3.01 Tesis doctorado

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Nuevas topologías de conversores multinivel en cascada
(2013) Pereda Torres, Javier Eduardo; Dixon Rojas, Juan; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los conversores estáticos de potencia juegan un rol fundamental en la actualidad, ya que son utilizados en la generación, distribución y aplicación de la energía eléctrica. Sin embargo, estos conversores introducen contaminación en los sistemas eléctricos donde intervienen. Este problema va en aumento debido a su masificación, ya que son utilizados en el control de motores (responsables de gran parte del consumo mundial) y en la generación de energías renovables no convencionales, las que están incrementando su participación día a día. Por lo tanto, se ha vuelto primordial el desarrollo de tecnologías que aumenten la calidad de energía entregada por estos sistemas. Una solución a estos problemas son los conversores multinivel, los que han aparecido en las últimas décadas. Esta tesis presenta un trabajo de investigación en conversores de potencia multinivel, especialmente los conversores multinivel en cascada, donde primero se presenta una revisión y análisis profundo de sus aplicaciones, topologías, formas de conexión, asimetrías de voltaje, distribución de potencia, ventajas y desventajas. De este análisis se concluye que las principales desventajas de estos conversores son el uso de una gran cantidad de semiconductores y fuentes de voltaje aisladas, las cuales utilizan complejos, costosos, pesados y voluminosos transformadores, además de rectificadores trifásicos bidireccionales que requieren de un control adecuado.
The emergence of operative knowledge
(2013) Verdugo Toro, Renato Ignacio; Nussbaum Voehl, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La tecnología nos provee acceso permanente y ubicuo a repositorios en línea de la experiencia humana, cambiando la forma en la que nos relacionamos con la información y el conocimiento. El almacenamiento y la recuperación de información en la era pre-digital –basado en objetos físicos- forzaba un indexamiento lineal y unívoco, estableciendo por tanto mecanismos fijos de organización, validación y circulación de objetos mediales – dominados por el texto impreso. El ecosistema medial de nuestros días ha reestructurado las lógicas bajo las cuales clasificamos y accedemos contenido, estableciendo bibliotecas recentrables donde la curatoría y la linealidad son remplazadas por el poder computacional de las palabras clave y los motores de búsqueda. La base de la revolución de la información y comunicación que vivimos hoy día es la posibilidad de construir cadenas de documentos personalizadas a través de las capacidades del hipervínculo. El Conocimiento Operativo -concepto que se establece y define por primera vez en esta tesis- son pequeñas fracciones de conocimiento que pueden ser accedidas de forma veloz y sencilla, que permiten a los individuos consumir, crear y transformar ideas a través de dominios disciplinares, incluso sin ser expertos. Esta tesis plantea un recorrido bibliográfico a través de los orígenes del fenómeno del Conocmiento Operativo; desde tópicos socio-culturales -como lo son las concepciones de individuo, comunidad y cultura-, pasando por las raíces y precedentes técnicos que posibilitan acceso ubicuo y permanente a repostiorios virtuales, hasta el impacto futuro de este fenómeno.
Competencia de mecanismos bióticos y abióticos en el transporte de arsénico en el río Loa : efectos de macrófitas en los flujos y acumulación de arsénico
(2014) Bugueño Bugueño, Manuel Patricio; Pastén González, Pablo Arturo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este trabajo analizó y comparó los sedimentos fluviales de dos sitios vecinos en la sección baja de la cuenca del río Loa en la árida zona norte de Chile, la cual presenta un enriquecimiento de As debido a causas naturales y antropogénicas. El estudio seleccionó estos sitios debido a que permite contrastar el efecto de la presencia o ausencia de vegetación y contenido de materia orgánica (MO) en sedimentos sobre el destino del As en ambientes fluviales. Los dos sitios corresponden al tranque Sloman (920 msnm), el cual no posee plantas acuáticas y posee un bajo contenido de MO (2,4%) en los sedimentos, y el Oasis de Quillagua (806 msnm) ubicado a 23 km aguas abajo del primero, el cual posee abundantes plantas acuáticas y sedimentos con alto contenido de MO (6,2%). El estudio mostró un enriquecimiento preferencial de As en los sedimentos del sitio de Quillagua y con un patrón de co-depositación significativamente diferente comparado al sitio de Sloman. La concentración de As en sedimentos fue menor en Sloman (262 mg/kg de peso seco) en comparación con Quillagua (1528 mg/kg de peso seco), siendo en promedio, seis veces más concentrado. El análisis de clúster y correlación mostró un patrón de asociación de As con metales distintos entre ambos sitios.Mientras en Sloman se encontró una asociación significativa de As con Ca (r = 0,63) y Sr (r = 0,54), el análisis en Quillagua mostró una fuerte asociación del As con Mn (r = 0,91) y la MO (r = 0,85). El análisis de extracciones secuenciales reveló una mayor cantidad de As fácilmente intercambiable en los sedimentos superficiales de Sloman (12% del total, 45 mg/kg de peso seco) en comparación con Quillagua (3% del total, 40 mg/kg de peso seco). Estos resultados indican que la vegetación y la MO controlan significativamente la inmovilización y acumulación de As en la sección baja de la cuenca del río Loa. La asociación diferencial de As en estos sitios implicaría distintos comportamientos en la movilidad del As. El As asociado a sitios con vegetación como Quillagua sería menos móvil durante la estaciones con eventos de crecidas en comparación al sitio del tranque de Sloman que posee sedimentos finos y de fácil re-suspensión. Esto indicaría un rol de barrera química y física de las plantas que regula el flujo del As aguas abajo. Palabras Claves: Contaminación de ríos, Metales traza, Transporte fluvial, Materia orgánica, Plantas, Fitoestabilización, Sedimentos, Quillagua, Tranque Sloman.
Fine particulate matter : indoor and outdoor source apportionment at Santiago, Chile
(2015) Barraza Saavedra, Francisco Javier; Jorquera, Héctor; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los habitantes de Santiago han estado expuestos a altas concentraciones de material particulado fino (PM2.5) por décadas. La mejoría de los niveles ambientales del MP2.5 en Santiago ha ido frenándose en los últimos años. Para poder solucionar esta problemática, es necesario identificar y cuantificar claramente los agentes que contribuyen al aumento de niveles de PM2.5. El objetivo de esta Tesis es obtener una evaluación mejorada de la calidad del aire existente para Santiago, mediante la identificación y cuantificación de las principales fuentes que contribuyen al PM2.5 en Santiago, diferenciando entre el ambiente intradomiciliario y el exterior. Para cumplir con este objetivo se aplicó un modelo fuente-receptor mediante la utilización del programa computacional PMFv3.0 el cual fue aplicado sobre: a) bases de datos históricos, b) nuevos datos interior/exterior generados por esta tesis y c) nueva base de datos colectados en conjunto con investigadores de la University of Wisconsin-Madison.
