Examinando por Autor "Winckler Grez, Patricio"
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Ítem The 1730 Great Metropolitan Chile Earthquake and Tsunami Commemoration: Joint Efforts to Increase the Country’s Awareness(MDPI) Zamora, Natalia; Gubler, Alejandra; Orellana, Víctor; León, Jorge; Urrutia, Alejandro; Carvajal, Matías; Cisternas, Marco; Catalán, Patricio; Winckler Grez, Patricio; Cienfuegos, Rodrigo; Karich, Cristóbal; Vogel, Stefan; Galaz, José; Pereira, Sebastián; Bertin, CelesteOn 8 July 1730, a great earthquake struck metropolitan Chile, causing extensive damage 1000 km along the country and focused in Valparaíso. Due to the date of occurrence of this event, large uncertainties about the earthquake’s magnitude have been discussed among the scientific community, and the earthquake and tsunami have remained unknown for most of the population. The purpose of this paper is to describe joint efforts undertaken by organizations, academia, and authorities to rescue the forgotten memory of an event that occurred almost three centuries ago and that may be repeated in the near future. In line with the Sendai Framework, we focus on one of the four priorities for action, which is to understand disaster risk, with the premise that the memory activation and raising awareness can save lives in the future. We designed outreach strategies to communicate this knowledge to the community in a participatory way. The latter involves scientific talks, earthquake simulators, tsunami projection mapping on relief scaled models (mock-up), and a public debate including the participation of academia, politicians, authorities, and the local community. The emulation of such activities and the constant work of regional and national authorities, academia, and non-governmental organizations dealing with risk mitigation encourage involving the community to build safer cities against the tsunami hazard.Ítem Alternativas de anclaje para embarcaciones en la Bahía de Hanga Roa, para mitigar la destrucción de los arrecifes de coral(Universidad de Valparaíso, 2018-05) Averill Astroza, Pamela Carolina; Winckler Grez, PatricioEsta investigación busca dar a conocer la destrucción de los arrecifes de coral en la Bahía de Hanga Roa, en Isla de Pascua, debido al excesivo anclaje de embarcaciones especialmente yates y veleros. En base a esto, se propone una solución, que consiste en un sistema de anclaje fijo para así mitigar el deterioro del arrecife debido a las anclas. Para hacer posible lo explicado se realizaron varios estudios los cuales se comentan a continuación. En primera instancia se analizó la correntometría del sector con el fin de saber si las corrientes son causadas principalmente por las mareas o el oleaje. Para realizar dicho estudio fue necesario el uso de derivadores los cuales fueron monitoreados a través de un bote y GPS en los diferentes estados de marea (cuadratura y sicigia). Posteriormente se estudiaron los datos de oleaje otorgados a través del 'Atlas de Oleaje' de la Universidad de Valparaíso (Beya, 2016) y se complementaron con las cartas náuticas del SHOA y modelaciones realizadas con el programa SWAN. A partir del estudio de las condicionantes naturales se analizan distintas alternativas de diseño de anclajes de embarcaciones, con el fin de obtener la mejor sol ución que se ajuste a las condiciones de la Bahía de Hanga Roa.Ítem Análisis hidrodinámico y propuesta de diseño de unsifón de captación por medio de la herramienta Openfoam - 2017(Universidad de Valparaíso, 2017-11) Abarca Reyes, Pablo Antonio; Winckler Grez, PatricioA lo largo de nuestro país existe una problemática importante en materia hídrica y energética. Esta problemática radica en el aumento de la desertificación en zonas rurales y urbanas, especialmente en la zona centro norte de nuestro país (Ministerio del Interior - Gobierno de Chile, 2014). Con este nuevo escenario, la industria minera emplazada en la zona norte del país ha sido fuertemente afectada, por lo que ha surgido la necesidad de aumentar las inversiones en nuevas técnicas de abastecimiento de agua y de energía eléctrica. Para combatir esta carencia, es que inversionistas mineros han puesto sus proyectos en forma integrada junto a plantas desaladoras y termoeléctricas (CEPAL, 2009). Este tipo de plantas utilizan sistemas de abastecimiento de agua de mar por medio de sifones de captación, que intervienen el medio marino con un impacto ambiental que puede ser negativo para la flora y fauna. Con el objeto de minimizar el impacto ambiental que provocan los sistemas de impulsión al medio ambiente marino, y generar ideas de diseños de estructuras hidrodinámicamente eficientes para estos sistemas de producción, es que se generó este estudio. Éste consistió en la simulación de una tipología tipo sifón de captación, bajo una modelación 20, por medio de aproximaciones numéricas de las ecuaciones RANS en el programa OpenFOAM. Esta modelación se desarrolló con el fin de reducir los fenómenos turbulentos en la captación, y en consecuencia minimizar las pérdidas de energía del flujo medio. A partir de un proceso iterativo de simulaciones, se obtuvo una optimización de la campana de succión en base al comportamiento de las líneas de corriente del flujo, obteniendo un diseño de una campana con un difusor curvo acoplado a un filtro de aducción. Esta optimización permitió reducir la pérdida de energía de flujo medio por efectos turbulentos, desde 0.0142 [m] a 0.0043 [m] entre el modelo base y optimizado respectivamente, lo que representa una disminución en un 70% aproximadamente. En consecuencia, la velocidad media integrada del flujo medio aumentó desde 0.6 [m/s] a 0.74 [m/s] en la salida del sifón. Por medio del modelo de optimización se obtuvo una idea de diseño de una campana de succión más eficiente, y que además cumple los requerimientos medioambientales, donde las velocidades de arrastre en la captación son inferiores a 0.15 [m/s] (EPA , 2000).