Tesis Ingeniería Civil Oceánica

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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, Patricio
Esta 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.
Análisis comparativo de formulaciones para el diseño de diques en talud de roca y la verificación de su aplicabilidad en Chile.
(Universidad de Valparaíso, 2015-10) Bernal Ponce, Cindy Loreto; Quezada Labra, Matías
En este estudio se desarrolla una investigación cuyo objetivo es realizar un análisis comparativo de formulaciones para el diseño de diques en talud. Se recopiló literatura especializada para identificar la mayor cantidad de ecuaciones, y con éstas se efectuaron análisis de sensibilidad que permitieron obtener los pesos de las rocas. Se observó el comportamiento de los resultados y se eligieron las fórmulas más relevantes según el autor suscrito. Una vez hecha la selección, se contrastaron los datos hallados, con los extraídos de seis estudios ejecutados por el Instituto Nacional de Hidráulica (en adelante INH), éstos comprueban la estabilidad de la estructura a través de ensayos, tanto bidimensionales como tridimensionales. Los resultados encontrados fueron disímiles en relación a los entregados por el INH, lo que dio pie para generar interrogantes e intentar dilucidar estas desigualdades. Al alcanzar el fin del estudio, fue imposible dar por terminado el análisis, debido a los parámetros que no se vieron representados por un ajuste certero de las ecuaciones de diseño existentes. Es por lo anterior que se recomienda enérgicamente un ensayo de laboratorio para la concepción de una fórmula de origen nacional que contemple las características adecuadas para las condiciones que se presentan en Chile.
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.
Análisis de efectos de salinidad en estructuras de hormigón mediante prueba de intemperismo acelerado.
(Universidad de Valparaíso, 2014-12) Jorquera García, Juan Pablo Esteban; Ugalde Parraguez, Raúl
La investigación presenta un análisis a la resistencia del hormigón y acero de refuerzo en ambientes salinos mediante la prueba de “Intemperismo Acelerado”, utilizando sulfato de sodio (Na2SO4), que se le aplica a los áridos, con el objeto de estimar pérdidas o ganancias de carga de los elementos. El agua de mar, al estar en contacto con otra superficie, generará diversos efectos desde la abrasión (por efecto del oleaje) o la penetración de cloruros por los intersticios del hormigón. Esto posibilita un desmembramiento de la capa superficial y la corrosión del acero en su interior. Producto a lo anterior se estará afectando la resistencia a la compresión y también a la flexión de elementos de hormigón. Considerando que el hormigón se constituye casi en un 80% de áridos, además de material cementante y agua, se presume que la prueba de intemperismo acelerado, (asumiendo que los efectos que se producen en ambientes salinos son de similar efecto a las consecuencias provocados por la prueba), resultará muy adecuada para estimar las variación a la resistencia en probetas cilíndricas de hormigón como de acero de refuerzo con diversos recubrimientos. Para realizar la prueba se utilizó una mezcla de hormigón de fc=250[kg/cm2], además de recubrimientos de 3, 5 y 7 [cm], además el uso de cemento corriente y resistente a sulfatos. Para la mezcla no se utilizaron aditivos y se manipularon áridos utilizados en obra. Los cilindros de hormigón fueron ensayados a compresión luego de 14 días, durante el cual se sometieron a regímenes completos en saturación mediante prueba de intemperismo acelerado. Además se aplicó una combinación mixta de saturación y exposición al aire, así como cilindros de control para comparar sus resultados. Por otra parte, las barras de acero fueron ensayadas a tracción luego de ser recuperadas siendo sometidas previamente a diversos recubrimientos con exposiciones continuas de saturación de sulfato de sodio. Los resultados concluyen que, debido a su composición, el cemento corriente adquiere una alta resistencia en un breve periodo siendo despreciables los efectos de los agentes químicos aplicados. Las cualidades del cemento especial hacen que su resistencia se aprecie reducida frente a agentes químicos debido a su resistencia de diseño la alcanza en forma tardía. Por otra parte en las barras de acero no se distingue mayor variedad de resistencia debido a que en el plazo no se evidenció corrosión en sus piezas.
