Obras y Proyectos

Evaluación de caudal de sobrepaso en una defensa costera mediante un modelo basado en las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds en el volumen (VARANS)

Rodrigo Campos-Caba, Patricio Winckler — Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

En este trabajo se expone el proceso de calibración del modelo numérico IH2VOF y un análisis de sensibilidad del caudal de sobrepaso en una defensa costera. Para efectuar estos trabajos, se replican los ensayos de un modelo físico a escala reducida de 1:50 en el rompeolas principal del puerto de Pòvoa de Varzim, Portugal (Neves et al., 2008). Los parámetros analizados en el proceso de calibración corresponden a la porosidad y los coeficientes de fricción lineal y no-lineal , que caracterizan a los medios porosos. Para ensayos con oleaje irregular y generación de oleaje de primer orden, que incorpora sólo la banda espectral asociada al oleaje como condición de borde, los parámetros de fricción no tienen una gran incidencia en el cálculo del sobrepaso, pues actúan sobre un volumen relativamente pequeño de defensa costera. La porosidad, en contraste, juega un rol no despreciable en los resultados. Una vez calibrados estos parámetros, se repiten los ensayos usando un forzamiento de segundo orden, que incorpora tanto la banda del oleaje como las ondas infragravitatorias asociadas a los grupos de olas. Los resultados muestran que la generación de primer orden sobrestima el caudal de sobrepaso, lo que se hace más evidente para condiciones de oleaje de mayor intensidad. Para el forzamiento de segundo orden, en contraste, se obtienen resultados cercanos a los reportados por Neves et al. (2008). Finalmente, se recomienda utilizar el forzamiento de segundo orden tanto en la modelación numérica como física del sobrepaso de oleaje para evitar el sobredimensionamiento injustificado de defensas costeras.

Sistema de simulación numérica para la costa de Chile central mediante el acoplamiento de modelos numéricos

Sergio Bahamóndez, Catalina Aguirre — Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

Con la modelación numérica es posible anticipar condiciones de oleaje desfavorables para la actividad portuaria. Mediante modelos numéricos acoplados es factible incluir una mayor cantidad de variables, parámetros, procesos e interacciones con el objetivo de mejorar la representación y precisión de lo que ocurre en la realidad. En este trabajo se presenta un sistema de simulación numérica para la costa de Chile central mediante el acoplamiento del modelo de oleaje Wavewatch III (WW3) con el modelo hidrodinámico Coastal and Regional Ocean Community (CROCO) y el modelo atmosférico Weather Research and Forecasting (WRF). El sistema de modelación considera un acoplamiento unidireccional desde las variables de WRF que utilizan como entrada CROCO y WW3, además de un acoplamiento bidireccional entre los modelos CROCO y WW3. Este último se desarrolla a través de la implementación del software acoplador Ocean Atmosphere Sea Ice Soil (OASIS-MCT3) y el uso de las herramientas de acoplamiento facilitadas por CROCO. Los resultados son contrastados con observaciones instrumentales de oleaje realizadas por el Centro Nacional de Datos Hidrográficos y Oceanográficos de Chile (CENDHOC) a través de estadígrafos como el sesgo, error cuadrático medio y correlación. Las simulaciones acopladas hidrodinámicamente presentan un mejor grado de ajuste a las mediciones en comparación con las sin acoplamiento. En este sentido, los estadígrafos revelan un menor sesgo para las alturas significativas y direcciones medias acopladas. Asimismo, se obtienen mayores valores en los coeficientes de correlación de la altura de oleaje con acoplamiento hidrodinámico.

Evaluación de sitio para la determinación de zona de vertimiento de sedimentos dragados mediante la aplicación del método Montecarlo

Felipe Galaz, Ariel González, Matías Quezada — Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