Fibers and porous scaffolds from alginate
(2015) Cuadros Castillo, Teresa Ross Mery; Aguilera, José Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Estructuras construidas a partir de geles pueden encontrar varias aplicaciones. Esta tesis propone que es posible fabricar fibras y matrices porosas basadas en geles de alginato con propiedades mejoradas y para diferentes potenciales usos. Variando la composición y las técnicas de procesamiento, tanto las propiedades físicas, mecánicas y microestructurales de estas estructuras pueden hacerse a la medida. Los objetivos generales de esta tesis fueron preparar estructuras homogéneas (fibras y matrices porosas) basadas en el proceso de gelación del alginato, determinar sus propiedades y sugerir aplicaciones en los campos de la biomedicina y/o los alimentos. Fibras de alginato de calcio de diámetro continuo y uniforme fueron producidas con éxito utilizando un dispositivo de microfluídos y sus propiedades mecánicas fueron estudiadas dentro de un rango de concentraciones de calcio y alginato. El esfuerzo tensil de las fibras aumentó con la concentración del catión Ca2+ hasta una determinada concentración (máximo de 1,41%), a concentraciones más altas de calcio, la fuerza tensil de las fibras disminuye. Este máximo, parece indicar que un determinado número y tamaño de sitios de unión se alcanza a lo largo de las cadenas poliméricas. Las propiedades mecánicas del gel están relacionadas directamente con el número de reticulaciones o "caja-huevos" formados. Además, una Matriz Porosa Biopolimérica (BPM) de alginato de calcio/gelatina fue creada mediante la técnica porógeno-lixiviación.
Interactive instruction with open collaborative - interaction mechanisms
(2015) Caballero Díaz, Daniela Constanza; Nussbaum Voehl, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Con el avance de la tecnología, hoy es importante que los alumnos logren habilidades que les permitan enfrentarse a los nuevos desafíos que trae consigo esta realidad, las llamadas ‘habilidades del siglo XXI’. Una de las habilidades que los alumnos requieren para desempeñarse tanto en el ámbito escolar como laboral, es la colaboración. La relevancia que ha tenido el aprendizaje colaborativo ha ido en aumento en los últimos años. Esto se refleja con la importancia que PISA le ha dado a éste, ya que desde del año 2015 se comenzará a medir la capacidad de resolver problemas de manera colaborativa. Sin embargo, aún no hay claridad sobre qué es lo que diferencia a la colaboración de la cooperación, especialmente en actividades que distingan uno u otro tipo de aprendizaje. Por otro lado, la instrucción participativa es un método de enseñanza, que ha sido fundamental en la enseñanza de matemáticas en países con altos niveles de desempeño en esta materia. Sin embargo, la adopción de tecnologías que soporten este tipo de aprendizaje no ha sido totalmente efectiva, como es el caso de las pizarras interactivas o clickers. Single Display Groupware (SDG) ha surgido como una alternativa para la instrucción participativa y el aprendizaje colaborativo, debido a los beneficios que éste trae a los participantes cuando colaboran. Esta tesis tiene como objetivo estudiar cómo se puede insertar de manera concreta la instrucción participativa en el aula utilizando la tecnología de SDG y mecanismos de interacción colaborativos abiertos.Para esto, se desarrolló un modelo para la creación de actividades colaborativas y cooperativas que permite a los diseñadores de ambientes colaborativos poder integrar el aprendizaje colaborativo en el aula. Este modelo queda determinado por dos elementos esenciales: Degree of Dependency, los que definen la interacción entre los alumnos y las Activity Structures, que articulan las componentes que son necesarias para lograr el objetivo, siguiendo una lógica específica. Así, las actividades cooperativas se diferencian de las colaborativas debido a que tienen distintos Degree of Dependency. En segundo lugar, se llevó a cabo un desarrollo de un software que permitiera la instrucción participativa, el que fue utilizado por profesoras en sus clases regulares de matemáticas. Con esta experiencia se pudo mostrar que la instrucción participativa con aprendizaje colaborativo mediado por SDG resulta ser efectivo. Además, se observó que patrones silenciosos aparecieron en la pantalla de manera natural, lo que complementa investigaciones anteriores que hablan del concepto de ‘colaboración silenciosa’, la cual se da cuando los alumnos no pueden hablar de manera fluida por estar sentados de manera distante.Adicionalmente, un estudio para profundizar cuándo es mejor utilizar lo observado con respecto a la colaboración silenciosa, mostró que ésta puede ser un puente concreto para la enseñanza de habilidades colaborativas, especialmente en alumnos que no les gusta trabajar en equipo. Pues el desempeño académico de los alumnos depende de su disposición a trabajar en grupo, y este efecto es mayor cuando los alumnos se sientan contiguamente. Por último, al final de esta tesis se sugiere una serie de trabajos futuros para poder indagar sobre la colaboración silenciosa y cómo ésta puede ser una herramienta que permita a los alumnos aprender las habilidades colaborativas que se han tornado tan importante. Además de poder estudiar cómo el modelo propuesto en esta tesis puede ser integrada en otras áreas que no sea matemáticas y lenguaje.
Development of performance models and maintenance standards of urban pavements for network management.