Análisis de la evacuación de personas desde el sistema ferroviario en el sector Recreo, Viña del Mar, utilizando un modelo basado en agentes
(Universidad de Valparaíso, 2018-06) Cammas Simonsen, Felipe Ignacio; Reyes Gallardo, Mauricio
Tras los eventos acontecidos en el último tiempo, empezando por el del 27 de febrero de 2010, tanto terremotos como sus posteriores tsunamis han afectado las costas de Chile. Es debido a esto que se han desarrollado estrategias para mitigar y reducir los riesgos de desastres RRD), con el fin de generar un cierto nivel de conocimiento en la población, basado en resultados que avalan que la prevención de desastres naturales es la clave para reducir los impactos humanos (ONEMI, 2016). Este estudio se enfoca en estudiar y caracterizar la evacuación de personas desde las zonas de exposición a tsunami en la ciudad de Viña del Mar a las zonas seguras presentes en los planos de evacuación de la ONEMI por medio de un modelo basado en agentes en el software NetLogo. Este proyecto tiene como objetivo el análisis de la evacuación horizontal en caso de tsunami, en un sector de la vía férrea que conecta las ciudades de Valparaíso y Viña del Mar. Para ello, se propone la construcción de un modelo basado en agentes, con el software NetLogo. La simulación toma en cuenta los escenarios de amenaza que pueden presentarse, y el comportamiento probable de las personas y el sistema de transporte en estudio. En particular, el modelo con agentes permite sensibilizar los parámetros para toma de decisiones de los agentes. Así, se introduce de manera simplificada el comportamiento de las personas. Los procedimientos considerados para llevar a cabo este estudio son: recopilación de antecedentes, caracterización territorial utilizando Sistemas de Información Geográfica, caracterización de los agentes por medio de la elaboración de una encuesta y posterior análisis estadístico. Por medio de un análisis bibliográfico de los eventos ocurridos en la zona central para así caracterizar la amenaza y vulnerabilidad existente. Por último, una vez caracterizado el territorio, los agentes, la amenaza y vulnerabilidad, se definirán los escenarios a simular en NetLogo, los cuales deben considerar las situaciones más complejas y adversas que podría enfrentar un sistema de transporte ferroviario costero. Con este se busca determinar vulnerabilidades específicas y proponer medidas para su reducción.
Análisis de los patrones de distribución de carbono orgánico total depositado bajo las balsas jaulas del centro de cultivo Brazo Mérida, utilizando el modelo DEPOMOD V2.2
(Universidad de Valparaíso, 2018-12) Escobar Márquez, Sebastián Mauricio; Cáceres Muñoz, Mario
El presente estudio tiene por objetivo caracterizar los patrones de distribución del carbono orgánico total depositado bajo las balsas jaulas del centro de cultivo Brazo Mérida, utilizando el modelo DEPOMOD V2.2. Para la modelación DEPOMOD, se utilizó una correntometría de 30 días, donde, a través de análisis de vientos y mareas, se determinaron efectos naturales que podían tener incidencia en las corrientes, de los cuales se consideraron; período de sicigias, cuadratura, marea llenante, marea vaciante, corrientes con y sin efectos de vientos. Además, se efectuó un análisis de corrientes de cada capa con el fin de caracterizar con la mayor precisión posible el vector de corrientes a lo largo de la columna de agua. DEPOMOD solamente permite utilizar 5 capas verticales, por lo que se utilizaron las mismas capas para todos los análisis, cambiando la escala temporal de la medición de acuerdo a la metodología utilizada. Una vez obtenida la dispersión de Carbono Orgánico Total (COT), se utilizó el modelo de Findlay and Watling para obtener el índice del área impactada, el que es una relación entre cantidad de oxígeno disponible y utilizada en el sedimento, donde si dicho índice es menor a 1, quiere decir que el fondo marino se encuentra anaeróbico, en otras palabras, sin oxígeno suficiente para que viva la flora y fauna marina. Como resultado del estudio realizado, se pudo inferir que la dispersión de COT se propaga en las direcciones de las componentes de mayores magnitudes de corrientes de cada capa. También se pudo observar que no existe una gran variación entre cantidad de carbono que se deposita en el sedimento en períodos de marea vaciante, llenante, corrientes con y sin ráfagas de viento. Sin embargo, con corrientes en fases de sicigia, se produjeron las menores concentraciones de carbono, lo que indica que las grandes amplitudes de mareas producen un aumento de magnitud considerable sobre las corrientes, produciendo una mayor dispersión de COT. Con el objeto de los resultados obtenidos se plantean recomendaciones a tomar en cuenta al momento de utilizar una correntometría en el software DEPOMOD v2.2.