Ítem Aplicación de modelo numérico de tsunami utilizando el terremoto de 1730 para evaluar el daño de edificaciones en la población Vergara Viña del Mar(Universidad de Valparaíso, 2020-01) Pérez Pinto, Fernanda; Winckler Grez, PatricioChile es uno de los países más sísmicos del mundo, y donde se ha producido el evento sísmico más grande y energético del que se tiene registro, el terremoto de Valdivia 1960 (9.6 Mw). La preparación ante una emergencia por la ocurrencia de un tsunami implica generar estudios de simulación de eventos de importancia con el objetivo de apoyar la toma de decisiones. La estimación de daños por eventos de tsunami puede ser evaluada por medio de modelos numéricos, un ejemplo de ello es el modelo Non-hydrostatic Evolution of Ocean WAVEs (NEOWAVE), desarrollado por la Universidad de Hawaii. NEOWAVE es un modelo que utiliza las ecuaciones no lineales de aguas someras y las ecuaciones Boussinesq en sus distintos niveles de anidamiento. Nuestro país está localizado en una zona de subducción entre las placas de Nazca y Sudamericana, donde la primera subyace a la segunda, es muy útil la aplicación de modelos numéricos que permitan cuantificar la magnitud del impacto de un tsunami, para así tomar las medidas de mitigación, prevención y reducción del riesgo de desastre, definir estados de alerta y alarma, que tienen por finalidad evitar o disminuir los efectos adversos del tsunami en la población y disminuir el daño a la infraestructura. El presente trabajo muestra la aplicación de NEOWAVE y el posterior análisis de curvas de fragilidad para la Población Vergara, Viña del Mar, región de Valparaíso; sector expuesto que se encuentra en una zona donde existe un GAP sísmico considerable de aproximadamente de 300 años. Para este análisis se utiliza el sismo ocurrido el 8 de julio de 1730, donde el sector de estudio se encontraba ocupado por dos extensas haciendas, de uso rural y agrícola, por ello la importancia de revisar un evento tsunamigénico en el sector y la pérdida económica que produciría. La simulación muestra que el tsunami arribaría a la primera línea de Viña del Mar a los 13 minutos de terminado el terremoto, generando inundaciones de 7 [m] de profundidad, de esta forma utilizando la inundación se realizó un análisis de daño probable por medio de curvas de fragilidad creadas según los diferentes niveles de inundación, los tipos de daños que serán menor, moderado, mayor y completo en la zona de estudio. Los efectos de este tsunami serían devastadores para la población Vergara, múltiples puntos de interés como equipamiento médico, hoteles, casino Municipal, equipamiento educacional y policiales se encuentran en zonas expuestas. El costo económico que produciría el tsunami en la infraestructura podría llegar a los $115 millones de dólares.Ítem Aplicación de modelos numéricos para el estudio de agitación y resonancia en el Puerto de Valparaíso - Chile(Universidad de Valparaíso, 2010) Flores Pérez, Cristian Jean Pierre; Winckler Grez, PatricioEl presente documento, denominado “Aplicación de Modelos Numéricos Para el Estudio de Agitación y Resonancia en el Puerto de Valparaíso”, tuvo por objetivo determinar las condiciones de agitación para la situación actual del Puerto de Valparaíso y dos configuraciones futuras, con el fin de evidenciar su efecto en la operatividad del mismo. Para la situación actual se consideraron los 8 sitios del Puerto de Valparaíso que están actualmente en funcionamiento. La primera configuración futura analizada, frente costanera, contempla 7 sitios de atraque, de los cuales los sitios 1, 2 y 3 mantienen una ubicación similar a la actual. La segunda configuración considera el frente costanera junto con la expansión de la dársena hacia playa San Mateo, lo cual generaría 3 sitios de atraque adicionales. Para la determinación del clima de oleaje al interior de la dársena, se realizó una propagación desde aguas profundas a un punto ubicado frente al puerto, mediante el uso del modelo STWAVE. Una vez obtenido el clima de oleaje frente al puerto, se procedió a determinar las condiciones de oleaje al interior de la dársena, mediante el uso del modelo de propagación del tipo Boussineq, denominado MIKE 21 BW. Como resultado de este estudio se pudo inferir que, las tipologías planteadas para los nuevos sitios de atraque y las futuras configuraciones consideradas para el puerto, disminuyen la operatividad en los Sitios 1, 2 y 3, sin embargo no son relevantes. Con el objeto de los resultados obtenidos se plantean recomendaciones de futuros estudios tales como el de buque atracado mediante modelo numérico o físico, para determinar con mayor exactitud la operatividad de los sitios, en cada uno de los casos de análisis.Ítem Aplicación del modelo FLOW-3D para el estudio del movimiento de un buque fierrero en el sitio 8 del puerto de Valparaíso(Universidad de Valparaíso, 2021-08) Bermúdez Salazar, Dámaris Tamara; Winckler Grez, PatricioEl proyecto tiene como objetivo implementar un modelo de una nave fierrera, y, a partir del mismo, calcular los movimientos, tensiones de amarres y esfuerzos en las defensas. Esto se logra mediante la utilización del modelo numérico Flow-3D, asignando algunos antecedentes reales obtenidos de la empresa TCVAL. El modelo se implementa en el sitio 8 del puerto de Valparaíso. La nave y las defensas en sólido son construidos mediante el software AutoCAD y para la batimetría se realiza un procesamiento previo para luego ser ingresada al software. También, se trabaja con un único fluido, el agua, y a este se le incorpora las condiciones de borde, correspondientes al oleaje incidente, borde de esponja y de presión. Con referencia a la dirección del oleaje, se opta por trabajar con una dirección este, condición ficticia al sitio, para evitar el sentido del oleaje hacia la condición de frontera, generadora del oleaje. El software entrega series de tiempo de los movimientos y tensiones de amarre que experimenta el sólido flotante. Seguidamente se procede con la comparación de estos resultados con los criterios para los movimientos de buques amarrados en puertos (PIANC) y finalmente se incluye un análisis de sensibilidad.