(2015) Osorio Lird, Alelí; Chamorro Giné, Marcela Alondra; Videla Cifuentes, Carlos; Tighe, Susan Louise, 1970-; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Urban pavements in developing countries often provide users with low level of services and result in negative impacts on the population and economy. Two main causes of deferring maintenance actions for urban pavements in developing countries were identified: an institutional organization that limits the optimization of resources assigned to urban pavements because current regulations may not be clear on the responsibilities and faculties of agencies in charge of urban pavement management, and; the lack of effective technical-economic tools that may help agencies in the decision-making process as an updated management system adapted to prevailing urban pavements maintenance requirements. Although the current state-of-the-art and the-practice of PMSs presents great developments in the last decade for interurban pavements, effective tools developed for urban pavement management are still a missing part of current practices. Compared with the management of interurban roads, the management of urban pavements is a comprehensive task given the complexity of urban networks, the coordination with various services and the variable traffic demands. Given this scenario for urban pavement management, there is a need for better understanding urban pavements performance for network management. An overall condition index that combines most relevant distresses affecting urban pavements performance is required for network analysis due to several pavement condition indices available were developed for interurban road networks (highways, express corridor, etc.); moreover, several performance models have been developed for particular distresses, and some of them for pavement condition indexes of interurban pavements. Then, their direct application to urban networks (streets, avenues, etc.) is not representative and their adaptability for these conditions requires previous adjustments and calibration. This research was focused on the network level analysis of urban pavements, towards the development of practical and sustainable technical tools to be further integrated into an Urban Pavement Management System (UPMS). The main objective was to calibrate an Urban Pavement Condition Index (UPCI) and Performance Models, technical components required for an UPMS, based on data collected in urban networks in Chile. UPCI for asphalt and concrete pavement, based on objective measures of surface distresses and evaluations of an expert panel was successfully calibrated and validated with a confidence level of 95%. Multilineal regressions were performed to obtain the UPCI models. Three UPCI models were obtained for asphalt pavements with manual and automated data collection. The distresses resulted significance in asphalt pavement condition are fatigue cracking, transverse and reflection cracking, deteriorated patches, rutting, and potholes for manual data collected. IRI replaces potholes in the condition equation for automated data collected. One UPCI model was achieved with successfully validation for concrete pavements with manual data collection. The distresses representative of concrete pavement condition are longitudinal, transversal and oblique cracking, corner breaks, deteriorated patches, faulting, and deteriorate joints and cracks. Deteriorated patches have an important effect in the UPCI value for all UPCIs calibrated, where utility cuts are frequently observed, resulting in low quality patches and high probabilities of premature deterioration. This conclusion supports the primary hypothesis that special condition evaluation guidelines and indicators are required for urban pavements. Distress evaluation guidelines for asphalt and concrete pavements considering manual and automated surveys were developed and satisfactory validated with a 95% of confidence level through repeatability and reproducibility analysis. This guideline proposes an evaluation methodology for the distresses included in the UPCI. Based on the field evaluation carried out during the research, recommendations about the frequency and sampling for pavement condition evaluation are given for different network hierarchies: primary, every 2 year, the complete network; secondary, every 4 year, the complete network, and; local, every four years samples of homogeneous sections. Performance models were performed based on probabilistic trends of UPCI observed during field evaluations for asphalt and concrete pavements. Five field evaluation campaigns were developed in three regions of Chile during a three-year analysis period for the calibration and validation of performance models. The climates included were dry, Mediterranean and humid. The probabilistic trend over time of data collected was analyzed using Markov chains with Monte Carlo simulation that facilitates the analysis of the deterioration trend with only two points of the curve condition over time, allowing the simulation of pavement performance within the timeframe of the research. Fourteen performance models were calibrated for different combination of three climates, two pavement types and three hierarchy networks, considering a pavement life cycle of 25 years. Twelve of them were successfully validated with a confidence level of 95%. The models of asphalt in humid climate and concrete in dry climate need further analysis for their validation, considering more data collection in these climates. Hierarchies based on grouped functional classification were used: Primary Network (Express and Troncal streets), Secondary Network (Colectors and Services) and Local Network (Local and passages). Additionally, a comparative analysis was performed between the real equivalent axles demanding the sections and the equivalent axles admitted by their structures, in sections of Mediterranean climate. In other climates, the data was not enough to perform this analysis. Five models were obtained for asphalt pavement in mediterranean climate: three for the hierarchies and two for the design analysis. The latest two are recommended to use when information about traffic and structure is available. On the contrary, the models developed based on the hierarchy networks are recommended. Two performance models resulted for asphalt pavements in dry and humid climate: Models for humid climate presents higher deterioration rate than model for dry climate. However, both models present a shorter service life than their design. Likewise asphalts, five models were obtained for concrete pavements in mediterranean climate. Considering the models resulted from the analysis of the design, the deterioration trend does not present big differences within the two conditions analyzed. Therefore, for concrete pavements is recommend the use of the models calibrated based on the hierarchy networks. Two models resulted for concrete pavements in dry and humid climate: Both cases present a long service life; however, on the contrary of what is expected, the dry climate presents a deterioration more accelerated than humid climate. This behavior is probably a consequence of differences in construction standards and maintenance policies, noticed in interviews carried out with agencies of both regions. Finally, suitable P&M&R standards for urban pavement based on the urban pavement condition index and their performance models were developed for asphalt and concrete pavements. Three different standards are proposed for primary, secondary and local networks. The practical tools calibrated in this research can be easily implemented and used by local agencies, and simply adaptable over time and to different scenarios. The results of the study were developed with field data collected in Chilean cities; however, the results may be adapted and adopted in other countries for urban pavement management.
A machine learning approach to predict gene expression signatures, local gene networks, and key genes for biological functions of interest.
(2015) Puelma Peters, Tomás Francisco; Gutiérrez Ilabaca, Rodrigo Antonio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Un objetivo importante en la investigación biológica es descubrir genes relevantes para funciones biológicas de interés. Estas funciones pueden tener distintos grados de complejidad, desde procesos biológicos específicos a características complejas como “enfermedades metabólicas” en humanos o “tiempo de floración” en plantas. Esta tesis presenta “Discriminative Local Subspaces” (DLS), un método computacional que combina técnicas de aprendizaje de máquina supervisado y coexpresión para predecir redes de genes capaces de exponer nuevos genes y señalar cuáles son importantes para una función biológica de interés. Además presenta GENIUS, un servidor web que permite a la comunidad científica aprovechar las capacidades de DLS a través de una interfaz amistosa. En contraste con las redes de coexpresión tradicionales, DLS usa el conocimiento disponible en GeneOntology (GO) para generar conjuntos de entrenamiento informativos y guiar la búsqueda de “firmas de expresión”: patrones de expresión distintivos para los genes que participan en una función biológica de interés. Luego, DLS une los genes que se coexpresan con estas firmas para formar una red génica que contiene tanto genes conocidos como nuevos, para la función biológica de interés. Nuestras evaluaciones sistemáticas demuestran que DLS puede predecir genes nuevos con precisiones comparables a los métodos altamente discriminativos “Support Vector Maquines” (SVM), pero manteniendo la representación intuitiva e informativa que proveenlas redes de coexpresión. Más aún, nuestras evaluaciones muestran que, en contraste con estos métodos, DLS mejora su precisión sistemáticamente al aumentar la cantidad de datos experimentales disponibles. Además, nuestras evaluaciones en escenarios reales muestran que GENIUS puede realizar nuevos descubrimientos de manera efectiva. En particular,GENIUS predijo un nuevo gen, clave para mejorar la eficiencia del uso del nitrógeno en plantas, lo cual fue validado experimentalmente. Por lo tanto, creemos que GENIUS puede ayudar a generar hipótesis concretas a partir de conocimiento previo, realizar nuevos descubrimientos y, por lo tanto, mejorar nuestra comprensión molecular sobre los sistemas biológicos. GENIUS actualmente puede ser utilizado en ocho importantes organismos y es de libre acceso en http://networks.bio.puc.cl/genius.
Estudio de la interacción entre plastificantes y polímeros formadores de una película comestible mediante la correlación entre sus parámetros espectroscópicos y mecánicos
(2016) Palma Gavilán, Francisco Javier; Valenzuela Roediger, Loreto Margarita; Pérez, Ricardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La influencia de un plastificante sobre el comportamiento físico de una película comestible está dada por su interacción con los polímeros formadores. Por otro lado, el análisis de imágenes químicas por espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR-CI) permite caracterizar la interacción entre compuestos mediante el análisis de la abundancia de los componentes y su variabilidad. Es por ello que en este trabajo se estudiaron las características estructurales y funcionales de películas comestibles de quitosano y gelatina en función de la adición de plastificantes (glicerol, sorbitol, polietilenglicol (PEG) 400 y triacetina), puros o en mezclas binarias. Además, se correlacionaron los parámetros de abundancia y de variabilidad con la resistencia a la tracción, el porcentaje de elongación y el módulo elástico de las películas. Los cambios observados en los valores de abundancia de los polímeros y en las propiedades mecánicas permitieron concluir que la triacetina presenta la menor interacción con los polímeros, mientras que PEG400 y glicerol mostraron alta interacción con ellos. Mediante el estudio de correlación se observó que la resistencia a la tracción se relaciona con la abundancia de los componentes y su variabilidad. En particular, el modelo y = 21 + 11,6 STD(Ge) - 12,9 STD(Ch) permitió conocer la alta correlación que existe entre la resistencia a la tracción y la variabilidad de la abundancia de la gelatina y el quitosano (R2 = 0,691 y valor p = 0,009). La caracterización mecánica de las películas con técnicas espectroscópicas mediante un análisis rápido y no invasivo se presenta como una nueva herramienta de caracterización en el ámbito del desarrollo industrial de películas comestibles.
