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Considering temperatures in wine shipping decisions : model, risks indices, and applications in emerging markets

Actualmente, Chile el cuarto país exportador de vino del mundo. La mayor parte del vino se transporta en contenedores estándar, lo que lo expone a las condiciones de temperatura del ambiente durante su transporte marítimo, lo que puede afectar su calidad. Las decisiones de transporte se basan principalmente en los costos, y generalmente se prefiere la ruta más barata, sin considerar los riesgos potenciales de temperatura. En este estudio, desarrollamos un modelo de apoyo a las decisiones para el problema de selección de rutas de envío, teniendo en cuenta el riesgo de temperatura durante el transporte marítimo. Para lograrlo, construimos un modelo que considera la información de temperatura al interior de contenedores, obtenida de 167 dataloggers distribuidos en 74 envíos marítimos de vino, y determinamos la correlación de esta variable con la temperatura externa. Gracias a que la temperatura externa está disponible en la base de datos global NCEP-NCAR, podemos determinar la temperatura interna del contenedor de cualquier ruta de envío. También presentamos un conjunto de índices de riesgo de temperatura, que nos permite evaluar el riesgo para el vino si se envía por una ruta específica. Los resultados indican un buen rendimiento del pronóstico para nuestro modelo, con baja desviación media acumulada y bajos valores de error cuadrático medio. Validamos este modelo aplicándolo a un grupo de rutas y mostramos que la ruta de menor costo puede implicar un mayor riesgo para la calidad del vino. Por lo tanto, debe considerarse una ruta alternativa que puede ser más costosa, pero menos riesgosa.
Determinants of research versus development : the case of Chilean companies

Las actividades de investigación y desarrollo (I+D) han sido ampliamente estudiadas por la literatura de la innovación. Sin embargo estos estudios no han distinguido suficientemente las actividades de investigación respecto de las de desarrollo (I versus D), sino que las han asumido como variables indistintas. Esta investigación profundiza en las características propias de cada una de ellas, lo cual permite el diseño de políticas públicas y corporativas de innovación tecnológica más efectivas. Se utiliza un panel de datos de empresas chilenas activas en I+D que cubre el periodo 2011-2016, construido a partir de las encuestas de gasto en I+D del Ministerio de Economía de Chile. Entre otras ventajas, estos datos entregan información desagregada del gasto en investigación y en desarrollo. Se utilizan modelos de selección para estudiar los determinantes de estas dos actividades. Los resultados muestran que hay patrones distintivos en los determinantes de cada una, tanto en la probabilidad de que una firma incurra en ellas como en el nivel de inversión, una vez que decidió hacerlo. Las diferencias en ambos grupos de determinantes se relacionan con características de la industria tales como la concentración del mercado y el sector económico, características de la firma como el tamaño y los acuerdos de cooperación, y en medidas de política pública como el recibimiento de subsidios.
Estudio experimental de dispositivos de disipación de energía tipo UFP sin y con sistema de restricción interna

En Chile y otros países, especialmente en aquellos con importante riesgo sísmico, se han venido realizando estudios analíticos y experimentales a diferentes tipos de dispositivos de disipación de energía. Para su funcionamiento, en edificios, se consideran los desplazamientos de piso para su activación. Es decir, para un mejor aprovechamiento se busca su implementación en estructuras flexibles. En este estudio, se han propuesto dos tipos generales de dispositivos de disipación de energía metálicos histeréticos UFP (U-shaped flexural plates): dos con sistema de restricción interna(SRI) y otros dos sin esta implementación. Además, cada uno contiene un dispositivo de mediano nivel de desplazamiento (MND) y otro de gran nivel de desplazamiento (GND). La geometría de las placas flexurales permite la disipación de energía mediante la deformación plástica flexural inelástica de las placas al curvarse y retornar a su configuración inicial. Sin embargo, cuando no se considera el SRI existen variaciones geométricas importantes que limitan ciertos parámetros con respecto al que posee esta implementación. Se determina que la incorporación del SRI es ventajosa por varios motivos como: incrementa la capacidad resistente, aumenta el número de ciclos a la rotura, se modifica la variación geométrica, la disipación de energía es mayor, entre otros. Por otro lado, se ha considerado acero inoxidable 304L como material para la incorporación en los dispositivos. Adicionalmente, se implementa numéricamente estos dispositivos a un edificio de hormigón armado con el apoyo de estructuras secundarias: diagonal, Chevron y Eccentric Lever ArmSystem (ELAS). Se determina que el ELAS es el más afín a los disipadores de energía UFP con SRI, debido a su gran capacidad de desplazamiento. Finalmente, se realiza una propuesta de un dispositivo UFP que considera mejoras en relación a estos dispositivos.
Desarrollo de un modelo de red neuronal para estimar la tasa de enriquecimiento del sedimento en eventos de erosión hídrica

