3.01 Escuela de Ingeniería
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Browsing 3.01 Escuela de Ingeniería by browse.metadata.categoria "Biología"
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- ItemAn investigation of the coupled water and heat transport in green roof substrates(2016) Sandoval Valdés, Victoria P.; Suárez Poch, Francisco Ignacio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLas cubiertas vegetales integran vegetación a los edificios, minimizando los requerimientos energéticos y escorrentía superficial. Para optimizar estos beneficios, se necesita un entendimiento de los procesos que controlan los flujos de agua y calor en cubiertas vegetales. Los factores principales que determinan los flujos de agua y calor en las cubiertas vegetales son las características hidrodinámicas y térmicas de las capas de sustrato y vegetación. Los sustratos son medios porosos artificiales que se usan para objetivos tecnológicos e ingenieriles. La compactación de un sustrato afecta los procesos físicos que ocurren en el mismo y no se ha estudiado su efecto en los flujos de calor y agua. En este estudio se han caracterizado las propiedades físicas, hidrodinámicas y térmicas de cinco sustratos de cubiertas vegetales. Además, se evaluó el efecto de la compactación en estas propiedades realizando un ajuste teórico a los parámetros térmicos e hidráulicos obtenidos anteriormente. Se realizaron simulaciones numéricas de flujos de agua y calor acoplados para evaluar el impacto de las propiedades obtenidas y compactadas en el comportamiento hidráulico y térmico de un sistema de una cubierta vegetal. Los cinco sustratos mostraron gran capacidad de almacenar y transportar flujos de agua, mientras que su capacidad de transportar calor fue similar a otros sustratos de cubiertas vegetales reportados en la literatura. Bajo condiciones no saturadas, la capacidad de retención y el volumen de almacenamiento de los sustratos controlaron la respuesta hidráulica de cada sustrato. El efecto de la compactación muestra la disminución de espacio de poros y el aumento de fuerzas capilares, provocando una reducción del volumen de almacenamiento. En las propiedades térmicas se observa un incremento general de la conductividad dado el aumento de contacto entre partículas. Las simulaciones numéricas muestran que el sustrato de tierra de hoja con perlita presenta la menor difusión vertical de calor y una alta capacidad para almacenar agua (mismo resultado obtenido cuando los sustratos se compactan). La modelación dinámica presentada en este estudio puede representar la complejidad de los procesos que ocurren en las cubiertas vegetales y puede ser una herramienta útil para diseñar la configuración de una cubierta vegetal.
- ItemBalances de masa durante la vinificación de sauvignon blanc.(2008) Moenne Vargas, María Isabel; Agosin T., Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa realización de fermentaciones implica recolectar múltiples datos para poder estudiar el comportamiento del sistema. Si la información recolectada presenta errores de medición, pero ellos no son detectados y corregidos, las conclusiones inferidas serán erróneas. Basado en la aplicación de balances macroscópicos para la identificación de errores de medición, se desarrolló un método sistemático empleando Matlab, capaz de detectar la presencia de dichos errores y localizar la fuente de error a través de un test estadístico, en fermentaciones con mosto Sauvignon blanc. El sistema de evaluación de datos experimentales desarrollado, permite generar conocimiento para analizar, evaluar y optimizar procesos fermentativos mediante una correcta toma de decisiones.
- ItemBioavailability of interesterified lipids in food emulsions.(2014) Farfán Martínez, Mariel; Bouchon Aguirre, Pedro Alejandro; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa importancia de los lípidos en los alimentos va mas allá de su rol como fuente de energía y nutrientes. También son parcialmente responsables de propiedades organolépticas clave, tales como textura, liberación del sabor, y saciedad, la cual es difícil de duplicar en formulaciones libres de grasa. Además, los lípidos han sido asociados al desarrollo de numerosas enfermedades, pero también a la prevención de varias otras, principalmente debido al efecto de ácidos grasos esenciales. Desafortunadamente, las propiedades fisicoquímicas y nutricionales de los lípidos no se encuentran juntos con frecuencia. Existen grasas cuyas propiedades físicas son aptas para aplicaciones específicas, pero no son nutricionalmente recomendables. Otros, en cambio, pueden tener un excelente perfil de ácidos grasos, pero su distribución en la molécula de triacilglicerol podría no permitir una absorción óptima. Además, la matriz alimentaria donde los lípidos están ubicados, puede ser un factor clave para determinar el grado en el cual los lípidos son absorbidos. La hipótesis de este estudio fue que a través de interesterificación enzimática es posible sintetizar lípidos estructurados con un buen perfil de ácidos grasos –alto en acidos grasos n-3 y cero trans- y un perfil de fusión similar al de una grasa comercial, cuya biodisponibilidad puede ser modulada, además de la nueva estructura de TAG, a través del diseño de emulsiones. De acuerdo a esto, el objetivo principal de esta tesis fue conseguir un mejor entendimiento del efecto de la interesterificación enzimática, en la síntesis de grasas plásticas, así como de la emulsificación, en la biodisponibilidad postprandial de lípidos in vivo. Primero se analizó el efecto de la interesterificación en la estructuración de lípidos. Para ello, se compararon las interesterificaciones química y enzimática de mezclas binarias en la obtención de lípidos estucturados con cero trans y un alto contenido de ácido linolénico (C18:3n3), además de adecuadas propiedades funcionales. Aceite de soya full hidrogenado (fully hydrogenated soybean oil, FHSBO) y aceite de nuez (walnut oil, WO) fueron usados como materias primas. Metóxido de sodio y Lipozyme TL IM fueron usados como catalizadores químico y enzimático, respectivamente. Mezclas FHSBO/WO en relaciones de masa de 20/80, 40/60 y 60/40 fueron evauladas, y la interesterificaión total se determinó por la estabilización en su contenido de grasa sólida (solid fat content, SFC). La mezclas interesterificadas químicamente fueron estabilizadas a los 10 min para al mezcla 20/80 y a los 15 min para las mezclas 40/60 y 60/40. Mientras, todas las mezclas enzimáticamente interesterificadas se completaron a los 120 min. Una reducción significativa en el SFC para todas las composiciones se produjo