3.01 Tesis doctorado

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Energy Efficient wireless communications
(2012) Rosas de Andraca, Fernando Ernesto; Oberli Graf, Christian Robert; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En los últimos años, la reducción de la energía necesaria para transferir información entre transmisor a receptor se ha constituido en un objetivo importante para las técnicas de comunicación inalámbricas. La búsqueda de nuevos métodos para aumentar la eficiencia energética de las comunicaciones inalámbricas se ha transformado en un activo campo de investigación. Algunos investigadores han sugerido que el uso de sistemas de múltiples antenas podría generar nuevas reducciones en el consumo energético de las comunicaciones inalámbricas. A pesar de un reciente interés en este tema, ningún análisis completo ha sido reportado sobre como el tamaño del arreglo de antenas, el tamaño de la modulación y la potencia irradiada han de elegirse para lograr comunicaciones energéticamente eficientes sobre canales con desvanecimiento.
Microstructure and transport phenomena in deep-fat fried formulated products
(2012) Moreno Constenla, María Carolina; Bouchon Aguirre, Pedro Alejandro; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los productos fritos son apetecidos y consumidos en grandes cantidades en todo el mundo. Durante el proceso de fritura, el alimento retiene aceite, el cual puede llegar a ser uno de los principales componentes del producto final. Desafortunadamente, el consumo de grasas y aceites se considera un factor de riesgo para la salud de la población. Debido a eso, el fenómeno de absorción de aceite en alimentos fritos ha sido objeto de varios estudios. Pese a ello, aún no ha sido completamente elucidado. Se ha establecido que los esfuerzos deben orientarse a entender lo que ocurre a nivel microscópico, ya que la microestructura de los alimentos podría ser de vital relevancia para la absorción de aceite. Es por ello que existe la necesidad de caracterizar matrices alimentarias fritas a través de la utilización de parámetros microestructurales para dilucidar el efecto real de la microestructura en el fenómeno de transporte de aceite. Este conocimiento permitiría mejorar el diseño de los futuros alimentos fritos. Para ello, un enfoque ingenieril sustentado en la construcción de estructuras controladas a través de la formulación de productos, mediante la comprensión de la funcionalidad de los elementos estructurales, o ingredientes, podría permitir comprender con mayor precisión este fenómeno.
Modelos de elección de la hora de inicio de viaje
(2012) Arellana Ochoa, Julián Alberto; Ortúzar Salas, Juan de Dios; Rizzi Campanella, Luis Ignacio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El estudio de la elección de la hora en que se realizan los viajes ha tomado creciente importancia últimamente debido al aumento en los niveles de congestión de muchas ciudades y a la necesidad de evaluar los efectos de implementar estrategias de gestión como la tarificación vial, que buscan manejar la creciente demanda por transporte en las ciudades. El principal objetivo de esta investigación es desarrollar modelos avanzados de elección de la hora de inicio de viajes, que incluyan atributos observables y no observables con el fin de mejorar el entendimiento de este complejo proceso de elección discreta.Para lograr este objetivo, se partió por proponer una metodología de recolección de los datos adecuados para modelar esta elección. Adicionalmente, se decidió centrar la investigación en el estudio de viajes al trabajo, pues éstos típicamente representan más de la mitad de los viajes que se realizan en las horas de mayor congestión. La elección de la hora de partida fue abordada a partir de diferentes enfoques de modelación que permitieron: (i) evaluar formulaciones alternativas de modelos que permitan incorporar heterogeneidad en los gustos y correlación entre individuos; (ii) estudiar la posibilidad de incorporar atributos no directamente observables en estos modelos; (iii) estimar modelos conjuntos de elección del horario de inicio y de la elección del modo de transporte para los viajes, usando información de distinta naturaleza.Este documento parte describiendo la metodología de diseño de la encuesta propuesta, y luego presenta la formulación, estimación y análisis de una serie de modelos de elección discreta que permitieron estudiar el problema de interés. Las características del viaje y otros atributos relacionados con el cumplimiento de los horarios del trabajo, demostraron tener un rol preponderante en la elección de la hora en que se realizan los viajes al trabajo. La formulación de modelos flexibles, que permitan capturar adecuadamente la heterogeneidad en los gustos y la correlación entre individuos y alternativas, son necesarios para una adecuada comprensión de elecciones complejas como la modelada en esta tesis. Sin embargo, debe prestarse especial cuidado a la interpretación de sus resultados pues, como se sabe, en estos modelos complejos puede producirse confusión de distintos efectos. Así, modelos parsimoniosos que expliquen la heterogeneidad entre individuos mediante variaciones sistemáticas en los gustos e incorporen adecuadamente la correlación entre distintas respuestas individuales (efecto panel) podrían preferirse por su gran potencial y mayor simpleza para su posterior uso en fase de predicción.La incorporación de atributos no observables, la utilización de diferentes fuentes de información, y la integración de la elección de modo en la especificación y estimación de modelos de elección de la hora de inicio de viaje, produjo mejoras en su capacidad explicativa al permitir representar de mejor manera el proceso de elección subyacente, a costa de una mayor complejidad. Se presume que estos modelos podrían tener mejor comportamiento en fase predictiva, por lo que deben dedicarse mayores esfuerzos a esta área de estudio.
