Por Comunicaciones EIC

El académico EIC, Francisco Martínez, abrió una convocatoria para quienes se encuentren interesados en participar en el desarrollo de 3 temas de Memoria. A continuación, te presentamos las propuestas. Recuerda que tienes hasta fines de julio para postular. 

Impactos gravitacionales en un lecho granular bidisperso

En cuanto a la motivación de este tema, este se ve ligado a cómo los impactos granulares corresponden a un fenómeno de profundas implicancias en la mecánica de suelos y la geología. Esto, es un problema que se ha estudiado extensamente en lechos monodispersos (i.e. granos de tamaño uniforme), en contraposición al caso polidisperso (i.e. lechos formados por granos de distintos tamaños) que se encuentra pobremente explorado.

En este sentido, el presente trabajo busca explorar los efectos de polidispersión en los tamaños de granos sobre la profundidad de penetración de una esfera rígida que impacta gravitacionalmente un lecho granular, bajo distintas condiciones.

El objetivo de esta memoria es que se pueda medir la distancia de penetración y la forma del cráter asociado al impacto de una esfera rígida y pesada sobre un lecho granular bidisperso, en función de la energía del intruso, su tamaño y el tamaño del recipiente que contiene los granos. Estos experimentos serán realizados con granos de origen natural (e.g. arenas) y artificiales (e.g.esferas).

El alumno/a deberá realizar un depurado y posterior análisis de la base de datos experimentales obtenida. Casi la totalidad de los materiales de experimentación necesarios se encuentran ya instalados en el laboratorio. 

Esta propuesta de memoria está ideada para estudiantes de ingeniería y/o ciencias con un genuino interés en desarrollarse en el área experimental y pasión por contribuir a la investigación en la EIC. Asimismo, las áreas de aplicación relacionadas son mecánica de suelos, medios granulares y geología de impactos.

Colapso de una columna granular polidispersa

El colapso de columnas granulares es un fenómeno que tiene implicancias directas en el contexto de los fenómenos de remoción en masa, tales como avalanchas de rocas y deslizamientos gravitacionales. Una manera de acceder a la dinámica de estos procesos es a través de modelos físicos a escala reducida, siendo posible estudiar las características del flujo granular generado post-colapso hasta el eventual depósito de los granos.

El objetivo principal de la memoria es estudiar experimentalmente la movilidad de un flujo granular axisimétrico generado por el colapso de una columna bidispersa (es decir formado por dos tamaños de granos diferentes), en estado seco e inicialmente contenidos en un tubo cilíndrico vertical de paredes rígidas. El tubo es liberado repentinamente desde el reposo, generando un depósito granular que puede medirse con un distanciómetro láser y registros fotográficos para distintas relaciones de altura, diámetro de recipiente, constitución granulométrica inicial del lecho y rugosidad del plano de fondo. Todos los materiales ya se encuentran disponibles en el laboratorio.

Memoria ideal para estudiantes de ingeniería y/o ciencias con una fuerte componente experimental/analítica y con interés en contribuir a la investigación en la EIC. Las áreas de aplicación de este tema, están ligadas a  medios granulares, estabilidad de taludes y efectos de segregación.

Escurrimiento a superficie libre sobre lechos rugosos y macrorugosos

Los flujos sobre lechos macro-rugosos son un problema desafiante y abierto en la ingeniería hidráulica. Las inundaciones fluviales, los flujos en cauces de alta montaña e incluso la circulación de corrientes atmosféricas en ciudades, corresponden a este fenómeno. En un flujo macro-rugoso un fluido interactúa con obstáculos de gran tamaño, modificando severamente las características del escurrimiento alrededor de los obstáculos y en la propia superficie del flujo.

Para ahondar en este fenómeno, se han conducido experimentos recientes en el Laboratorio de la Escuela de Ingeniería Civil (LEIC), que han demostrado la existencia de deformaciones superficiales que siguen ciertos patrones de regularidad bajo distintas condiciones experimentales. Flujo a superficie libre sobre un tren de cilindros (experimentos realizados en el LEIC).

El objetivo principal de esta memoria es medir flujos a superficie libre de tipo subcrítico, que atraviesan un tren de cilindros colocados en el fondo de un canal, bajo niveles crecientes de caudal y obstáculos de distintos tamaños y separaciones. Estos obstáculos generan ondas superficiales que en algunos casos pueden ser muy notorias y que pueden medirse con equipamiento existente en nuestra escuela. Con esta memoria se espera medir la resistencia al flujo y su relación con la cinemática del fenómeno, de forma de generar una rica base de datos y registros fílmicos a ser usados en publicaciones de interés sobre el tópico.

El desarrollo de esta propuesta, puede interesarle a estudiantes que posean un genuino interés en estudios de investigación en ingeniería y/o ciencias con una fuerte componente experimental y analítica en el posterior tratamiento de datos. Las áreas de aplicación de esta memoria están ligadas a la mecánica de fluidos y la hidráulica experimental.

Contacto

Si te encuentras interesado en llevar a cabo alguna de estas 3 temáticas propuestas por el académico Francisco Martínez, puedes contactarte con él directamente vía correo electrónico (francisco.martinez@pucv.cl). Recuerda que tienes hasta fines de julio para postular.