después de completar las interesterificaciones química o enzimática. Las mezclas 60/40 interesterificadas química y enzimáticamente mostraron la curva plástica de un shortening multipropósito, rico en ácidos grasos poliinsaturados, especialmente en C18:3n3 y cero trans. La interesterificación enzimática fue escogida para estudios adicionales debido a su estereoespecificidad. Dado que, el perfil de ácidos grasos es un factor crítico en las propiedades nutricionales de las grasas, pero también la estereoquímica juega un rol fundamental, la biodisponibilidad de ácidos grasos en las mezclas interesterificadas fue analizada. Para ello, mezclas de aceite de linaza (linseed oil, LO) y esterarina de palma (palm stearin, PS) fueron comparadas con sus mezclas interesterificadas usando una lipasa estereoespecífica en las posiciones sn 1 y 3, para determinar si había alguna diferencia en términos de biodisponibilidad cuando se usaba esta tecnología. Las dos mezclas tenían el mismo perfil de ácidos grasos, pero distinto SFC, debido al cambio en la estereoquímica de los triacilgliceroles. Ratas Sprague-Dawley macho fueron alimentadas con las mezclas interesterificada (IE) o no interesterificada (nIE) a través de un tubo de alimentación bucogástrico luego de 18 h de ayuno. Se utilizó suero fisiológico como control. Se tomaron muestras de sangre luego de la administración de los test meals y se determinó el perfil de ácidos grasos plasmáticos en el periodo postprandial. Los resultados mostraron que la modificación en los perfiles de fusión de las mezclas a través de la interesterificación, sin alterar la biodisponibilidad determinada por la posición sn-2, puede retrasar la absorción de los lípidos al principio de la digestión, con peaks de absorción de C18:3n3 a 1,5 y 4,5 h postadministración, para IE y nIE, respectivamente, pero esto no tiene un efecto en la absorción total de los lípidos. La estructura alimentaria es también responsable de la biodisponibilidad de lípidos. Un diseño apropiado de la matriz alimentaria podría restringir o facilitar la liberación de ácidos grasos y dejarlos disponibles para la absorción, tal como en la emulsificación. Para comprender mejor éste fenómeno, evaluamos el efecto de la emulsificación, así como el uso de diferentes agentes emulsificantes, en la biodisponibilidad postprandial de lípidos estructurados en emulsiones O/W en ratas. Emulsiones O/W estables, preparadas con caseinato de sodio (Sc) o quitosán (Ch) fueron dosificadas como test meals. Una mezcla no emulsificada fue utilizada como control (C), y suero fisiológico fue usado como blanco (B). Ratas Sprague-Dawley fueron intragástricamente alimentadas con Sc, Ch, C o B, y se tomaron muestras de sangre en el periodo postprandial. Los resultados mostraron que la emulsificación puede aumentar la absorción de lípidos, como se determinó luego de la administración de emulsiones Sc, cuya absorción de AG totales es 20% mayor que el control. Sin embargo, éste resultado no puede ser generalizado. Los lípidos interesterificados que fueron emulsificados con quitosán, fueron igualmente absorbidos que aquellos en la mezcla lípidos interesterificados/agua destilada, no emulsificados. Se sugirió que esto puede ser debido a un acceso limitado de la lipasa pancreática a los lípidos. El mayor pH que se encuentra en el duodeno (pH>pKa quitosan) puede reducir la solibilidad de Ch, y puede contrapesar el efecto positivo de la pre-emulsificación. Esto sugiere que la emulsificación, como herramienta para el diseño de matrices alimentarias, no es la única responsable de una mayor biodisponibilidad, sino que las interacciones que ocurren entre el estabilizante y los alrededores durante la digestión, es también crucial. En general, este estudio confirma que la interesterificación parece ser una herramienta apropiada para la sintesis de grasas estructuradas con un buen perfil nutricional y propiedades funcionales adecuadas. Sin duda, el diseño de matrices alimentarias es también un asunto de interés, como se refleja en este estudio, el cual establece las bases para una futura investigación con respecto a la necesidad de conseguir un mejor entendimiento de las interacciones entre los nutrientes y su entorno. Distintos enfoques pueden ser utilizados para el diseño de una estructura alimentaria apropiada, la cual puede maximizar o reducir la biodisponibilidad de lípidos y/o ácidos grasos específicos, según necesidad. Como tal, este estudio contribuye al creciente campo del diseño de estrucuras alimentarias y resalta como la estructura puede ser personalizada para satisfacer las demandas de los consumidores.
- ItemDesarrollo de un sistema modular de regulación de procesos genéticos y metabólicos vía CRISPRi para el control del comportamiento celular(2017) Matute Torres, Tamara Francisca; Federici, Fernán; Rudge, Timothy; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaTALEN y CRISPR/Cas9 han revolucionado la ingeniería genética, permitiendo la regulación de cualquier gen de interés en el genoma de organismos. CRISPR interferencia (CRISPRi) es un método desarrollado a partir de CRISPR/Cas9 que permite controlar la expresión de genes, mediante la generación de un complejo que reconoce un sitio específico del ADN e interfiere con la unión de la ARN polimerasa y/o la elongación transcripcional (Larson et al., 2013). El sistema CRISPRi se compone de una proteína Cas9 sin actividad endonucleasa, llamada dead Cas9 “dCas9”, y un ARN guía (sgRNA) que tiene la función de asociar el complejo formado con el sitio específico que se desea regular. El sgRNA se compone de un esqueleto invariable al 3´, que interactúa con dCas9, y una zona de 20 nucleótidos al 5´ que interactúa con el ADN y puede ser diseñada de manera arbitraria por el usuario. En este trabajo se exploró la modularizacíón y caracterización del sistema CRISPRi para ser utilizado en la regulación temporal y espacial de procesos biológicos en poblaciones bacterianas. A través del diseño de diversos sgRNAs y elementos funcionales de ADN modulares, se logró la regulación del comportamiento celular tanto en cultivos líquidos como en cultivos sólidos. Posteriormente, se exploró la regulación de procesos celulares en subdominios espaciales en el interior de colonias bacterianas. Finalmente, se utilizó el sistema CRISPRi para la regulación del crecimiento de células localizadas en un grupo definido y controlado en el interior de colonias bacterianas. Estos resultados en conjunto mostraron la exitosa implementación modular y combinatorial del sistema CRISPRi para la regulación espacial y temporal de procesos biológicos en un sistema multicelular.