La tasa de enriquecimiento, entendida como la relación entre la concentración de un elemento en el sedimento luego de ocurrido un evento de erosión hídrica y su concentración en la matriz del suelo, es un parámetro comúnmente utilizado para modelar el movimiento y destino de los agroquímicos. La medición de la tasa de enriquecimiento, especialmente de superficie específica, es un proceso complejo y requiere medir el tamaño y distribución de las partículas, tanto en el material erodado como en la matriz del suelo. Debido a ello el objetivo de este trabajo fue desarrollar un modelo de red neuronal para estimar la tasa de enriquecimiento y compararlo con el método actualmente más utilizado en base a datos experimentales medidos en estudios previos. Para el desarrollo de la red neuronal se utilizó el Neural Network Toolbox de MATLAB y los resultados de mediciones realizadas en seis estudios previos. La red así construida utiliza ocho variables que responden a las características de suelo, clima y topografía de la superficie del suelo. El modelo de red neuronal permitió obtener un alto nivel de precisión en las estimaciones (r2=0,99 y coeficiente N-S=0,99). Evaluada su eficiencia en relación a las mediciones de cada estudio previo por separado, los resultados muestran estimaciones con valores de r2=0,65-1,00 y N-S=0,56-1,00 para aquellos estudios que presentan 3 o más datos. Así, el modelo de red neuronal probó ser un método adecuado para estimar la tasa de enriquecimiento de superficie específica en eventos de este tipo. Finalmente, y dado que es una de las alternativas más utilizadas, se compararon las estimaciones del modelo de red con las estimaciones de enriquecimiento obtenidas con la ecuación de Menzel (1980) en 54 eventos. Los resultados indican que la ecuación de Menzel muestra una reducida capacidad predictiva (r2=0,10 y N-S<-9,25). En este trabajo se describe la elaboración y validación de la red, y se entrega la información necesaria para su implementación en otros modelos de simulación de sedimentos y de transporte de contaminantes.
Design by optimization of a net zero energy mining camp at high altitude and cold climate in the Chilean Andes mountain

La Industria de la minería es uno de los mayores consumidores de energía eléctrica en Chile, consumiendo un 32% del total de producción de esta energía. Se proyecta que el consumo de electricidad del sector de la minería crecerá en 53.3% entre el 2015 y 2026. Los campamentos mineros en Chile se encuentran en su mayoría en la cordillera de los Andes, por sobre los 3,000 msnm y expuestos a condiciones climáticas frías. Reportes de sustentabilidad de las compañías mineras muestran que el consumo promedio de los campamentos mineros es entre 350 y 500 kWh/m2. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un campamento de energía neta cero mediante la herramienta de optimización GenOpt acoplado con Energy y Python, tomando en consideración las condiciones de los campamentos mineros que influyen en el desempeño energético, innovadores sistemas de calefacción y aire acondicionado en conjunto con agua caliente sanitaria, las energías renovables existentes en Chile y reducir el riesgo de sobrecalentamiento. Este estudio se basa en un campamento minero real, Quebrada Blanca 2, el cual se encuentra a 4,400 msnm. Tiene 30,000 m2, capacidad para 1,700 trabajadores y está construido de módulos prefabricados de madera. La temperatura exterior varía entre los -5,6 °C y 10.7°C. Los principales resultados muestran que las estrategias optimizadas de eficiencia energética y el sistema de clima propuesto pueden reducir en un 65.8% el consumo original de energía de Quebrada Blanca 2 y evitar el sobrecalentamiento. Además, el campamento puede alcanzar los objetivos de NZEB solo utilizando el 57% del área de techo disponible y con 12% de eficiencia de los TFSMs. Por lo tanto, se puede concluir que se puede diseñar por optimización campamentos mineros de energía neta cero.
Criterios de diseño para actividades educativas (flipped classroom) fuera del aula

