Portal Tesis UdeC
Permite el acceso a la producción científica y académica de la Universidad de Concepción, aumentando y garantizando la difusión, visibilidad, preservación y conservación de sus contenidos.
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Modelos shallow water para la propagación de tsunamis, el impacto sobre la vegetación costera y transporte de sedimento.
(Universidad de Concepción, 2026) Moya Abuhadba, Jorge Johnny; Bürger, Raimund
This thesis presents the development of advanced finite volume methods for the simulation of complex free-surface geophysical flows governed by shallow-water-type systems. Although the physical problems studied - tsunami propagation through coastal forests and sediment transport with bed evolution - belong to diferent environmental contexts, they share a common mathematical structure based on depth-averaged balance laws involving non-conservative products. The central objective of this research is to extend the classical Saint-Venant framework to include additional physical processes while preserving the well-balanced and conservative properties required for accurate and stable numerical simulation. The first part introduces a one-dimensional multilayer, non-hydrostatic model for tsunami propagation and its interaction with coastal vegetation. The formulation incorporates drag, inertia, and porosity efects of tree canopies in a vertically resolved manner, which enhances the representation of forest-induced attenuation. The governing equations are solved using a projection method for non-hydrostatic pressure coupled with polynomial-viscosity-matrix finite volume schemes. The resulting approach preserves the well-balanced property and remains robust under dry - wet transitions. The second part focuses on morphodynamic processes through a non-hydrostatic Saint- Venant - Exner-type model that couples hydrodynamics with sediment transport, erosion, and deposition. The formulation includes density variations, gravitational efects, and sediment exchange in non-equilibrium between the fluid and bed layers. Novel well-balanced finite volume schemes, the first is a physically motivated correction of the numerical difusion term for the Rusanov and Harten-Lax-van Leer (HLL), the second one is a new polynomial-viscosity-matrixbased (PVM) scheme, denoted "PVM-2I", that modi es the numerical approximation of the bed evolution equation according to its related characteristic speed. These schemes are developed to capture steady states accurately and prevent spurious erosion in numerical simulations. The third part extends the multilayer non-hydrostatic framework to two-dimensional tsunami modeling. The model describes vertical exchanges, inter-layer viscosity, and vegetation drag in a fully coupled system. The numerical implementation combines path-conservative finite volume methods with semi-implicit treatments of the gravitational source terms, which improve computational eficiency while maintaining stability. Together, these contributions provide a unified computational framework for multilayer, multiphase, non-hydrostatic shallow-water systems. The models developed in this work are physically consistent, numerically stable, and computationally efficient, offering new tools for the study of hydrodynamic and morphodynamic processes in coastal and riverine environments, with applications in environmental engineering and natural hazard mitigation.
Herramienta integrada para el modelado de corrosión, estimación de vida útil estructural y costos de mantenimiento.
(Universidad de Concepción, 2025) Sepúlveda Cerda, Luciano Patricio; Silva Muñoz, Rodrigo Antonio
La corrosión atmosférica en estructuras metálicas constituye un problema crítico en la ingeniería civil, dado su impacto en la vida útil, la seguridad estructural y los costos de mantenimiento. La motivación de esta memoria surge de la necesidad de contar con herramientas que integren criterios normativos, análisis estructural y proyecciones económicas, permitiendo decisiones de conservación más eficientes.
El objetivo principal fue desarrollar y validar una herramienta computacional que simula la progresión de la corrosión en perfiles de acero, ajusta automáticamente sus dimensiones en modelos de SAP2000 y vincula los resultados con un análisis de costos de mantenimiento. La metodología combinó la programación en Python con la API de SAP2000, integrando normas internacionales de corrosión (serie ISO 9223–9226) para estimar pérdidas de espesor, y criterios estructurales para calcular factores de utilización (FU). Adicionalmente, se implementó un modelo paramétrico de costos que permite comparar escenarios de intervención general y localizada, evaluando el efecto de variar recursos como número de cuadrillas, métodos de aplicación y equipos auxiliares.
Los resultados muestran que la herramienta permite identificar perfiles críticos, evidenciar redistribuciones de esfuerzos en miembros no corroídos, estimar de manera preliminar la vida útil remanente y asociar dichos parámetros con costos directos e indirectos de mantenimiento. Entre las conclusiones, se destaca que la estrategia de intervención óptima depende del balance entre extensión del área tratada, recursos disponibles y nivel de riesgo aceptado. La herramienta constituye un aporte práctico para la gestión de activos metálicos, entregando un marco reproducible, trazable y adaptable a distintas condiciones de exposición y operación.
A Banach space mixed formulation for the unsteady Brinkman problem with spatially varying porosity.