- ItemDevelopment of rule-based models for regulatory mechanisms of gene expression and bacterial metabolism(2020) Santibáñez Palominos, Rodrigo Alberto; Garrido Cortés, Daniel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl modelado de sistemas es un amplio campo en ciencias e ingeniería enfocado en entender cómo los componentes de un sistema evolucionan a través del tiempo y espacio. Por siglos, el modelado ha sido usado para la descripción de una variedad de sistemas simples y con la llegada de la computación, hemos sido capaces de modelar sistemas altamente detallados, analizarlos y proponer hipótesis para posterior testeo experimental. En esta tesis doctoral, la utilización de modelos basados en reglas fue propuesta para el rápido desarrollo de modelos borradores describiendo la regulación de la expresión génica bacteriana. La metodología desarrollada es capaz de modelar transcripción, traducción y la degradación de macromoléculas así como también el metabolismo bacteriano. Los procesos anteriormente mencionados son esenciales para la viabilidad celular, aunque el modelado es ampliamente adoptado para el metabolismo. Para sobrepasar el lento desarrollo de modelos, la proposición de modelado está acompaña por el desarrollo de herramientas computacionales para modelar automáticamente cada proceso, una técnica previamente disponible solo para modelos metabólicos. La regulación de la expresión génica es esencial para la homeostasis celular y adaptación. Esta regulación depende de factores transcripcionales y otras proteínas que unen específicamente secuencias de ADN y controlan programas genéticos. Sin embargo, la complejidad de esta red regulatoria impide esfuerzos para modelar regulación génica a escala genómica. En primer lugar, nosotros proponemos una metodología construida sobre Kappa BioBrick Framework, la cual fue automatizada y extendida para describir correctamente la arquitectura del genoma, la iniciación de la transcripción bacteriana, e incorporar el metabolismo. Desarrollamos Atlas, un software que es capaz de convertir las muchas interacciones y reacciones codificadas en redes biológicas en modelos basados en reglas. Reglas son similares a ecuaciones químicas describiendo únicamente las características involucradas en una reacción. Al hacer eso, una regla puede representar miles o incluso millones de reacciones individuales. El método fue empleado con datos conocidos de regulación génica y reacciones metabólicas de la bacteria Escherichia coli. Luego, desarrollamos Pleione, un software que emplea un algoritmo genético para calibrar modelos basados en reglas. La herramienta da soporte a cuatro simuladores estocásticos (compatible con dos lenguajes de reglas). Pleione distribuye simulaciones y cálculos de bondad de ajuste en infraestructuras de computación de alto rendimiento, y más importantemente, aprovecha pruebas estadísticas de equivalencia para determinar la pertinencia de simulaciones estocásticas a datos experimentales. También desarrollamos herramientas para estimar la incertidumbre en calibración de parámetros y para estimar índices de sensibilidad de parámetros seleccionados por el usuario. El modelado es visto como una tarea especializada, inaccesible sin el conocimiento apropiado de métodos de modelado. Atlas toma inspiración en herramientas disponibles para reconstruir borradores de modelos metabólicos a escala genómica, y esta tesis satisfactoriamente presenta una biblioteca de software para desarrollar y analizar modelos basados en reglas para regulación génica y metabolismo en bacteria. Las herramientas desarrolladas permiten evaluar el impacto de modificaciones como variación del número de copias génicas, arquitectura del genoma, y otras modificaciones génicas comunes para entender la fisiología bacteriana, patogenicidad, y eventualmente, la ingeniería de células bacterianas para aplicaciones de biotecnología y biomedicina. Las herramientas presentadas en esta tesis doctoral son de código abierto y disponibles libremente para descarga desde el Índice de Paquetes de Python y desde github.com/networkbiolab/pleione y github.com/networkbiolab/PythonCyc.
- ItemDevelopment, calibration and validation of a dynamic genome-scale metabolic model of saccharomyces cerevisiae(2014) Sánchez, Benjamín J.; Agosin T., Eduardo; Pérez C., José Ricardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn la industria biotecnológica es fundamental contar con modelos matemáticos precisos que describan un microorganismo en detalle, de manera de que podamos hacer predicciones sin tener que incurrir en una cantidad excesiva de experimentos. El análisis dinámico de balance de flujos (dFBA) se ocupa regularmente para simular cultivos batch y fed-batch, los procesos industriales biotecnológicos más recurrentes; sin embargo, sólo unos pocos de estos modelos han sido calibrados y validados bajo diferentes condiciones experimentales. Además, a la fecha, la importancia de los diferentes parámetros usualmente utilizados en este tipo de modelos no ha sido debidamente estudiada. En este trabajo presentamos un modelo dFBA a escala genómica de Saccharomyces cerevisiae calibrado por primera vez con datos tanto de cultivos fed-batch aeróbicos como batch anaeróbicos, junto con un nuevo procedimiento para determinar cuáles parámetros del modelo son relevantes para calibración (en términos de sensibilidad, identificabilidad y significancia). El modelo dFBA contiene varias cinéticas, incluyendo crecimiento sub-óptimo, consumo de glucosa, ATP de mantenimiento, requerimientos de biomasa y producción de metabolitos secundarios. También integra datos de expresión génica. Por otro lado, el procedimiento de calibración usa optimización metaheurística y análisis de pre/post regresión, y fija iterativamente los parámetros que no tienen un rol significativo en el modelo, de manera de obtener modelos con un número razonable de parámetros. Finalmente, a los modelos obtenidos se les hizo una calibración cruzada para asegurar que sean predictivos. Usando este enfoque, mostramos que el consumo de glucosa, el crecimiento sub-óptimo, y las tasas de producción son mucho más útiles para calibrar los modelos que reglas Booleanas constantes de expresión génica, los requerimientos de biomasa o el ATP de mantenimiento. Más aún, se obtuvieron modelos dFBA confiables (por primera vez) con parámetros sensibles, significativos y sin correlaciones, y que a la vez son capaces de calibrar varias condiciones experimentales. Estos modelos dFBA de levadura robustos y predictivos serán útiles para diseñar cepas optimizadas para diversas aplicaciones en ingeniería metabólica.
