Examinando por Autor "Matamala Castro, Marco"

Mostrando 1 - 3 de 3
  • Miniatura
    Ítem
    Análisis comparativo entre módulos 2D y 3D del modelo DELFT3D FLOW para evaluar el potencial energético asociado a las corrientes de marea en canal Chacao.
    (Universidad de Valparaíso, 2016-03) Barriga Bauden, Reinaldo Adrián; Matamala Castro, Marco
    Con el fin de realizar un análisis comparativo entre los módulos 2D y 3D del modelo Deflt 3D Flow, se recopilaron datos de corrientes en la zona de Canal Chacao para, en conjunto con los datos de campo, calibrar el modelo y evaluar diferentes situaciones, incorporando distintas forzantes en ambos módulos del modelo. Se analizaron perfiles transversales a lo largo de Canal Chacao para examinar las diferencias respecto de la estimación del potencial de la energía por corriente de marea, empleando un módulo 2D y 3D del modelo Delft3D Flow. Finalmente, se generaron conclusiones en relación a los recursos (tiempo de procesamiento, horas de trabajo, costos, etc.) necesarios a utilizar para estimar la magnitud de recursos energéticos por corrientes de marea que se encuentran disponibles en la franja del Canal Chacao. Se señalan las ventajas que entrega el uso de cada módulo por separado. El análisis fue desarrollado en tres etapas. En la primera se analizaron las herramientas disponibles para generar el estudio, evaluando la información disponible para la representación hidrodinámica en 2D y 3D a lo largo de la zona, y se definió la metodología para llevar a cabo el estudio. La segunda etapa consistió en la simulación del comportamiento hidrodinámico del Canal Chacao, mediante un proceso iterativo que culminó al calibrar ambos módulos del modelo. En la tercera etapa se realizó el análisis comparativo de la potencia energética obtenida, utilizando la corriente de marea simulada por ambos módulos. Efectuar un estudio práctico de esta naturaleza, permite generar recomendaciones respecto a la utilidad de realizar una simulación numérica en dos o tres dimensiones, considerando; tiempos de simulación y precisión de resultados. En el análisis de tiempos de simulación, se observó que el módulo 3D demoró aproximadamente 29 hrs y el módulo 2D alrededor de 3,5 hrs. Para evaluar la precisión de los resultados entre los módulos, se consideraron tres condiciones, llenante, mensual y vaciante. Las mayores diferencias fueron; 5,27% en el perfil 2 para la condición Llenante, 2,28% en el perfil 7 para la condición mensual y 6,12% en el perfil 7 para la condición vaciante. En términos energéticos, la diferencia entre los perfiles fue pequeña pues, en términos generales, no superó los 40 . Del análisis de precisión de resultados, se visualizó que el módulo 3D contó con velocidades de corriente promedio mayores al módulo 2D. En resumen, no se aprecian diferencias energéticas importantes entre ambos módulos, pero si en el tiempo de simulación y detalle que ofrece cada uno. Se recomienda utilizar los módulos de forma complementaria, usando el módulo 2D para identificar zonas energéticas en planta y el módulo 3D para obtener un detalle de la energía en esas zonas.
  • Miniatura
    Ítem
    Diseño de protección costera en el Molo Sur, Puerto de San Antonio
    (Universidad de Valparaíso, 2016-03) Concha Muñoz, Felipe Eladio; Matamala Castro, Marco
    En el presente trabajo se desarrolló el diseño de una obra de protección costera, cuyo objetivo es disminuir el caudal de sobrepaso a causa de marejadas. La zona considerada en este proyecto corresponde al Molo Sur del Puerto de San Antonio, ubicado en la quinta región. La tesis se dividió en dos etapas. Para la primera fase se caracterizaron las condiciones naturales asociados a la zona del proyecto. Para lo anterior, se consideró la condición más desfavorable que podría generar la acción en conjunto de los fenómenos de marea, viento, batimetría, erosión costera y oleaje. Una vez obtenidas las solicitaciones asociadas a la condición más severa, se dio paso a la segunda etapa, la cual consistió en determinar las dimensiones y pesos mínimos que deben poseer los elementos que conformaron la protección costera. Para el diseño final se consideró una altura de ola de 3 [m], estimada al pie del talud, y con dirección Nor-Oeste (en adelante NW). Para obtener este valor, en primera instancia se modeló una condición de oleaje en aguas profundas mediante un modelo numérico basado en diferencias finitas (Delft3D-WAVE), el cual permite obtener un valor de oleaje en aguas intermedias. Por último, para obtener la altura asociada a la ola de diseño, se utilizó la propagación empírica de Goda (1988), el cual refleja de mejor manera la condición de oleaje en aguas someras. Para la estimación del peso de la coraza, se ocupó la ecuación de Hudson (1974) y se utilizó la ecuación determinística (EurOtop, 2007) para obtener el caudal de sobrepaso. Se asumió un nivel de marea de diseño de +2.3 m NRS y se utilizó la ecuación de Gerding (1993) para estimar el peso de la roca de protección contra la socavación. Finalmente, después de considerar 4 alternativas, se decidió ocupar un enrocado con un peso nominal medio 0Nnso) de 4.1 tonf, talud 1 :2 y un muro parapeto con formulación de GOnbak y Goke (1984), solución que cumple con los requisitos técnicos y económicos.
