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
Detección de daño en pala de turbina eólica mediante análisis de parámetros modales.
(Universidad de Concepción, 2025) Ortiz Cea, Rodrigo Alexis; Canales Cárdenas, Cristian Alexis; Molina Vicuña, Cristián Javier; Dufeu Delarze, Emilio Enrique
La industria del procesamiento de minerales enfrenta actualmente dos desafíos críticos: la disminución progresiva de las leyes de mineral y la creciente escasez de agua fresca. Este último ha sido abordado mediante un aumento en la recirculación de agua de proceso, lo que conlleva una disminución en su calidad debido a la acumulación de especies indeseadas, como floculantes residuales de tipo poliacrilamida (PAM). La presencia de estos reactivos puede afectar negativamente la flotabilidad de minerales valiosos como los sulfuros de cobre y alterar sus interacciones con minerales de ganga como la caolinita.
Detección de daño en pala de turbina eólica mediante análisis de parámetros modales. La industria eólica enfrenta el desafío crítico de optimizar los costos de operación y mantenimiento, especialmente en componentes expuestos a condiciones extremas como las palas de los aerogeneradores. Este trabajo desarrolla y valida una metodología de detección de daño estructural en una pala de turbina eólica de baja potencia (900 mm) mediante un enfoque híbrido que integra el Análisis Modal Experimental (EMA), simulaciones por el Método de Elementos Finitos (FEM) y Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). La metodología comenzó con la digitalización geométrica de la pala mediante escaneo 3D y la calibración de sus propiedades materiales a través de ensayos estáticos y dinámicos. Posteriormente, se desarrolló un modelo numérico en ANSYS para simular las condiciones aerodinámicas mediante CFD, identificando las zonas de máximo esfuerzo donde se introdujeron grietas controla das de magnitud variable. Los resultados demostraron que la presencia de daño induce una degradación medible en la rigidez global, manifestada en la disminución de las frecuencias naturales y alteraciones en la Función de Respuesta en Frecuencia (FRF), específicamente cambios de fase entre el segundo y tercer modo. Se determinó que los modos de mayor orden (destacando los modos 3 y 6) actúan como indicadores de sensibilidad, registrando variaciones máximas cercanas al 2.6%. Finalmente, mediante la aplicación del Índice de Diferencia de Forma Modal (MSDI), se logró localizar con precisión espacial el defecto, estableciendo un umbral de detectabilidad confiable para grietas superiores al 15% de la longitud de la cuerda.
Vulnerabilidad ante inundación por tsunami en la comuna de Coronel. Región del Biobío.
(Universidad de Concepción, 2025) Seals Sáez, Dylan Andrés; Jaque Castillo, Edilia del Carmen
Chile es uno de los países más sísmicos del mundo (Leyton et al., 2010), debido a su particular ubicación en el margen convergente entre las placas de Nazca y Sudamericana, lo que genera terremotos y tsunamis como procesos recurrentes de alto interés para la gestión del riesgo de desastres. Un ejemplo de ello fue el terremoto del 27 de febrero de 2010, que provocó severos daños en el borde costero de la Región del Biobío. Según datos del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, se registraron 106.587 viviendas con algún grado de daño, lo que representó el 48,4 % del total nacional. En la comuna de Coronel, los impactos se concentraron principalmente en la infraestructura portuaria; González (2015) reporta daños en ocho muelles de la bahía, incluyendo el sector del puerto y el muelle pesquero de Caleta Lo Rojas. No obstante, debido a la dirección y altura aproximada de 2 metros de las olas, el tsunami no amplificó significativamente los daños generados por el sismo.