- ItemDiseño e implementación de funciones biológicas elementales en colonias bacterianas para la ingeniería de morfogénesis(2017) Núñez Quijada, Isaac Natán; Federici, Fernán; Rudge, Timothy; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa 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.
- ItemDynamic genome-scale metabolic modeling of the yeast Pichia pastoris(2016) Saitúa, Francisco Javier; Agosin T., Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaPichia pastoris posee ventajas fisiológicas para la producción de proteínas recombinantes en comparación a las factorías celulares convencionales. Esta levadura es comúnmente cultivada en condiciones dinámicas, donde el ambiente extracelular cambia constantemente y numerosas variables inciden en la productividad del proceso. En este contexto, un modelo capaz de explicar y predecir el comportamiento celular para el diseño racional de bioprocesos es altamente deseable. En este trabajo, se ensambló un modelo dinámico a escala genómica de Pichia pastoris para cultivos aeróbicos batch y fed-batch limitados en glucosa. El modelo fue calibrado con datos de fermentaciones, luego de lo cual se realizaron diagnósticos de pre/post regresión para determinar problemas de sensibilidad, significancia e identificabilidad entre sus parámetros. Una vez identificados, los parámetros irrelevantes fueron fijados iterativamente hasta encontrar una estructura de modelación sin problemas paramétricos a priori. La robustez de estas estructuras fue comprobada mediante la calibración de nuevos datos experimentales, donde no aparecieron los problemas antes mencionados. Finalmente, el modelo fue validado para la predicción de dinámicas batch y fed-batch en condiciones similares a las estudiadas.Luego de la validación, el modelo fue utilizado para revelar estrategias de ingeniería genética y de procesos para optimizar la producción de Albúmina Sérica Humana (HSA) recombinante. La simulación de knock-outs indicó que el desvío del carbono hacia la formación de cisteína y triptófano podría mejorar la producción de HSA. En particular, la deleción de la enzima Metilen-tetrahidrofolato deshidrogenasa podría aumentar la productividad volumétrica de la formación de HSA en un 630%. Además, el modelo indicó que es posible mejorar en un 24% la productividad de la formación de HSA mediante una política de tasa de crecimiento decreciente en la fase de alimentación de un cultivo fed-batch. En conclusión, se formuló un modelo dinámico a escala genómica de Pichia pastoris capaz de entregar distribuciones de flujo realistas durante cultivos dinámicos y proponer, de manera racional, estrategias de ingeniería metabólica y de procesos para mejorar el desempeño de un biorreactor.
- ItemEffect of pelletization on SC-CO2 extraction of Rosemary antioxidant compounds(2015) Sielfeld Timmermann, Caroline Sophia; Valle Lladser, José Manuel del; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la peletización sobre el rendimiento de extracción de antioxidantes de romero con CO2 supercrítico (SC-CO2) y la capacidad antioxidante de los extractos. Los aceites esenciales fueron extraídos del substrato inicial (hojas de romero secas) con SC-CO2 a 10 MPa y 40 ºC. Con una porción del substrato resultante (substrato de control) se fabricaron pellets (Hp=4 mm, Dp=4 mm). Se llevó a cabo un diseño experimental factorial (23): Se realizaron extracciones del substrato de control y de pellets utilizando dos temperaturas de extracción (40 y 70 ºC) y dos presiones de extracción (30 y 50 MPa). En promedio, la peletización disminuyó el rendimiento de extracción de 4.28% a 1.33%, lo cual se atribuyó a las mayores barreras a la transferencia de masa interna en los pellets. Sin embargo, la productividad volumétrica (masa de extracto recuperada por unidad de tiempo y unidad de volumen de lecho empacado en el extractor) fue 34% mayor en extracciones de pellets que en extracciones del substrato de control.
- ItemEstudio geofísico y modelación de efectos de sitio 3D en la ciudad Viña del Mar, Chile.(2017) Podestá Córdova, Luis Felipe; Sáez Robert, Esteban; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl terremoto del 27 de febrero del 2010 de Mw 8.8, afectó a toda la zona centro de Chile. Particularmente, en el centro de la ciudad de Viña del Mar se presentaron daños estructurales severos en varios edificios de más de 6 pisos distribuidos en un área estrecha de aproximadamente 1 km de largo. Esta zona se ha visto afectada recurrentemente a lo largo de la historia por distintos sismos, por lo que se postula que exista una amplificación sísmica de suelos singular. Con el objetivo de cuantificar esta amplificación, se realizó una caracterización geofísica detallada para estimar las propiedades dinámicas del suelo y la profundidad del basamento. Se midió la frecuencia predominante y se obtuvieron perfiles de onda de corte profundos, además de registrar la anomalía de gravedad. La descripción geotécnica del área se completó con los antecedentes de varios sondajes SPT disponibles en la zona de estudio. Adicionalmente, la respuesta cíclica de los materiales predominantes se caracterizó mediante ensayos de laboratorio en muestras remoldeadas. Sobre la base de toda esta información, se generó y analizó un modelo computacional tridimensional mediante la técnica de elementos espectrales (SEM). Este modelo permitió propagar escenarios sísmicos y así obtener mapas de indicadores de movimiento fuerte en superficie, estableciendo zonas con diferentes niveles de amplificación sísmica. Los resultados tienen una razonable correlación con las observaciones de daños y sugieren una influencia de la forma del basamento en el área de estudio.