Entre algunas de las principales preocupaciones de los puertos se encuentra la generación y mantenimiento del calado de los sitios de atraque, los cuales requieren operaciones de dragado. El vertimiento del sedimento retirado no resulta ser una labor trivial, en relación a los efectos que pueda causar a la biota marina. Por esta razón, la localización del sitio de vertimiento requiere evitar los sectores más activos biológicamente. La elección del sitio óptimo en esta situación se convirtió en un análisis multivariable que se solucionó mediante el método Montecarlo, con el fin de obtener una respuesta más completa. En este estudio se ha propuesto un procedimiento de dragado que considera el retiro del sedimento mediante una excavadora y el traslado hacia el punto de vertimiento utilizando uno o dos gánguiles, dependiendo del caso analizado. La resolución de este problema se llevó a cabo en tres puertos localizados en la región de Valparaíso, Puerto de Ventanas, Puerto de Valparaíso y Puerto de San Antonio, que permitieron la evaluación de resultados bajo distintas características espaciales. Frente a los resultados encontrados se determinó que la aplicación de un gánguil adicional permite disminuir el riesgo en el procedimiento en una magnitud relevante. Por otro lado, a causa de la variabilidad espacial de la actividad biológica, fue más simple la selección del punto de vertimiento en ciertas locaciones, reduciendo la incertidumbre del procedimiento, como se estimó para el puerto de San Antonio.

Diseño por vida útil de infraestructura marítima en hormigón armado: enfoque holístico con experiencias de casos chilenos

Luis Ebensperger — Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

La consideración de la vida útil del hormigón armado en las distintas etapas del ciclo de vida de una estructura, como un elemento diferenciador al momento de proceder con el diseño por desempeño asociado a las condiciones de agresividad del ambiente en que ésta se ubique, ha generado nuevos desafíos constructivos. Junto al desarrollo de nuevas normativas que incluyen materiales innovadores de ingeniería, la incorporación de ensayos de desempeño y a procesos de modelamiento para la estimación del desarrollo del deterioro del hormigón en el tiempo, y a procesos constructivos que aseguren un adecuado Control de Calidad y Aseguramiento de la Calidad QAQC. Lo anterior ha llevado a obras de infraestructura que incluso podrían sobrepasar su período de uso manteniendo niveles de serviciabilidad por más de 100 años. Tal es el caso, por ejemplo, del proyecto del puente Chacao, actualmente en ejecución, en el sur de Chile. En este trabajo se revisan las distintas etapas de un proyecto considerando un enfoque holístico, concentrándose en aquellos aspectos que debieran considerarse inherentes a toda planificación, incluyendo complementariamente al proceso de diseño y constructivo, las etapas de control de los niveles de deterioro a través de diagnósticos con una frecuencia determinada, y monitoreos si fuera pertinente, para apoyar en todo momento la Gestión del Estado de Salud de la estructura. Se presentan algunos casos de diseño de casos reales efectuados con modelos creados para cada caso.

Puerto Lirquén y su descarbonización: Aplicando medidas de mitigación basado en la reconversión de equipamiento portuario a Hidrógeno verde

Marco Antonio Gallegos — Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

Reducir los gases de efecto invernadero está dentro de los compromisos contraídos por Chile en el Acuerdo de París (2015), por lo que la contaminación de los puertos es uno de los aspectos que resolver para cumplir este tratado internacional. El presente trabajo pretende integrar a la matriz energética de DP World Puerto Lirquén el Hidrógeno verde como combustible, considerando para esto: 1) sustituir las grúas horquillas que utilizan diésel por unidades con motorización eléctrica, alimentadas con pilas de Hidrógeno como combustible, 2) fomentar el uso de Hidrógeno verde en remolcadores que prestan servicios en DP World Puerto Lirquén, a través de reconversión de motores diésel a combustión dual, 3) asegurar suministro de Hidrógeno verde instalando una planta de electrólisis para abastecer equipos portuarios y 4) generar externalidades positivas en la población, las que se verían reflejadas en la educación y capacitación en conceptos de energías limpias y el significado de la reducción de gases de efecto invernadero. Para lo anterior, se desarrollan cuatro aspectos principales; análisis técnico, económico, ambiental y social, finalizando con una conclusión de los resultados de estos análisis y su viabilidad.

Estudio de modelos de avalancha usando esquemas de volúmenes finitos bien balanceados

Fernando Campos, Mauricio Sepúlveda, Rodrigo Abarca del Río, Dieter Issler — Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

Las avalanchas son desastres naturales con importantes consecuencias humanas y económicas en todo el mundo. Chile, un país montañoso, es particularmente susceptible a estos eventos. En este estudio, empleamos una técnica numérica basada en el sistema de ecuaciones diferenciales de Saint-Venant y el método de volúmenes finito bien balanceado con reconstrucción hidrostática para analizar el comportamiento de las avalanchas de nieve, teniendo en cuenta la topografía y la fricción descritas por la reología del modelo de Voellmy-Salm. La avalancha de Rigopiano en Italia sirve como caso de estudio para probar y validar nuestra estrategia, demostrando el potencial del modelo para simular eventos de avalanchas del mundo real. El modelo numérico se explica detalladamente y los resultados para el caso de avalancha real se presentan visualmente, mostrando una estrecha alineación con los datos de campo y las estimaciones de la literatura. En conclusión, destacamos los hallazgos clave, enfatizamos la importancia de seguir investigando en el modelado de avalanchas y sugerimos las posibles aplicaciones de estos modelos para la gestión del riesgo de avalanchas en regiones como Chile.