Ítem Calibración y validación de OpenFOAM para la modelación de un canal de ondas en 2D(Universidad de Valparaíso, 2020-10) Contreras Ruiz, Carlos; Winckler Grez, PatricioEn la actualidad los puertos tienen un rol estratégico en el desarrollo de un país, ya que contribuyen al intercambio de productos, ingresos a las arcas fiscales y generación de empleos. Aunque su principal objetivo es actuar como punto de encuentro entre el medio marítimo y el terrestre, en estos se desarrollan múltiples servicios conformados por distintos agentes y organismos. El transporte de tipo marítimo es el que maneja la mayor cantidad de mercancías, lo que favorece a las economías de escala (Rúa, 2006). Es por esto que la tecnología se enfoca en la construcción de embarcaciones cada vez más grandes, veloces y que además proporcionan una mayor seguridad a la carga. Siguiendo esta misma línea, se prevé que al favorecer la globalización económica mediante la estandarización de las normas comerciales para los países, se estimulará el intercambio de productos por lote, reforzando así el tipo de transporte que sea capaz de cumplir con el traslado de dichos productos de manera más eficiente (González, 2000). Para optimizar el intercambio de mercancías entre naciones, en las últimas dos décadas se ha requerido de la construcción de muelles más grandes y con mayor calado debido al aumento del tamaño de las naves. Esto hace muy costosa la construcción de rompeolas, forzando a su vez el diseño de muelles expuestos a condiciones adversas de oleaje, de esta manera se llevan a cabo construcciones que van más allá de los límites del conocimiento actual (Tirindelli et al., 2002). Las operaciones de dragado se pueden definir como la succión, transporte y descarga de sedimento en el agua mediante dragas, generando un mayor calado para la maniobra segura de buques. Si se considera la opción de hacer dragados en el muelle, de manera que se pueda mantener un calado para grandes buques, sin exponer la estructura a condiciones desfavorables surgen otros problemas; como el impacto ambiental en la zona donde se deposita el sedimento, enterrando la flora y fauna marina, además, las operaciones de dragado pueden alterar las condiciones físicas, químicas y biológicas del ecosistema en las zonas de dragado y descarga; también se generan impactos físicos y/o químicos en la calidad del agua. Se deben considerar también los costos de las operaciones de dragado y descarga debido a las regulaciones ambientales de cada país, derivados de los tratamientos que requieren los contaminantes que pueda tener el sedimento (Landaeta, 1995). Por otra parte, si existe una fuente de aporte de sedimento cercana, las operaciones de dragado deben realizarse con regularidad a lo largo de la vida útil del muelle. El diseño de obras marítimas se sustenta principalmente en el modelado físico y formulaciones semiempíricas, que entregan como resultado los criterios de diseño. La principal ventaja de las formulaciones semiempíricas es su bajo costo, simplicidad y corto tiempo en la obtención de los resultados, sin embargo, su rango de aplicabilidad es acotado solo a los casos convencionales, dejando de lado incluso efectos locales importantes que afectan significativamente los resultados. Por otra parte, el modelado físico es una representación más exacta de los procesos implicados en la propagación del oleaje y su interacción con la estructura. Sus principales inconvenientes están relacionados a los efectos de escala, costos, limitación en la cantidad de sensores disponibles y la alteración del flujo debido a los mismos sensores (Higuera, 2015). Desde hace unos pocos años se han desarrollado modelos numéricos para estudiar el comportamiento del oleaje. En el caso de los modelos basados en las ecuaciones promediadas de Navier-Stokes (RANS), se alcanzan resultados bastante precisos en la propagación de oleaje no lineal en aguas someras; además, modelan la transformación del oleaje antes, durante y después de la rotura (Pedrozo & Torres, 2011). Las principales desventajas del modelado numérico están asociadas a que las simulaciones bidimensionales no representan todos los procesos que experimenta el oleaje, mientras que las simulaciones en tres dimensiones requieren altos costos computacionales. Además, es necesario calibrar y validar el modelo para asegurar que los datos obtenidos representen correctamente el comportamiento del oleaje (Higuera, 2015). Dentro de los modelos que utilizan las RANS, destaca OpenFOAM (Jasak et al., 2004) por su licencia de código abierto; lo que permite el uso ilimitado de núcleos y rutinas según los requerimientos del investigador. Mientras que en el caso de software comerciales, el uso de rutinas y de núcleos depende del tipo de licencia adquirida (Davidson et al., 2015). Además, algunos de los numerosos estudios desarrollados en la última década con OpenFOAM, presentan la configuración de sus casos paso por paso, con el propósito de facilitar el uso de OpenFOAM a una comunidad creciente de usuarios. Ejemplo de esto es Herreras & Izarra (2013); de esta manera se intenta disminuir la poca documentación y soporte que presenta OpenFOAM a diferencia de sus contrapartes de pago. El modelo OpenFOAM está limitado al estudio regiones relativamente pequeñas debido al significativo uso de recursos computacionales que demandan las RANS. Es por esto que en algunos casos, en etapas tempranas de un proyecto es necesario desarrollar modelos a escala, como canales de onda, para calibrar y validar el modelo. Un incipiente grupo de investigadores, desde que OpenFOAM fue liberado para uso libre y gratuito en el año 2004, ha modelado canales de ondas para evaluar el comportamiento del oleaje; tales como Chenari (2014), analizó el comportamiento de oleaje regular interactuando con el fondo en un canal de ondas, además presentó las ventajas y limitaciones de la herramienta waves2Foam de OpenFOAM; Davidson et al. (2015) estudió el comportamiento de la energía producida por el oleaje en un canal de ondas tridimensional mediante la herramienta interFoam; Chen (2015) estudió las cargas de oleaje sobre estructuras costeras para la explotación de energía renovable, entre otros. Muchas investigaciones han sido la base para continuar desarrollando el modelo en términos de las necesidades de los usuarios, y por otra parte, estos mismos estudios han servido para validar los resultados del modelo. Para el desarrollo de este trabajo se utilizó el modelo OpenFOAM con el solver olaFlow (Higuera, 2015), ya que cuenta con herramientas y subrutinas que permiten modelar canales de onda bidimensionales, para distintos regímenes de propagación de oleaje, y con un razonable uso de recursos computacionales.