Implementation and classroom integration of a collaborative videogame to support teaching electrostatics conceptually
(2012) Echeverría Gálvez, Alejandro A.; Nussbaum Voehl, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En las últimas tres décadas, investigadores y educadores han estado interesados en usar videojuegos para objetivos educacionales. Sin embargo, los videojuegos aún no se han convertido en una herramienta de uso diario en ambientes educativos, como fue imaginado originalmente. Experiencias previas han demostrado que diseñar videojuegos que sean educacionalmente efectivos y entretenidos es una tarea muy difícil, y que los videojuegos no son necesariamente la herramienta adecuada para enseñar todo tópico. Además de esto, cuando los videojuegos se usan como herramienta en la sala de clases, es necesario definir explícitamente como serán integrados pedagógicamente, de manera de permitir que el profesor y los alumnos aprovechen al máximo la herramienta. Existe la necesidad, entonces, de entender cuando deben ser usados los videojuegos, y como deben ser diseñados e integrados en una clase. Esta tesis se enfoca en explorar el diseño e integración en la sala de clases de un videojuego para el aprendizaje conceptual de principios básicos de física, que es uno de los objetivos de aprendizaje en que la evidencia sugiere que los videojuegos son una mejor herramienta que métodos tradicionales. Una metodología de investigación basada en diseño es usada en este proyecto, desarrollando varias iteraciones de un videojuego, validándolo experimentalmente y obteniendo nuevas ideas en el proceso para mejorar la siguiente iteración. Para explorar la integración del videojuego en la sala de clases a un nivel tecnológico y pedagógico, este proyecto aplica los principios del Aprendizaje Colaborativo Apoyado por Computadores, como modelo básico para integrar el videojuego en la sala de clases. Para explorar cómo diseñar juegos entretenidos y educacionalmente efectivos, varios principios y teorías obtenidos de las comunidades educativas y de diseño de juego son aplicados con el objetivo de entender su utilidad en este contexto. A través del proceso iterativo de diseño, se desarrollaron y compararon dos plataformas tecnológicas para implementar juegos colaborativos en la sala de clases. La efectividad de cada iteración del juego fue validada ocupando una prueba conceptual de física la cual los alumnos rendían antes de la experiencia (pre-test) y después de ésta (post-test) lo que permitía observer posibles incrementos en el aprendizaje. Los resultados de los experimentos desarrollados mostraron que en la última iteración del juego (probada con 36 alumnos) el promedio del puntaje en la prueba aumentó desde 7.36 (desv. est. 2.69) en el pre-test a 12.36 (dev. est. 3.77) en el post-test, lo que representa una mejora estadísticamente significativa en la ganancia de aprendizaje respect a la primra iteración (probada con 27 alumnos del mismo colegio y edad) el promedio del puntaje en la prueba aumentó de 6.11 (desv. est. 2.24) en el pre-test a 10.00 (desv. est. 2.74) en el post-test. En base al proceso de diseño y a las experiencias experimentales, se presenta una metodología para diseñar e integrar juegos de este tipo, para ser validada con otros temas de física.
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.
Physiology of oxygen consumption by an industrial strain of saccharomyces cerevisiae under enological fermentation conditions.