Análisis de los tiempos de arribo, término y duración de los avisos oficiales de marejadas en las costas de Chile
(Universidad de Valparaíso, 2023-01) Lara Yergues, Alex Mauricio; Aguirre Galaz, Catalina
Las marejadas son eventos de oleaje extremo que afectan las costas de Chile de forma recurrente, provocando el cierre parcial de puertos y actividades en la costa. Estas han aumentado en frecuencia en las últimas décadas y se espera que su incremento tanto en frecuencia como en altura significativa continúe en las próximas décadas, se requiere buscar posibles soluciones para mitigar los tiempos en que los puertos hacen cese de operaciones producto de los avisos de marejadas. El presente estudio tiene la finalidad de analizar las diferencias existentes en los pronósticos realizados por el Servicio Meteorológico de la Armada y el Sistema de Alerta de Marejadas, donde además se utilizan mediciones in situ mediante boyas, para posteriormente cuantificar dichas diferencias que permitan conocer y estimar la posibilidad de reducir los tiempos de avisos de marejadas entregados por el Servicio Meteorológico de la Armada de Chile. Para esto, se definieron 23 localidades de estudio en donde mediante una recopilación de datos y posterior tratamiento, se hace uso de una rutina de MATLAB para efectuar comparaciones entre las bases de datos. Los resultados indican que SERVIMET sobrestima las duraciones de las marejadas, por lo que efectúa avisos con tiempos muy extensos respecto a lo pronosticado por el Sistema de Alerta de Marejadas y lo medido en las boyas. Se espera que con estos resultados, las entidades competentes que deseen hacer uso de este documento puedan elaborar procedimientos que permitan un análisis más preciso en cuanto a los pronósticos de las marejadas. Un factor a considerar sería que los avisos fueran efectuados por localidad y no por tramos como se efectúa actualmente, ya que no se considera el tiempo que demora el evento en llegar a las localidades más distantes de su zona de generación.
Análisis de los tsunamis de campo lejano en Chile.
(Universidad de Valparaíso, 2015-05) Gómez Mena, Jorge Isaac; Monárdez Santander, Patricio
La revisión bibliográfica de los efectos de tsunamis de campo lejano muestran efectos dispares en Chile comparados con Japón y Hawai. Terremotos originados en Chile han causado daños mayores en dichos lugares; mientras que por el contrario, en nuestras costas no se han producido efectos del mismo orden de magnitud producto de eventos de campo lejano. Existen algunos tsunamis que han provocado daños relativamente menores, mientras que otros pasaron prácticamente inadvertidos. De estos últimos podemos destacar el terremoto producido en Japón el año 1896 con una magnitud Mw: 8.5, cuyos efectos en Chile fueron mínimos. Mayor fue el efecto de los tsunamis de Aleutianas 1946, Kamchatka 1952 y Alaska 1964 sobre las costas chilenas pero en general no registraron víctimas fatales y no generaron grandes daños. Para entender ello, en este trabajo se analizan cuatro hipótesis, las que son expuestas en lo que sigue: · La configuración geográfica de la Fosa Chile - Perú actuaría como una fuente disipadora de energía, la cual reflejaría parte de la onda de tsunami. Esta hipótesis será analizada desde el punto de vista numérico, usando para ello el modelo COULWAVE. · El efecto de pérdidas de la energía de la onda ya sea por fricción de fondo o viscosidad, serían causantes de su bajo impacto en las costas chilenas. Estos fenómenos serán estudiados de manera empírica. · El concepto de intensidad, que se define como la potencia dividida por el área (I = P/A), indica que a medida que al área aumenta, la intensidad decrece (esto para una potencia determinada). Luego, dicho concepto es usado para describir la radiación de la onda, que conduce a una distribución de la energía a medida que la onda se propaga en el Océano, lo que produciría una disminución en la altura de ola considerable como para afectar nuestras costas. Para evaluar tal efecto se propone una ecuación basada en este fenómeno, la que será validada con los tsunamis de Samoa 2009, Chile 2010 y Japón 2011. · De acuerdo al mismo concepto anterior, el efecto sobre las costas es dependiente de la cantidad de energía liberada, la que a su vez está relacionada con la zona de fractura y la deformación inicial del fondo marino. Para analizar este último punto se realizan los cálculos de la deformación inicial del suelo marino a partir de la formulación de Okada (1985) para los eventos: Chile 1877, Aleutianas 1946, Kamchatka 1952, Chile 1960, Alaska 1964, Samoa 2009, Chile 2010 y Japón 2011. Cabe destacar que estos cálculos sirven además como input para la ecuación de radicación mencionada en el punto anterior. De las hipótesis antes planteadas, se concluye que el efecto de radiación es la principal causante del menor impacto de las ondas de tsunami en el campo lejano.
