3.01 Tesis doctorado

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A study of the mooc-based blended learning approach from student's perspective
(2021) Hernández Correa, Josefina María; Pérez Sanagustín, Mar; Baier Aranda, Jorge Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Lo que los adultos de hoy en día aprendieron en la escuela y en la universidad hace veinte, treinta o incluso sesenta años, no es muy diferente a lo que se enseña hoy en clase, aunque el mundo actual es muy diferente al mundo en que crecimos nosotros. Además, los estudiantes de hoy son nativos digitales, una generación que se caracteriza por estar expuesta a las tecnologías de la información y a los medios digitales desde una edad muy temprana, mayor que la de cualquier generación anterior. Por lo tanto, el sistema educativo debe adaptarse a estos cambios y replantearse las metodologías de enseñanza, para cambiar las clases tradicionales basadas en conferencias unidireccionales, a enfoques de aprendizaje centrados en el alumno. En particular, esta tesis se centra en el modelo de aprendizaje mixto (Blended Learning) basado en MOOCs, que se caracteriza por el uso de tecnologías en el proceso de aprendizaje, que ha ido en aumento en los últimos años. Existe una necesidad urgente de profundizar en el conocimiento del impacto de la metodología Blended Learning con MOOCs en la literatura actual. Esta tesis doctoral propone un estudio en profundidad de la metodología de aprendizaje Blended Learning con MOOCs, para entender el impacto de este modelo de enseñanza en estudiantes de educación secundaria, postsecundaria y superior. Ampliamos la literatura actual en el área mediante la realización de tres estudios de caso y un posterior estudio multicaso que cruza los tres casos individuales en una propuesta de investigación integral. En concreto, exploramos el Blended Learning con MOOCs desde la perspectiva del estudiante, analizando su adopción de la metodología de enseñanza y sus resultados de aprendizaje en estas experiencias. Finalmente, presentamos afirmaciones que resumen los principales hallazgos y resultados de este estudio. En primer lugar, concluimos que la xi metodología de aprendizaje Blended Learning con MOOCs puede ser adoptada con éxito por los estudiantes, y es un método eficaz para la enseñanza y el aprendizaje de los contenidos del curso. Los estudiantes rinden igual o mejor en las evaluaciones del curso con esta metodología que en una experiencia de aprendizaje tradicional, y perciben que aprenden los contenidos del curso con mayor eficacia que en los enfoques de aprendizaje tradicionales. Además, afirmamos que interactuar consciente y eficientemente con un MOOC en una experiencia de aprendizaje Blended Learning está significativamente relacionado con mejores resultados de aprendizaje. Finalmente, concluimos que una vez que los estudiantes adoptan la metodología de aprendizaje Blended Learning con MOOCs, cambian su paradigma de aprendizaje, se comprometen con los MOOCs y se hacen conscientemente responsables de su propio proceso de aprendizaje, mejoran significativamente sus resultados de aprendizaje.
Advanced monitoring of construction safety using UAS and positioning technologies
(2020) Martínez Ribón, Jhonattan Guillermo Tercero; Alarcón Cárdenas, Luis Fernando; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La alta tasa de fatalidad en la industria de la construcción es una de las principales preocupaciones entre los profesionales y los investigadores. La naturaleza dinámica de la construcción, el número limitado de gerentes de seguridad y la dificultad de visitar lugares inaccesibles, de difícil acceso o inseguros son algunos de los factores que afectan negativamente la capacidad de monitorear los sitios de construcción de manera frecuente y, por lo tanto, identificar riesgos. Sistemas aéreos no tripulados (UAS) y las tecnologías de posicionamiento han surgido como herramientas potenciales para mejorar las tareas relacionadas con la seguridad en los sitios de construcción. Este estudio tiene como objetivo el desarrollo, la evaluación y la implementación in situ de UASs personalizados y sensores de posicionamiento para mejorar el monitoreo de seguridad y el proceso de identificación de riesgos en los sitios de trabajo de construcción. Para lograr este objetivo, se realizó un estudio de caso exploratorio para evaluar la percepción de riesgo de los gerentes de seguridad mediante el uso de contenido visual generado por UASs y contenido visual tradicional. Más tarde, se desarrolló y probó un sistema de posicionamiento basado en ultrasonido en un sitio de construcción real. El objetivo principal del sistema fué determinar la posición de los trabajadores y calcular su tiempo de exposición al peligro en un ambiente interior, especialmente donde los UAS no pueden operar para recopilar datos visuales. Finalmente, se diseñaron, desarrollaron y probaron dos UASs utilizando software y hardware de código abierto disponibles comercialmente. El primer UAS fue equipado con un GNSS de doble frecuencia (L1/L2) y tecnología de post procesamiento cinemático (PPK), cuyo objetivo fue aumentar la calidad y precisión de la representación visual en 3D de los sitios de construcción. Un segundo UAS conocido como iSafeUAS fue diseñado y probado para minimizar los riesgos potenciales de seguridad asociados con el despliegue de UASs para aplicaciones relacionadas con la seguridad de la construcción. El resultado de esta investigación mostró que el uso sistemático de UASs y tecnologías de posicionamiento en los sitios de construcción permite mejorar la percepción de riesgo de los gerentes de seguridad, reduce el tiempo y los esfuerzos durante el proceso de recopilación de datos, aumenta la cantidad y calidad de la información recuperada y minimiza el riesgo asociado con el proceso de recolección de datos.