(2013) Orellana Acuña, Marcelo Andrés; Agosin T., Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Las adiciones discretas de oxígeno juegan un papel crítico en el proceso de fermentación del vino. Sin embargo, hasta ahora, no se han llevado a cabo estudios de biología de sistemas, acerca de cómo el oxígeno modifica el metabolismo de la levadura vínica bajo condiciones de fermentación vínica. Proponemos aquí la primera aproximación sistémica para el entendimiento cuantitativo del impacto del oxígeno sobre la fisiología de la levadura vínica, bajo condiciones enológicas. Para este fin, los efectos del oxígeno disuelto en el transcriptoma, fluxoma y metabóloma sobre la fisiología de la levadura vínica fueron evaluados. Simulamos el rango de concentraciones de oxígeno que se producen después de un remontaje enológico, burbujeando cultivos continuos limitados en nitrógeno con mezclas gaseosas oxígeno-nitrógeno, para alcanzar concentraciones crecientes de oxígeno en estado estacionario. Cuando el oxígeno disuelto aumenta desde 1.2 a 2.7 mM (20 ºC), el metabolismo de la levadura cambia desde totalmente fermentativo a mixto respiro-fermentativo. Esta transición se caracteriza por un cambio en la operación de ciclo del ácido tricarboxílico y el aumento del transporte de NADH desde el citosol a la mitocondria. Sin embargo, la producción fermentativa de etanol sigue siendo el principal sumidero del NADH citosólico para todas las condiciones con oxígeno, sugiriendo la limitación de la reoxidación mitocondrial de NADH como la principal causa del efecto Crabtree, en lugar de la represión por glucosa. Esto es reforzado por la inducción de varios genes respiratorios clave por oxígeno, a pesar de la alta concentración de azúcar.Por otro lado, simulamos las típicas operaciones enológicas de adición de oxígeno realizando un impulso de oxígeno puro por 30 segundos, en condiciones anaeróbicas, utilizando cultivos continuos limitados en nitrógeno. Genes respiratorios y de biosíntesis de ergosterol fueron inducidos después del impulso de oxígeno. Además, genes involucrados en remodelamiento de pared celular y estrés oxidativo entre otros, fueron significativamente inducidos y/o reprimidos por el impulso de oxígeno. Los cambios en la expresión de estos genes son respuestas coordinadas que comparten elementos comunes a nivel de regulación transcripcional. Los resultados de este estudio indican que la respiración mitocondrial es responsable de parte sustancial de la respuesta al oxígeno en células de levadura durante la fermentación alcohólica. Además, genes involucrados en consumo de prolina, remodelamiento de pared celular y estrés oxidativo fueron significativamente inducidos y/o reprimidos, tanto a corto como a largo plazo por oxígeno, destacando el papel dual del oxígeno en “crear o destruir vinos”. Estos hallazgos facilitaran el desarrollo de estrategias de adición de oxígeno para optimizar el desempeño de la levadura en fermentaciones industriales.
Modelo bioeconómico aplicado a la industria acuícola de Mytilus chilensis, en fase de engorda
(2013) Marambio Carvajal, José Eduardo; Maturana Valderrama, Sergio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El presente estudio tiene por propósito desarrollar un modelo bioeconómico para el Mytilus chilensis que permita apoyar la decisión de cuando cosechar en sistema de cultivos long line doble continuo. Para tal efecto se inicia el estudio con la proposición del modelo de crecimiento de la biomasa. El modelo propone que la biomasa está determinada por el peso medio y de la densidad por metro lineal. El peso se determina a través de una función diferencial basado en el modelo de crecimiento biológico de von Bertalanffy modificado por las fluctuaciones de disponibilidad de alimento, donde la disponibilidad de alimento se expresa en función del índice de rendimiento productivo (IRP, \03B8). El modelo de densidad se determina a través de una función diferencial basado en la hipótesis de competencia por el espacio disponible entre los mismos Mytilus chilensis y una segunda especie de mytilus correspondiente a Aulacomya atra (cholga). Los resultados de son del 0.98, 0.93 y 0.94 para la talla, densidad lineal y biomasa respectivamente, lo que indica que el modelo propuesto puede ser utilizado para estimar la biomasa en el tiempo.
Stiffness evolution mechanism of recycled mixes with foamed bitumen and cement
(2013) Halles Arévalo, Felipe Antonio; Thenoux Zeballos, Guillermo A.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El reciclado con asfalto espumado es una promisoria técnica de rehabilitación de pavimentos asfálticos que ha sido utilizada ampliamente a nivel mundial desde 1980. Laa mezclas recicladas con asfalto espumado son preparadas utilizando asfalto reciclado, material granular recuperado, asfalto espumado, filler activo y agua. Tradicionalmente la caracterización de las mezclas con asfalto espumado ha sido realizada en probetas curadas de forma acelerada, lo cual representa las propiedades de las mezclas luego de un par de meses desde su construcción (mediano plazo) período. Sin embargo, no hay suficiente información respecto de las propiedades mecánicas de estas mezclas en el corto plazo, es decir inmediatamente después de la construcción, ni en el largo plazo, es decir después de un par de años y después de que un gran número de cargas de tránsito ha sido aplicado. Los Proyectistas necesitan conocer esta información para poder diseñar apropiadamente los espesores de un pavimento con capas recicladas con asfalto espumado y para definir correctamente con contenidos de asfalto y filler activo que constituyen la mezcla.En estas mezclas, el principal agente estabilizador es el asfalto y la mayoría de las investigaciones han estado focalizadas en la caracterización de las propiedades de la mezcla cuando este aditivo es incorporado, además de establecer metodologías para optimizar este contenido. Sin embargo las mezclas con asfalto espumado también utilizan algún tipo de filler activo para modificar la fracción fina de la granulometría de la mezcla recuperada y/o para reducir la susceptibilidad mecánica a la presencia de humedad. Mientras la mayoría de los países utilizan cemento