Creating digital tools to foster literacy learning at the elementary school level
(2017) Cordero, Kristina; Nussbaum Voehl, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La escritura es una de las habilidades más importantes que aprenderá un niño: es una herramienta básica para contar historias, relatar experiencias, documentar y compartir información, aprender y persuadir a otros. En el ámbito escolar el uso de la escritura es transversal a todo el currículum, y esta tendencia no da señales de aminorarse: entre los adultos la escritura es el modo de comunicación cada vez más esencial, en lo personal y lo profesional. Según algunos, la escritura es incluso más importante que la lectura hoy en día, ya que se producen diariamente unos 2,6 billones de palabras, entre correos electrónicos y redes sociales. Desde la óptica de la enseñanza, los investigadores llevan tiempo hablando de la necesidad de una “revolución en la escritura”; sin embargo sigue habiendo más estudios sobre la comprensión lectora que la enseñanza y la práctica de la escritura. Hoy en día, fuera del contexto escolar los adolescentes y jóvenes adultos han cambiado su forma de abordar los textos, a través de varias prácticas de lecto-escritura no tradicionales como el fan fiction, la escritura online y los videojuegos. Estos fenómenos masivos nos ofrecen perspectivas nuevas sobre el futuro de la lectura y la escritura, y la forma de enseñarlas en el siglo XXI. Se ha dicho mucho sobre los medios digitales y su potencial para cambiar las reglas del juego en el aprendizaje de la lectura y la escritura. Las ventajas de los soportes digitales son, precisamente, aquellas funcionalidades que pueden otorgar a la lectura y la escritura un grado de interacción y co-construcción que sería o imposible o muy aparatoso con lapiz, papel y material impreso. Este es un territorio nuevo y en gran medida inexplorado, donde todavía hay más preguntas que respuestas. Dado lo anterior, este proyecto de tesis intenta explorar una de las vertientes de este nuevo horizonte. Partiendo de las nociones de Vygotsky sobre la co-construcción y usando el marco de los multiliteracies, este proyecto propone diseñar e implementar herramientas que (1) estimulen la co-construcción a través de actividades que vinculen la lectura y la escritura; (2) propongan un vínculo entre las prácticas no tradicionales de lecto-escritura y los objetivos curriculares para lenguaje y comunicación; y (3) apoyen el ejercicio de la escritura a través de andamiajes que ofrecen un equilibrio entre libertad y estructura. Para estos objetivos se aplicó una metodología de design-based research, investigación basada en el diseño, para construir un modelo para actividades de lectura y escritura, resultando en la construcción de cuatro herramientas de software: Read Create Share (RCS) y Read Create Write (RCW), para tercero básico; y Individual Creative Writing (ICW) y Collaborative Creative Writing (CCW), para quinto básico. Estas herramientas se desarrollaron bajo el marco y siguiendo el proceso de Integrative Learning Design, y fueron piloteadas y evaluadas con alumnos de los niveles escolares correspondientes. Los resultados principales son: (1) las herramientas co-constructivas e interactivas pueden apoyar la conexión entre la lectura y la escritura —particularmente la escritura creativa—y abordar al mismo tiempo algunos de los objetivos curriculares de lenguaje en tercero básico; (2) la integración de elementos lúdicos —especialmente funcionalidades de pantalla táctil— pueden ser catalizadores de motivantes experiencias interactivas y coconstructivas de lectura y escritura; (3) los andamiajes digitales de este proyecto pueden ayudar a mejorar la productividad, la precisión, la complejidad y la diversidad léxica de la escritura de alumnos de quinto básico; (4) los alumnos que usaron un andamiaje para escritura colaborativa obtuvieron mejores resultados que los alumnos que usaron un andamiaje para escritura individual; y (5) design-based research es una metodología óptima para construir herramientas de escritura en formato digital. Todo nuestro trabajo también nos permite concluir que las herramientas digitales no son sustitutos a la mediación de un profesor, sino que un apoyo que complementa y subraya aún más su imprescindible rol en el aprendizaje. En un sentido más general esta tesis demuestra que es posible crear e implementar andamiajes digitales que adapten prácticas informales de lecto-escritura y a la vez cumplan con los objetivos curriculares para lectura y escritura en la enseñanza básica. Los resultados demuestran que es posible crear andamiajes y actividades de escritura colaborativa e individual en soporte digital que apoyen el aprendizaje. Asimismo ofrece evidencia alentadora de las ventajas de la colaboración en grupos pequeños para el ejercicio de la escritura en la escuela primaria. Al final de esta tesis se sugieren varias líneas de investigación futura: la adaptación de este software para su orquestación dentro de la sala de clase, con mediación pedagógica, y con contenidos de diferentes materias escolares; el uso de análisis de conversación para entender la naturaleza de las interacciones entre grupos de escritura colaborativa; y la adaptación del software para uso online, para replicar de manera más auténtica aquellas prácticas de escritura auto-generadas, colaborativas y co-constructivas que representan un fenómeno tan importante y auspicioso para los hábitos de lectura y escritura hoy en día.
An accurate numerical-analytical method for computing stresses in rock mass around mining excavations
(2017) Boccardo Salvo, Valeria; Durán Toro, Mario; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La corteza terrestre se encuentra sometida a un estado de esfuerzos o tensiones debido a fuerzas de origen gravitacional y tectónico, entre otros. Al extraer material desde un macizo rocoso, los esfuerzos se redistribuyen, lo cual es especialmente importante en minería, debido a que pueden aparecer áreas de alta concentración de esfuerzos en excavaciones mineras,produciendo eventos no deseados como caídas de roca o deslizamientos. Por lo tanto, hay una necesidad por determinar, de manera fehaciente, el estado de esfuerzos inducido en un macizo rocoso por la actividad minera, lo cual constituye un problema complejo. El objetivo de este trabajo es entonces proponer una metodología matemática certera para calcular estos esfuerzos y mostrar su desempeño en un caso simplificado. La principal fortaleza de esta metodología es el tratamiento numérico eficiente y eficaz del medio no acotado que rodea la excavación, comparado con el enfoque habitual usado por software comercial estándar para el mismo propósito, lo que conlleva una considerable reducción del recurso computacional requerido. El desarrollo de la metodología se divide en dos etapas. En la primera etapa se considera un problema simplificado donde se asume que la excavación es un pit semiesférico situado sobre la superficie de un dominio elástico semi-infinito y sometido a gravedad. Este problema es resuelto usando dos métodos semianalíticos, donde el segundo método es una mejora del primero. En la segunda etapa, se trata el caso de una excavación de geometría axisimétrica arbitraria mediante una técnica de acoplamiento, la cual emplea el segundo método semi-analítico para calcular una aproximación del operador Dirichlet-to-Neumann (DtN) sobre una frontera artificial semi-esférica. El operador DtNprovee las condiciones de borde exactas que completan el problema matemático planteado en el dominio computacional existente entre la excavación y la frontera artificial, el cual es entonces resuelto mediante el método de los elementos finitos (FEM). Se presentan resultados numéricos para demostrar la eficiencia y precisión de la metodología propuesta.