Análisis y estudio de modelos econométricos de la oferta secundaria refinada de cobre
(2022) Rivera Bonilla, Nilza; Sauma Santis, Enzo Enrique; Lagos, Gustavo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Analysis of the microstructure and electrochemical properties of Cu-NiAl used for molten carbonate fuel cell
(2024) Arcos Segura, Camila Fernanda; Sancy, Mamié; Martínez, Carola; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Global population growth has influenced further technological and scientific challenges, where the exponential increase in electricity demand stands out. In this context, it is necessary to continue researching alternatives to conventional energy generation to reduce greenhouse emissions. Fuel Cell technology is promising for lowering and storing carbon dioxide emissions in this context. It is a backup system to avoid intermittent problems with wind, solar, or other technologies. Fuel cells correspond to an electrochemical device that converts the chemical energy of a fuel directly into electrical energy. Their main components are the electrodes (anode and cathode), electronically conductive, and electrolyte. In particular, molten carbonate fuel cells use hydrogen as fuel, highlighting their excellent power. However, the high working temperature, close to 650 °C, is a disadvantage due to the reduction of the component’s lifetime. Therefore, for a long-term operation, electrode corrosion behavior must be considered. This thesis aims to study Cu-Ni-Al alloys' microstructure and electrochemical behavior for molten carbonate fuel cells. The metal samples were manufactured using powder metallurgical techniques, such as hot pressing and additive manufacturing. The porosity was analyzed using the Archimedes method. The micro-macrostructure of the samples will be studied before and after exposure to Li2CO3-K2CO3 at 550 °C using surface analysis, such as optical microscopy, field emission scanning electron microscopy, and X-ray diffraction. Moreover, gravimetric measurements before and after exposure and electrochemical impedance spectroscopy at open circuit potential were used to analyze the corrosion of the anodes in an aerated and controlled environment.
Asistencia de un haz láser como método de tratamiento térmico en un proceso de soldadura por fricción
(2021) Mullo Casillas, José Luis; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El proceso de soldadura por fricción FW (Friction Welding), tiene gran aplicación en la soldadura de elementos que son utilizados en la industria del transporte, aeronáutica y espacial. Las uniones soldadas con este proceso han sido estudiadas evaluando sus propiedades mecánicas y caracterizando la microestructura, dichas uniones muestran resultados aceptables en comparación a los métodos de soldadura por fusión. Sin embargo, por un control inadecuado de los parámetros de soldadura, o incompatibilidades metalúrgicas se pueden generar compuestos intermetálicos, fases no deseadas o un crecimiento inadecuado del grano. Los defectos enunciados no han sido controlados totalmente, y a su vez, van a afectar la calidad de la junta soldada, limitando su aplicación futura. Los métodos alternativos de generación de calor como la asistencia de un haz láser en los procesos de soldadura por fricción son muy limitados y se enfocan solamente en los procesos de soldadura por fricción-agitación FSW (Friction stir welding) mostrando grandes beneficios. Por lo tanto, en esta investigación se realiza la asistencia de un haz láser en un tipo de proceso de soldadura de fricción denominado por accionamiento directo CDFW (Continuous drive friction welding), y se utiliza un proceso denominado LAFW (Laser assisted friction welding) desarrollado por el autor. En el proceso implementado se realizan uniones acero-aluminio, analizando las propiedades mecánicas respecto a las del material base sobre la base de un análisis estadístico. Las uniones soldadas son evaluadas por ensayos mecánicos de tracción, análisis metalográfico, microdureza, microscopía electrónica de barrido SEM (Scanning electron microscopy), espectroscopía de energía dispersiva EDS (Energy dispersive spectroscopy), espectroscopía de dispersión por longitud de onda WDS (Wavelength dispersive spectroscopy), difracción de rayos X (XRD) (X-ray diffraction analysis) y espectroscopía de emisión óptica por descarga luminiscente GDOES (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy). Los resultados indican que este proceso es más eficiente que un proceso de soldadura por fricción convencional, determinando así un efecto favorable de la asistencia láser en los parámetros de soldadura y las propiedades mecánicas de las uniones soldadas.