como filler activo, otros utilizan Cal, Ceniza Volante u otros. Por otra parte, mientras el contenido de filler activo es entre 40% – 80% de la cantidad en peso del contenido de asfalto utilizado, a la fecha no existe información concreta respecto del rol que el filler activo cumple en las propiedades y comportamiento de las mezclas estabilizadas con asfalto espumado. En esta investigación, se estudia la evolución de la rigidez y resistencia de estas mezclas a lo largo de toda su vida útil, es decir, en el corto, mediano y largo plazo. Asimismo, se estudia en detalle la contribución del cemento en las propiedades de estas mezclas, dado que es identificado como una de las variables que más afectan las propiedades mecánicas de las mezclas con asfalto espumado.Los resultados indicaron que en el corto plazo estas mezclas necesitan de una significante cantidad de tiempo para adquirir resistencia, la cual puede llegar a ser tan amplia como 12 meses en condiciones de curado normales. Si la ubicación del proyecto es en áreas secas, entonces el proceso de curado toma solo un par de meses. Sin embargo, si la zona donde se emplaza el proyecto es húmeda y el drenaje es pobre, entonces es probable que la mezcla con asfalto espumado no pierda humedad y por lo tanto no adquiera resistencia. En este caso, las propiedades mecánicas de este tipo de mezclas no serán sustancialmente mejores que las que se obtendrían con el mismo material reciclado sin la adición del asfalto espumado. Los análisis conducentes a establecer las propiedades de largo plazo indicaron que una vez que las mezclas con asfalto espumado adquieren rigidez, esta se mantendrá constante o disminuirá según el estado de tensiones que tenga la capa. Si el nivel de tensiones es menor que un valor referencial, la rigidez se mantendrá constante a un nivel muy parecido al de la rigidez máxima. Por el contrario si el estado de tensiones es mayor al valor referencial, la rigidez disminuirá conforme la capa estabilizada es sometida a cargas de tránsito. Se pudo establecer que a medida que el estado de tensiones es mayor, más rápido disminuirá la rigidez de la mezcla.Por otra parte, el estudio del rol que juega el cemento en estas mezclas indicó que el cemento es tan importante como el asfalto espumado en términos de las propiedades de estas mezclas. Mientras el cemento es el principal responsable de proveer resistencia y rigidez a estas mezclas en el corto y mediano plazo, el asfalto es capaz de proveer flexibilidad y durabilidad en el largo plazo. El trabajo conjunto de ambos es el que permite que estas mezclas sean capaces de resistir las cargas de tránsito. Finalmente este trabajo de investigación proporciona recomendaciones concretas respecto al método de diseño de mezclas tradicionalmente utilizado, además de proveer con una herramienta para estimar la rigidez de largo de plazo de mezclas estabilizadas con asfalto espumado y cemento.
Considerations of ice morphology and driving forces in freeze concentration
(2013) Petzold Maldonado, Guillermo Rodrigo; Aguilera, José Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La morfología del hielo (tamaño y forma) influye en forma decisiva en la apreciación sensorial, textura y calidad de numerosos alimentos congelados. También es importante la morfología del hielo en algunos procesos tecnológicos como es la liofilización y la concentración por congelación, donde influye en la eficiencia de estos procesos. El objetivo general de esta tesis fue incrementar el conocimiento acerca del control de la morfología de la fase hielo en la congelación de alimentos y otros procesos relacionados como la concentración por congelación. La congelación en alimentos y en soluciones, así como los métodos de observación y medición de la morfología del hielo fueron analizados, y el rol de la morfología del hielo en algunas aplicaciones tecnológicas fue discutido. Especial atención fue puesta en la arquitectura o arreglo espacial de elementos en la estructura de la fase congelada y el rol en la eficiencia de los procesos de concentración por congelación.Cuando un núcleo de hielo comienza a crecer en una solución, los solutos son rechazados desde la fase hielo y se acumulan en la interfase sólido-líquido, formando un sistema hidráulico en la matriz congelada (fase hielo) con venas o canales entre los cristales de hielo ocluyendo la solución concentrada. Técnicas asistidas (tal como el ultrasonido o agentes de nucleación del hielo) han probado ser importantes en proveer una morfología de la fase congelada que mejora la eficiencia de la concentración por congelación. Otras alternativas son el uso de fuerzas impulsoras externas tales como el vacío o la centrifugación en la recuperación de soluciones concentradas. Se propusieron dos novedosas técnicas (vacío o centrifugación) con el fin de utilizar convenientemente este sistema hidráulico para mejorar la eficiencia en la separación de solutos en los procesos de concentración por congelación, utilizando soluciones acuosas de sacarosa como muestras modelo.Mediante la aplicación de vacío (80 kPa), la eficiencia de la concentración por congelación fue significativamente mejorada por sobre las condiciones atmosféricas mostrando una mayor recuperación de soluto, aproximadamente 0,5 kg de sacarosa obtenidos por 1 kg de sacarosa inicial en comparación con los valores de recuperación entre 0,16 y 0,3 kg / kg para los tratamientos atmosféricos. Por otra parte, mediante la aplicación de centrifugación, se obtuvo una alta recuperación de solutos, llegando a aproximadamente 0,73 kg de sacarosa obtenidos por 1 kg de sacarosa inicial con 1600 de fuerza centrífuga relativa (FCR), comparado al valor de recuperación 0.5 kg/kg usando una menor velocidad de centrifugación (800 FCR). La alta eficiencia de solutos usando técnicas asistidas en concentración por congelación es una consecuencia de usar una fuerza impulsora externa que mejora la separación natural en el descongelado gravitacional y toma ventaja de las características microestructurales de la fase congelada. Podemos concluir que el vacío o la centrifugación en concentración por congelación es una efectiva técnica asistida para mejorar la eficiencia de separación.
