vgaraujov/thesis-chile huggingface dataset:
Diseño e implementación de funciones biológicas elementales en colonias bacterianas para la ingeniería de morfogénesis

La ingeniería biológica se constituye sobre la dicotomía entre el enfoque estructurado y determinista de la ingeniería, y la naturaleza autoorganizada y estocástica de los sistemas biológicos que utiliza. La ingeniería morfogenética se define en medio de este conflicto, aprovechando el potencial de la autoorganización para formar sistemas altamente estructurados, mediante la manipulación de las unidades que los componen y definen. Por otra parte, la biología sintética pretende crear herramientas y formalismos para mejorar la trazabilidad y capacidad de diseño del sustrato biológico. En esta tesis se exploran estas dos áreas para crear una plataforma de prototipado de funciones morfogéneticas, que permita tanto estudiar sus principios como diseñar estructuras de nivel superior a partir de la programación de una célula fundadora. Para este fin, se propone desacoplar la morfogénesis en funciones elementales modulares, como lo son la ruptura de simetría y la regulación celular dominio específica. Concretamente, se desarrolló un sistema genético en dos capas: una formadora de patrones, fundamentada en la segregación de instrucciones celulares, y otra capaz de modificar el comportamiento celular en base a la interacción con los componentes co-localizados de la primera capa. Estas funciones fueron incluidas como módulos computacionales en CellModeller, lo que permitió explorar in silico su funcionamiento y guiar el diseño. Este enfoque de desacoplamiento y exploración computacional, unido a la inclusión de un sistema modular y combinatorial de ensamblaje de ADN, facilitaron el ciclo de “diseño, fabricación y testeo” de funciones morfogenéticas. Para poder aplicar estas herramientas, en primer lugar, se testeó y estableció su funcionamiento de manera independiente. Luego, se prototiparon funciones simples como “expresión genética dominio específica” mediante RNAPT7 y complementación metabólica. Finalmente, como prueba de concepto, se utilizó un sistema CRISPRi capaz de regular la tasa de crecimiento celular para modificar la morfología de las colonias bacterianas.
Desarrollo e implementación de un simulador dinámico del proceso de producción de relaves en pasta para aplicaciones de control

Uno de los grandes desafíos de la industria minera chilena es el manejo de desechos provenientes del proceso de concentración mineral. Dada la geografía árida del país, el agua se ha convertido en un recurso estratégico para la minería, por lo que el método convencional para el manejo de relaves ha dejado de ser sustentable debido a que utiliza mucha agua. En este contexto, el manejo de relaves en pasta surge como una de las mejores tecnologías disponibles. Sin embargo, para poder realmente obtener los beneficios de este método se necesitan desarrollar estrategias de control avanzado, que permitan asegurar que la consistencia del relave depositado se mantenga en el largo plazo. El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de un simulador dinámico para el proceso de producción de relaves en pasta que pueda ser utilizado para el estudio de estrategias de control avanzado multivariable. Para ello, se realizó una rigurosa revisión bibliográfica en temas relacionados al modelamiento dinámico de espesadores y modelos estáticos de variables reológicas y operacionales, como por ejemplo, yield stress, floculación y torque de rastrillo. Una contribución importante de este trabajo es la extensión del modelo dinámico del espesador para incluir el transporte de propiedades relacionadas con la granulometría del relave en la alimentación y la extensión del modelo de yield stress para incluir el efecto de estas. El simulador dinaáico fue desarrollado en el contexto de programación Simulink Rde MathWorksR y validado cualitativamente a través de pruebas de lazo abierto y simulaciones de estrategias de control convencional simples. Los modelos seleccionados demostraron ser capaces de simular de forma correcta las variables importantes del proceso de producción de relaves en pasta y el simulador desarrollado prueba ser una herramienta confiable para el estudio de estrategias de control avanzado multivariable.
Diseño, desarrollo y usabilidad de software matemático para el desarrollo del pensamiento crítico en el aula