Análisis de marejadas históricas y recientes en las costas de Chile.
(Universidad de Valparaíso, 2016-06) Campos Caba, Rodrigo Vicente; Beyá Marshall, José
Las marejadas son fenómenos que afectan frecuentemente las costas de Chile causando sobrepasos, cese de operaciones portuarias, daños a infraestructura costera, naufragios, lesiones y pérdida de vidas humanas. Conocer la información sobre las características oceanográficas, comportamiento de largo plazo, efectos y costos producidos por estos eventos extremos es de suma importancia para planificar futuras inversiones en infraestructura costera. En este estudio se entrega una recopilación exhaustiva en medios de prensa, publicaciones y organismos públicos de eventos de marejadas ocurridos en Chile a partir del año 1823. Con base a la información de eventos de marejadas proporcionada por la Armada de Chile, se realizaron búsquedas en prensa digital y archivos de periódicos de la Biblioteca Nacional de Chile y la Biblioteca Santiago Severín sobre los daños provocados por eventos de marejadas para las zonas costeras entre las regiones XV y XIV, entre los años 1979 y 2015. La cantidad de eventos anuales identificados fueron comparados con índices de las oscilaciones climáticas El Niño-Oscilación del Sur y el Modo Anular del Sur, obteniendo que los años en los cuales se supera la cantidad promedio de eventos anuales, están ligados a las fases positivas de las oscilaciones climáticas consideradas. Se analizaron daños, costos y parámetros oceanográficos asociados, identificando que los daños son mayores para marejadas de períodos y direcciones medias que se encuentran sobre el promedio de largo plazo de dichos parámetros, y, que marejadas de relativamente baja altura significativa tienen una incidencia importante en los daños registrados. Se propone una escala de magnitud de intensidad de daños por marejadas, la cual permite categorizar los eventos en base al nivel de daño registrado. Finalmente, se analizaron los comportamientos de largo plazo de los parámetros de oleaje y de los eventos identificados, obteniendo una tendencia al aumento del valor de la altura significativa y disminución de la dirección de incidencia del oleaje. De mantenerse este comportamiento, dentro de los próximos 100 años se producirían aumentos de 30 [cm] en la altura significativa y disminuciones de 20,5 [°] en la dirección media del oleaje. Adicionalmente, la cantidad anual de eventos de marejadas con registro de daños también presenta un aumento a lo largo del tiempo.
Análisis de riesgos infraestructurales en el puerto de Iquique ante eventos de terremoto y tsunami
(Universidad de Valparaíso, 2018-01) Saravia Contreras, Marco Esteban; Reyes Gallardo, Mauricio
Actualmente es necesario contar con planes de continuidad de negocios (BCP, por su sigla en inglés) ante escenarios de desastre, siendo fundamental evaluar el nivel de riesgo ante un evento, como terremoto, tsunami o la combinación de ambos. En el marco del proyecto JICA‐Satreps “Research Project on Enhancement of Technology to Develop Tsunami‐Resilient Community”, la metodología de BCP, ha sido aplicada en el Puerto de Iquique. Para ello, se analizaron los puertos estatales y privados del Gran Concepción en el evento sismo tsunamigénico del 27 de febrero del 2010, sumado a los daños observados durante el terremoto de Iquique, ocurrido el primero de abril de 2014. Para esto, fue necesario realizar una caracterización infraestructural de los puertos de la octava región y del Puerto de Iquique, basándose en una recopilación, clasificación y codificación de la información oficial dentro de la Dirección de Obras Portuarias, perteneciente al Ministerio de Obras Públicas del Gobierno de Chile y también del uso de información no oficial, relativa a puertos privados, para el posterior desarrollo de resúmenes esquemáticos de la infraestructura analizada. El proyecto presenta un análisis de riesgo para la infraestructura del Puerto de Iquique, basado empíricamente en los daños registrados en la infraestructura de los puertos de la Octava Región del Biobío, como consecuencia del evento del 27 de febrero de 2010. Realizándose una descripción detallada de la infraestructura, descripción y evaluación de daños para la posterior elaboración de una matriz de daño infraestructural para el Puerto de Iquique, ante hipotéticos escenarios de riesgo, discutidos y adoptados, ante la posibilidad de un evento sismo tsunamigénico.