Considerando este antecedente y la permanente exposición costera de la comuna, el presente estudio evaluó la vulnerabilidad de Coronel frente a un escenario potencial de tsunami de mayor magnitud, utilizando el método de indicadores propuesto por Vera y Albarracín (2017) y las zonas de amenaza definidas por el SHOA. Los resultados evidencian que el 31 % de la superficie de los distritos censales analizados se encuentra bajo amenaza de inundación, afectando de manera significativa a la infraestructura crítica, los sistemas productivos, los ecosistemas y la población. Destaca especialmente la alta vulnerabilidad por exposición de la infraestructura crítica (3,2) y de los sistemas de producción (3,4), así como la alta vulnerabilidad por fragilidad socioeconómica (3,4) y fragilidad física (3,7), asociada principalmente a la materialidad de las viviendas y a condiciones sociales estructurales.
En cuanto a la capacidad de adaptación y respuesta, la evaluación de la gobernanza local y de los instrumentos de planificación territorial mostró un nivel medio de implementación, con brechas relevantes en la integración efectiva de la gestión del riesgo en el PLADECO y en la ausencia de un Plan Comunal de Gestión del Riesgo de Desastres plenamente operativo. En conjunto, la integración de los componentes de exposición, fragilidad y capacidad de adaptación permitió determinar que la vulnerabilidad global de la comuna de Coronel frente a un tsunami es alta (3,3).
Estos resultados evidencian la urgente necesidad de fortalecer la incorporación de la gestión del riesgo en los instrumentos de planificación territorial, en la infraestructura crítica y en la planificación del desarrollo comunal, así como de avanzar en estudios de mayor resolución espacial que permitan identificar con precisión los focos críticos de vulnerabilidad. En este sentido, la información generada constituye un aporte relevante para la toma de decisiones en ordenamiento territorial, reducción del riesgo de desastres y aumento de la resiliencia costera en la comuna de Coronel.
Evaluando el efecto de la temperatura sobre el desempeño y respuestas fisiológicas de estadios larvales de centolla de Magallanes (Lithodes santolla) ante escenarios de calentamiento global.
(Universidad de Concepción, 2025) Gonzalo Córdova, Clemente Simón; Paschke, Kurt
El objetivo de este trabajo fue entender cómo afecta el aumento de la temperatura al metabolismo y tolerancia térmica en larvas de Lithodes santolla, un crustáceo subantártico clave para los ecosistemas marinos de Magallanes. Se planteó que la temperatura afecta diferencialmente el metabolismo según el estadio larval, con especial énfasis en las etapas Zoea III y Megalopa. Se realizaron experimentos en condiciones controladas, exponiendo larvas Zoea III y Megalopa a siete temperaturas entre 2 y 14 °C, evaluando la supervivencia, tolerancia térmica (CTMin y CTMax), metabolismo rutinario (VO2 y QO2), y sensibilidad térmica mediante el modelo de Arrhenius (Ea). Los resultados mostraron una clara relación positiva entre temperatura y tasa metabólica en ambos estadios, con VO2 y QO2 aumentando progresivamente con la temperatura. Zoea III presentó mayores valores de QO2, mientras que Megalopa alcanzó una Ea más elevada (2.04 kJ/mol), indicando mayor sensibilidad térmica y posible vulnerabilidad fisiológica. A nivel de tolerancia térmica, ambos estadios respondieron a la aclimatación, pero Megalopa presentó un CTMax máximo a temperaturas intermedias (6 °C), sugiriendo un rango optimo limitado. La supervivencia mostró un patrón en forma de domo: alta persistencia a 6–10 °C y caídas abruptas en temperaturas extremas. Los resultados reflejan que L. santolla presenta una sensibilidad térmica marcada durante su desarrollo larval, con un rendimiento óptimo a temperaturas intermedias (6-10 °C). Las diferencias ontogénicas destacan la necesidad de considerar las etapas de desarrollo en estudios sobre el impacto del calentamiento global en especies australes y sus ecosistemas.
Modelación de paneles fotovoltaicos bifaciales.