Biorremediabilidad y biotoxicidad de suelos intemperizados y altamente contaminados con petróleo crudo
(2017) Rodríguez Córdova, Leonardo Andrés; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La extracción intensiva de petróleo fue una bullante actividad en la Región de Magallanes durante la primera mitad del siglo XX. Desde la primera evidencia de hidrocarburos en 1899, el oro negro impulsó a muchos aventureros a instalarse en el sector e iniciar actividades extractivas artesanales. Esto ocurrió hasta que en la década de 1940 el Gobierno de Chile, a través de la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) y de la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP), comenzó la explotación más industrializada del recurso. Sin embargo, la precaria tecnología de la época produjo diversos sitios contaminados en forma de fosas de contención de petróleo que por la falta de normativa ambiental y/o el desconocimiento de las consecuencias de este pasivo ambiental, fueron abandonados sin medidas de mitigación. No fue hasta la década del 2000 que normativamente fue desarrollándose el marco regulatorio específico que obliga el tratamiento de este tipo de problemas ambientales. En este trabajo de tesis doctoral se realizó un estudio sobre la aplicación de un sistema de biorremediación para suelos altamente contaminados con petróleo crudo e intemperizados por más de 7 décadas en la Región de Magallanes en Chile. Para ello, se aplicó biorremediación ex-situ on-site aeróbica, utilizando turba de 2 tipos (autóctona y comercial) como agente abultante. Los resultados mostraron que la biorremediación es factible para este tipo de suelos, aunque el proceso no permite llegar a concentraciones contaminantes residuales dentro de los niveles normativos referenciales establecidos. Entre otros resultados obtenidos, se demostró que la turba Magallánica contiene microorganismos potencialmente degradadores del contaminante estudiado, por lo que además de agente abultante puede ser considerada un inóculo adecuado para el proceso degradativo del petróleo crudo envejecido e intemperizado de los suelos estudiados. Adicionalmente se mostró en este trabajo que el suelo contaminado y extensamente intemperizado en estudio aun presenta características biotóxicas medidas a partir de test de germinación de semillas, a pesar del extenso envejecimiento al que ha sido sometido durante 70 años. En este sentido es claro enfatizar que este tipo de suelos debe ser tratado dada la elevada biotoxicidad que aun presenta.
Epistemic uncertainty of linear building models and inelastic continuum concrete models
(2018) Chacón de la Cruz, Matías Fernando Nicolás; Llera Martin, Juan Carlos de la; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los modelos de edificios de hormigón armado (HA) consideran distintos supuestos de modelización que influyen en la precisión para la predicción de la respuesta sísmica. Además, su respuesta no lineal depende fuertemente del modelo de hormigón adoptado. Este estudio evalúa la incertidumbre epistémica inherente a los supuestos de modelización de HA tanto a nivel de respuesta lineal del edificio como a nivel de respuesta no lineal del material. La primera parte de esta tesis cuantifica la incertidumbre epistémica inherente en los supuestos de modelización mediante la evaluación de la respuesta sísmica de seis edificios instrumentados de HA del tipo planta libre. Se estudiaron cuatro supuestos de modelización lineal: (i) el tipo de elemento finito utilizado; (ii) la rigidez en el plano y fuera del plano de los diafragmas; (iii) el tipo de modelo de interacción suelo-estructura considerado; y (iv) la decisión sobre dónde aplicar el empotramiento a la base. La incertidumbre de la respuesta se evaluó primero comparando los períodos simulados con los medidos usando vibraciones ambientales. Además, se compararon parámetros globales de respuesta sísmica, como las fuerzas por piso, torques y desplazamientos entrepiso, entre un modelo de referencia y un conjunto de modelos variantes. En general, las incertidumbres asociadas en las fuerzas de corte del núcleo de muros fueron mayores que las fuerzas por piso y también mayores en los subterráneos que en los niveles superiores. La segunda parte de esta tesis evaluó la incertidumbre asociada con los modelos constitutivos inelásticos de hormigón para la formulaciones tri-dimensional (3D) y de tensiones planas. Se consideraron cinco modelos de hormigón: (i) el modelo plástico hiperbólico de Drucker-Prager (DPH); (ii) el modelo de plasticidad y daño de Lubliner-Lee-Fenves (LLF); (iii) el modelo de Wu-Li-Faría (WLF); (iv) el modelo de Faría-Oliver-Cervera (FOC); y (v) el modelo de grieta difusa total strain rotating (ROT). Se derivaron nuevas expresiones analíticas para la integración numérica de la tensión actualizada y el operador tangente consistente para todos los modelos. Los resultados se validaron con pruebas experimentales numéricas simples sometidas a diferentes estados de tensiones. Los efectos unilateral, la velocidad de deformación, el tamaño de la malla, y el fenómeno strain-localization se evaluaron usando estos modelos. Además, se propusieron recomendaciones de elementos finitos validadas para mejorar la convergencia de los modelos estudiados, en particular el uso de un operador tangente consistente suavizado y la incorporación de una técnica de regularización viscosa. Finalmente, se concluyó que la fuente más importante de incertidumbre epistémica de los modelos de materiales se observa en la energía disipada y la rigidez linealizada del último ciclo de descarga-carga en la mayoría de las pruebas simuladas.