Ítem Coastal erosion in sandy beaches along a tectonically active coast: The Chile study case(Sage, 2022) Martínez, Carolina; Winckler Grez, Patricio; Agredano Martín, Roberto; Esparza Acuña, César; Torres, Iván; Contreras-López, ManuelCoastal erosion in 45 sandy beaches covering nearly 2000 km along the tectonically active Chilean coast is assessed during the last four decades. The historical analysis is based on the assessment of decadal changes of the shoreline position extracted from topographic surveys, aerial photographs, satellite images and survey maps using the DSAS software. Results show that 80% of the sites presented erosion rates (>−0.2 m/y), 7% beaches accreted (>0.2 m/y) while 13% remained stable. Eroded beaches include headland bay beaches, embayed and pocket beaches. A discussion on the possible causes explaining these results is conducted. While changes in offshore wave climate are spatially smooth within the region, relative mean sea level changes are highly variable and modulated by tectonic activity; the reduction of the sediment supply explains erosion rates in few cases.Ítem Comparación entre modelos de oleaje boussinesq y no lineal en aguas someras en el puerto de San Antonio(Universidad de Valparaíso, 2020) Gómez Rubilar, José; Winckler Grez, PatricioEn este proyecto se realizó una comparación de dos tipos de modelos, los modelos que .resuelven las ecuaciones de Boussinesq y los que resuelven las ecuaciones No Lineales de Aguas Someras. Estos son utilizados para realizar propagaciones de oleaje desde aguas intermedias a someras, así como también modelaciones de agitación dentro de los puertos. Ambos tipos de modelos fueron comparados en batimetrías ideales y en un caso real en el puerto de San Antonio. Para esto se utilizaron los modelos de oleaje SWASH (Simulating WAves till SHore), que resuelve las ecuaciones no lineales de aguas someras (NSWE) y Celeris, que resuelve las ecuaciones modificadas de Boussinesq. Para el estudio de varios casos se usaron distintas batimetrías, las batimetrías ideales utilizadas debían poseer ciertas características, como por ejemplo una playa con pendiente 0.04, con esto se buscó representar un caso donde los efectos no lineales fueran mayores. En otros casos se empleó una batimetría con una pendiente pronunciada (0.13 y 0.26), donde los efectos no lineales no fueran un problema. Finalmente, en el caso del Puerto de San Antonio se buscó conocer que tan representativos eran los resultados en una zona donde la batimetría es compleja. Los resultados obtenidos mostraron que para casos donde la no linealidad predomina la mejor opción fue utilizar un modelo no lineal de aguas someras, ya que fue capaz de representar los fenómenos costeros asociados. El modelo Boussinesq tuvo un comportamiento deficiente en estas situaciones, ya que la dispersión de frecuencia que poseen las ecuaciones de gobierno evitó el desarrollo de fenómenos no lineales. Sin embargo, su comportamiento fue apto para modelaciones fuera del borde costero. Como conclusión el modelo que mejor comportamiento tuvo para el caso particular de San Antonio fue SWASH. Al tener un cañón en el fondo marino las profundidades relativas son variadas, sin embargo, al aproximarse a la costa representó este problema de buena manera. Las direcciones fueron más acotadas en la modelación que en el registro del sitio 9, no concordando completamente.Ítem Desarrollo de un sistema de medición del movimiento en naves menores en un modelo a escala mediante el uso de cámaras(Universidad de Valparaíso, 2021-01) Quijada Mateluna, Francisca; Winckler Grez, PatricioEl presente proyecto tiene como objetivo captar el movimiento de una nave menor frente al oleaje generado en el canal de olas de la Universidad de Valparaíso. Para lograr este cometido, se propuso el desarrollo de un modelo a escala de una nave menor. El modelo a escala se diseñó basándose en los planos de una nave menor obtenidos de Bibliocad. Posteriormente, se empleó el software Fusión 360 para realizar la confección del plano en 3D, con el cual se imprimió en las impresoras disponibles en FabLab de la Universidad de Valparaíso. Para efectuar los ensayos, se utilizaron las herramientas que dispone el laboratorio de modelación física o LabOcéano (cámaras, trípodes, paleta de oleaje, entre otros). El registro filmográfico se realizó mediante la implementación de cámaras Gopro, las que realizaron una medición simultánea del movimiento a una distancia que asegurara una medición clara y completa de toda la nave. Además, se tuvieron otras consideraciones en el momento de registrar los datos en vídeo, como una iluminación constante. Las mediciones tuvieron una duración de al menos 5 minutos. Los datos obtenidos fueron procesados y analizados empleando el Software Tracker que permite a los usuarios analizar vídeos de experimentos físicos, extrayendo los datos de la imagen de manera sencilla. Además se realizó una correlación lineal en los movimientos de la nave obtenidos del procesamiento de los vídeos y la desnivelación instantánea del agua obtenida de los resistores instalados en el canal. Como conclusión general se observó una alta correlación en los casos entre ambas variables de menor altura y mayor periodo pero, no así en la correlación en casos con una altura mayor. Por otra parte, las herramientas empleadas en el diseño y modelación en 3D (Fusión 360 y AutoCAD), demostraron ser útiles para el desarrollo de modelos físicos de diferentes fenómenos. Se recomienda su uso por su bajo costo y accesibilidad. A pesar de ser propensas a tener fallas menores en la producción y un alto tiempo de impresión de cada pieza.