(Universidad de Concepción, 2025) Bustos Barría, Alonso Javier; Caucao Paillán, Sergio Andrés
In this thesis, we propose and analyze a new mixed formulation for the Brinkman equations with spatially varying porosity, modeling the time-dependent flow of an incompressible fluid through heterogeneous porous media. The formulation is developed within a Banach space framework and introduces the stress and vorticity tensors as additional unknowns. This approach eliminates the pressure, which can be recovered via post-processing, yielding a stressvelocity- vorticity system. The well-posedness of the continuous problem is proved under an appropriate small-porosity assumption, by employing monotone operator techniques together with recent advances on the solvability of perturbed saddle-point problems in Banach spaces. At the discrete level, we first introduce a semidiscrete continuous-in-time scheme employing finite element spaces stable for elasticity, such as the PEERS and Arnold–Falk–Winther elements. We prove the well-posedness of this scheme and derive the corresponding a priori error estimates. Subsequently, a fully discrete method is obtained by applying the backward Euler scheme for the time discretization, for which we also establish well-posedness and derive optimal convergence rates with respect to the spatial and temporal discretization parameters. Under this setting, momentum is conserved provided that the porosity and the permeability tensor are piecewise constant, and that the external force is a piecewise polynomial function. Finally, several two- and three-dimensional numerical experiments, involving both manufactured and non-manufactured solutions, are presented, which confirm the theoretical convergence rates and highlight the capability of the proposed method to handle challenging geometries featuring strong contrasts in physical parameters such as permeability and porosity.
Diseño de edificios de mediana altura tipo plataforma en acero conformado en frío con paneles estructurales de madera.
(Universidad de Concepción, 2025) Rey Aguilar, Antonia Paz; Silva Muñoz, Rodrigo Antonio
El sistema constructivo basado en perfiles de acero galvanizado conformado en frío ha adquirido relevancia en Chile debido a su bajo peso, rapidez de montaje y competitividad frente a sistemas tradicionales. Su creciente aplicación plantea la necesidad de contar con procedimientos de diseño claros que garanticen una respuesta estructural seguro frente a cargas gravitacionales, de viento y, especialmente sísmicas. En este contexto, se estableció como objetivo general la definición de criterios de diseño que permitan evaluar la resistencia y deformaciones de muros y sistemas de piso, asegurando así la estabilidad global de edificaciones de mediana altura tipo plataforma conformados en dicho sistema constructivo.
Se consideró el estudio de la resistencia de los elementos estructurales del sistema, enfocándose en el aporte de los muros de corte con placas OSB y el comportamiento de los diafragmas de piso frente a cargas laterales. A partir de los parámetros normativos nacionales e internacionales, se establecieron procedimientos de verificación que incluyen la estimación de cargas gravitacionales, de viento y sísmicas, junto con el análisis de resistencia, deflexiones y la evaluación de conexiones.
Los resultados evidenciaron que la acción sísmica es la condición de diseño más crítica. Los muros de corte con placas OSB presentaron una resistencia adecuada de resistencia lateral. En cuanto al sistema de piso, los diafragmas cumplieron de manera satisfactoria la función de transferencia de esfuerzos hacia los muros, aunque es necesario controlar las deflexiones de los diafragmas para asegurar que los distintos niveles de la edificación actúen de manera compatible, garantizando una adecuada transferencia de cargas.
Los criterios y verificaciones desarrollados permitieron constatar que las edificaciones en acero conformado en frío pueden alcanzar resistencias y rigideces que cumplen con las exigencias vigentes en Chile. La correcta integración entre muros de corte, diafragmas y conexiones se presenta como clave para consolidar este sistema como una alternativa eficiente y segura dentro del ámbito de la construcción nacional.
Escritura en acción: El aprendizaje basado en proyectos como herramienta para motivar la escritura en estudiantes de quinto año básico.
(Universidad de Concepción, 2025) Hernánez Concha, danixa Andrea ; Yáñez Torreblanca, Paula Marcela; Espinoza Navarrete, Cristhian Bernardo
Este proyecto tiene como objetivo proponer la elaboración de una revista digital, siguiendo el modelo del Aprendizaje Basado en Proyectos, para motivar la escritura de estudiantes de quinto año básico en un establecimiento educacional urbano con dependencia municipal. El ABP se propone como una metodología innovadora que promueve el aprendizaje activo, la autonomía, el pensamiento crítico y la colaboración entre pares. La propuesta incluye un enfoque cualitativo, centrado en un curso específico. Se espera que la creación de una revista digital como producto final motive a los estudiantes, desarrollando su autoestima académica y reconociendo la escritura como una herramienta significativa para la expresión personal. El proyecto ha sido diseñado para que pueda ser implementado por otros profesionales de la educación, proporcionando un modelo práctico y adaptable.