Deriving configurable process models using process mining
(2019) Arriagada Benítez, Mauricio; Sepúlveda Fernández, Marcos Ernesto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Utilizado con frecuencia en grandes organizaciones con sucursales en diferentes ubicaciones, un modelo de proceso configurable reune las características más comunes que se comparten entre diferentes sucursales. Este modelo de proceso configurable puede configurarse para derivar un modelo de proceso específico para cada sucursal. El proceso de configuración generalmente se realiza de forma manual, lo cual es un reto por dos razones. Por un lado, cuando el número de puntos de configuración aumenta en el modelo de proceso configurable, el tamaño del espacio de búsqueda aumenta exponencialmente. Por otro lado, la persona que realiza la configuración puede carecer de una perspectiva holística para tomar la decisión correcta para todos los nodos configurables. Hoy en día, en muchos escenarios de negocios, los sistemas de información que apoyan la ejecución de procesos de negocios crean registros de eventos, que contienen datos que reflejan cómo se están realizando los procesos. En esta tesis, proponemos tres estrategias que utilizan estos datos de eventos para derivar automáticamente un modelo de proceso a partir de un modelo de proceso configurable, tal que el modelo generado sea el que mejor representa las características del proceso en una sucursal específica. La primera estrategia se basa en una búsqueda exhaustiva, la segunda se basa en un enfoque evolutivo genético y la tercera se basa en una heurística codiciosa. Hemos implementado estas tres estrategias diferentes en ProM como parte de nuestra propuesta para derivar un modelo de proceso. Hemos probado estas estrategias utilizando registros de eventos realistas que representan el comportamiento de diferentes variantes de proceso, tal como se registran en un sistema de educación superior, y también utilizamos un caso real de municipalidades en Holanda.
Optical design and prototype of a high resolution near IR spectrograph for astronomy.
(2019) Rukdee, Surangkhana; Vanzi, Leonardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
The search for extraterrestrial planets is an exciting current field of research. One of the most efficient ways to detect exoplanets is through the measurement of the Radial Velocity (RV) detection of Doppler shifts of the host star. Recently, the target of the exoplanet search has moved to cooler and lower mass stars. Although these cool stars are abundant in our galaxy, most of them are too faint to be detected by instruments operating in the visible. Thus, it requires high resolution spectroscopy in the near infrared region. In this work, we will contribute to the field by developing a cost-effective infrared spectrograph which will empower the upcoming generation of telescopes. The Tao Aiuc high Resolution (d) Y band Spectrograph (TARdYS) project is a collaboration between the Center of Astro-Engineering UC-AIUC, Chile and the University of Tokyo, Japan. The instrument is a high resolution near infrared spectrograph for astronomy being developed at the AIUC for installation at the Tokyo Atacama Observatory TAO 6.5 m. telescope. TARdYS is optimized for the precise measurement of radial velocities of cool stars. For this science purpose, the instrument requires high resolution > 60,000 and RV precision of 5 m/s. Moreover, it will also be a powerful tool for the study of astroseismology, star-forming regions, and exoplanet atmosphere. The requirements of the instrument are derived from the science objectives and budget constraint. We select a 1kx1k infrared detector and an R6 echelle disperser. This choice enables high resolution with a small beam diameter. TARdYS can yield a spectral resolution > 60,000 within the spectral coverage from 0.843-1.117 m. We plan to use a cryogenic Dewar in the last part of the objectives to minimize the background radiation reaching the detector. Thus, this will be operated in a semi-cryogenic system as a cost-effective solution. In this work, I created and evaluated the optical design of the two different configurations for a cost-effective high resolution near-infrared spectrograph. This work tests a cost-effective solution with less widely tested spectrograph choices, especially an R6 echelle, and only a semi-cryogenic setup. Optimization with computer-aided simulations yields excellent spectral resolution at the diffraction limit even when taking realistic manufacturing and alignment tolerances into account. I built a prototype of the spectrograph using commercially available components and determined its performance. The measured spectral resolution agrees well with the simulation. With a simple temperature control, I achieved a stability of ±0.1K over several hours. The remaining spectral drift is predominately caused by environmental pressure. Once TARdYS is installed at TAO, it will become available as a exoplanet hunter to the Chilean science community.
Effect of a whey protein network formed by cold gelation on starch gelatinization and digestibility
(2019) Lavoisier, Anaïs; Aguilera, José Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La diabetes es una enfermedad crónica que afecta a millones de personas alrededor del mundo y por ende un problema actual de salud importante en nuestra sociedad. Hoy en día, sabemos que la alimentación es un factor de riesgo para el desarrollo de la diabetes tipo 2, en particular las dietas que provocan fluctuaciones extremas de la glicemia posprandial. Por lo tanto, se recomienda consumir alimentos con un bajo índice glicémico, para evitar un desequilibrio en el metabolismo de la glucosa, mejorar la salud en general, y reducir el riesgo de padecer diabetes tipo 2. En esta Tesis, se propone una nueva estrategia para diseñar alimentos amiláceos con una liberación de glucosa posprandial lenta y constante. Se plantea que un gel de proteína puede reducir la gelatinización del almidón durante el tratamiento térmico y, luego, proteger los gránulos de almidón del ataque enzimático durante la digestión. Para confirmar esta hipótesis, gránulos nativos de almidón de papa (potato starch, PS) fueron atrapados en una red de aislado de proteína de suero (whey protein isolate, WPI), elaborada por gelificación en frío inducida por adición de calcio. Estos geles compuestos fueron sometidos a un tratamiento térmico (>80°C), para provocar la gelatinización del PS dentro de la red de proteínas. Primero, la gelatinización del almidón en el gel de WPI fue estudiada, in situ y en tiempo real, con un sistema de placa calefactora DSC para microscopio. Los cambios en la microestructura de los geles compuestos también fueron observados indirectamente por mediciones reológicas y mecánicas. Además, la microestructura de los geles, antes y después del calentamiento, fue explorada por microscopía confocal láser de barrido (CLSM) y criomicroscopía electrónica de barrido (crio-MEB). Luego, la digestibilidad del almidón en el gel de WPI, después del tratamiento térmico, fue investigada mediante el protocolo de digestión in vitro “INFOGEST”. Se prestó especial atención al impacto del tamaño de partícula del gel y de la concentration de proteína sobre la liberación de glucosa desde la matriz. Finalmente, los diferentes pasos que conducen a la formación de la red de WPI por gelificación en frío fueron observados con un microscopio de fuerza atómica, y la dimensión fractal del gel fue determinada mediante análisis de imagen y reología oscilatoria. El efecto del calentamiento sobre las propiedades y la microestructura del gel de WPI fue analizado con DSC, espectroscopia infrarroja (ATR-FTIR) y mediciones reológicas, además de ser examinado por CLSM y crio-MEB. La investigación se centró en la influencia de la formación de nuevos enlaces disulfuro sobre las propiedades reológicas del gel. La gelatinización del almidón fue restringida por la matriz de WPI. La presencia de la red de proteína no retrasó el inicio de la gelatinización pero redujo la temperatura final de la transición de 3°C, tambien redujo la entalpía de gelatinización en un 42% y disminuyó el hinchamiento de los gránulos de PS en un 33%. Las propiedades reológicas y mecánicas de los geles compuestos se vieron afectadas por la gelatinización del almidón, dependiendo de su concentración en el gel. Añadir 1% de PS al gel de WPI debilitó la estructura del gel, probablemente porque los gránulos gelatinizados crean defectos en la microestructura. Al contrario, la adición de un 9% de almidón resultó en un reforzamiento del gel: una red interpenetrante se forma entre el WPI y los gránulos gelatinizados de PS. La digestibilidad del almidón in vitro también se vio restringida por la presencia de la red de WPI. La liberación de glucosa desde la matriz se redujo en la etapa intestinal, cuando los geles fueron molidos a un tamaño de partícula de ~ 1 mm. Pero cuando los geles fueron cortados a un tamaño de partícula de ~ 5 mm, la liberación de glucosa disminuyo al final de la prueba. En este caso, al final de la digestión, la liberación de glucosa fue reducida en un 15.5 y un 20.5% para los geles compuestos con 8 y 10% de WPI respectivamente, mientras que no se observó una reducción significativa para el gel con 6% de WPI. Por lo tanto, el efecto de la red de WPI sobre la digestibilidad del almidón depende primero del tamaño de partícula y luego de la concentración de proteína. Esto se relaciona con las propiedades mecánicas y reológicas de los geles compuestos: la digestibilidad del almidón disminuye cuando aumenta la dureza y la elasticidad de los geles. El tratamiento térmico también modificó las propiedades y la microestructura de la red de WPI de los geles compuestos. Los geles de WPI eran más rígidos y más quebradizos después de ser calentados a 90ºC. En efecto, se produjeron cambios importantes en la estructura de la red de proteínas: se formaron enlaces disulfuro y puentes de calcio adicionales durante el calentamiento y nuevas interacciones hidrofóbicas durante el enfriamiento. Como consecuencia, las propiedades viscoelásticas de los geles de WPI elaborados por gelificación en frío se vieron alteradas de manera significativa e irreversible. Esta Tesis contribuye a una mejor comprensión de los cambios que ocurren durante el tratamiento térmico de matrices blandas compuestas por proteínas y almidón. Además, aporta nuevos conocimientos sobre la digestión del almidón en matrices alimentarias suaves. En conjunto, los resultados de este estudio muestran que el uso de geles de WPI es una estrategia interesante para formular productos amiláceos con un índice glicémico bajo. Estas estructuras podrían ser particularmente útiles para desarrollar alimentos funcionales especialmente diseñados para diabéticos con sobrepeso o personas mayores.
