La experimentación es el corazón de las actividades de investigación en nuestra escuela. Actualmente tenemos un flujo de estudiantes de 4 a 6 alumnos x año que realizan sus memorias de pregrado en diferentes temáticas de la mecánica de fluidos y la ingeniería hidráulica en el Laboratorio de Ingeniería Civil (LEIC). Nuestros alumnos realizan un encomiable trabajo, muchas veces con muy pocos recursos económicos, pero con gran creatividad y tienen la responsabilidad de sacar adelante las tareas de investigación que se traducen en publicaciones y memorias escritas y material audiovisual que usamos permanentemente para difundir la belleza de esta área.
En esta tesis estamos estudiando la dinámica de penetración de un objeto rígido en un medio granular denso. La particularidad de estas mediciones es que pasamos desde un estado seco a uno muy húmedo, midiendo la resistencia neta que se ejerce sobre la estructura o indentador para distintas amplitudes de penetración y tipos de suelo.
En esta tesis se realizarán mediciones del campo de velocidad que se genera alrededor de un objeto tridimensional usando un vectrino de laboratorio. El objeto se coloca en el fondo de un canal rectangular y se medirán estas velocidades para distintas condiciones de caudal y altura de flujo.
En este trabajo se está estudiando la dinámica de sedimentación de un disco de aluminio muy liviano, que cae gravitacionalmente por un fluido viscoplástico. El medio está formado por mezclas de CMC y agua a distintas concentraciones, lo que nos conduce a medios de distinta viscosidad y eventualmente, tensión de fluencia. En estas mediciones se realizarán mediciones sistemáticas de la velocidad de caída usando técnicas de análisis de videos.
En esta tesis se realizó un montaje experimental para el estudio de la dinámica de colapsos granulares axisimétricos. Usando un sistema formado por un pistón neumático, se levanta un tubo cilindrico que contiene un material granular denso y seco en su interior. Como resultado se obtiene un depósito granular cuyas características dependen fuertemente de las propiedades de los granos que conforman la columna. En este trabajo se midieron en particular las propiedades de estos colapsos en medios bidispersos, pero midiendo además la dinámica de evolución de cada depósito usandon una cámara de alta velocidad colocada frontalmente al flujo.
En esta tesis se realizaron mejoras al montaje experimental usado en la tesis de Peña y Cárcamo, mejorando la instrumentación electrónica usada para la medición de fuerza, como también el sistema de medición de depósitos. En esta tesis se condujeron mediciones de esfuerzos de impacto usando medios granulares bidisperso, variando en particular la concentración de material fino en el medio granular obteniendo resultados muy auspiciosos.
En esta tesis se realizó un montaje experimental, instrumentado electónicamente para medir la fuerza que genera el impacto de una avalancha granular sobre un muro de retención ubicado aguas abajo de un canal inclinado de sección rectangular. Se midió la distribución de fuerzas en distintos puntos a lo largo del muro para mezclas de tipo bidisperso.
Javier se encuentra actualmente midiendo escurrimientos a superficie libre que ocurren sobre un canal hidraulico de seccion rectangular, cuyo lecho se encuentra formado por macro-rugosidades de caracter cilindrico. Uno de los objetivos principales será medir la deformacion que ocurre en la superficie libre y las ondas que allí se generan en funcion de distintas condiciones hidrodinamicas y distintos tamaños de obstáculos.
En esta tesis se extendió el trabajo ya iniciado por la alumna M.P. Urrea el año 2019, donde estudiamos la distribución de presiones que se genera en el fondo de un lecho granular debido al impacto de una carga superficial. En esta tesis se exploraron las características de estas distribuciones para distintos tipos de suelo granular, explorando así la influencia del tamaño y textura de las partículas en esta dinámica.
En esta tesis se abordó por vez primera la determinacion de la dimension fractal de redes de tráfico vial de diferentes ciudades en Chile. Este trabajo tuvo por objeto demostrar que a partir del cálculo de un índice tan sencillo como la dimensión fractal es posible dar cuenta acerca de las asimetrías que existen a lo largo del territorio continental, sobre el desarrollo urbano y con ello el nivel de progreso de las grandes urbes de nuestro país.
