3.01 Tesis doctorado

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Browsing 3.01 Tesis doctorado by browse.metadata.categoriaods "13 Acción por el clima"

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    Effect of the heat transfer on supercritical CO2 extraction of solid substrates: Modeling and quantification of the impact at industrial level
    (2024) Toledo Cayuleo, Felipe Rodrigo; Valle Lladser, José Manuel del; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La modelación y simulación de la extracción de sustratos sólidos con CO2 supercrítico es una herramienta útil para optimizar extracciones, escalar resultados y diseñar plantas industriales. Sin embargo, los modelos de transferencia de masa para este proceso incluyen suposiciones que pueden ajustarse en extracciones de laboratorio, pero que es difícil controlar a grandes escalas. El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de relajar la suposición de temperatura constante durante el proceso y cuantificar su impacto en extracciones en plantas industriales. Esta tesis presenta un programa de simulación de plantas con múltiples extractores y un modelo de transferencia de masa y calor que estima perfiles de temperaturas durante las etapas de despresurización, presurización y extracción, los cuales son considerados en el cálculo de las curvas de rendimiento de extracción. El simulador de plantas industriales mostró la importancia del número de extractores y el tiempo de ciclo para evaluar la productividad de estas plantas. Un modelo unidimensional para la transferencia de calor en estado estacionario fue ajustado con datos de extracciones (en un extractor de 1 litro) con gradientes de temperaturas impuestos (a 48 MPa, con CO2 a 40 °C con la pared del extractor a 60 °C y viceversa). Al aplicar los perfiles de temperatura calculados en el modelo de transferencia de masa, las curvas de extracción simuladas coinciden con los datos experimentales de la extracción con gradientes impuestos. El modelo de transferencia de calor fue expandido para considerar un sistema transiente y variaciones axiales y radiales de temperatura, junto con las etapas de despresurización y presurización. Una nueva correlación para estimar la transferencia de calor por convección pared-fluido fue ajustada con datos experimentales de despresurización, y su uso fue validado en el modelo por medio de la simulación y comparación con datos experimentales de las etapas de presurización y extracción. Finalmente, este modelo general de transferencia de calor y masa fue aplicado en la simulación de una planta industrial con dos extractores (volumen de 1 m3) para evaluar el efecto de los gradientes de temperatura formados durante las etapas de reacondicionamiento en las curvas de extracción. Para una extracción a 48 MPa, con el CO2 y el fluido de servicio en contacto con la cara externa del extractor a 60 °C, las diferencias entre el caso no isotérmico y el isotérmico no superan un 9%, incluso variando velocidad superficial del CO2 y el tamaño de partícula. Estas diferencias aumentan significativamente hasta un 36% cuando las condiciones del proceso aumentan a 70 MPa y 80 °C, cuando el tiempo de extracción es de 10 minutos.
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    Toward resilient and sustainable communities: performance evaluation of light frame timber residential structures subjected to seismic and hurricane hazards
    (2024) Valdivieso Cascante, Diego Nicolas; Abbie B., Liel; Guindos Bretones, Pablo; López-García, González Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería ; University of Colorado Boulder
    Esta tesis ofrece un análisis profundo sobre el comportamiento estructural y la modelización de estructuras de entramado ligero de madera. Destaca la importancia de un modelado en 3D que refleje con precisión el comportamiento real, frente a las aproximaciones simplificadas en 2D comúnmente usadas en el ámbito profesional. El objetivo principal de esta tesis es profundizar en el entendimiento de las respuestas estructurales ante riesgos sísmicos y huracanados en Chile y Puerto Rico, respectivamente. Esta mayor comprensión podría potenciar la resiliencia de las comunidades en estas zonas ambientalmente sensibles, haciendo al mismo tiempo que la construcción con madera sea más competitiva y factible como opción sostenible en el tiempo. Centrándose en la sostenibilidad, este estudio subraya el importante papel de la madera en la disminución del déficit habitacional y en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial. Basada en desempeño para evaluar los riesgos relacionados con los vientos huracanados. También se consideran los posibles impactos del cambio climático en la frecuencia e intensidad de los huracanes en la isla. Esta tesis integra varios aspectos del comportamiento de los edificios de madera bajo cargas sísmicas y de vientos huracanados, desafiando los enfoques de diseño convencionales y abogando por prácticas sostenibles y socialmente responsables. Las conclusiones y recomendaciones establecen un camino para el desarrollo de prácticas de construcción robustas, eficientes y sostenibles en áreas propensas a amenazas naturales. Se espera que investigaciones futuras expandan sobre los efectos de sistema y los efectos de las capas no estructurales para desarrollar la información necesaria para que los profesionales y académicos consideren tales efectos en el análisis de estructuras de madera. Las investigaciones futuras también deberían centrarse en desarrollar modelos integrales de cambio climático para la evaluación del riesgo ante múltiples amenazas, promoviendo así la resiliencia en comunidades vulnerables a nivel global
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    Understanding groundwater dynamics in a chanching climate: numerical modeling and remote sensing insights from the Salar del Huasco Basin
    (2023) Blin Lizasoain, Nicole; Suárez Poch, Francisco Ignacio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El agua subterránea es la mayor fuente de agua dulce a nivel global. En regiones áridas, donde el agua superficial es limitada, el agua subterránea es la principal fuente de agua. El continuo avance del cambio climático y el crecimiento acelerado de la población generarán un aumento en la demanda de dicho recurso. Por lo tanto, es esencial comprender cómo podrían verse afectados los sistemas de agua subterránea y así gestionar sustentablemente los recursos hídricos y preservar ecosistemas. Motivada por dichas proyecciones, esta investigación se enfoca en el estudio de la cuenca del Salar del Huasco en el árido Altiplano chileno, mediante la simulación del agua subterránea bajo diferentes escenarios de cambio climático. La primera parte de la investigación examina la respuesta del acuífero del Salar del Huasco ante escenarios extremos de cambio climático. Los resultados indican que el acuífero se adapta a diversas condiciones externas mediante la regulación de sus descargas, con la evaporación como el principal mecanismo de descarga que mantiene estable el nivel freático alrededor de los humedales. La segunda parte evalúa la aplicabilidad de productos satelitales en la modelación del agua subterránea en áreas con monitoreo limitado. La integración de EEFlux en el modelo mejoró la representación espaciotemporal del nivel freático y la calibración de parámetros específicos, confirmando el potencial de estos productos en la modelación del agua subterránea. Finalmente, se explora el papel del agua subterránea en la mitigación de los efectos del cambio climático en ecosistemas dependientes, con enfoque en los humedales del Salar del Huasco. A pesar de los cambios climáticos proyectados, los humedales se mostraron resistentes a cambios debido a la influencia del agua subterránea. Esto sugiere que el agua subterránea podría amortiguar parte de los impactos del cambio climático en ecosistemas dependientes en regiones áridas.