El Flipped Classroom es un modelo de aprendizaje que lleva el aprendizaje de los contenidos fuera del aula, permitiendo un espacio de aprendizaje más activo dentro de la sala de clases. El espacio de aprendizaje de los contenidos fuera del aula esta principalmente compuesto por vídeos y por preguntas que pueden ser interactivas, lo que favorece la evaluación formativa. Sin embargo, los videos no siempre logran transmitir adecuadamente el mensaje deseado por el profesor, y la evaluación formativa no es una práctica instalada en el aprendizaje online. Es pues conveniente desarrollar una guía que apoye a los docentes tanto en el desarrollo de estos vídeos, como en el desarrollo de preguntas y contenidos que permitan la evaluación formativa. Por otra parte, es relevante conocer de qué manera estos criterios de diseño impactan tanto a los desarrolladores de contenido como en el producto final. En esta investigación se desarrollaron 3 guías de diseño para profesores que quieran implementar el modelo Flipped Classroom, implementadas también a través de vídeos que quedaron en línea. La primera explica cómo realizar videos efectivos y las otras dos se enfocan en enseñar cómo ha de ser una correcta evaluación formativa posterior al video. Para validar las guías desarrolladas, se crearon tres encuestas; la primera para que los profesores evaluasen la calidad de las guías de diseño, la segunda para que los profesores auto evaluaran el contenido creado, es decir, videos y evaluación formativa, en base a las guías, y la tercera, para que los alumnos calificaran el producto final. El objetivo era poder relacionar cada una de las 3 evaluaciones, a fin de mejorar el proceso de diseño y tener una mejor experiencia del usuario. El resultado fue la creación de un framework que involucra tanto al diseñador como al usuario final en instancias secuenciales de retroalimentación durante un proceso de diseño genérico.
La comunidad de bienes en la convivencia.

La tesis es un ejercicio espiritual de búsqueda en el pasado de herramientas de futuro. Se enfrenta un problema sin solución jurídica satisfactoria, como es la convivencia no matrimonial, y se embarca en un viaje por jurídico temporal a fin de rescatar, de entre las cenizas del pasado, los textos que le permitan llegar a soluciones ecuánimes para la vida cotidiana de hoy. A diferencia del tratamiento usual de las instituciones de familia, la tesis busca dar una solución propiamente dogmática al problema de la distribución de los bienes que se acumulan durante el período de convivencia de una pareja, explorando el escarpado camino de las fuentes de las obligaciones, intentando encuadrar sistemáticamente la convivencia entre los hechos que tienen la virtualidad normativa de generar obligaciones. En su camino encuentra al viejo dragón de los cuasicontratos, y a través del análisis de los textos justinianeos y de su recepción medieval y moderna, elabora moldes donde verter la convivencia no matrimonial y forjar un metal dogmático capaz de contener la institución. Armada con la tradición, enfrenta nuevamente el problema cotidiano de la convivencia no matrimonial y logra encuadrarlo en los dogmas tradicionales, entregando solidez y precisión a su tratamiento jurídico con el establecimiento de una fuente de obligaciones en el hecho de la convivencia. Creemos que la doctoranda ha realizado un esfuerzo enorme y que de su aventura por el pasado distante ha traído consigo el metal frío que puede cortar el nudo gordiano de la convivencia.
Fast Calderón preconditioning for Helmholtz boundary integral equations

El uso de precondicionadores multiplicativos de Calderón es una manera efectiva de mejorar el número de condición de ecuaciones integrales de frontera de primer tipo, garantizando cotas para el número de condición, independientes de la discretización usada en el mallado. Sin embargo, al aplicar el Método de Elementos de Frontera de tipo Galerkin, el rendimiento en términos computacionales de estos precondicionadores empeora, a medida que la malla es refinada. Esto se debe al uso de un refinamiento baricéntrico de la malla, requerido en la construcción de funciones bases duales, que garantizan la estabilidad discreta de las matrices que surgen de los productos L2 de las funciones base (matrices de Gram). Basándonos en reglas de cuadratura de menor precisión sobre celdas duales y el uso de compresiones mediante H-mat (Matrices Jerárquicas) proponemos una familia de precondicionadores de Calderón fast, que significativamente reducen sus tiempos de ensamblaje, en comparación a las versiones estándar de precondicionadores de Calderón para los operadores integrales de frontera tridimensionales de Helmholtz, weakly y hyperingular. Una serie de experimentos numéricos validan nuestras afirmaciones y apuntan hacia mejoras futuras.
Performance of a RC wall building subjected to earthquake and tsunami loads in sequence