Sistema constructivo de una fundición de cobre del siglo XIX en Atacama, Chile

Amin Nazer, Osvaldo Pavez — Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

La minería ha ocupado un sitial importante en la economía chilena desde el siglo XIX y hasta nuestros días. Sin embargo, los oscilantes ciclos de bonanzas y de crisis económicas del sector minero, han dejado vestigios de edificaciones industriales de la minería y la metalurgia del cobre de características muy singulares. El objetivo de este artículo es describir la materialidad y origen del sistema constructivo utilizado en las ruinas de una ex fundición de cobre del siglo XIX ubicada en el puerto de Caldera, en el norte chileno. Los vestigios de las edificaciones, muestran que los cimientos y muros construidos con bloques de escoria de cobre fundida y moldeada in situ, fue una técnica constructiva traída por los constructores y metalurgistas ingleses que arribaron a los centros mineros de Atacama, replicando las técnicas utilizadas en obras inglesas, actividad que permitió valorizar los residuos metalúrgicos.

Calefacción distrital en Chile y avances en la investigación de interacción entre suelo y tuberías en redes de calefacción distrital

Felipe Villalobos, Ingo Weidlich, Ingo Wolf, Javier Fumeron — Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

El alto nivel de contaminación atmosférica en las ciudades del centro y sur de Chile debido en gran parte a la combustión de leña ocasiona graves daños a la salud de las personas, tala de bosque nativo, incendio de viviendas y deceso de personas. Una alternativa funcionando por más de 100 años en el hemisferio norte es la calefacción distrital. En Chile existen dos sistemas de calefacción distrital funcionando por varias décadas y en los últimos años pequeños proyectos lentamente en aumento. Se plantea promover la calefacción distrital para un mayor número de población, ya sea usando fuentes de energía industriales que son desperdiciadas o de energía renovable no contaminante. Luego, se enfoca el análisis a la red de tuberías de distribución subterránea en relación a su interacción con el suelo en términos mecánicos y térmicos. Estas tuberías son de acero, aisladas con espuma y protegidas con un encamisado plástico. Se presentan resultados de mediciones en un circuito de tuberías instrumentado conectado a una red de calefacción distrital en operación. Los desplazamientos axiales de las tuberías en condiciones estacionarías son posibles de estimar adecuadamente mediante las metodologías de cálculo disponibles. Sin embargo, condiciones estacionarias de cambios bruscos de temperatura y presión son difíciles de estimar.

Métodos estáticos equivalentes para el análisis dinámico de edificios altos bajo cargas de viento en Cuba

Mon, 19 Jun 2023 00:00:00 +0000

Los diseños actuales de edificios altos se caracterizan por un creciente aumento en la altura, una mayor esbeltez y el uso de materiales ligeros por lo que estas estructuras presentan gran susceptibilidad ante las acciones dinámicas de la carga de viento. El método factor de efecto de ráfaga (FER) se emplea en varias normas internacionales para la determinación de la respuesta dinámica de edificios altos bajo carga de viento, este método difiere de la metodología empleada por la norma de viento cubana vigente (NC285, 2003). En este trabajo se compara la norma cubana vigente NC285 (2003) con la propuesta de actualización según los parámetros del viento, el método estático equivalente utilizado, los valores del cortante en la base y los desplazamientos máximos considerando como objetos de estudio dos edificios de 100 y 152 m de altura. Además, se presenta un procedimiento de cálculo de las aceleraciones actuantes y los criterios de aceleraciones límites permisibles. Los resultados en los edificios objeto de estudio muestran que la aceleración máxima transversal rige el estado de servicio para los estudios de confort. Los valores de desplazamientos máximos son mayores para la nueva propuesta de la norma solo en la dirección de viento que proviene directamente del mar.