Actualmente es tendencia la investigación de la integración de habilidades al currículum, especialmente desde el marco de las llamadas habilidades del siglo XXI. La consecuencia de cambiar la orientación de los programas e incluir estas habilidades por medio de nuevas tecnologías implica transformación no solo de la evaluación de estas competencias, sino de la manera en como estas se implementan. El presente trabajo presenta un modelo de evaluación de usabilidad, diseño y desarrollo de un software basado en el uso de tablets en el aula. Esta aplicación fue diseñada siguiendo las estrategias del Problem Based Learning, y a las habilidades del siglo XXI; competencias centrales para desempeñarse exitosamente como ciudadano y profesional en la era de las tecnologías informáticas. El software se desarrolló con el objetivo de potenciar el aprendizaje de los estudiantes (sujetos) mediante interacciones con el software, que facilitan la indagación y razonamiento crítico. Esto se logró gracias al trabajo e interacción de los alumnos con el software que les brindó una retroalimentación adaptativa. Para evaluar la implementación experimental, se trabajó en dos versiones del software, con y sin retroalimentación. Se determinó la validez de los contenidos en el dominio en el que se aplicó por medio de un pre y post test de medición. Estos grupos se construyeron para apoyar el análisis de la metodología de enseñanza-aprendizaje que corresponde a la segunda etapa de esta investigación. La validez de la implementación del software se midió a través de un constructo de pautas de evaluación de usabilidad y fue refrendado durante la etapa de desarrollo. Luego, se pudo examinar la diferencia en la implementación de los diferentes grupos y su caraterización, disminuyendo el sesgo de adaptación al software. Específicamente, en esta tesis se expone el desarrollo de las pautas de diseño de usabilidad que ayudaron en la metodología de implementación del software. Estas pautas sirvieron para determinar los cambios de diseño en base a las heurísticas y workflows de uso de las metodologías planteadas. Estos resultados se compararon con los tiempos de ejecución, la caracterización de las acciones que los alumnos realizaron en la intervención y las observaciones de satisfacción que se realizaron. Esto sirvió para cumplir con el objetivo de esta tesis, esto fue medir el impacto que tienen los cambios de diseño en base a la rama de usabilidad denominada User Experience.También se encontraron diferencias entre las implementaciones en los grupos aplicados. Éstas señalan las influencias que puede tiene la retroalimentación en el desempeño que obtienen los sujetos en la aplicación. Se caracterizó de la misma manera los diferentes componentes de usabilidad en base al constructo de pautas propuesto. Estas diferencias deberían ser consideradas en futuras investigaciones, por posibles influencias de la adaptación a la tecnología sobre la evaluación de habilidades en la escuela.
Estudio del efecto de la aplicación de espumantes en el proceso de flotación de mineral mixto de cobre

Los minerales mixtos de cobre (sulfuros/óxidos) representan alrededor de un 20% de los reservas de cobre fino en Chile. Actualmente una importante fracción de éstos son concentrados y recuperados mediante el proceso de flotación. Debido a la alta complejidad mineralógica de la mena, es difícil lograr una buena recuperación de sulfuros y óxidos en un solo proceso, aceptándose penalidades de una de las dos especies. El presente trabajo experimental busca identificar la condición óptima de operación (maximizar la recuperación y ley de cobre del producto), mediante el control de la mezcla de espumantes comerciales, centrándonos en el DF400 debido a su alto “poder” y “selectividad” como espumante. Se realizaron ensayos de espumabilidad en una columna AMIRA modificada y mediciones de distribución de diámetro de burbujas en el equipo Bubbleviewer®, los cuales se complementan con pruebas metalúrgicas (en celdas de flotación) bajo condiciones de trabajo típicas de la industria. Se concluye de los resultados que la columna AMIRA modificada presenta una correlación con la celda de flotación en términos de espumabilidad de casi un 80%. La variable de mayor impacto sobre la espumabilidad es la salinidad del medio, aumentándola en promedio un 93% con respecto al caso en agua fresca. Dicho comportamiento se invierte en presencia de sólido, reduciendo la altura de espuma en alrededor de un 20%. Existe un comportamiento lineal (2 = 0,84) entre la altura de espuma con la ley de cobre del concentrado, donde la mezcla DF400/MIBC representa la combinación óptima: generando recuperaciones metalúrgicas de 61,6% y 59,5% en agua de mar (3,5% de salinidad) y agua fresca respectivamente, y una calidad del concentrado de 6,8% Cu; equivalente a 1,7% de cobre sobre los otros caso estudiados, denotando un considerable aumento en la selectividad del proceso.
Análisis de la sofisticación del conocimiento pedagógico, a través de la aplicación del termómetro de la verdad a estudiantes de pedagogía general básica y a estudiantes de un programa de formación pedagógica

