita detectar las fallas y realizar propuestas para mejorar el sistema. Para abordar el problema, se realiza un profundo análisis de los posibles problemas existentes. El análisis se realiza a través de simulaciones computacionales que permitan ver el comportamiento térmico del sistema solar, se analiza en profundidad el circuito de acumulación existente y se compara con una configuración de estanques en paralelo. Una vez que se analiza la forma de acumular, se simula la distribución de energía, de tal forma de detectar los posibles problemas térmicos. Por otra parte, se realiza un análisis basado en el juicio técnico sobre la concepción del sistema solar, de esta manera se detectan problemas de diseño que pueden afectar el comportamiento general de la instalación. Dadas las condiciones de trabajo que se tienen, se observa que la configuración de estanques en paralelo es más eficiente durante el año, lo cual complementado con una lógica de control que entregue la energía de manera directa, se logra de manera eficiente la energía solar disponible.
Diseño de Motor Stirling para Generación Eléctrica con Fuentes Geotérmicas

El objetivo general de esta memoria es diseñar un motor Stirling de baja entalpía para estudiar la posibilidad de generar electricidad mediante fuentes geotérmicas con esta tecnología, principalmente para red domiciliaria. Para esto, se analizó el desempeño de un prototipo de motor Stirling en las dependencias del Departamento de Ingeniería Eléctrica. Así, los resultados obtenidos en el análisis de esta última fueron la base para el diseño del motor Stirling de baja entalpía. Se procedió a la recopilación de antecedentes en cuanto a la tecnología a utilizar, los costos asociados, y la potencialidad de los recursos disponibles. Posteriormente, se elaboraron modelos termodinámicos con el fin de estudiar el comportamiento de un motor Stirling ante las condiciones térmicas de las fuentes geotermales. Estos modelos permitieron seleccionar las dimensiones y la configuración de los elementos constituyentes de la máquina. Los modelos entregaron información valiosa sobre la potencia útil generada por la máquina y sus pérdidas asociadas, identificando sus partes críticas y las soluciones posibles. Se estudió en detalle los tipos de tecnología que se utilizan para motores Stirling de baja entalpía con el fin de elaborar un diseño óptimo. En este sentido, el diseño se basó en experiencias anteriores en este tema, buscando las mejores alternativas y optimizando aquellos diseños. Finalmente, se diseñó un motor Stirling para las condiciones específicas de las fuentes geotermales en Chile, utilizando tanto la información recopilada como las conclusiones obtenidas tras el trabajo en la minicentral.
Desarrollo de un Modelo Predictivo para el Tratamiento Biológico de RILES en una Planta de Celulosa con Blanqueo ECF

Las plantas industriales tienen la responsabilidad de mantener una convivencia armoniosa con el medio ambiente con el que interactúan a través de los recursos que usan y de los residuos que vierten. En una planta de celulosa la mayor cantidad de residuos son líquidos, por lo que, para cuidar el ambiente en que se encuentran, deben realizar esfuerzos para optimizar la operación de su planta de tratamiento de RILES. El presente trabajo desarrolla una herramienta para estos propósitos: un modelo predictivo para el tratamiento biológico de RILES. Una representación del proceso útil para adquirir conocimientos sobre los principios del proceso y para optimizar su operación. El modelo propuesto está basado en el Modelo de Lodos Activados número 1, (ASM1 por sus siglas en inglés), incluyendo expresiones para lidiar con la remoción de ion clorato, un contaminante de gran presencia en un proceso de celulosa con blanqueo ECF (libre de cloro elemental), donde ClO2 es el agente de blanqueo. Se propuso una metodología para la caracterización del flujo de entrada. Además, se determinaron los parámetros y condiciones iniciales del modelo usando antecedentes bibliográficos, experimentos a escala de laboratorio y optimización matemática. Se diseñó un montaje experimental para el trabajo de laboratorio, el cual tiene un gran potencial de aplicación para futuras estimaciones de parámetros o estudios relacionados. Se implementó una plataforma de simulación, simple y eficiente, basada en GNU Octave en combinación con código compilado escrito en C++. La eficiencia de la plataforma fue comprobado comparando con otras alternativas de implementación. La inclusión de código compilado en C++ disminuyó el tiempo de ejecución de 239 a 11 segundos, es decir, una reducciíon en un factor superior a 20. Se obtuvieron las concentraciones de cada variable a lo largo del sistema de reacción. A partir de ellas es posible hacer una lectura de los principios de operación del sistema, sin embargo, resulta necesario comprobar su fidelidad realizando una caracterización de los RILES en cada reactor. La capacidad de predicción del modelo fue determinada considerando datos históricos de entrada y salida del tratamiento biológico. Se logró predecir la salida de la DQO con una eficiencia superior al 93%. A su vez, las predicciónes de los SST y el ion clorato arrojaron valores en el orden de magnitud de los valores referenciales. En el caso de las predicciones de las variables nitrogenadas los resultados fueron menos precisos, por lo que se requiere mayor información sobre el comportamiento de estas variables a lo largo del sistema de reacción para poder ajustar los parámetros necesarios para describir adecuadamente estas variables. Finalmente, se logró desarrollar un modelo matemático para el tratamiento biológico de RILES. Con el grado de desarrollo alcanzado, constituye una herramienta aplicable para la optimización del proceso.
Plan Estratégico para el Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile: Periodo 2009-2015