Ítem Determinación de la influencia del cambio climático en el diseño de una obra costera(Universidad de Valparaíso, 2018-03) Mora González, Javiera Paz; Winckler Grez, PatricioEl presente proyecto de título aborda la determinación de la influencia del cambio climático en el diseño de una obra costera, basándose en la pregunta ¿Cómo afecta el cambio climático, y en concreto las variaciones de los parámetros de altura significativa de ola, marea meteorológica, nivel medio del mar y eventos meteorológicos extremos, al diseño de los elementos presentes en un rompeolas? A partir de ella surge la hipótesis que las modificaciones en las variables antes mencionadas, debidas al fenómeno de cambio climático, conllevan a aumentos en los pesos y longitudes equivalentes de los elementos presentes en una obra costera. El objetivo general es determinar la influencia del cambio climático en el diseño de una obra costera y los objetivos específicos son: identificar y describir las proyecciones de las variaciones, debidas al fenómeno de cambio climático, del nivel medio del mar, la altura significativa, periodo peak y dirección del oleaje, y la marea meteorológica. Junto con esto caracterizar la influencia de la marea astronómica en el nivel del mar y finalmente relacionar las variables antes mencionadas en función del diseño de una obra costera. El paradigma de investigación es positivista con un enfoque de investigación cuantitativo, el diseño de investigación es no experimental correlacional predictivo y se materializa con una técnica de recolección de datos denominada análisis documental de fuentes secundarias (Hernández et al., 2010). El proceso de trabajo contempla en primer lugar obtener los registros de desnivelaciones del nivel del mar, desde la página web sea level station monitoring facility para realizar un análisis de armónicos de la marea mediante la herramienta T-TIDE programada en MATLAB y de esta forma obtener el nivel medio del mar y el nivel de reducción de sonda. Con el mismo registro de desnivelaciones utilizado para la realización del análisis armónico se realiza un análisis no armónico de la marea con la finalidad de obtener los rangos de la marea. Por otra parte, las proyecciones de variación que presentará el nivel medio del mar y los valores extremos de marea meteorológica, debidas al fenómeno de cambio climático para diversos horizontes de tiempo en la costa de Valparaíso son obtenidas desde el documento elaborado por CEPAL (2015). Las tres variables: el nivel medio del mar sumado a las proyecciones de variación del mismo, los rangos de la marea y los valores de marea meteorológica son utilizados para el cálculo del nivel de diseño. Las proyecciones de los parámetros del oleaje para los cuatro escenarios RCP son obtenidas desde la página web CSIRO. Estos parámetros son procesados mediante un script en MATLAB para luego propagarlos y de esta forma obtener los coeficientes de agitación. Se realiza también un análisis de clima extremo con el propósito de obtener la altura significativa con periodo de retorno de 70 años, necesaria para realizar el cálculo de la altura significativa de diseño. Una vez conocido el nivel de diseño y la altura significativa de diseño se procede a realizar el cálculo del peso y de la longitud equivalente de los elementos presentes en cada uno de los rompeolas en talud diseñados bajo los cuatro escenarios RCP. En la actualidad el peso de los elementos que componen la defensa costera de Avenida Perú varía entre las 0.4 y 7.9 [Tn]. Si se compara el peso promedio de los elementos que conforman la coraza del rompeolas actual, es decir 6.3 [Tn], existe un aumento en los pesos de los elementos en todos los escenarios RCP utilizados en esta memoria de proyecto de título.Ítem Diseño de defensas costeras una aplicación al puerto de Iquique.(Universidad de Valparaíso, 2010) Giuffra Machuca, Pedro Luis; Winckler Grez, PatricioEl presente proyecto de título denominado “Diseño de defensas costeras, una aplicación al puerto de Iquique”, contiene los estudios necesarios para desarrollar un proyecto de ingeniería, destinado a diseñar una defensa costera. El caso en estudio, corresponde a una situación real, en el cual se pretende ganar terrenos al mar, con el objeto de habilitar un área de aproximadamente 6000 m2 destinada a estacionamiento de camiones, calles de circulación y mejoramiento del acceso al puerto de Iquique. Las obras tiene el carácter de provisorias, con una vida útil no superior a 5 años. Dado lo reducido de la vida útil de las obras, la proximidad de canteras para el suministro de material y condiciones de oleaje, en el presente estudio, sólo se analiza la posibilidad de constituir una defensa de escollera. En primera instancia se realiza un análisis de las condiciones naturales del sector en estudio, para posteriormente desarrollar el diseño de las obras de defensa. El diseño incluye un estudio de estabilidad, destinado a definir el peso de los diferentes elementos que constituyen la defensa, en sus diferentes secciones, además de un estudio hidráulico, con el objeto de determinar los caudales de sobrepaso que se generan en la estructura, para las dos alternativas de defensa propuestas. Finalmente se desarrolla una evaluación económica de las alternativas, con el objeto determinar cual de ellas presenta el menor costo de construcción.