- ItemEvaluation of sedum species as potential drivers for plant microbial fuel cells in green roof of a semi-arid environment(2016) Tapia Flores, Natalia F.; Vargas Cucurella, Ignacio Tomás; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaPlant microbial fuel cells (PMFCs) son sistemas bioelectroquímicos que utilizan los exudados de las raíces para transformar la energía química en energía eléctrica. PMFCs pueden ser desarrollados en sitios como humedales y cubiertas vegetales. Sin embargo, a diferencia de los humedales, las cubiertas vegetales permiten implementar estos sistemas en una mayor variedad de lugares. Los beneficios que poseen las cubiertas vegetales, tales como la reducción de los caudales de escorrentía, el mejoramiento de la calidad del aire, el incremento de la biodiversidad, entre otros, ha expandido esta tecnología a regiones distintas para las que fueron concebidas inicialmente. Por ende, en climas semiáridos donde la temperatura y las condiciones de agua son diferentes, especies distintas de plantas son requeridas. Entre las primeras plantas probadas en cubiertas vegetales de regiones semiáridas, se encuentra Sedum spp., plantas suculentas caracterizadas por su bajo requerimiento hídrico y resistencia a la sequía. Por lo tanto, Sedum emerge como un interesante candidato para ser usado en PMFC, permitiendo su implementación en cubiertas vegetales construidas en climas semiáridos. Este estudio muestra que Sedum es un tipo de vegetación factible de utilizar en PMFCs. Entre las especies evaluadas, S. hybridum mostró la más alta densidad de potencia (92 μW m-2) seguida por S. rupestre (15.5 μW m-2), mientras que S. spurium presentó el peor funcionamiento. La pirosecuenciación utilizada para caracterizar la comunidad microbiana desarrollada en los electrodos de tres reactores seleccionados, reveló que miembros de la familia Micrococcaceae predominan en el ánodo de S. hybridum. En contraste, miembros de la familia Comamonadaceae, seguida por el género Paracoccus y Ardenscatena, fueron los principales grupos observados en los ánodos de S. rupestre y S. spurium. El análisis microbiano sugiere que la implementación de PMFCs podría no alterar la microbiota del suelo. Finalmente, la relación observada entre contenido de agua en el suelo y el voltaje generado, tanto en los experimentos en el laboratorio como en el laboratorio de cubiertas vegetales, podría ser útil para expandir esta tecnología y desarrollar bio-sensores de bajo costo para monitorear la irrigación en ambientes semiáridos.
- ItemGenome-scale metabolic modeling of the human milk oligosaccaharide utilization metabolims by bifidobacterium longum subsp. infantis(2021) Román Lagos, Loreto Andrea; Garrido Cortés, Daniel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLos modelos metabólicos a escala genómica (GSMMs por su sigla en inglés) son representaciones matemáticas de la estequiometría de las reacciones metabólicas, desarrollados para simular condiciones de crecimiento e interacciones. Bifidobacterium longum subsp. infantis es una de las especies mas representativas del intestino infantil, asociada a una buena salud en el recién nacido y reconocida como una bacteria beneficiosa. Este organismo depende de su actividad sacarolítica para obtener fuentes de carbono, y es considerado un organismo modelo de utilización de oligosacáridos de leche humana (HMOs por su sigla en inglés). HMOs son moléculas diversas incluyendo lactosa, lacto-N-tetraosa (LNT), lacto-N-neotetraosa (LNnT), 2-fucosil lactosa (2FL), 3- fucosil lactosa (3FL) y 6-sialil lactosa (6SL). Los detalles moleculares respecto a la utilización de HMO son bien entendidos. Sin embargo, las vías metabólicas expresadas para el uso de cada carbohidrato y sus consecuencias metabólicas no han sido del todo abordadas. En este estudio, reconstruimos el metabolismo de este microorganismo utilizando la anotación de B. infantis ATCC 15967 desde AGORA, además se realizó una revisión de los genomas anotados y la literatura actual. La reconstrucción (iLR554) cuenta con 554 genes, 1078 reacciones (747 reacciones asociadas a genes) y 933 metabolitos. La curación fue hecha usando información de RNA-seq para cerrar los gaps del modelo. Los datos de transcriptómica fueron luego integrados en la simulación extrayendo modelos específicos para fuentes de carbono mediante el algoritmo GIMME. iLR554 fue capaz de evidenciar varias diferencias en el metabolismo de HMOs dependiendo de las características funcionales de los compuestos. La producción de metabolitos importantes como lactato y acetato fue común a todos los sustratos. Sin embargo, nuestro modelo predijo pequeñas producciones de succinato, formiato y etanol. Si bien los datos de RNA-seq fueron útiles, se observó una baja correlación entre los flujos metabólicos y datos transcripcionales. Este trabajo es una plataforma útil para simular el metabolismo de una bacteria prominente en el intestino infantil, y diseñar simbióticos comerciales o consorcios bacterianos que contengan especies del género Bifidobacterium.
- ItemGenome-scale reconstruction of the metabolic network in Oenococcus oeni and its functional analysis in malolactic fermentation(2021) Cañón Amengual, Pablo Martín; Agosin T., Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaOenococcus oeni es el agente principal de la fermentación maloláctica en vinos, responsable de la descarboxilación del ácido L-málico a ácido L-láctico. Es un proceso clave en la vinificación, reduciendo la acidez y aportando complejidad aromática y estabilidad microbiológica, pero es errático e impredecible Pese a su rol crucial, el proceso no es aún entendido del todo. Para mejorar la comprensión de la bacteria y el proceso, se construyó y curó el primer modelo metabólico a escala genómica de O. oeni cepa PSU-1 (iSM454). Luego, se estudió su crecimiento bajo distintas condiciones de etanol, determinando la redistribución de los flujos metabólicos intracelulares, y, por último, se generó un modelo por homología de la enzima maloláctica. Los experimentos in silico revelaron que el modelo iSM454 predice los requerimientos nutricionales con una exactitud del 93%. Luego, éste se aplicó para determinar la energía de mantención no asociada a crecimiento. Los resultados mostraron que el O. oeni cultivado al 12% de concentración de etanol gastaba treinta veces más ATP para mantenerse vivo que en su ausencia. La mayor parte de este ATP era empleado en la extrusión de protones fuera de la célula. Los experimentos in vitro se llevaron a cabo en MaxOeno, un medio de cultivo definido y similar al vino, desarrollado y optimizado para el estudio. La integración de los datos experimentales con el modelo permitió determinar la redistribución de los flujos metabólicos intracelulares bajo diferentes condiciones de etanol (0 a 12% v/v). Se identificaron claramente cuatro fases de crecimiento durante el cultivo por lote de la cepa PSU-1 del O. Oeni, según el consumo de los ácidos málico y cítrico, la absorción de azúcares y aminoácidos, y las tasas de biosíntesis de productos metabólicos – biomasa, eritritol, manitol y ácido acético, entre otros. Se halló que, bajo condiciones de etanol crecientes, el O. oeni favorece reacciones anabólicas relacionadas con el mantenimiento celular, mientras los requerimientos de NAD(P)+ y ATP aumentan. Finalmente, se usó un modelo por homología de la enzima maloláctica y la técnica de quantum polarized ligand docking para describir el sitio de unión y ubicación del ácido L-málico (MAL) y sus estados desprotonados MAL- y MAL2-. MAL2- tuvo el más bajo ΔGbinding, seguido por MAL- y MAL, con valores de −23.8, −19.6 y −14.6 kJ/mol, respectivamente, consistente con los valores obtenidos en los ensayos de titulación de calorimetría isotérmica (ITC). Los resultados de dinámica molecular y de MM/GBSA sugieren que sólo el MAL2- exhibe una conformación abierta extendida en el sitio de unión, que cumple los requerimientos geométricos para la coordinación con Mn2+, componente crítico de la actividad de la enzima maloláctica. Se espera que iSM454 y el modelo de homología para la enzima maloláctica descritos aquí, provean herramientas únicas para comprender y predecir la compleción de la fermentación maloláctica en el vino por O. Oeni, así como los inconvenientes que el proceso puede eventualmente afrontar en cualquier condición físico-química particular.