A partir del financiamiento de 11.8 millones de dólares adjudicado al Centro de Modelamiento Matemático CMM, el gobierno exige a cambio que el directorio del Centro oriente las actividades de investigación hacia aquellas que generan aportes significativos a la sociedad. El CMM se ve enfrentado al desafío de asegurar altos impactos económicos además del crecimiento y sustentabilidad del Centro. El objetivo del presente estudio es el desarrollo de un Plan Estratégico (P.E) que sea capaz de definir un norte para el centro de investigación y esté fundamentado en un exhaustivo análisis de los aspectos internos y externos de la organización. Para cumplir el objetivo, se desarrolló un P.E basado en el modelo Balanced Scorecard®, que incorpora los análisis de Porter y FODA. Además se desarrollaron y aplicaron 40 encuestas y 12 entrevistas a los miembros del Centro. A modo comparativo, se incorporaron las mejores prácticas de organizaciones sin fines de lucro que se ajustaran a la realidad del CMM. Finalmente se diseñó un mapa estratégico que explicita de manera simplificada los objetivos, metas y actividades necesarias para llevar a cabo la estrategia. Entre los resultados más importantes se encuentra un cambio de misión del Centro pues es en el cumplimiento de la misión y no en la búsqueda de rentabilidades donde el CMM genera valor para el país. Al respecto, este estudio sugiere una definición: Contribuir al desarrollo de Chile a través de la investigación en matemáticas, el desarrollo de proyectos industriales y la formación de capital humano. Los análisis realizados generan como consecuencia una estrategia definida para el CMM, la cual establece mantener la actual diferenciación por calidad, potenciar un crecimiento sostenido y mejorar la diversificación de la matriz de financiamiento. Entre las recomendaciones más importantes destaca el cambio de enfoque de los proyectos aplicados hacia los sectores de mayor impacto para Chile como son el minero, agroindustrial, financiero y de servicios globales, todos ellos recomendados por el Consejo Nacional de Innovación. Para incrementar la multidisciplinariedad de los proyectos, se proponen alianzas estratégicas con otras facultades de la Universidad de Chile tales como Ciencias Forestales, Medicina y Ciencias Sociales. Se sugiere además, potenciar el laboratorio de educación existente debido al significativo aporte a la competitividad de Chile. Para mejorar la transferencia tecnológica se recomienda generar alianzas con exitosas incubadoras de negocios y la participación activa en redes de emprendimiento. Para finalizar el estudio sugiere una reestructuración organizacional con nuevas áreas funcionales y un modelo de administración moderno basado en la reingeniería de los procesos internos.
Diagramación de Redes de PETRI con Control Local de Versiones