Ítem Diseño de un terminal marítimo multiboya para transferencia de petróleo en Coronel, Región del BioBío, Chile(Universidad de Valparaíso, 2019-05) Herrera Vicenzot, Javier Ignacio; Winckler Grez, PatricioEl presente proyecto se denomina “Diseño de un Terminal Marítimo Multiboya para Transferencia de Petróleo en Coronel, Región del Biobío, Chile”, cuyo objetivo principal es diseñar un fondeadero destinado para el amarre de naves Oil Tanker, además del sistema de transferencia de carga mediante cañerías submarinas. Esto permitiría llevar los combustibles líquidos desde el buque hasta las instalaciones proyectadas en los tanques de almacenamiento. Las obras de este proyecto se clasifican en dos tipos: - Obras asociadas a la estructuración y operación del terminal marítimo, con un fondeadero para naves, mediante un sistema de boyas de amarre ancladas al fondo marino. - Obras asociadas a la transferencia de petróleo entre planta y fondeadero, mediante dos cañerías submarinas; una para productos livianos y otra para productos pesados.Ítem Efectos en la agitación y resonancia en Puertecito debido a la construcción de PGE, Puerto San Antonio, Chile.(Universidad de Valparaíso, 2019-04) Lagos Mena, Mauricio Giovanni; Winckler Grez, PatricioEstudios elaborados por el Ministerio de Transporte en el año 2011, muestran que las proyecciones de demanda para los puertos de la región de Valparaíso se cuadruplicarán para el año 2033, lo que supera la actual capacidad del sistema portuario. Es por esto que, en respuesta a dichas proyecciones, EPSA ha desarrollado el proyecto PGE, que corresponde a la nueva infraestructura con la que se busca aumentar la transferencia de carga de la zona central del país. Esta nueva infraestructura portuaria traerá consigo cambios en la agitación y resonancia portuaria dentro de los sitios del actual puerto. Uno de estos sitios es el de Puertecito, caleta de pescadores ubicada dentro de la llamada “poza chica” del puerto, con más de 1000 pescadores vinculados a los servicios prestados por la caleta la posicionan como una de las más importantes dentro de la región. Los cambios en la agitación en Puertecito, provocados por la nueva infraestructura portuaria, registrarán un leve aumento de hasta 10% de excedencia de altura significativa del oleaje entre 1 y 2 cm, y en menor medida un 4% de aumento en la excedencia para oleaje entre 2 y 3 cm respecto a la situación actual, no registrando variación para alturas mayores (entre 3 y 9 cm). Sin embargo este aumento no tiene mayor significancia para la dársena, ya que para los dos escenarios (actual y futuro) se registra un oleaje con altura máxima de 9 cm, lo que permitirá mantener la operatividad actual de 100% en Puertecito. Mediante propagación de un espectro de ruido blanco, se identificaron 8 periodos resonantes, que generan 6 modos de oscilación dentro de la dársena de Puertecito. De ellos, solo el quinto y sexto podrían llegar a ocasionar efectos resonantes, tanto para la condición actual como para la condición futura. El sexto modo de oscilar registra un peak espectral de 165 s, que genera un nodo a 130 m de distancia del fondo de la dársena y dos antinodos, uno en la bocana y el otro en el extremo opuesto. El quinto modo registra un peak en los 183 s, con un nodo en la bocana y un antinodo en el fondo de la dársena, siendo este el modo dominante para Puertecito, este modo también es conocido como Helmholtz o modo fundamental. Al comparar la amplitud característica de oscilación para ambos escenarios, que representa la variación energética, se registró para la condición futura un leve aumento de 1 cm en el sexto modo oscilante, y una disminución para los primeros cinco modos de oscilación, que para el modo Helmholtz disminuye hasta en 2 cm.Ítem Estudio de la pluma de descarga del emisario submarino Codelco, V Región(Universidad de Valparaíso, 2008) Olivares Alarcón, Alejandro José; Winckler Grez, PatricioLas poblaciones actuales dependen fuertemente de los valores naturales y económicos presentes en las zonas litorales para llevar a cabo su desarrollo. Esto se comprueba en el número de personas viviendo en las regiones costeras, en que el área comprendida dentro de los 200 kilómetros desde el borde costero alberga a más del 50 % de la población mundial. Estos valores son entonces perturbados por la adición al mar de sustancias residuales provenientes de las actividades desarrolladas en tierra. Una de las alternativas con creciente aplicación, sobre todo en países en desarrollo, es la implementación de emisarios submarinos como método para tratar las aguas residuales, aprovechando la capacidad dilutiva y depuradora del mar. Para demostrar la conformidad con los valores de las Normas de Calidad Medioambiental vigentes en la normativa chilena se recomienda que tanto descargadores como autoridades promuevan el uso de sistemas de predicción para la distribución y concentración de sustancias en los cuerpos receptores. Esto es valido tanto para las descargas existentes (diagnostico) así como para descargas futuras (predicción). El presente estudio está orientado a determinar el comportamiento de la pluma contaminante proveniente del emisario Codelco de Fundición y Refinería Ventanas tanto en su estado actual como en los casos de agregado de un difusor con la longitud actual y, aumento de la longitud para lograr una descarga fuera de la zona de protección litoral, Esto se realizará mediante modelación computacional empleando los modelos Visual Plumes para dilución inicial, RMA2 para la simulación hidrodinámica y RMA4 para transporte de contaminantes utilizando los antecedentes oceanográficos recopilados por INGEMAR en la época de invierno del año 1991.