In vitro digestibility of food-grade emulsions
(2013) Troncoso Ahués, Elizabeth; Aguilera, José Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Como los alimentos, más que los nutrientes, son esenciales en la búsqueda de una mejor salud y bienestar, el rol de la estructura alimentaria se hace prominente. Así, una mejor comprensión de los cambios estructurales de alimentos lipídicos en el tracto gastrointestinal, y las interacciones que toman lugar, permitirán el diseño racional de alimentos. La hipótesis de este trabajo es que es posible diseñar nuevos alimentos basados en emulsiones para controlar sus propiedades reológicas y microestructurales, y su digestión lipídica in vitro. El objetivo general de esta tesis fue incrementar nuestro conocimiento acerca del impacto de factores diferentes que controlan la digestión de alimentos lipídicos con el propósito de desarrollar productos con propiedades físicas y nutricionales hechas a la medida. Se fabricaron emulsiones aceite-en-agua (O/W) estabilizadas por proteínas (aislado de suero proteico, WPI, y \03B2-lactoglobulina, BLG) o surfactante no iónico (Tween 20) para caracterizarlas y correlacionar sus propiedades estructurales con su conducta reológica y digestión in vitro bajo condiciones que simulan a las del intestino delgado.
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.
Modelling mode and route choices on public transport systems
(2014) Raveau Feliú, Sebastián; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Entender y modelar las decisiones de usuarios de sistemas de transporte público, para analizar sus elecciones y predecir correctamente los flujos en la red, es un elemento fundamental de la planificación urbana. De esta manera, es necesario identificar, cuantificar y modelar los factores relevantes que influyen en el comportamiento y la toma de decisiones individuales. Los modelos tradicionales de demanda por transporte tienden a considerar únicamente como variables explicativas algunos atributos tangibles, obviando otros atributos intangibles que afectan las actitudes y percepciones de los viajeros. Así, existe la necesidad de mejorar y extender la especificación de modelos de demanda por transporte, incorporando una mayor variedad de variables explicativas. Este estudio busca entender cómo los viajeros escogen sus modos y rutas al viajar en sistemas de transporte público, identificando los factores relevantes que son tomados en consideración y cuantificando el impacto que tienen diferentes características del sistema sobre las preferencias de los viajeros. En particular, se analiza el impacto de diferentes características socioeconómicas sobre la percepción de los viajeros respecto a variables como accesibilidad, comodidad, confiabilidad y seguridad. Adicionalmente, este estudio incorpora percepciones y preferencias respecto de una amplia gama de factores (tales como la ocupación de vehículos, los transbordos y la topología de la red) para mejorar la capacidad explicativa y predictiva de los modelos de demanda por transporte.Adicionalmente, se analizan las diferentes estrategias de elección de ruta que los usuarios de transporte público pueden seguir. Estas estrategias están asociadas a la decisión de esperar una línea particular de transporte público, o abordar la primera línea (entre un conjunto definido de “líneas atractivas”) que arriba a la parada. Mientras los modelos tradicionales tienen a asumir que todos los viajeros siguen la misma estrategia, acá se establece una relación directa entre las características socioeconómicas de los individuos y las estrategias que siguen. Los resultados indican que los modelos propuestos presentan un ajuste superior y superan a modelos tradicionales (que ignoran el efecto de las actitudes y percepciones) en términos de capacidad predictiva. Cuando se ignoran factores asociados al comportamiento, serios problemas de sesgo pueden presentarse en las utilidades marginales y las tasas marginales de substitución (tales como los valores del tiempo) que se desprenden de los modelos.Finalmente, se presenta un marco metodológico para la aplicación de los modelos propuestos en planificación de sistemas de transporte público. Se desarrollan dos herramientas en base a los modelos formulados: (i) una herramienta táctica de planificación (para ser usada por autoridades, planificadores y operadores), y (ii) una herramienta para planificar viajes (diseñada y orientada para interactuar con los usuarios). Así, los principales aportes de este estudio son extendidos para realizar aportes reales en sistemas de transporte público, y no ser simplemente una contribución teórica.
Pressurized hot water extraction of polyphenols from agroindustrial by-products : bioactivity assessment.