Hoy en día son escasas las herramientas en Internet que permiten crear y compartir diagramas en línea. Por eso, esta es una buena oportunidad de construir un sitio web que tenga dicha funcionalidad, ya que a pesar de las dificultades que se puedan presentar promete una serie de ventajas, por ejemplo ser accesible desde cualquier PC conectado a Internet y poder colaborar con otros usuarios alrededor del mundo. En esta memoria se implementó un sitio web que permite realizar diagramas de redes de Petri en línea, grabarlos, almacenar distintas versiones, exportarlos a formato PNG y compartir documentos con otros usuarios. Además, se intentó proveer de herramientas que permitan la colaboración asíncrona de varios usuarios sobre un mismo documento. Para ello utilizamos Stick-Ons aplicados a diagramas (lo cual permite tener un control local de versiones). También se implementó una funcionalidad poco común: es posible “entrar” a un elemento del diagrama y obtener un sub diagrama, por ejemplo para tener mayor detalle. Esta funcionalidad se usó para poder representar sub-procesos en las redes de Petri. En el trabajo realizado fueron revisadas las posibilidades gráficas que tiene el browser, con que herramienta podemos implementar los servicios necesarios y que base de datos vamos a utilizar. Se eligió Flash (Flex) para el desarrollo de la interfaz, PHP para los servicios web y MySql como base de datos. Posteriormente diseñamos de qué manera deberíamos aplicar los StickOns en el caso de diagramas, en donde proponemos la forma en que se pegarán y el feedback visual que tendremos al despegarse el Stick-On. Finalmente se implementa el sitio web y el editor de diagramas, incorporando los Stick-Ons como parte de su funcionalidad. Los resultados finales se ilustran creando algunas redes de Petri tomadas del libro "Workflow Managment" en el sitio web. Además se muestra un ejemplo del uso de Stick-Ons hecho también dentro de la aplicación creada. Concluimos que los Stick-Ons son una herramienta adecuada para llevar un control de cambios local dentro de un diagrama y que si se mantiene dentro de rangos normales de operación, el proyectar una sombra cuando se despega un StickOn da una buena indicación visual del elemento despegado.
Plan Comunicacional para la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Dirigido a Escolares

El presente trabajo de titulo tuvo como objetivo desarrollar un plan de comunicación que permita una difusión eficiente de la marca FCFM a los escolares. El propósito es darle al área de difusión de la Facultad una herramienta, que le permita alinear de mejor forma sus esfuerzos para hacerlos lo más efectivos posible y así reducir la posibilidad que escolares se vayan a otras universidades. El estudio se centró en la importancia de diversos factores que busca un escolar que quiere estudiar ingeniería y de cómo ciertos atributos pueden afectar la decisión sobre la institución a la que quiere postular. Junto a esto el estudio ve el posicionamiento que tiene la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile en comparación a sus principales competidoras. Para lograr encontrar estos atributos se hizo un estudio cualitativo, constituido por 2 focus group, uno de alumnos de colegios privados y otro de alumnos de colegios municipales y subvencionados. A partir de los factores encontrados se confeccionó una encuesta que buscó respaldar con datos numéricos las preferencias de escolares, así como el posicionamiento de las universidades, obteniendo 600 entrevistas contestadas, ponderando sus resultados por el porcentaje de colegios privados, subvencionados y municipales que entran normalmente a la Universidad de Chile a estudiar ingeniería. Los datos encontrados fueron analizados de distintas formas utilizando diversos modelos matemáticos que permitieron tener una mayor comprensión de la situación. Entre los resultados encontrados se pudo comprobar que la excelencia académica y el prestigio son la base para un escolar al momento de tomar la decisión de donde estudiar pero no son los únicos en su mente, otros más sociales como áreas verdes y pocos paros pueden tener un efecto importante al decidir la casa de estudio. Se encontró también que el principal competidor con el cual comparten casi la totalidad de las intenciones de postulación de los escolares es la Universidad Católica y que en base a los beneficios buscados, los escolares pueden ser segmentados en 3 grupos: Apolíticos, Buscadores y Estudiosos. Finalmente, se propone una serie de acciones con el fin de mejorar en aquellos puntos donde la facultad presenta alguna falencia, de manera que las necesidades de los 3 segmentos encontrados sean satisfechas de la mejor manera posible.
Evaluación técnico-económica de una central hidroeléctrica de pasada pequeña en el Río Picoiquén en Angol