El objetivo de este estudio consistió en evaluar la sofisticación del conocimiento pedagógico en dos ámbitos de la formación de profesores, a través del funcionamiento del “Termómetro de la verdad”. Se invitó a ser parte de esta investigación a un grupo de alumnos de quinto año de Pedagogía General Básica (grupo 1, PED) y a un grupo de estudiantes que formaran parte de un Programa de Formación Pedagógica (grupo 2, PFP). Tomando como premisa que el conocimiento pedagógico se puede complejizar (sofisticar), y por lo tanto, aprender, el estudio se sostuvo en un modelo de aprendizaje que combina los postulados neopiagetanos de Bourgeois & Nizet (1997), y el concepto de internalización de Vygotski (1979). De acuerdo a ello, se realizó con cada grupo una instancia individual de trabajo (Instrumento de evaluación pedagógica) y luego una instancia grupal (“Termómetro de la verdad”), de manera que se pudiera establecer un diferencial entre el espacio intra e interpsíquico, a propósito del constructo en cuestión. Este estudio pretendió ser una extensión de la investigación de Holloway (2015) y de sus resultados, los cuales se orientaron más bien a la homogeneización de las creencias epistemológicas en las instancias individual y grupal. En ese marco, esta investigación buscó establecer si las diferencias entre el desempeño individual y grupal se podían atribuir a las distintas situaciones de aplicación del “Termómetro de la verdad” o“marcadores de contexto”. Los resultados indican que existen diferencias en la sofisticación del conocimiento pedagógico entre la instancia individual y la grupal a favor del grupo 2 (PFP); que el grupo 1 (PED) presentó mayor cantidad de acuerdos con orientación relacional que el grupo 2 (PFP); y que el involucramiento en la situación de juego fue parcialmente mayor en el caso del grupo 2 (PFP). Se discute en relación a la relevancia de factores como la trayectoria de formación y/o académica de los participantes y la relevancia que adquierela complejización del conocimiento pedagógico en aquel tránsito.
Price determination and optimal composition for a set of multiple bundles that will be introduced to multiple market segments

Esta tesis doctoral explora nuevas aristas al problema que enfrenta una compañía cuando debe determinar la composición y precio óptimo para un conjunto de paquetes de productos y/o servicios (bundles) que ofertará en uno o más segmentos de mercado. Se asume inicialmente que los consumidores basan su decisión en la maximización de su utilidad y que las compañías competidoras no reaccionan en el corto plazo. Posteriormente, se incorpora el supuesto de que los consumidores tienen una disposición máxima a pagar por un bundle. Bajo estas consideraciones, se definieron tres investigaciones considerando siempre múltiples bundles y: (1) un único segmento de mercado y consumidores que basan su decisión de compra sólo en la utilidad que les produce cada alternativa, (2) múltiples segmentos de mercado y consumidores que basan su decisión de compra sólo en la utilidad que les produce cada alternativa, y (3) un único segmento de mercado y consumidores que incluyen en su decisión de compra su máxima disposición a pagar. Las tres investigaciones fueron formuladas como modelos de programación no lineal mixtos. En todos lo casos se vio si existía una expresión cerrada para determinar el precio óptimo de cada bundle cuando era conocida la composición de éstos. Solamente en la investigación (1) esto sucedió, pudiendo resolverse el problema en dos fases. Para la investigación (2) se desarrolló un algoritmo basado en búsqueda tabú y para la investigación (3) se resolvió por enumeración exhaustiva. Los resultados más relevantes son: si los bundles son confeccionados considerando simultáneamente múltiples segmentos de mercado, la composición escogida para ellos puede no incluir la composición óptima para cada segmento de mercado de manera individual y al incluir la máxima disposición a pagar de los consumidores, el resultado obtenido disminuye significativamente el beneficio esperado de la compañía respecto a no considerar esta máxima disposición a pagar, dado que la composición escogida no es la misma.
Micromechanical model of the lung parenchyma for multi-scale simulations