Ítem Estudio del sobrepaso en avenida Perú mediante el software CFD - olaFOAM(Universidad de Valparaíso, 2018-10) Fritz Muscat, Stephanie Carol; Winckler Grez, PatricioA raíz de los últimos eventos de marejadas que incidieron en las costas de Chile, se observaron daños considerables en las estructuras de protección costera de la comuna de Viña del Mar, específicamente en el tradicional paseo costero de la Avenida Perú. Estos daños se generaron por los altos flujos de sobrepaso, que ponen en riesgo la seguridad de peatones y de la infraestructura urbana (Municipio de Viña del Mar, 2015). Debido a esta problemática, la Dirección de Obras Portuarias (DOP) encargó al Instituto Nacional de Hidráulica (INH) los estudios de alternativas de mejoramiento del borde costero de la Avenida Perú. Estos estudios son abordados en el proyecto "Diseño conservación defensas costeras sectores avenida Perú y Juan de Saavedra" (INH, 2016a), el cual contempló la modelación física de la situación actual, además de diferentes alternativas de mejoramiento de la protección costera de la Avenida Perú, y la determinación de una alternativa optimizada. A modo de complementar y comparar los resultados del estudio mencionado anteriormente, se generó el presente proyecto de investigación, que buscó realizar simulaciones numéricas de los escenarios modelados por el INH por medio del software OpenFOAM y su solver olaFOAM. Al comparar los porcentajes de variación de sobrepaso de las diferentes alternativas de mejoramiento respecto a la situación Diagnóstico, se concluye que la situación con mayor eficiencia al momento de reducir el caudal de sobrepaso es la Alternativa 03 con un porcentaje de reducción de un 59% en el modelo numérico, y un 61.6% en el modelo físico. De lo anteriormente mencionado, se infiere que al aumentar el ancho de la berma e implementar un medio poroso eficiente (Alternativa Optimizada), se genera una disminución importante del caudal de sobrepaso. Sin embargo, cualquier modificación en el muro de contención, ya sea aumento en la cota de coronamiento (60 [cm]) o instalación de verteolas, se pueden aplicar como medidas complementarias a la mejora realizada en la escollera (Alternativa 03). Por otro lado, los cambios de pendiente del talud generan un aporte marginal en la reducción del sobrepaso respecto a los aportes que entregan las dos mejoras indicadas previamente. Del análisis realizado con los resultados obtenidos de las simulaciones numéricas en el solver olaFOAM, se concluye que, desde el punto de vista numérico de la reducción del sobrepaso respecto a la situación Diagnóstico, se recomienda la Alternativa 03 como opción de mejoramiento para el borde costero de la Avenida Perú, ya que es la que presenta un mayor porcentaje de reducción de sobrepaso. Estos resultados concuerdan con los obtenidos en la modelación física por el INH. Respecto a la utilización de ambos tipos de modelaciones, se concluyó que la modelación numérica es complementaria a la modelación física, ya que con la primera se obtiene una mayor variedad de resultados, producto del control temporal y espacial de la simulación. Esto se justifica por los altos costos de construcción y de equipos instrumentales a utilizar en la modelación física. Además, ambos tipos de modelos pueden utilizarse en conjunto como un modelo híbrido para aprovechar los beneficios de cada uno y generar una conectividad entre modelos, es decir, el modelo numérico se podría utilizar para proporcionar datos de entrada al modelo físico, y los datos de salida de este último modelo puede proporcionar una entrada al mismo u otro modelo numérico.Ítem Estudio numérico del comportamiento de la salmuera descargada al mar mediante emisarios submarinos(Universidad de Valparaíso, 2017-04) Federici Hernández, Pablo Antonio; Winckler Grez, PatricioEn el presente estudio numérico del comportamiento de la salmuera descargada al mar mediante emisarios submarinos, se modelan los fenómenos que ocurren en un medio receptor acuático idealizado desde un punto de vista teórico. Se trata de una estimación de las características geométricas, de dilución y concentración del chorro y de la pluma de salmuera descargada. Una modelación numérica con el software CORMIX entregó una serie de resultados que fueron cuantificados y analizados, además se realizó una comparación con resultados obtenidos mediante una metodología propuesta por Phillip J. Roberts. Un análisis de sensibilidad de las variables que participan en la simulación del comportamiento de la salmuera descargada, determinó el grado de influencia de cada una de ellas de manera individual. Las variables más influyentes y determinantes en dicho comportamiento se separan en campo cercano y campo lejano. En el campo cercano depende principalmente del ángulo de inclinación del chorro respecto a la horizontal, la velocidad de descarga y el ángulo producido entre el chorro y la corriente del medio receptor; en el campo lejano depende principalmente de la velocidad de la corriente del medio receptor, la diferencia de densidades entre el fluido descargado y el fluido del medio receptor y la pendiente de fondo. Los procesos de mezcla y dilución más eficientes se producen en el campo cercano, específicamente hasta el punto donde ocurre el impacto del chorro con el fondo. Una vez ocurrido dicho impacto los efectos turbulentos inducidos en la descarga inicial no son importantes y comienza la estratificación del flujo producto de la diferencia de densidades entre ambos fluidos. En este zona se da comienzo a la región de campo lejano, la cual es característica de no producir importantes procesos de mezcla, salvo en los casos en que la velocidad de la corriente del medio receptor sea significativamente alta. También se determinó que las descargas mediante múltiples chorros producen procesos de mezcla más eficientes con respecto a las descargas mediante un chorro individual. Se realizó un ejemplo de aplicación de una descarga de salmuera mediante emisario submarino en las cercanías de la localidad de Los Molles; se realizó un diseño de descarga en aguas relativamente profundas y otro en aguas menos profundas mediante múltiples chorros sumergidos. Se recurrió a las especificaciones que impone la normativa ambiental nacional e internacional y se calculó el área de impacto generada por la descarga. Para el caso en estudio se comprobó que en la región de campo cercano los valores de dilución y concentración de salinidad cumplen con las restricciones ambientales. Con ello se minimiza el potencial impacto ambiental que representan las descargas de salmuera en el medio ambiente marino.