Análisis de transferencia intermodal de carga contenedorizada en el puerto de Valparaíso, a través de la simulación en Promodel
(Universidad de Valparaíso, 2020-06) Pozo Silva, Dángela; Caselli Benavente, Felipe
El Puerto de Valparaíso se encuentra ubicado en la región de Valparaíso. Es uno de los principales puertos de la zona central y del país, que transfiere alrededor de 11 millones de toneladas de carga anual, donde el 99% es transferida a través del modo rodoviario y solo el 1% a través del sistema de ferrocarril. Con la consideración de la proyección de carga estimada para el puerto, es necesario estudiar y optimizar la conexión de este con su hinterland, incluyendo al ferrocarril en la transferencia de carga. Esto junto con la optimización y aumento de transferencia de carga ferroviaria en Chile impulsado por el Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones (MTT) hace necesario estudiar el comportamiento del ferrocarril de carga en Valparaíso. Por lo que este proyecto propone el análisis del sistema ferroviario en el puerto de Valparaíso, identificar sus beneficios, cadena logística y actores relevantes en el sistema, para generar recomendaciones de mejora al sistema en un corto tiempo, que puedan satisfacer las necesidades del puerto a la espera de la construcción del Terminal Intermodal Yolanda. Para llevar a cabo este análisis se realizó la investigación del sistema, a través de reuniones con actores de la cadena logística ferroviaria, Empresa de Ferrocarriles del Estado, Empresa Portuaria de Valparaíso y Metro de Valparaíso. Con los datos recabados se generó la modelación del sistema actual y se experimentó con diferentes modificaciones en el software ProModel. En primera instancia se generó un registro de la situación actual del sistema de ferrocarril de carga en el puerto de Valparaíso, considerando las datas del año 2016 de carga transportada entregadas por EFE, la infraestructura de la red y el funcionamiento de la cadena logística actual. Luego de la recopilación de información se generó el modelo del sistema actual el cual fue comprobado con el promedio de carga transferida para exportación e importación. Ya verificado el modelo, se procedió a generar la experimentación del sistema, variando los tiempos de fiscalización y la carga transferida. A través de la modelación se obtuvo que el sistema actual solo puede movilizar un tren de carga, ida y vuelta, en la ventana horaria restrictiva entre Limache y Valparaíso, pero al disminuir los tiempos de fiscalización, genera la posibilidad de transferir un volumen de carga mayor al promedio actual. Conforme a los resultados obtenidos, se concluye que el sistema ferroviario del Puerto de Valparaíso debe mejorar en un corto plazo su planificación, sistema de información y cadena logística; lo que permitirá la transferencia de mayor volumen de carga, donde si se disminuye el tiempo de fiscalización en el terminal 2, se puede transferir hasta 45 contenedores por viaje en la misma ventana horaria, sin afectar la operación del metro de Valparaíso. Además, el ferrocarril debe generar un calendario de trabajo e itinerarios de paso por las estaciones, mejorando la información entregada al cliente. Con esto se espera que el ferrocarril aumente la transferencia de carga entre el puerto y Santiago, además de ser incluido dentro de la planificación del sistema del puerto de Valparaíso.