El pulmón es el principal órgano del sistema respiratorio y es el responsable de llevar a cabo la respiración a través del intercambio gaseoso a nivel alveolar. Ahora bien, el tejido pulmonar puede ser dañado por diversos factores tales como atelectasia, enfisema, edema, etc. En dichos casos la ventilación artificial suele ser usada para asistir la respiración, sin embargo, respuestas heterogéneas del tejido pueden ser obtenidas incluyendo rigidización, concentración de deformaciones o colapso de los sacos alveolares, dificultando los procedimientos para sanar el pulmón. Esto ha motivado una creciente colaboración entre medicina e ingeniería, llevando al desarrollo de diversas investigaciones para simular el comportamiento mecánico del pulmón. Los primeros trabajos se centraron en su respuesta macromecánica, los que luego llevaron a estudios acerca de su comportamiento microestructural dado por las paredes alveolares. En rigor, enfoques multi-escala que consideren simultáneamente el comportamiento macro y micromecánico deberían ser desarrollados, sin embargo, una serie de limitaciones matemáticas y computacionales han dificultado esta labor. Ante esto, este trabajo propone un modelo micromecánico del tejido pulmonar, basado en la estructura del tetrakaidecaedro debido a su idoneidad para representar la geometría alveolar, y que es apto para ser implementado en simulaciones multiescala. Este modelo es capaz de incluir incompresibilidad, hiperelasticidad y, como se demostró para simulaciones numéricas, es capaz de predecir, mediante un enfoque de homogenización y con alta precisión, la respuesta mecánica total de volúmenes elementales representativos del pulmón con un bajo costo computacional. Este modelo puede ser extendido para futuros trabajos con el propósito de incluir mayores niveles de detalle, estableciendo un importante punto de partida para el desarrollo de modelos más complejos tanto del parénquima pulmonar como de materiales porosos en general.
Análisis microeconómico de la relación entre operadores y choferes de buses en el transporte colectivo a través de la teoría de contratos

Producto de la necesidad de poseer sistemas de transporte equitativos, accesibles y eficientes distintos países han regulado la operación de buses a través de contratos de concesión. Sin embargo, varias han sido las dificultades que este instrumento ha presentado en su diseño. Como resultado de estos problemas, ha aumentado el interés por estudiar los esquemas de incentivos a los cuales se enfrentan los operadores del sistema, produciendo cambios considerables en los contratos y mejoras en los servicios ofrecidos. Sin embargo, la literatura no ha explorado con el mismo énfasis los esquemas de pago bajo los cuales trabajan los choferes del sistema. Dada la relevancia de los choferes en la operación, surge la necesidad de estudiar los esquemas de incentivos a los cuales estos se enfrentan, para recomendar mejoras que eleven la calidad del servicio que proporcionan. En este trabajo se modela el comportamiento de los choferes, poniendo especial énfasis en la relación Principal-Agente, los efectos del multitasking y la aversión al riesgo frente a pagos variables. Se concluye que en situaciones sub-óptimas del esfuerzo realizado por los conductores en transportar pasajeros o recorrer circuitos, es recomendable aplicar bonos variables en el rendimiento individual y no grupal de las tareas descritas. También se demuestra que factores como varianza en las actividades realizadas o en las señales observadas por el operador, además de fatiga y estrés, inducirán esfuerzos menores por parte de los conductores. Finalmente, se evidencia que las condiciones laborales de los conductores tienen consecuencias importantes en la productividad de los operadores, por lo mismo, se enuncian una serie de recomendaciones de política pública que logran propiciar un ambiente más saludable para los conductores y un mejor servicio para los ciudadanos.
Modelos para cuantificar el riesgo de la amenaza vulcanológica sobre la red vial : |b efectos de lahares en puentes