  • Miniatura
    Ítem
    Redes neuronales artificiales aplicadas a la predicción y estimación de los parámetros del oleaje
    (Universidad de Valparaíso, 2012-10) Matamala Castro, Marco; Zamorano Riquelme, Luis
    La tesis implementa la aplicación de la teoría de las redes neuronales artificiales a la ingeniería marítima/oceánica con el objetivo de complementar los estudios de caracterización del recurso energético en Chile. Las Redes Neuronales Artificiales (RNA) son modelos matemáticos inspirados en la estructura y funcionamiento de las redes neuronales biológicas, utilizadas principalmente para la predicción y búsqueda de patrones.Por ello utilizando su poder predictivo se definieron tres casos de aplicación puntual para esta investigación, pudiendo existir otros casos de aplicación, a continuación se listan las aplicaciones desarrolladas: - Se desarrolla una herramienta RNA capaz de transferir los parámetros del oleaje desde la medición de una boya TRIAXYS (INH) (aguas profundas) hasta el dispositivo ADCP (INH) (aguas someras). Para esto se elabora una red que permite, en primera instancia, correlacionar datos tomados entre ambos instrumentos, esto tiene por objetivo, introducir una primera aproximación a una trasferencia del oleaje desde aguas profundas (donde se ubica la boya) a la zona de aguas somera en donde se encuentra instalado el instrumento ADCP. - Se abordan las correlaciones de tipo paramétrica del oleaje, presentado en esta investigación el mejoramiento en el ajuste resultados que presentan los datos provenientes del WaveWatch III (National Oceanic and Atmospheric Administration-NOAA) por medio de parámetros de resumen obtenidos in situ (para este caso, obtenidos de Watchkeeper (Servicio hidrográficos y oceanográfico de la armada-SHOA). Para esto se implementa una red neuronal artificial que permita buscar los mejores ajustes, teniendo como datos de entrada los parámetros de ola de WaveWatch III (NOAA) y como datos ideales (deseado) los de la boya Watchkeeper facilitado por el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada (SHOA). La idea fundamental es tener una herramienta que permita ajustar los resultados del modelo global WaveWatch III (NOAA) a valores medidos en zonas de mucho interés. - Por último se elabora una herramienta, que permite la confección de espectros de oleaje sintético direccional con características bimodales (cuando se presente en la realidad) y que mejore el ajuste en la correlación de los espectros medidos a partir de parámetros de resumen de la ola. Además se realiza una comparación con el método de obtención de espectros sintéticos JONSWAP (Hasselmann et al., 1973). Los resultados presentados tienen una directa relación entre la cantidad de información disponible (datos en series de tiempo, espectral, etc.) y la capacidad de reproducir la realidad o de predicción. Así para una data de 5 años de extensión temporal se obtendrán muy buenos resultados en el ajuste con los datos medido in-situ, pero no así para datas temporales más reducidas (menores a un año) en donde el ajuste a la realidad será pobre. Es por esto que los resultados expuestos en esta tesis varían en el grado de exactitud con la que reprodujeron la realidad, pues se contaba con distintas extensiones temporales para los distintos casos estudiados, por esto para el último caso de la generación de espectros direccionales se obtuvieron los menores errores RMS respecto a la realidad, ya que se contaba con una extensión temporal de años, en cambio para los casos donde se contaba con sólo meses de extensión en los datos no se obtuvieron significativos disminuciones entre los valores medidos y los estimados por las redes neuronales. A pesar de esta limitación la investigación cumplió con el objetivo principal de implementar con éxito las RNA al estudio y estimación de los parámetros del oleaje.