- ItemGenomic characterization of Cylindrospermopsis raciborskii : a cyanobacterium able to produce bioactive compounds(2019) Fuentes Valdés, Juan José; Garrido Cortés, Daniel; Vásquez Pérez, Luz Mónica; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLas cianobacterias son microorganismos esenciales para la vida, ya que, desarrollan el proceso de fotosíntesis y fijación de nitrógeno atmosférico. Los compuestos producidos por estos microorganismos tienen un potencial biotecnológico destacable, sin embargo, también son responsables de generar intoxicaciones graves producto del consumo de agua contaminadas, como es el caso de la intoxicación por la toxina saxitoxina. Avances en genómica y bioinformática han facilitado el descubrimiento de nuevos compuestos además de ayudar a comprender su evolución cianobacteriana y diseminación en el medio ambiente. En esta tesis, mediante un enfoque molecular se buscó e identificó un grupo de compuestos bioactivos, además de proporcionar una caracterización molecular y química de las moléculas identificadas. El primer objetivo fue obtener las secuencias genómicas de aislamientos de Cylidrospermopsis raciborskii australianos y desarrollar un análisis de genómica comparativa, para comprender su relación genética con la especie brasileña Raphidiopsis brookii, con un enfoque especial en la producción de saxitoxina. En general, observamos una fuerte correlación biogeográfica entre las cepas analizadas. La comparación genómica del grupo C. raciborskii y R. brookii mostró un alto grado de similitud en términos globales, sin embargo, se observaron diferencias significativas en términos de la biosíntesis de metabolitos secundarios. En segundo lugar, los clústeres de genes para metabolitos secundarios identificados en los genomas de Cylindrospermopsis, se estudiaron a nivel molecular. Se determinó el potencial de C. raciborskii para producir compuestos activos del tipo hassallidinas y saxitoxinas. Usando LC-MS / MS determinamos el perfil de hsasallidina en C. raciborskii CS-505, e identificamos una nueva variante de hassallidina en la cepa CS-509. Curiosamente, no logramos detectar hassallidina en extractos de C. raciborskii CS-508, a pesar de la presencia del cluster de genes aparentemente completo. Esto podría explicarse por mecanismos reguladores o mutaciones puntuales. Finalmente, determinamos el perfil de saxitoxina en la cepa C. raciborskii MVCC14, que resultó ser el mismo perfil identificado en R. brookii D9. Cylindrospermopsis raciborskii y Raphidiopsis brookii se clasifican morfológicamente como especies diferentes, mediante análisis de genómica comparativa los datos sugieren que ambos podrían ser miembros de la misma especie. En resumen, este trabajo proporcionó información importante referente a genomas cianobacterianos, determinando las estructuras genéticas responsables de la producción de metabolitos secundarios de compuestos de importancia biotecnológica como hassallidina y saxitoxina.
- ItemGeología del yacimiento Panulcillo, características geoquímicas y control estructural de cuerpos mineralizados(2017) Castellón Grime, Rosario María Teresita; Cembrano, José; Marquardt R., Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn esta tesis se examina el yacimiento Panulcillo, de edad cretácica, ubicado 20 kms al norte de la ciudad de Ovalle, IV Región. Panulcillo fue clasificado tradicionalmente como un skarn, sin embargo en las últimas décadas se le ha planteado como un IOCG (Iron Oxide Copper Gold deposit). El objetivo principal de la tesis es contribuir a conocer el origen de su mineralización, el rol que cumplen los sistemas de falla regionales y distritales en la formación y evolución del yacimiento, y su afinidad geoquímica general. Para esto se ha realizado un mapeo geológico de superficie, escala 1:10.000, con énfasis en los elementos estructurales principales y las asociaciones de alteración y mineralización. También se tomaron muestras para análisis petrográficos, calcográficos, geoquímicos y de dataciones absolutas. Como resultado, se ha obtenido que la mineralización está espacial y temporalmente asociada a dos eventos principales: uno magmático representado por diques microdioríticos mineralizados, y uno hidrotermal como resultado de la circulación de fluidos mineralizados cuya fuente de calor provino de los diques. La mineralización también está asociada a fallas N-NE, las cuales habrían tenido una cinemática de rumbo dextral en un régimen transtensional activo hasta los 125 Ma, que luego migró al régimen transtensional siniestral asociado al origen del Sistema de Fallas de Atacama (SFA). Al norte del yacimiento aflora un cuerpo intrusivo granítico a diorítico de gran extensión de 120,7 ± 1,1 Ma (U/Pb en circón, este trabajo), el cual corta la secuencia estratigráfica y la mineralización. Por otro lado, el yacimiento es limitado al oeste por la Falla Panulcillo, de rumbo NS y manteo subvertical (la cual corresponde a la Falla Romeral, extremo sur del SFA), y desplazado hacia el oeste por fallas NW, también subverticales, de cinemática siniestral inversa. El control geológico-estructural del yacimiento y su naturaleza geoquímica son herramientas claves para explorar yacimientos similares a la escala distrital y regional en la IV Región.