(2014) Vergara Salinas, José Rodrigo; Pérez C., José Ricardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Homeostatic control of renewable micro-generation power systems :towards a new approach to sustainable energy systems linked to energy efficiency
(2014) Yanine Misleh, Fernando; Sauma Santis, Enzo Enrique; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este trabajo presenta un enfoque innovador para abordar la coordinación y control de sistemas híbridos de energía conectados a la red eléctrica para suministrar electricidad a un grupo de casas denominado, para el propósito de esta tesis, como block sustentable. La iniciativa se basa en un esfuerzo por integrar las energías renovables no convencionales (ERNC) al sistema de distribución eléctrica a través de proyectos de generación distribuida (GD) destinados a comunidades rurales donde el suministro de electricidad es costoso y muchas veces poco fiable. Esto debido al mal funcionamiento de equipos, fallas de la red o a fenómenos climáticos u otros desastres naturales como terremotos, todo lo cual puede socavar las redes de distribución de energía eléctrica. Aquí empleamos un pensamiento de sistemas y un enfoque cibernético y miramos a estos sistemas híbridos de energía como sistemas adaptativos complejos, intrínsecamente dinámicos, compuestos por varios subsistemas con relaciones jerárquicas bien definidas. Mas aun, la presente aproximación a dichos sistemas los aborda como sistemas sociotécnicos complejos, donde los usuarios de la energía juegan un papel activo y fundamental como 'cargas activas' dentro del block sustentable al que se acopla la microrred.Como tal este tipo de sistema es capaz de autorregulación, coordinación y auto-organización cuando se integra e interactúa con otros sistemas de orden superior, de los cuales los clientes y sus particulares patrones de consumo de energía y hábitos de vida son parte, así como también lo es la red eléctrica local. De esta manera la microrred inteligente en última instancia comprende el sistema híbrido de energía y el block sustentable al cual esta acoplada, funcionando ambos conectados a la red de distribución eléctrica de la cual la microrred es un subsistema. Por lo tanto podemos distinguir aquí un complejo conjunto de relaciones e interacciones fluidas entre los diferentes sistemas que comprenden el meta-sistema. Tales relaciones e interacciones dinámicas regulan y apoyan la estructura subyacente del sistema de micro-generación donde estrategias de coordinación y control inspiradas en la homeostasis (control homeostático) en los organismos vivos tiene lugar para alcanzar un equilibrio eficiente. Esta tesis discute las bases teóricas detrás del enfoque basado en el control homeostático de sistemas de energía eléctrica, el que pretende abordar y entender a dichos sistemas como organismos vivos que, cuando se construyen en un arreglo de microrred inteligente, conectadas a la red para suministrar energía a un block sustentable, pueden comportarse como sistemas inteligentes abiertos en medio de otros sistemas de orden superior, con los cuales interactúan e intercambiar energía. Basándose en este marco teórico se proponen estrategias de coordinación y control basadas en control homeostático para microrredes conectadas a la red.El enfoque propuesto pretende estudiar y eventualmente desarrollar nuevas formas de abordar y controlar dichos sistemas y desarrollar nuevas tecnologías para integrar energías renovables en proyectos de GD de electricidad y calor, trabajando en paralelo con la red y ofreciendo nuevas alternativas y beneficios a los usuarios en todas partes. Con el uso de medidores inteligentes y otras tecnologías, estos sistemas inteligentes capaces de comunicarse e interactuar con otros sistemas pueden alcanzar una solución eficiente y equilibrada de energía. Todo esto tiene como objetivo traer beneficios adicionales a los consumidores y a los sistemas de energía eléctrica en su totalidad, en línea con la nueva visión actual de la GD: la microrred orientada al cliente [37-40]. A diferencia de (y complementando) la tendencia emergente de investigación en sistemas de gestión energética para microrredes basado en tecnologías de ERNC que emplean principalmente mecanismos de gestión de la demanda de energía, este estudio se enfoca en la gestión de respuesta de los sistemas involucrados, en lo que respecta a la generación, suministro y uso de energía renovable y sus fuentes. Se enfoca también en el acoplamiento de sistemas, la coordinación y mutua asistencia entre dichos sistemas y en todos los aspectos relevantes de su interacción para suministrar energía de forma más efectiva y eficientemente bajo un esquema de control homeostático.El principal problema que abordo en mi investigación es cómo coordinar y controlar de forma eficaz y más eficiente una microrred, desarrollando un fuerte lazo con los conceptos de eficiencia energética y frugalidad en el uso y manejo de la energía, los que se busca integrar como parte estructural de las estrategias de control propuestas para microrredes inteligentes conectadas a la red eléctrica; con la cual estarán operando en paralelo, para suministrar energía a un bloque sustentable con y sin sistemas de almacenamiento de energía.