El presente estudio investiga el comportamiento de un edificio típico chileno de hormigón armado, bajo la acción secuencial de un sismo y tsunami utilizando un doble análisis de pushover. Un edificio real dañado luego del terremoto del Maule en 2010 (MW = 8:8) es considerado como edificio de estudio. Un modelo simplificado del edificio es propuesto y validado con un modelo 3D no lineal del edificio. Los resultados muestran que el modelo simplificado replica satisfactoriamente el comportamiento para sismo y tsunami. El modelo validado es sujeto a una carga en cascada de sismo y tsunami. Diferentes casos de tsunami son aplicados a diferentes estados de daño en la estructura producto de un sismo. El análisis de la carga de tsunami mostró que la capacidad y comportamiento de la estructura depende del número de Froude en el flujo. Además, la respuesta del edificio ante un tsunami no se ve afectado por el sismo previo, excepto si el sismo es severo. En este último caso, la capacidad del edificio frente a un tsunami se reduce considerablemente si este actúa en la misma dirección del sismo.
Modelación fenomenológica de fotobiorreactores concéntricos con iluminación interna para el cultivo de microorganismos fotosintetizadores.

En los últimos 20 años, las microalgas han sido el centro de atención de la comunidad científica por su capacidad para producir tanto biocombustibles como compuestos de alto valor. La producción de estos compuestos a escala industrial no ha ocurrido debido al escaso entendimiento del proceso de crecimiento de las microalgas, sobre todo, el efecto que tiene la luz sobre el crecimiento de estos organismos. Esto ha provocado que no se ha logrado optimizar el proceso de producción y cosecha de las microalgas y, por consiguiente, la producción de estos biocompuestos no es tan rentable. En este trabajo de tesis de magíster se realizó un estudio del efecto de diferentes colores en el crecimiento de las microalgas y un análisis comparativo de diferentes modelos de irradiancia y crecimiento para microalgas. Para ello, se realizaron mediciones de biomasa microalgal y la irradiancia al interior de fotobiorreactores de tubos concéntricos con iluminación interna durante un periodo de 31 días. Los resultados mostraron que existen longitudes de onda que favorecen el crecimiento de las microalgas, destacándose la longitud que corresponde al color azul, por lo que al desarrollar un sistema de iluminación de este color se logra un mejor aprovechamiento de parte de las microalgas, y, por lo tanto, existe un menor desperdicio energético. En conjunto con lo anterior, los colores que son menos favorables para el crecimiento, los modelos mostraron que este fenómeno se debe a que existe una mayor dispersión de la luz por parte de la microalga reduciendo la absorción de la energía. Además, se observó que el modelo de Beer-Lambert es muy adecuado para obtener la variación de la biomasa en el tiempo con pocos parámetros, sin embargo, el modelo de transferencia radiativa permite apreciar el efecto de los diferentes colores en la variación de la irradiancia en el tiempo.
Aislamiento y caracterización de un nuevo microorganismo reductor de hierro exoelectrogénico.