- ItemHeterologous production of the epoxycarotenoid violaxanthin in Saccharomyces cerevisiae(2020) Cataldo von Bohlen, Vicente Francisco; Agosin T., Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa producción de carotenoides en microorganismos se ha centrado en moléculas clásicas como β-caroteno, licopeno y astaxantina. Sin embargo, existen carotenoides menos estudiados que también poseen interesantes propiedades y aplicaciones. Este es el caso de la violaxantina, un epoxicarotenoide presente en plantas, que posee una potente actividad antioxidante y es precursor de otras moléculas de interés comercial como la β-damascenona y la fucoxantina. En este trabajo se reportan por primera vez cepas de levadura productoras de epoxicarotenoides. Para esto, utilizando herramientas de ingeniería metabólica a varios niveles, se construyeron cepas de la levadura Saccharomyces cerevisiae capaces de producir violaxantina. En primer lugar, partiendo de una cepa β-carotenogénica, se evaluaron enzimas β-caroteno hidroxilasas (CrtZ/CrtR-b2) y zeaxantina epoxidasas (ZEP) de diferentes especies, en conjunto con sus versiones truncadas en diversas posiciones aminoterminales. El mejor desempeño se logró con la expresión combinada de una CrtZ de Pantoea ananatis y una ZEP truncada de Haematococcus lacustris, llevando a un rendimiento de violaxantina de 1.6 mg/gDCW. Posteriormente, con el objetivo de incrementar la actividad epoxidasa, se co-expresaron diferentes sistemas accesorios de oxidorreducción, que promueven la transferencia de equivalentes reductores hacia la enzima ZEP. La co-expresión de una ferredoxina-3 truncada y una ferredoxina oxidorreductasa-1 truncada incrementó el rendimiento de biosíntesis de violaxantina en 2.2 veces (3.5 mg/gDCW). Finalmente, un aumento en el número de copias de los genes carotenogénicos permitió incrementar el rendimiento de este carotenoide a 7.3 mg/gDCW, que corresponde al mejor rendimiento de violaxantina producida en microrganismos reportado hasta la fecha.
- ItemHidrodestilación continua de aceite esencial de Thymus vulgaris L.(2011) Yunge Becker, Rodrigo Andrés; Pérez C., José Ricardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn este estudio se proponen dos métodos para la extracción continua de aceite esencial de tomillo (Thymus vulgaris L.): Columna de Hidrodestilación Continua (CHDC) y Columna de Conos Rotatorios (CCR). La influencia de las variables en el desempeño de cada método fue evaluado experimentalmente y sus resultados comparados con el método de destilación por arrastre de vapor (SD). El análisis estadístico de los resultados experimentales de la CHDC revelaron que para el rango estudiado (1.5 \2013 3 h) el tiempo de residencia no tiene un efecto significativo en el rendimiento de extracción. Sin embargo, es máximo para una zona intermedia de la razón de arrastre, aproximadamente 8%. Los resultados de la CCR mostraron que ni el flujo de alimentación (15-130 kg/h) ni la razón de arrastre (3.5-19%) tienen un efecto significativo sobre el rendimiento de extracción. Luego, las conciones de operación optima son aquellas que minimizan el consumo específico de energía: Flujo de alimentación de 30 kg/h y un 3.5% de razón de arrastre. El método de la CCR tuvo el más mayor rendimiento de extracción (3.6 g/kg s.s.), la más alta tasa de producción (4.97 g/h) y el menor consumo de energía específico (1.25 kWh/g) entre los tres métodos. Por el contrario, la CHDC tuvo el menor rendimiento (1.18 g/kg d.b.), la menor tasa de producción (0.22 g/h) y el más alto consumo de energía específico (8.00 kWh/g). Los aceites esenciales fueron analizados por cromatografía gaseosa y espectrometría de masas (GC-MS). El aceite de la CCR fue el más rico en terpenos oxigenados, particularmente en aquellos monoterpenos oxigenados que son más valiosos: timol (24.5%) y carvacrol (6.4%). Con estos resultados la CCR prueba ser una alternativa apropiada para la producción de aceite esencial de tomillo a escala industrial.
- ItemIdentificación, selección e implementación de nuevos métodos para la biosíntesis de ironas.(2018) Pizarro Black, Trinidad Francisca; Agosin T., Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLas ironas son compuestos cetónicos con aroma a violeta que se utilizan industrialmente en perfumería y alimentos, mercados relevantes y en expansión. Se sintetizan químicamente o se obtienen mediante la oxidación de sus precursores, cicloiridales. Éstos están presentes en las raíces de los lirios, aunque no se ha descrito su ruta metabólica de biosíntesis. El alto valor de mercado y demanda de ironas hace que el diseño de un proceso de síntesis biotecnológica sea de gran interés. Este trabajo propone y desarrolla un método para la síntesis de (-)-cis-α-irona a partir de α-ionona, mediante el uso de una enzima recombinante, modificada por mutagénesis sitio-dirigida. No se había reportado ninguna enzima que catalizara esta reacción, por lo que se seleccionó la fenilpiruvato metiltransferasa de Streptomyces hygroscopicus (MppJ) como la mejor candidata mediante una comparación in silico. Luego, se modelaron mutaciones puntuales de MppJ para evaluar la orientación del sustrato, α-ionona, en el bolsillo catalítico, identificándose 13 mutantes apropiadas, según criterios de afinidad y distancia entre átomos relevantes. A continuación, se logró inducir la expresión de MppJ y sus 13 mutantes en Escherichia coli BL21(DE3). Finalmente, se evaluó la actividad de estas enzimas in vitro, en lisado celular, con su sustrato nativo, PPY, y con α-ionona. Se observó actividad con PPY en la enzima nativa y en dos de las mutantes: M240G/F287L y M240G/F287L/V328F. En los ensayos con α-ionona, no se detectó formación de ironas sobre 0,5 ppm ni de otros productos metilados. De esta forma, el presente estudio da un paso adelante en el camino para descifrar la vía metabólica alternativa que permitirá sintetizarlas.