Algoritmo de gestión dinámica de la demanda para grandes clientes conectados a la red de distribución
(2014) Martínez Aranza, Víctor Julio; Rudnick Van de Wyngard, Henry; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La rápida evolución de los programas de respuesta de demanda y mecanismos de gestión activa, ha logrado un aumento significativo de su participación en los mercados más evolucionados del sector eléctrico, lográndose en algunos casos su participación en forma activa y dinámica. Junto a esto, los avances en las redes de comunicaciones bajo el paradigma de SmartGrid han llevado a que tanto los dispositivos más intensivos en consumo a nivel residencial, como a nivel comercial e industrial sean también gestionables. El desafío que surge de todo esto, es que en el mediano y largo plazo la gestión de dispositivos será tan grande y compleja que los operadores del mercado no podrán hacerse cargo de dicha gestión de forma eficiente. Luego, se hace necesario diseñar estrategias que permitan un desacoplamiento de las funciones de gestión dinámica de la demanda y permita al mismo tiempo mantener los criterios de optimalidad que ejecuta en operador del sistema. Más aun, se hace necesario incorporar estos esquemas en mercados en donde la demanda aún mantiene un rol pasivo, incorporando desde el principio los mecanismos necesarios para su óptima participación en el mercado.Esta investigación desarrolla una herramienta novedosa en el proceso de reinvención del mercado eléctrico (Market 3.0) en donde se busca una mayor integración de la demanda en el mercado a partir del uso de redes inteligentes. En específico, se ha desarrollado un algoritmo dinámico de gestión de la demanda de electricidad, con aplicación inicial a grandes clientes conectados a la red de distribución. Esta gestión se logra seleccionando una combinación óptima de estrategias factibles, que permita la disminución de la demanda en punta y el aplanamiento de la curva de carga del sistema, cumpliendo las políticas de seguridad y suficiencia aplicadas a dicha red. El objetivo es transformar a la demanda en un agente activo a través del diseño de un mercado secundario que sirva para dichos propósitos, en donde las decisiones de la participación de los agentes se realizan de acuerdo a la valorización de sus preferencias. Las generalidades y mínimos requerimientos han sido diseñados de manera que sea aplicable tanto en mercados de naturaleza marginalista como aquellos en base a ofertas. El algoritmo presenta un doble propósito, por una parte, mantiene el criterio de maximización de utilidad de la empresa distribuidora y optimiza la distribución de los bloques de energía y potencia adquiridos. Por otra parte, minimiza el consumo en punta y con ello el cargo por potencia que paga el distribuidor, logrando reducir los requerimientos de inversión y operación del sistema en horas de demanda máxima. El algoritmo opera horas antes del despacho real y toma en cuenta a un set de grandes clientes que forma parte de este "sub-mercado", en donde la demanda, puede ofrecer productos de energía y potencia; los distribuidores por su parte, pueden ejecutar contratos firmados de gestión con clientes; y la demanda puede aceptar ofertas de parte del distribuidor en función de su grado de elasticidad.Con esta información y junto con la demanda esperada de ese día, se obtiene un nuevo despacho que cumple con los propósitos descritos anteriormente. Junto al desarrollo del algoritmo, se establecen las condiciones necesarias para que el mecanismo pueda ser implementado; esto es, el desarrollo de un mercado secundario de servicios y productos eléctricos en donde la demanda, las distribuidoras y el ente operador son partícipes. De esta manera el modelo logra cumplir su función en forma eficiente, sujeto a un marco regulatorio que permita y viabilice la puesta en operación de acciones de gestión sobre la demanda arrojadas por el algoritmo. Finalmente, se plantean mecanismos para que la participación de los agentes del lado de la demanda perdure a través del tiempo, esto es, el diseño de portafolios de contratos de largo plazo que incluyan servicios en el mercado de corto plazo en donde el suministrador de estos servicios complementarios a partir de recursos del lado de la demanda. Esta investigación es un aporte al pensamiento creativo en el proceso de reinvención del mercado eléctrico en donde se sitúa a la demanda en el eje central no solo como consumidor sino como parte de una nueva visión de mercado en donde su participación activa y dinámica puede llevar a un mejor desempeño técnico-económico desde tanto para la operación como la planificación de la expansión del mismo.La aplicación de un mecanismo de gestión integrada como el propuesto, permitiría una adecuada participación de la demanda, reconociendo las bondades de su participación activa y dinámica en mercados emergentes. Esta metodología además permite evaluar indicadores de competencia y preferencia de los agentes, a través de un análisis de escenarios y toma de decisiones descentralizadas. En efecto, en un contexto bajo el paradigma de SmartGrid, es el cliente quien mediante este mecanismo toma la decisión de participar o no en el mercado. Los resultados obtenidos muestran que es posible desarrollar una matriz de esquemas de ofertas para la demanda a partir de los perfiles de consumo y las preferencias que estos pueden tener de participar de un esquema de gestión de demanda en particular. Se propone la creación de un nuevo producto en el mercado eléctrico asociado a la suficiencia del sistema, construida en función del nivel de riesgo que esté dispuesto a asumir la demanda para ser abastecida. En este