Análisis del comportamiento de la pluma de descarga del emisario submarino de Quintero, mediante la aplicación de modelos numéricos
(Universidad de Valparaíso, 2012) Arregui Cruz, Daniela Andrea; Cáceres Muñoz, Mario
El presente estudio se orientó a determinar el comportamiento de la pluma generada por la descarga de aguas servidas del emisario de ESVAL al medio ambiente marino, en la Bahía de Quintero. Para ello, se emplearon los modelos computacionales Visual Plumes para dilución inicial, RMA2 para la simulación hidrodinámica y RMA4 para transporte de contaminantes. Se dispuso de datos de corrientes, viento, mareas, temperatura, salinidad, coliformes y otras variables de la columna de agua, para contrastar y relacionar los datos modelados. Los datos de corrientes fueron altamente correlacionados en la componente u con los datos modelados por RMA2, mientras que en la componente v estuvieron en un rango satisfactorio para los casos analizados (sicigias y cuadraturas), aspecto que podría atribuirse a limitaciones de esta herramienta computacional. Luego de simular el campo de corrientes generado bajo distintos escenarios de forzamiento externo por mareas y viento, se observó que la corriente tiene una magnitud promedio mucho mayor en sicigias (0,081 m/s) que en cuadratura (0,033 m/s). El campo de corrientes obtenido indica que en condiciones de pleamar las corrientes ingresan a la bahía y en bajamar las corrientes salen de la bahía La modelación de la pluma de dispersión con Visual Plumes sugiere que ésta se mantiene en los 38 m de profundidad y se diluye totalmente a 90 m del punto de descarga. Mediante RMA4 se simuló el transporte del contaminante, determinándose que los valores se encontraban bajo los límites de descarga máxima de la normativa vigente, de 1000 coliformes NMP/100ml dentro de ZPL; 70 coliformes NMP/100ml en áreas de manejo, y ausencia de concentraciones para contacto directo en la costa, con lo cual se determinó que el emisario cumple con la legislación chilena vigente.
Análisis del comportamiento morfodinámico histórico del campo dunar de Ritoque, Quintero, Chile.
(Universidad de Valparaíso, 2014-05) Santander Escudero, Cristián Andrés; Quezada Labra, Matías
En el presente documento corresponde al proyecto de título llamado “Análisis del comportamiento Morfodinámico Histórico del Campo Dunar de Ritoque, Quintero, Chile.”, en el cual se aborda cuatro etapas principales: Clima de Vientos, Morfología General del Campo Dunar de Ritoque, Avances del campo dunar y por último Transporte Eólico de Sedimentos, finalmente se da una sugerencia de un sistema de trampas de arenas, para evitar el avance progresivo. En el primer punto, se caracterizó el campo de vientos medios en el sector de estudio en la dirección principal en que existe el transporte de sedimentos. En el segundo punto, se describió la geomorfología general del campo dunar de Ritoque, dando a conocer las características de este campo en sectores de norte a sur. Luego se realizó un mapeo del transporte eólico de los sedimentos, en donde se obtienen los caudales existentes en el sector de estudio. Finalmente se dan a conocer recopilaciones de trabajos realizados en el campo dunar, con propósitos similares. Del análisis de los vientos se obtuvo que los provenientes del SW son dominantes en el campo dunar, los cuales dan formas y realizan el transporte de los sedimentos. Con estos se obtuvieron mapas teóricos de caudales de sólidos, con los cuales se determinó que en el sector norte las dunas se encuentran en depositación, avanzando en dirección NW. Se realizó un análisis en base a un set fotográfico histórico del campo dunar, del cual se determinó que éstas se encuentran activas, con sectores de avance y de retrocesos, siempre variando. En el sector norte cercano a la ruta de acceso a Quintero, se tiene que una progradación promedio de 1,12 m/año. Con lo anterior, se determinó que si se mantienen la condiciones actuales en el sector norte del campo dunar, en aproximadamente 100 años se tendrá un avance importante de este, cubriendo un sector de la carretera de acceso sur a Quintero y áreas aledañas a esta.
Análisis del impacto operacional en el negocio por terremoto o tsunami, para la creación de estrategias de continuidad en terminal Cerros de Valparaíso S.A.