- ItemIn vitro and ex vivo study of the emamectin benzoate absorption in the intestine of Atlantinc salmon (Salmo Salar)(2022) Molina Regalado, Leidy Victoria; Franco, Wendy; Pérez C., José Ricardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl Salmón Atlántico representó el 80,7% de la salmonicultura en Chile en 2021, generando más de 2.500 millones de dólares en ventas. Sin embargo, la alta densidad de los cultivos ha proliferado el piojo de mar Caligus rogercresseyi, que infesta al salmón y causa Caligidosis. El benzoato de emamectina (EB) se ha utilizado para controlar la enfermedad; sin embargo, ha generado resistencia en el parásito debido a sus dosis subletales provocadas por su baja solubilidad acuosa e inestabilidad en pH ácidos, lo que implica baja absorción y un tratamiento incompleto. La microencapsulación puede proteger el fármaco y permitir su liberación en un sitio específico. Además, forma dispersiones sólidas amorfas en las que aumentan el área superficial y los sitios activos entre el fármaco y el polímero, mejorando la disolución del fármaco. La microencapsulación, mediante secado por aspersión (SD) o gelificación iónica (IG), es crucial para proteger y mejorar la disolución de fármacos poco solubles en agua. Este estudio plantea la hipótesis de que se pueden aplicar técnicas de optimización multicriterio para diseñar micropartículas de EB con varias propiedades mejoradas. Las propiedades consideradas fueron digestión intestinal (ID), digestión gástrica (GD), rendimiento (Y), eficiencia de encapsulación (EE) y capacidad de carga (LG). La metodología para obtener micropartículas EB óptimas con secado por aspersión Soluplus® y gelificación iónica de alginato (ALG) consistió en: i) la aplicación y comparación de dos métodos de optimización multicriterio que priorizaban la digestión, el enfoque de función de deseabilidad (DFA) y la optimización multiobjetivo (MOO ) que buscan el frente de Pareto, ii) evaluación de disolución/permeación de EB en el medio intestinal de salmón usando membranas sintéticas y biológicas (intestino proximal), iii) caracterización física y química (estado físico de EB dentro de micropartículas, interacciones EB/polímero , forma, carga superficial, distribución de tamaños y estabilidad de las micropartículas con sales del medio intestinal) de las micropartículas de EB con la mayor disolución/permeación. Los principales resultados de esta investigación son: i) Cada método de optimización produjo diferentes soluciones óptimas. En SD, la solución óptima DFA arrojó LC, GD y ID más altos que MOO, en un 7,5 %, 9,3 % y 2,1 %, respectivamente. Por el contrario, la solución óptima de MOO obtuvo Y y EE más altos que DFA en un 6,2 % y un 10,1 %, respectivamente. En IG, el método DFA arrojó una solución con mejores respuestas que MOO en LC (3.7%), GD (7.4%) y ID (3.2%), mientras que la solución MOO fue mejor en Y (14.2%) y EE (19.3 %). ii) Las micropartículas de IG mostraron una disolución/permeación de 0,45 mg/mL (80,2 %), una permeación aparente de 6,2 mg/mL en RS–L (solución Ringer-membrana lipofílica), una captación de 7,3 % en RS (solución Ringer), y una solubilidad aparente del 53,1% en medio EM (emulsión). Estas micropartículas reducen la dosis terapéutica a 3,0-2 mg/mL y 1,1-2 mg/mL para EB en EM y RS, respectivamente. La encapsulación de EB por gelificación iónica es una opción prometedora para aumentar la absorción de EB. iii) EB microencapsulada por gelificación iónica modificó su estado físico. Los nuevos enlaces entre EB y ALG mejoraron su afinidad hidrofílica y lipofílica. Se detectó el intercambio iónico entre Ca2+ y los iones de algunas sales del intestino. El estado físico, la forma, la interacción y el intercambio de Ca2+ aumentaron la disolución de EB. Nuestros resultados indican que las micropartículas de EB alginato son una mejor opción para dosificar EB al salmón Atlántico que EB libre o las micropartículas de EB Soluplus®. La metodología aplicada en esta tesis es útil para diseñar micropartículas de fármacos poco solubles que muestran varias propiedades mejoradas.
- ItemMathematical modeling of space-time variation in acoustic transmission and scattering from schools of swim bladder fish(2015) Raveau Morales, María Paz; Escauriaza Mesa, Cristián Rodrigo; Feuillade, Christopher; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaSe utiliza un enfoque de ecuaciones diferenciales acopladas para investigar las variaciones espaciales y temporales de la propagación acústica de cardúmenes y burbujas. Este método incorpora coherentemente las interacciones acústicas entre individuos. El presente trabajo consiste en tres secciones principales:(1) El modelo descrito es usado para investigar las propiedades acústicas de cardúmenes en la dirección de la onda incidente (dirección posterior). Se presentan los resultados de un análisis de datos de transmisión, obtenidos en 1995 durante un experimento realizado en el Golfo de Lion en el mar Mediterráneo. El presente análisis conduce a estimaciones significativamente mayores de abundancia de peces que el análisis anterior. (2)Este modelo también se compara con el enfoque del medio efectivo, ampliamente usado en problemas de dispersión acústica. La comparación teórica de los modelos muestra una buena concordancia cerca de la región de resonancia en la dirección posterior, donde los efectos de interferencia tienen un efecto mínimo.También se observa una buena concordancia en la dispersión de retorno para frecuencias bajas, donde la longitud de onda λ ≥ 4s, y s es la separación media entre vecinos más cercanos. La comparación con datos de baja frecuencia resulta igualmente buena para la dispersión posterior, mientras que en la dirección de retorno el método del medio efectivo diverge fuertemente para λ < 4s. (3) Se propone una solución en el dominio del tiempo para calcular la respuesta al impulso de una nube de burbujas en un medio compresible, incorporando los efectos de dispersión múltiple entre burbujas. Este método se basa en la teoría de perturbación y proporciona una solución aproximada, formulada mediante la adición de una perturbación a la descripción matemática de un problema exactamente soluble. El modelo se aplicó con éxito a las mediciones experimentales de una nube artificial de burbujas en un entorno de agua dulce de poca profundidad