sentido, el mecanismo se transforma en un instrumento de cobertura de riesgo que podría ser transado en el mercado secundario de servicios complementarios ofrecidos por la demanda. Otra novedosa idea resultado de esta investigación es el traspaso de las funciones de gestión y respuesta de la demanda (mercados auxiliares, productos y servicios) al comercializador/distribuidor u operadores de un área particular según sea el tamaño del mercado y la cantidad de clientes activos que hacen parte del sistema. Esta acción permitiría descentralizar y alivianar las actuales y futuras funciones del operador del sistema pero manteniendo los criterios establecidos por el operador central. Esta separación puede ser clave en la medida que los dispositivos inteligentes sean masivos.Los resultados también muestran que determinar cuáles son las características de cada potencial agente participante de un programa de DR, el poder inferir cual es el nivel de esfuerzo y la capacidad de reducir los costos, permitiría asignar de forma más eficiente las inversiones futuras en generación o el establecimiento de contratos de energía base por parte de un comercializador, realizando un perfecto acople entre el corto, mediano y largo plazo. Los desarrollos futuros sobre los cuales se considera relevante profundizar son: el desarrollo de portafolios eficientes de contratación, masificación de programas de gestión, desarrollo de aplicaciones móviles de seguimiento de la demanda, caracterizar en forma adecuada a la demanda a través de encuestas que permitan mejorar para determinar estrategias y preferencias de los agentes que participan en el proceso de planificación. Finalmente, implementar la metodología propuesta en un mercado específico.
Modelo de gestión y maduración de conocimiento en empresas de construcción
(2014) Arriagada Domínguez, Ricardo; Alarcón Cárdenas, Luis Fernando; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La gestión de conocimiento no es un tema nuevo. Por cientos de años los propietarios de negocios familiares han traspasado a sus hijos su sabiduría comercial; los maestros artesanos han enseñado cuidadosamente su oficio a los aprendices; y los trabajadores han intercambiado sus experiencias con sus colegas. En la actualidad, el conocimiento se ha convertido en una de las principales estrategias de competitividad en las empresas. El sector de la construcción no ha estado ajeno a esta realidad, considerando que son organizaciones intensivas en conocimiento y altamente dependientes de las competencias de sus profesionales y colaboradores temporales, pero sus esfuerzos en esta dirección no han tenido los resultados esperados. Como la gestión de conocimiento es un proceso de intervención organizacional multidimensional, y en toda organización existen prácticas de gestión de conocimiento tácitas consuetudinarias, se considera necesaria una adecuada caracterización organizacional multidimensional, en el contexto en el cual la empresa opera, que permita observar los estilos de gestión de conocimiento de la empresa y sus equipos de terreno, así como también el rol que juega en estas prácticas la organización, la cultura y la tecnología.Para satisfacer la necesidad anterior, se diseñó un modelo de gestión y maduración de conocimiento para caracterizar los estilos de gestión de conocimiento en las empresas constructoras, mediante el grado de socialización y de sistematización de sus prácticas consuetudinarias, analizadas en tres dimensiones, lo que permitió relacionar estos estilos de gestión con la organización de sus equipos en el sitio de los proyectos, como también identificar las mejores prácticas de gestión de conocimiento de acuerdo al tipo de organización adoptada en el sitio de la obra. El presente documento analiza en profundidad las variables que participan en el proceso de gestión de conocimiento y los criterios mediante los cuales es posible relacionarlas conceptualmente para formular una estructura operable, a la que denomina modelo de gestión y maduración de conocimiento. Junto con esto, diseña las bases de datos para transitar de un modelo conceptual a uno relacional; selecciona los instrumentos y medios para capturar los datos necesarios para alimentar la base; y desarrolla las claves gráficas para representar datos cualitativos, permitiendo el tránsito desde un modelo conceptual a uno operacional.El modelo de gestión y maduración de conocimiento ha proporcionado cuatro grandes beneficios; el primero, caracterizar una organización; el segundo, observar el grado en que se encuentran balanceadas las dimensiones organizacional, cultural y tecnológica; el tercero, ha generado una suerte de Benchmarking; y el cuarto, ha permitido generar estrategias de maduración de conocimiento, al observar que las mejores prácticas de gestión de conocimiento detectadas en una empresa y/o equipo de terreno, pueden ser reproducidas en otra interviniendo una o más dimensiones. La adopción de una estrategia específica para mejorar la competitividad, no es más ni menos que una intervención organizacional que obliga a revisar: cómo se están haciendo las cosas; cómo se propone hacerlas, y qué se debe hacer para transitar entre los dos estados. El elemento central en cualquier propuesta de cambio, es el conocimiento. Queda en evidencia que toda propuesta de cambio organizacional es multidimensional; y no sólo eso, sino que además las propuestas de intervención deben balancearse de acuerdo a las características de cada organización. Son un traje a la medida.
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.
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.

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