Copper tailings as supplementary cementitious material : activation, leaching and environmental behaviour
(2020) Vargas Muñoz, Felipe Andrés; López Casanova, Mauricio Alejandro; Rigamonti, Lucia; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El impacto de la industria del cemento en la generación de gases de efecto invernadero (5-8 % del total global) hace necesario la búsqueda de alternativas a este material que permitan reducir su impacto, sin afectar las ventajas y propiedades que permiten su amplia utilización en la construcción. Por otro lado, la generación de residuos de la industria del cobre, a tasas crecientes debido a la baja ley de los minerales alcanzando las 200 toneladas de relaves por tonelada producida de cobre, hacen que la búsqueda de formas de uso de estos residuos sea una importante necesidad y ofrezca una oportunidad para la minería. Esto es de alto impacto en países productores de cobre como Chile. En esta tesis se investigó la unión de estas dos necesidades: la utilización de relaves de la industria del cobre como material cementicio suplementario. Para esto, se propuso el uso de tratamientos mecánicos y térmicos para mejorar la capacidad cementicia de los relaves, estudiando también la capacidad de la matriz cementicia de retener la lixiviación de cobre y finalmente el desempeño medioambiental de las mezclas de concreto con relaves tratados. La activación de relaves de cobre mediante tratamientos de molienda y calcinación se estudió comparando mezclas cementicias sin relaves y con relaves sin tratar versus muestras con relaves tratados, esto últimos elegidos entre muestras que mostraron mayor potencial de activación, mostrando aumentos de hasta un 40% en la resistencia mecánica. La heterogeneidad de las muestras se observó al analizar el aumento de entre un 80% y un 140% en la capacidad puzolánica de los relaves una vez tratados. La lixiviación de metales pesados de muestras cementicias conteniendo relaves fue analizada, estudiando específicamente el mecanismo de atrapamiento de fases de cobre dentro de la matriz cementicia. Se determinó que la razón agua-cemento es estadísticamente significativa al analizar la lixiviación de cobre, y se observó la migración de fases de cobre durante el proceso de hidratación hacia productos cementicios como silicatos de calcio hidratados, lo cual fue comprobado mediante análisis de SEM y XANES. También se midió los niveles de lixiviación generales, observando que cuando los relaves están incorporados en la matriz cementicia, los niveles de lixiviación son despreciables. Finalmente, con la información anterior se desarrolló una metodología para la medición del impacto medioambiental del uso de relaves como material cementicio suplementario, usando análisis de ciclo de vida (LCA) para determinar el posible beneficio del uso de estos desechos. Como resultado se determinó que los beneficios del uso de relaves dependen de la capacidad de estos como material cementicio suplementario, y que, a mayor nivel de desempeño, mejores son los indicadores ambientales comparados con mezclas sin relaves. La nueva metodología propuesta permite una comparación certera de mezclas cementicias con materiales cementicios suplementarios, facilitando el estudio medioambiental de estos y otros residuos. Este estudio demostró la factibilidad del uso de relaves como material cementicio suplementario, con las limitaciones impuestas por la heterogeneidad, la presencia de altas concentraciones de cobre y los impactos medioambientales analizados y discutidos.El impacto de la industria del cemento en la generación de gases de efecto invernadero (5-8 % del total global) hace necesario la búsqueda de alternativas a este material que permitan reducir su impacto, sin afectar las ventajas y propiedades que permiten su amplia utilización en la construcción. Por otro lado, la generación de residuos de la industria del cobre, a tasas crecientes debido a la baja ley de los minerales alcanzando las 200 toneladas de relaves por tonelada producida de cobre, hacen que la búsqueda de formas de uso de estos residuos sea una importante necesidad y ofrezca una oportunidad para la minería. Esto es de alto impacto en países productores de cobre como Chile. En esta tesis se investigó la unión de estas dos necesidades: la utilización de relaves de la industria del cobre como material cementicio suplementario. Para esto, se propuso el uso de tratamientos mecánicos y térmicos para mejorar la capacidad cementicia de los relaves, estudiando también la capacidad de la matriz cementicia de retener la lixiviación de cobre y finalmente el desempeño medioambiental de las mezclas de concreto con relaves tratados. La activación de relaves de cobre mediante tratamientos de molienda y calcinación se estudió comparando mezclas cementicias sin relaves y con relaves sin tratar versus muestras con relaves tratados, esto últimos elegidos entre muestras que mostraron mayor potencial de activación, mostrando aumentos de hasta un 40% en la resistencia mecánica. La heterogeneidad de las muestras se observó al analizar el aumento de entre un 80% y un 140% en la capacidad puzolánica de los relaves una vez tratados. La lixiviación de metales pesados de muestras cementicias conteniendo relaves fue analizada, estudiando específicamente el mecanismo de atrapamiento de fases de cobre dentro de la matriz cementicia. Se determinó que la razón agua-cemento es estadísticamente significativa al analizar la lixiviación de cobre, y se observó la migración de fases de cobre durante el proceso de hidratación hacia productos cementicios como silicatos de calcio hidratados, lo cual fue comprobado mediante análisis de SEM y XANES. También se midió los niveles de lixiviación generales, observando que cuando los relaves están incorporados en la matriz cementicia, los niveles de lixiviación son despreciables. Finalmente, con la información anterior se desarrolló una metodología para la medición del impacto medioambiental del uso de relaves como material cementicio suplementario, usando análisis de ciclo de vida (LCA) para determinar el posible beneficio del uso de estos desechos. Como resultado se determinó que los beneficios del uso de relaves dependen de la capacidad de estos como material cementicio suplementario, y que, a mayor nivel de desempeño, mejores son los indicadores ambientales comparados con mezclas sin relaves. La nueva metodología propuesta permite una comparación certera de mezclas cementicias con materiales cementicios suplementarios, facilitando el estudio medioambiental de estos y otros residuos. Este estudio demostró la factibilidad del uso de relaves como material cementicio suplementario, con las limitaciones impuestas por la heterogeneidad, la presencia de altas concentraciones de cobre y los impactos medioambientales analizados y discutidos.