(Universidad de Concepción, 2025) Valenzuela Pereira, Gabriel Ignacio; Peña Guiñez, Rubén Sigifredo
En el presente trabajo se desarrolla un modelo de un panel fotovoltaico bifacial, empleándose un enfoque el cual considera aspectos ópticos y geométricos para el modelo de la irradiancia incidente, y, por otra parte, un enfoque eléctrico con un modelo a partir de un circuito equivalente, todo esto con el fin de analizar su comportamiento bajo distintas condiciones de operación.
El modelo de irradiancia permite estimar la irradiancia directa, difusa y reflejada de ambas caras dependiendo del ángulo, altura, azimuth y albedo del suelo en el cual es instalado el módulo bPV, mientras que el modelo del circuito equivalente permite observar los efectos de las pérdidas mediante resistencias serie y shunt, además del aumento de la irradiancia incidente y la temperatura de operación.
Se realizan tres simulaciones. El primero consiste en observar el desempeño del módulo bifacial a lo largo del día con distintos niveles de inclinación, en donde se observa que la irradiancia es mayor siempre y cuando la inclinación del módulo permita que el ángulo incidente de radiación solar sea perpendicular. Por otra parte, se realizan simulaciones para comprobar el efecto de la altura y el albedo sobre la irradiancia, en los cuales se observa que a medida que se aumenta la altura la irradiancia es mayor. Finalmente, se realizan simulaciones para observar el desempeño del bPV bajo variadas condiciones de irradiancia y temperatura, donde se observa que, al aumentar la temperatura, el desempeño del módulo bifacial disminuye.
Complementando las simulaciones, se realizan pruebas experimentales haciendo uso de un panel bifacial Bisun 280 Clear instalado sobre pasto, cemento y cuarzo blanco, las cuales poseen distintos niveles de albedo. Se realizan mediciones de las irradiancias frontales y traseras, así como las corrientes de cortocircuito y voltaje de circuito abierto, con el fin de observar el efecto que tiene el albedo sobre el rendimiento del módulo bifacial.
Análisis de firma de corriente para la detección de fallas de rotor en motores de inducción de baja potencia.
(Universidad de Concepción, 2025) Fonseca Yáñez, Gonzalo Ignacio; Tapia Ladino, Juan Antonio
Esta Memoria de Título presenta el desarrollo, implementación y validación de un algoritmo basado en la técnica de Motor Current Signature Analysis (MCSA) para el diagnóstico de fallas de rotor en máquinas de inducción de jaula de ardilla de baja potencia. Se realiza una identificación detallada de las frecuencias características asociadas a defectos como rotura de barras y fallas en rodamientos, las cuales se reflejan en componentes específicas del espectro de corriente de estator. El algoritmo propuesto emplea herramientas de procesamiento digital de señales, como la transformada rápida de Fourier (FFT) y filtrado mediante ventana de Hanning, para extraer y evaluar estas componentes, clasificando el estado del rotor según una tabla de diagnóstico basada en amplitud espectral.
El estudio contempla una validación cruzada entre simulaciones numéricas mediante el método de elementos finitos (FEM) y resultados experimentales obtenidos en el Laboratorio de Ensayo de Máquinas Eléctricas (LEME), analizando múltiples configuraciones de falla y condiciones operacionales. Se destacan casos de alimentación directa desde la red (DOL), alimentación mediante variador de frecuencia (VDF), tanto operación a voltaje reducido en vacío como con carga controlada. Uno de los principales aportes es demostrar que, bajo ciertas condiciones de deslizamiento, es posible diagnosticar fallas de rotor con precisión incluso a voltajes reducidos, sin necesidad de aplicar plena carga al motor.
Los resultados obtenidos evidencian la efectividad del algoritmo propuesto para diagnosticar roturas de barras con distintos niveles de severidad, así como su robustez frente a perturbaciones armónicas introducidas por inversores. Además, se explora el uso complementario de MCSA para la detección de fallas en rodamientos, observando una correlación parcial con mediciones de vibraciones. El trabajo concluye con una discusión sobre los desafíos y potenciales mejoras de la técnica, así como líneas futuras de investigación.