La difícil situación ambiental y energética, nacional y mundial, lleva a buscar soluciones distintas a los combustibles fósiles. Consecuentemente, se ha estado promoviendo la generación eléctrica a través de medios renovables no convencionales. En nuestro país, las modificaciones introducidas a la Ley General de Servicios Eléctricos a partir del año 2004 han mejorado las condiciones para estos medios de generación. Con ello se espera lograr, además, diversificar la matriz energética y contar con un suministro más confiable. El objetivo de la memoria es diseñar y avaluar una central hidroeléctrica de pasada en el río Picoiquén, en la vecindad de la ciudad de Angol, IX Región. Para este fin, se consideraron y/o elaboraron los aspectos técnicos y económicos de la generación eléctrica, el marco regulatorio, la hidrología del río Picoiquén, los escenarios de precios futuros, los diseños conceptuales de las obras civiles y los lineamientos básicos del impacto ambiental. Se desarrolló un estudio hidrológico mediante correlaciones, se estableció su comportamiento probabilístico y se concluyó en un caudal de diseño de 2.88 m3/s. Para la columna de agua disponible de 431.5 metros, se determinó que la mejor turbina es una Pelton de cuatro inyectores. Se propuso un diseño conceptual de la tubería de presión, del canal de aducción, la bocatoma y la chimenea de equilibrio. La potencia estimada de la central fue de 10,7MW. La potencia firme se estimó en 5,3MW. En Chile la energía puede ser transada en mercado spot entre los generadores a costo marginal; a precio de nudo entre generadores y distribuidoras y a precio libre entre generadoras y consumidores libres. Bajo ciertos supuestos, se evalúa entregar la energía a los diferentes mercados, concluyendo que la mejor opción de venta es que, hasta el año 2012, se participe en el mercado spot y, posteriormente, en el mercado regulado. Por último, se evaluó económicamente el proyecto en distintos escenarios hidrológicos y se calcularon los indicadores económicos tradicionales. En promedio, se llegó a un VAN de US$22.000.000 con una tasa de descuento del 10% sobre el total de los activos y una TIR del 18%. Al incluir en la sensibilización económica la participación en el Mecanismo de Desarrollo Limpio, derivado del protocolo de Kioto, se concluyó que es recomendable vender bonos de CO2 para mejorar aún más la rentabilidad del proyecto. Se recomienda usar estos resultados en los diseños conceptuales de las obras, siempre y cuando se amplíe la muestra de datos hidrológicos del río para retroalimentar el modelo planteado y se puedan corroborar o modificar las dimensiones estimadas para cada elemento. Se deberá avanzar en la topografía, la mecánica de suelos, la Declaración de Impacto Ambiental, la búsqueda de proveedores, la consultoría para el MDL y gestionar el financiamiento para apalancar el proyecto.
Arquitectura de Aplicaciones para Redes Convergentes

Las redes de telecomunicaciones presentan elementos y funcionalidades comunes, las cuales en la actualidad tienden a converger hacia un componente común. Esta infraestructura colectiva permite proveer servicios de manera transversal a través de la red, sin importar la tecnología de acceso utilizada, ya sea telefonía móvil, telefonía fija o tradicional, redes de datos como Internet, u otras. En el caso de la telefonía móvil, la convergencia viene dada por la recomendación del grupo 3GPP (3rd Generation Partnership Group), la cual considera un núcleo de red basado en IP denominado IMS (IP Multimedia Subsystem). El objetivo general del presente trabajo de título es el diseño e implementación de una plataforma para la provisión de aplicaciones multimedia en redes convergentes, basada en software de código abierto, que permita el desarrollo fácil de servicios de valor agregado y se integre a las redes desplegadas en la actualidad. Además, se busca comunicar e integrar la arquitectura con un núcleo IMS, estudiando la conexión a la plataforma mediante terminales de distinta tecnología de acceso. En este trabajo se evalúan distintas alternativas de implementación para la plataforma. Las características de dichas opciones son comparadas a nivel de funcionalidades, eligiéndose OpenSER como el software a utilizar para desplegar la arquitectura. Variadas aplicaciones se implementan en el sistema, incluyendo la capacidad para realizar llamadas de voz tradicionales, el servicio de VoiceMail, un servidor de presencia, mensajería instantánea, Click-to-Dial, IPTV y el envío de SMS vía web. El siguiente paso consiste en integrar la arquitectura a un núcleo IMS, con tal de probar la interacción con las aplicaciones. Por último, se define y ejecuta un plan de pruebas, con el fin de certificar el funcionamiento de la plataforma de acuerdo a los estándares y garantizar su interoperabilidad con otros sistemas relevantes. Se concluye que es posible desplegar una arquitectura básica de servicios basada en software de código libre, lo que permite reducir significativamente los costos de implementación de una plataforma de aplicaciones ro busta y escalable. Se identifican también distintas interpretaciones de los protocolos, tanto en el núcleo de red como en los clientes, cobrando especial importancia el ajuste a los estándares para asegurar la compatibilidad entre plataformas y terminales de usuario. Por último, se presentan recomendaciones de trabajo a futuro basadas en los resultados de este proyecto.