(Universidad de Valparaíso, 2018-12) Yáñez Arancibia, Catalina Andrea; Caselli Benavente, Felipe
En este trabajo de titulación se desarrolla un análisis de impacto en el negocio en la empresa concesionaria de terminal 2 del puerto de Valparaíso desde diciembre del año 2013, Terminal Cerros de Valparaíso S.A. La metodología utilizada para el desarrollo del análisis de impacto en el negocio es la propuesta en la Guía para la elaboración de BCP en los puertos de Chile, elaborada por el grupo de trabajo 4b de SATREPS-Chile. Este desarrollo está propuesto por etapas junto con el uso de planillas para el fácil tratamiento de la información recopilada, procesada y resultante. Si bien la metodología utilizada propone para iniciar el análisis, una selección del o los negocios centrales de la empresa, TCVAL S.A. inicialmente ya sabía cuáles eran sus negocios más importantes. Se crean los flujos de procesos y sus actividades, identificando recursos, entradas, salidas y controles, para cada negocio central seleccionado y así poder ser estudiados posteriormente. El análisis se hace frente a los evento de terremoto y tsunami, por separados, evaluando las consecuencias en los recursos identificados uno a uno y determinando si se ven más afectados por el primer evento o por el segundo. Se determina la dependencia entre recursos y se identifican los recursos cuello de botella, donde estos determinan el tiempo que tardará finalmente el terminal en recuperar sus funciones par a las faenas de transferencias de carga. Los resultados establecen que el terminal 2 no tiene las condiciones necesarias para soportar un evento disruptivo como un terremoto con magnitud aparente de 8.7 grados en escala Richter y IX en Mercalli o un tsunami que genera una inundación por al menos 3 trenes de ondas sobre el espigón y parte de la bahía de Valparaíso, y que las operaciones sí se verán interrumpidas en el tiempo estimado que tomarán los trabajos de recuperación, reparación y/o reemplazo de estructuras y equipos necesarios para que el terminal vuelva a estar operativo.
Análisis hidrodinámico y morfodinámico para una alternativa de recuperación de playa en el sector de Recreo, Viña del Mar
(Universidad de Valparaíso, 2019-03) Flores Álvarez, Vicente Ignacio; Reyes Gallardo, Mauricio
El presente proyecto de título llamado “Análisis hidrodinámico y morfodinámico para una alternativa de recuperación de playa en el sector de Recreo, Viña del Mar” abordó temáticas relacionadas a la hidrodinámica y morfodinámica de la costa exclusivamente por el oleaje. El ex balneario de Recreo fue uno de los lugares más concurridos por los bañistas a partir de los años 30, no obstante este fue demolido en los años 80 para dar paso a la construcción de la Avenida España, la cual conecta Viña del Mar y Valparaíso (Doll, 2009). En esta memoria se plantean dos alternativas para solucionar la ausencia de sedimento. La caracterización de estas dos soluciones se hizo mediante una modelación númerica bi-dimensional con módulos del software MIKE 21. Para llevar a cabo las modelaciones se realizó una caracterización del oleaje en aguas profundas, a partir de un análisis de clima medio y extremo en base a una data de oleaje de 35 años de Valparaíso (Beyá et al., 2016). Posteriormente se estudiaron las alternativas propuestas, donde la primera corresponde a un relleno de arena de características sedimentarias similares a las de Playa Caleta Abarca y la segunda compete a un relleno de arena de igual manera que en la alternativa anterior y un espigón de retención de sedimento. Ambas alternativas mostraron un transporte de sedimentos en dirección Norte a Sur, en donde se observó que la alternativa con espigón provoca una acumulación de sedimentos en el sector Norte. Los resultados de este trabajo podrán ser usados a modo de aproximación para una posible propuesta de mejora del sector de Recreo en Viña del Mar.
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, Patricio
A 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).
Análisis morfodinámico y evolución histórica de la línea litoral de la bahía de Lebu . Efectos del tsunami del 27/F de 2010
Rojas Iturra, Daniel Eduardo; Quezada Labra, Matías
El presente proyecto se enfoca en analizar los cambios históricos de la línea litoral y las características morfodinámicas asociadas en la bahía de Lebu (38oS), Región del Bío-Bío, considerando especialmente los efectos del tsunami del 27 de Febrero de 2010. Para ello, se construyó una serie histórica de fotografías aéreas correspondiente al periodo entre 1984-2011, las cuales fueron georreferenciadas y digitalizadas para posteriormente aplicar ajustes logarítmicos y parabólicos a través del Sistema de Modelado Costero (SMC) de la Universidad de Cantabria. Se determinó el flujo medio de energía anual para obtener información del oleaje para casos antes y después del tsunami a través del software Steady- State Spectral Wave Model (STWAVE). Considerando la geometría al sur de la ensenada, la espiral logarítmica de Yasso (1965) se ajustó de forma adecuada a la línea litoral para la serie histórica, determinando su configuración. El modelo parabólico adquirió una tendencia similar a la línea litoral, excepto en el sector sur, donde se observaron pequeños desajustes debido a la intrusión de agua en la desembocadura del río Lebu durante el tsunami del 27 de Febrero (27/F). El mejor ajuste fue presentado por este modelo con una tasa de acumulación promedio de 22.2 [m] a lo largo de la playa. Los ajustes de modelamiento costero para los 28 años de serie histórica de fotografías aéreas, se correlacionan mediante factores de oleaje y sedimentos, sin embargo, el tsunami del 27/F de 2010 modificó considerablemente la línea litoral, produciendo un avance por depositación sedimentaria. Se concluyó que en el largo plazo, los cambios de la serie histórica se deben a los procesos litorales propios de la bahía, ya sean por cambios estacionales o por eventos de clima extremo como las tormentas. Con respecto al modelo parabólico de Hsu (1989), en el año 1984 existió un retroceso de -25.4 [m] y en 1993 un retroceso de -25.3 [m]. Una vez ocurrido el tsunami del año 2010 ha existido una alta variabilidad espacial de la línea litoral en el corto plazo, modificándola transcendentalmente con un avance de 22.2 [m]. Así, se logró determinar que una vez culminado el tsunami, la condición en la bahía es de un estado de acumulación sedimentaria que en el mediano plazo está presentando características de equilibrio (retroceso de -14 [m] para el año 2011).