En esta tesis se implementó un código en Matlab para estudiar la dinámica de escurrimientos fluviales bifurcados formados por un lecho de granulometría extendida. Los pocos códigos en la materia se han centrado en estudiar esta dinámica usando lechos monodispersos, lo que motivó extender el uso de estos modelos al caso bidisperso lo cual, al mismo tiempo, requiere introducir un cambio en la estimación del gasto solido de fondo y en suspensión. Bajo este enfoque, es esperable que la condición de inestabilidad también se modifique.
En esta tesis se desarrolló un código computacional para simular la generación y evolución de una red de drenaje fluvial en 2 dimensiones. Este código corresponde a la solución numérica bidimensional, usando el método de diferencias finitas, de una variante de la famosa ecuación de Kardar-Parisi-Zangh (KPZ).
Felipe se encuentra simulando el flujo turbulento alrededor de obstáculos de diferentes geometrías usando la herramienta OPENFOAM. Se estudiará la estructura de las líneas de corriente y la separación de las mismas tras el obstáculo para distintas condiciones de turbulencia.
En esta tesis se realizó un estudio numérico sobre la dinámica de un flujo turbulento sobre un tren de obstáculos de geometría cilíndrica ubicadas a lo largo de un canal horizontal, usando por primera vez la herramienta de cómputo OPENFOAM.
En esta tesis se realizó por primera vez un estudio sistemático de medición de la dimensión fractal de meandros en varios ríos de importancia y gran extensión en distintas regiones de Chile. Este proceso implicó el uso de herramientas de tratamiento de imágenes y de técnicas de calculo de la dimension fractal usando el programa de uso libre conocido como Fractalyse.
En este trabajo se realizó un montaje experimental para estudiar la dinámica de colapsos granulares axisimétricos usando mezclas granulares densas y secas. Estas mezclas fueron bien especiales, pues estaban formadas por tres capas granulares, generando así un medio tridisperso. Lo interesante de este experimento es que se midieron las propiedades morfológicas del depósito y los parámetros que caracterizan las relaciones de escorrentía.
En esta tesis los alumnos realizaron por primera vez un montaje experimental para medir las características de un flujo turbulento sobre un tren de obstáculos cilíndricos colocados a lo largo de un canal horizontal. Se realizaron mediciones del eje hidráulico y de las deformaciones de la superficie libre usando sensores de ultrasonido a lo largo del canal.
En 2 tesis consecutivas se hicieron mediciones morfométricas de lagos chilenos de norte a sur, apoyándose en fotos satelitales y realizando posteriormente un estudio estadístico sobre los datos recopilados. Se midieron desde lagos pequeños a grandes usando algoritmos de Matlab y apoyándonos en el tratamiento de fotos satelitales. Este trabajo fue iniciado el 2018 por la ingeniera (PUCV) Lorena Gonzalez quien trabajó en este tema a título personal.
En esta tesis se realizó una caracterización morfométrica de grandes cuencas chilenas, midiendo propiedades como área, perímetro y posteriormente, la dimensión fractal de las redes de drenaje que se pueden extraer de estas cuencas. Para la medición de esta dimensión se hizo uso del software Fractalyse y el software QGIS para el análisis geográfico.
Esta fue la primera tesis de pregrado que condujimos en el área hidráulica del LEIC y fue realizada con el objeto de medir la distribución de presiones debido a la fuerza superficial que genera el impacto de una esfera en el fondo de un recipiente que contiene el lecho granular bajo distintas condiciones iniciales. En esta tesis se hizo el diseño de la instalación experimental y del sistema de registro de presiones.
Instituto de Física (PUCV)
Instituto de Geografía y Ciencias del Mar (PUCV)
Escuela de Ingeniería Civil (PUCV)
Departamento de Ingeniería Civil & AMTC (UCH)