La celda de combustible microbiano, en inglés: microbial fuel cell (MFC) es una nueva y emergente bio-tecnología. Las MFCs son dispositivos que generan corriente eléctrica a partir de residuos químicos (orgánicos e inorgánicos), tomando ventaja de la actividad metabólica de microorganismos exoelectrogénicos. En las últimas décadas, un importante esfuerzo se ha invertido en la caracterización de microorganismos exoelectrogénicos modelo. Sin embargo, aún se requieren importantes esfuerzos por aumentar el conocimiento sobre la diversidad de microorganismos que tienen esta capacidad y su potencial utilización en sistemas de tratamiento y remediación ambiental. En este trabajo un microorganismo fue aislado desde el ánodo proveniente de un reactor tipo MFC cuyo inóculo fue inicialmente tomado del enriquecimiento de un sedimento proveniente de una fuente hidrotermal del extremo norte de Chile. Este microorganismo, denominado como V4, fue caracterizado como una bacteria Gram negativo, de forma bacilar, cuya secuencia del gen 16S rARN mostró una cercanía con el género Paenibacillus (99% de identidad, con un 99% de cobertura) perteneciente a la división Firmicutes. Experimentalmente se observó una alta correlación entre la reducción de hierro férrico y el crecimiento bacteriano, utilizando glucosa como donador de electrones, obteniendo una tasa de crecimiento específica de 0,17 h-1. El análisis filogenético basado en el gen 16S rARN mostró que la secuencia del aislado V4 es diferente a todos los Firmicutes descritos anteriormente como exoelectrogénicos, siendo el único Gram negativo de la lista. Pruebas electroquímicas mostraron que el aislado V4 es exoelectrogénico, mostrando una densidad de corriente de 63 ± 42 mAm2, con un peak de oxidación cercano -0,1 V vs Ag/AgCl. La corriente generada por un reactor MFC inoculada con el aislado fue de 15 μA, valor bajo con respecto lo reportado para el estudio de microorganismos modelo, pero que podría explicar el rendimiento de la MFC utilizada como inóculo para aislar este nuevo microorganismo cuya producción de electricidad fue de 45 μA y donde el análisis comunitario por pirosecuenciación reveló ausencia de los géneros comúnmente conocidos como exoelectrogénicos. En consecuencia, el hallazgo de este nuevo microorganismo Firmicute exoelectrogénico no sólo amplía la lista de los microorganismos electroquímicamente activos, sino que podría explicar el rendimiento de la MFC inoculada con el sedimento extraído de un ambiente extremo sin la presencia de microorganismos exoelectrogénicos previamente reportados.
Sustainable building design decisions for a large number of alternatives.

Actualmente, la industria de Arquitectura, Ingeniería y Construcción (AIC) sigue un proceso iterativo de diseño, con una falta de colaboración entre los diferentes actores y donde un número reducido de diseños son evaluados. Lo anterior concluye en diseños subóptimos. Sin embargo, existen métodos que contribuyen a mejorar el proceso de diseño, tales como: Multidisciplinary Design Optimization (MDO) y Choosing by Advantages (CBA).MDO son métodos que permiten generar muchas alternativas de diseño para un mismo proyecto. Se ha demostrado que existen diseños mejores en comparación a los métodos tradicionales cuando se ha involucrado el uso de MDO. Por otra parte, CBA es un método de toma de decisiones que ha demostrado presentar ventajas cuando ha sido aplicado sobre un pequeño número de alternativas (2-10 alternativas), sin embargo, el método presenta una limitación al ser aplicado sobre una gran cantidad de alternativas. Esta investigación busca llenar el vacío de la literatura, mediante la aplicación de CBA sobre un gran número de alternativas generadas por MDO. La primera hipótesis de esta investigación, indica que es posible aplicar el método CBA a espacios de diseño que contienen un gran número de alternativas, mediante un protocolo que consiste en agrupar las alternativas, aplicar CBA sobre alternativas representativas de cada grupo y luego generalizar los resultados de la aplicación de CBA a todas las alternativas. La segunda hipótesis indica que CBA presenta ventajas con respecto a Weighting, Rating, and Calculating (WRC) cuando ambos métodos son aplicados sobre un gran número de alternativas. Dos experimentos se llevaron a cabo para cumplir con los objetivos de esta investigación. El primer experimento buscaba demostrar la primera hipótesis. En este experimento los estudiantes del ramo Sustentabilidad en la Construcción de la Pontificia Universidad Católica de Chile, aplicaron CBA sobre 4 agrupaciones diferentes de las alternativas. Para validar el protocolo descrito anteriormente, se evaluó el error, correlación y consistencia de las decisiones realizadas. Finalmente se concluyó que sí es posible aplicar CBA sobre un gran número de alternativas con el protocolo propuesto. El segundo experimento fue desarrollado con profesionales de la industria AIC en Stanford University. Los profesionales aplicaron WRC y CBA de manera individual y grupal. Del experimento se logra concluir que CBA presenta ventajas en comparación con WRC cuando ambos métodos son aplicados sobre un gran número de alternativas. Estas ventajas radican en que CBA siempre genera alternativas que se encuentran en la curva de Pareto óptimo, es un método que permite comparar y evaluar las alternativas de manera más transparente según los tomadores de decisión y que CBA es un método preferido sobre WRC para tomar decisiones.