Análisis multivariado de análisis multivariado de valores extremos de oleaje en Chile.
(Universidad de Valparaíso, 2016-06) Meza Valle, Claudio Alejandro; Acuña Sfrasani, Hugo
En el presente trabajo se estimaron parámetros extremos de oleaje de manera simultánea a partir de análisis multivariados de valores extremos de oleaje en las zonas norte, centro y sur de Chile utilizando tres nodos de aguas profundas de la base de datos Olas Chile IV: nodo Iquique, nodo Valparaíso y nodo Chile 54S (54o latitud sur). Previamente se realizaron agrupaciones de tormentas por medio del método de rastreo de swells (Swell Tracking, Hanson 2000) en aguas profundas, logrando identificar las características completas de los conjuntos de estados de mar que los constituyen en base a la física de sus parámetros componentes. A partir de las tormentas separadas se identificaron y extrajeron los mayores valores de altura de oleaje, además del periodo, dirección y duración asociada a la altura de oleaje máxima en cada tormenta. Considerando los valores previamente identificados se realizó un análisis de valores extremos multivariados en las tres zonas a partir de un modelo multivariado de probabilidad conjunta (Heffernan & Tawn, 2004), extrapolando de manera simultánea pares de parámetros extremos de oleaje en aguas profundas. Con este método fue posible obtener curvas de distribución de probabilidad de periodo, dirección y duración para alturas de oleaje de diferentes periodos de retorno. Utilizando esta información fue posible definir los rangos que pueden adoptar estos parámetros con distintos valores de probabilidad.
Análisis y modificación de las ecuaciones de equilibrio en planta aplicada a cuatro playas de las zonas del norte chico y central de Chile.
(Universidad de Valparaíso, 2012-06) Opazo Arriagada, Patricio Enrique; Quezada Labra, Matías
El estudio de playas en equilibrio en Chile Central, la forma en planta de éstas y el diseño artificial, pueden presentar algunos errores en sus estimaciones debido a que los cálculos para estos estudios, se desarrollan con ecuaciones que fueron validadas en otras costas donde las características hidrodinámicas y morfológicas difieren estructuralmente de las costas chilenas. Dadas estas diferencias, se ha llevado a cabo una investigación mediante un estudio de cuatro playas en equilibrio pertenecientes al litoral de las Zonas del Norte Chico y Central de Chile. Considerando características morfodinámicas e hidrodinámicas de cada una de las zonas de estudio, se ha propuesto una nueva ecuación que permite calcular la forma que adoptan estas playas en el largo plazo. Esta formulación puede ser una herramienta útil para ejecutar el diseño artificial de playas en equilibrio en algunos sectores del litoral central, donde las metodologías clásicas pueden presentar algunas diferencias. Se verificó la aplicabilidad de esta ecuación de equilibrio propuesta en otras zonas geográficas de Chile, particularmente, zonas norte y sur del país, de lo cual se obtuvieron buenos resultados que permiten atribuir el uso de esta formulación como alternativa a las ecuaciones clásicas de la literatura científica.
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, Patricio
Chile 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.

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