Los eventos naturales han generado recurrentes e importantes impactos en la red vial, especialmente en el caso chileno debido a su alta vulnerabilidad. Esto se ve reflejado en pérdidas directas anuales del 1,2% del PIB nacional debido a desastres naturales. En particular, las erupciones volcánicas afectan de manera signifitiva a la infraestructura vial. Las erupciones de los volcanes Villarrica y Calbuco del año 2015 generaron la falla de cinco puentes. Esto permite desprender que un estudio de los riesgos asociados a esta amenaza es vital en el desarrollo sustentable del país. El desarrollo de los modelos de riesgo comienza con la identificación de los procesos volcánicos críticos y elementos de la red vial más vulnerables, destacándose la peligrosidad de los lahares sobre puentes. Posteriormente se identifican los mecanismos de falla del puente ante estos flujos, destacándose el volcamiento de cepas y estribos, junto con el deslizamiento de la superestructura. Mediante simulaciones de Monte Carlo se desarrollan curvas de fragilidad para cada mecanismo de falla y para dos categorías de puentes: sin cepas y con cepas. Estas últimas curvas fueron parametrizadas utilizando una distribución log-normal acumulada. De la modelación se desprendió que los puentes con cepas son más vulnerables que los sin cepas ante lahares. Los modelos son validados mediante el uso de registros empíricos de efectos de lahares históricos del Volcán Villarrica y Calbuco en puentes. Se realiza un contraste estadístico entre los puntos empíricos y analíticos asociados a los modelos desarrollados. El proceso fue realizado satisfactoriamente para las dos categorías de puentes (sin cepas y con cepas) para un nivel de significancia de 10%. Los modelos son aplicados a una sub-red ubicada en la zona del Volcán Villarrica, evaluando tres escenarios eruptivos. Para ello se desarrolla una herramienta computacional SIG que integra un modelo de la amenaza de lahares (LAHARZ) y los modelos de riesgo elaborados en la investigación. Ante esto se obtuvo que los puentes Madera S/N 2 y Zanjón Seco son los puentes más vulnerables ante lahares.
Effect of soiling in bifacial PV modules and cleaning frequency analysis

Los módulos y celdas fotovoltaicas (PV) bifaciales pueden transformar radiación solar en electricidad tanto por la cara anterior como posterior, a diferencia de la tecnología tradicional que sólo genera potencia en la cara frontal. Esta habilidad ha demostrado incrementar la generación de electricidad en diferentes niveles, dependiendo de parámetros como albedo, distancia al suelo y distancia entre módulos. Esta ganancia en energía ha atraído a la industria en los últimos años, ganando mayor interés comercial y científico. Medir los efectos de ensuciamiento es un importante hito para la tecnología, ya que es una fuente considerable de pérdida de eficiencia y, por lo tanto, relevante para la industria al evaluar y diseñar sistemas bifaciales. En este trabajo, tasas de ensuciamiento son medidas para minimódulos bifaciales y comparados con tecnología tradicional. El experimento se llevó a cabo en un período de dos meses en Santiago, Chile, midiendo corriente de corto circuito junto con la radiación en el plano y albedo. Además, se propone una metodología para distinguir ensuciamiento de la cara anterior y posterior del módulo bifacial, junto con lo cual se desarrolló un problema lineal entero mixto para obtener frecuencias de limpieza óptimas bajo diferentes estrategias y condiciones de ensuciamiento durante tres años, entre 2014 y 2016. Es observado que la tasa de ensuciamiento para la tecnología tradicional es de 0.301%/día, mientras para el módulo bifacial es de un 0.236 %/día. También, una tasa de 0.0343%/día se estima para la cara posterior del módulo bifacial, cerca de 8,8 veces el ensuciamiento de la cara frontal. Finalmente, se llevaron a cabo varias simulaciones para ver los efectos de ensuciamiento,albedo, costo de limpieza y estrategia de limpieza en la frecuencia óptima de limpieza para un sistema fotovoltaico bifacial.