Fatty acids characterization during non-alcoholic fatty liver disease using magnetic resonance spectroscopy
(2020) Xavier, Aline Carvalho da Silva; Andía Kohnenkampf, Marcelo Edgardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Introducción: La enfermedad del hígado graso no-alcohólico (EHGNA) es la enfermedad hepática más común en el mundo y se está convirtiendo en una de las causas más frecuentes de trasplante hepático. Desafortunadamente, el único método disponible para determinar de manera confiable la etapa de esta enfermedad es la biopsia hepática, la cual es invasiva y riesgosa para los pacientes; y además no es representativa de todo el parénquima hepático. Algunos estudios sugieren que diferencias en la composición de la grasa hepática (i.e. los ácidos grasos) están relacionados a la progresión de esta enfermedad. Objetivo: El propósito de este estudio es investigar la composición de los ácidos grasos del hígado durante la progresión de la EHGNA mediante el uso de espectroscopía por resonancia magnética (ERM), un método potencialmente no-invasivo. Metodología: Hemos realizado un estudio de ERM ex-vivo de manera de comparar nuestros resultados con los métodos invasivos estándares. Este estudio ex-vivo se realizó con 2 modelos murinos alimentados con dieta Western y CDAA. Luego, realizamos un estudio in-vivo, y utilizamos el estudio ex-vivo como validación. Finalmente, probamos la viabilidad de realizar nuestras técnicas en resonadores clínicos con voluntarios usando un equipo de 7 Tesla. Resultados: La composición de los ácidos grasos del hígado cambia a medida que la EHGNA progresa de esteatosis a esteatohepatitis, pero permanece invariable durante las diferentes etapas de esteatohepatitis. Utilizando el análisis de componentes principales en los datos de ERM, identificamos los tres grupos clínicos más relevantes: normal, esteatosis y esteatohepatitis. Estos resultados mostraron muy buena concordancia con los resultados de los métodos invasivos estándares. Con la ERM in-vivo, en voluntarios, comprobamos la viabilidad de identificar los peaks de los ácidos grasos en el espectro hepático. Conclusión: Se demostró en modelos animales que es posible detectar la progresión de la esteatosis simple a esteatohepatitis utilizando ERM hepática y que este método tiene potencial para ser utilizado en la clínica, en humanos y potencialmente reemplazar la biopsia hepática.
Seismic performance factors for wood frame buildings in Chile
(2020) Estrella Arcos, Edisson Xavier; Almazán Campillay, José Luis; Guindos Bretones, Pablo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.
Performance of embankments on liquefiable soil deposits improved with with dense granular columns
(2020) Tiznado Aitken, Juan Carlos; Ledezma Araya, Christian Alfonso; Dashti, Shideh; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Terremotos pasados han demostrado que las columnas granulares densas o dense granular columns (DGC) pueden ayudar a mejorar el desempeño sísmico de estructuras geotécnicas críticas fundadas en depósitos de suelo licuable por medio de la combinación de (i) densificación inducida mediante la instalación, (ii) drenaje mejorado, and (iii) refuerzo al corte; incluso con áreas de reemplazo relativamente bajas. Sin embargo, la influencia y contribución individual de estos mecanismos de mitigación en parámetros de demanda sísmica ingenieril (por ejemplo, exceso de presión de poros, tensiones y deformaciones de corte, aceleraciones, y deformaciones permanentes) no se comprende por completo aún en el contexto de licuación y sus consecuencias. Además, los procedimientos de diseño actuales no incluyen factores críticos tales como la interacción suelo-estructura-mitigación, las características del sitio, la interacción entre estratos, y las características evolutivas del movimiento sísmico. Estas limitaciones previenen un diseño confiable y basado en desempeño de las DGCs. En la primera etapa de este estudio (Fase I), se realizó una serie de cuatro experimentos dinámicos en centrífuga para 1) evaluar la influencia de las DGCs en el desempeño sísmico de terraplenes fundados en depósitos estratificados de suelo licuable; 2) aislar la contribución de distintos mecanismos de mitigación provistos por las DGCs en el desempeño del sistema; y 3) proveer datos para la posterior validación de modelos numéricos. Los resultados experimentales apuntaron a la importancia de considerar la densidad relativa y rigidez del suelo antes y luego de la instalación de las DGCs, la distribución de presiones de confinamiento, y las restricciones cinemáticas y actividad de distintos mecanismos al evaluar la influencia de las DGCs en parámetros de demanda sísmica, inicio de licuación, y deformaciones en estructuras de terraplén. Durante la segunda etapa de la investigación (Fase II), se desarrolló un modelo probabilístico para evaluar el inicio de licuación en sitios tratados con DGCs. El modelo propuesto se basa en los resultados de un completo estudio numérico de tipo paramétrico, validado previamente con resultados experimentales de centrífuga, y es el primero de su clase que considera variaciones en el área de reemplazo, rigidez, y capacidad de drenaje de las DGCs; el espesor, profundidad, densidad relativa, y rango de conductividad hidráulica de cada estrato y sus capas circundantes; diferentes presiones de confinamiento transmitidas por una estructura en la superficie del terreno; las características evolutivas de terremotos corticales y de subducción; y la incertidumbre implícita en la predicción de presiones de poro y deformaciones de corte en cada capa de suelo. Finalmente, en la Fase III del estudio, los resultados experimentales de la Fase I fueron utilizados para testear una herramienta computacional y numérica avanzada en su capacidad para capturar el desempeño del sistema suelo-mitigación-terraplén. Se utilizó análisis numérico de elementos finitos dinámico, tridimensional, no-lineal, acoplado, y en tensiones efectivas, con el modelo constitutivo de suelos PDMY02 implementado en la plataforma OpenSees, para simular la respuesta sísmica de terraplenes fundados en depósitos de suelo licuable mejorados con DGCs bajo carga sísmica horizontal. Los modelos desarrollados pueden ser utilizados en estudios numéricos futuros de tipo paramétrico para identificar los principales predictores del desempeño sísmico de terraplenes en sitios licuables tratados con DGCs.

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