Ítem Evaluación de las condiciones hidrodinámicas y parámetros medio ambientales para el diseño ambiental de un emisario submarino en la zona Este de la bahía de Pargua, X Región, Chile(Universidad de Valparaíso, 2019-10) Lecaros Muñoz, Sofía Francisca; Winckler Grez, PatricioEl proyecto en estudio, corresponde a una piscicultura de recirculación para smoltificación en tierra de peces, que se ubica en el sector este de la bahía de Pargua, región de Los Lagos, aproximadamente a 64 Km de la Ciudad de Puerto Montt. Actualmente la piscicultura descarga sus aguas residuales a la bahía mediante dos emisarios con un mismo punto de descarga en común. A causa de las corrientes del sector y a una mala instalación de ambos emisarios, uno de ellos se vio desplazado hacia el norte y otro hacia el sur, quedando fuera de la concesión otorgada y se encuentran separados por una distancia de aproximadamente 131 m, uno del otro. A modo de mejorar la disposición final de estos emisarios y volverlos a su punto original sin dañar el medio marino, el objetivo de la presente memoria es realizar una caracterización hidrodinámica, para luego realizar la modelación de la pluma de dispersión generada a la salida del emisario, a fin de conocer la capacidad de dilución sobre la bahía de Pargua. Se utilizaron los datos de concentración de DBO5 presente en el efluente vertido, entendiendo que la capacidad de dilución del emisario será la misma para cualquier otro elemento o parámetro constituyente del efluente. Todo esto para cumplir con la normativa ambiental vigente y proponer el diseño ambiental y sanitario para un nuevo emisario submarino que realizará su descarga de efluentes en el punto original, autorizado para el funcionamiento del emisario. Para caracterizar la hidrodinámica del sector se realizó una estadística descriptiva y se utilizó un modelo 3D forzado por mareas y vientos adquiridos de la zona en estudio. Para calcular el área de influencia de la pluma de dispersión del efluente asociado a la descarga del emisario propuesto, se utilizó el software Visual Plumes para representar el campo cercano y proponer el diseño del tramo final del emisario llamado difusor. Luego se determinó la evolución de la pluma de dilución en el campo lejano mediante el software MOHID studio.Ítem Evaluación de peligro de tsunami en Isla Robinson Crusoe, Juan Fernández(Universidad de Valparaíso, 2014-11) Zambra Araya, Cristopher Rod; Winckler Grez, PatricioChile es considerado uno de los países con mayor actividad sísmica a nivel mundial, característica que se refleja en la alta frecuencia con la que ocurren grandes terremotos, muchos de los cuales suelen generar tsunamis que afectan no solo a las costas de Chile continental, sino también insular. Particularmente, a partir de lo ocurrido el 27 de febrero del 2010, quedó demostrada la vulnerabilidad de la Isla Robinson Crusoe ante la ocurrencia de tsunamis frente a la costa chilena. Por lo anterior, se ha decidido analizar el peligro al que está expuesta la comunidad de Bahía Cumberland mediante la implementación de modelos numéricos hidrodinámicos que permitan llevar a cabo la simulación de diferentes escenarios potenciales de tsunami en la costa chilena que sean susceptibles de afectar la isla Robinson Crusoe. Se han definido tres escenarios de tsunami de características similares, diferenciados únicamente por la ubicación y orientación de la falla que los genera. El escenario No1 es un tsunami uniforme de características similares al terremoto del 27 de febrero del 2010. Los escenarios No2 y No3 son tsunamis similares al anterior en cuanto a sus dimensiones, pero que se ubican en la zona centro de Chile y al sur de Perú respectivamente, con orientaciones alineadas con la falla de Nazca en la latitud correspondiente. Los resultados de este estudio permiten conocer las condiciones hidrodinámicas de la inundación en Bahía Cumberland por los tres escenarios, cuya envolvente representa el área de peligro ante la ocurrencia de tsunamis en la costa chilena. Estos resultados pueden ser utilizados para la elaboración de planes de contingencia, políticas públicas locales y planificación territorial del poblado.Ítem Evaluación de peligro de tsunami en isla Robinson Crusoe, Juan Fernández.(Universidad de Valparaíso, 2014-11) Zambra Araya, Cristopher Rod; Winckler Grez, PatricioChile es considerado uno de los países con mayor actividad sísmica a nivel mundial, característica que se refleja en la alta frecuencia con la que ocurren grandes terremotos, muchos de los cuales suelen generar tsunamis que afectan no solo a las costas de Chile continental, sino también insular. Particularmente, a partir de lo ocurrido el 27 de febrero del 2010, quedó demostrada la vulnerabilidad de la Isla Robinson Crusoe ante la ocurrencia de tsunamis frente a la costa chilena. Por lo anterior, se ha decidido analizar el peligro al que está expuesta la comunidad de Bahía Cumberland mediante la implementación de modelos numéricos hidrodinámicos que permitan llevar a cabo la simulación de diferentes escenarios potenciales de tsunami en la costa chilena que sean susceptibles de afectar la isla Robinson Crusoe. Se han definido tres escenarios de tsunami de características similares, diferenciados únicamente por la ubicación y orientación de la falla que los genera. El escenario No1 es un tsunami uniforme de características similares al terremoto del 27 de febrero del 2010. Los escenarios No2 y No3 son tsunamis similares al anterior en cuanto a sus dimensiones, pero que se ubican en la zona centro de Chile y al sur de Perú respectivamente, con orientaciones alineadas con la falla de Nazca en la latitud correspondiente. Los resultados de este estudio permiten conocer las condiciones hidrodinámicas de la inundación en Bahía Cumberland por los tres escenarios, cuya envolvente representa el área de peligro ante la ocurrencia de tsunamis en la costa chilena. Estos resultados pueden ser utilizados para la elaboración de planes de contingencia, políticas públicas locales y planificación territorial del poblado.