Assessment and correction of endogeneity problems in discrete choice models
(2021) Guerrero Barbosa, Thomas Edison; Ortúzar Salas, Juan de Dios; Guevara, C. Ángelo; Cherchi, Elisabetta; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El término endogeneidad se utiliza cuando existe correlación entre una o más variables explicativas observadas y el término de error de un modelo econométrico. La endogeneidad se considera un fenómeno prácticamente inevitable en modelación econométrica, ya que hay muchas causas potenciales detrás de ella: variables omitidas, errores de medición o especificación, estimación simultánea y autoselección. El problema es que puede dar lugar a la estimación de parámetros inconsistentes y si sus efectos no se consideran al estimar los modelos, el analista puede llegar a pronósticos y conclusiones erróneas. La corrección de endogeneidad se ha abordado ampliamente en la literatura sobre modelos lineales (LM), pero los LM tienen un alcance limitado en ciertas áreas. En particular, este es el caso en planeación y evaluación social de proyectos de transporte, donde los Modelos de Elección Discreta (DCM), que son altamente no-lineales, juegan un papel fundamental. Desafortunadamente, rara vez se corrigen los DCM por endogeneidad, por lo que se ha identificado una brecha en el estado de conocimiento que esta tesis pretende cerrar. Así, el objetivo general de esta tesis doctoral es desarrollar un conjunto de pautas que permitan evaluar y corregir problemas de endogeneidad en DCM. Con base en las brechas de investigación identificadas, los objetivos específicos de esta investigación son: a) Determinar el impacto de la endogeneidad en modelos de elección modal estimados a nivel estratégico. Aquí se considera el enfoque de Funciones de Control (FC) y se proponen instrumentos válidos para corregir endogeneidad. También se aborda el problema de predicción en DCM corregidos por endogeneidad, utilizando datos simulados. b) Desarrollar una metodología para detectar instrumentos débiles en DCM utilizando el método CF y experimentos de Monte Carlo, ampliando los enfoques propuestos para modelos lineales. c) Caracterizar el impacto de indicadores discretos para corregir endogeneidad en DCM. Para ello, utilizamos simulaciones de Monte Carlo y datos reales provenientes de una encuesta de preferencias declaradas (SP) especialmente desarrollada para tal fin. Luego, se estima DCM corregidos con el método de Soluciones de Indicadores Múltiples (MIS) usando indicadores discretos y continuos por separado. Finalmente, se evalúa el comportamiento econométrico de ambos tipos de indicadores. Establecemos conclusiones de carácter teórico, empírico y metodológico. En primera instancia, se desea determinar variables instrumentales adecuadas para corregir endogeneidad en modelación de transporte y medir su impacto en modelos estratégicos de partición modal. Además, logramos reducir los errores asociados a la estimación de DCM, mejorar su capacidad de pronóstico y estimar parámetros consistentes que resulten en estimaciones corregidas de medidas de valoración del modelo, como el valor subjetivo del tiempo (SVT) que se utiliza para evaluar proyectos de transporte. También, formulamos una metodología empírica, apoyada en simulación de Monte Carlo, para predecir usando DCM corregidos por endogeneidad con una versión adecuada del método CF. Por otro lado, definimos pautas para aclarar en qué condiciones funcionan (o no) indicadores discretos cuando se corrigen DCM por endogeneidad utilizando el método MIS. Finalmente, estructuramos una metodología para detectar instrumentos DCM débiles en base a lo propuesto para modelos lineales.
Augmenting deep learning models using continual and meta learning strategies
(2022) Hurtado González, Julio Andrés; Soto Arriaza, Álvaro Marcelo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los modelos de aprendizaje profundo son entrenados con conjuntos de datos finitos con una distribución fija, y se prueban en conjuntos que siguen la misma distribución. Este proceso difiere mucho de como aprendemos los humanos, donde nos enfrentamos a diferentes situaciones que debemos aprender a resolver continuamente. Los modelos de aprendizaje profundo no son capaces de adaptarse continuamente a nuevas tareas o situaciones. Cuando un modelo ya entrenado se enfrenta con una nueva tarea, debe ser re entrenado para adaptarse a los nuevos datos. Este entrenamiento modifica completamente los pesos del modelo para enfocarse en la nueva tarea, causando que el modelo olvide lo previamente aprendido. Este problema es conocido como olvido catastrófico, y es el responsable de que el rendimiento de tareas entrenadas previamente baje drásticamente. En esta tesis nos enfocamos en dos ideas para aliviar el problema del olvido. La primera idea es aprender pesos que favorezcan la transferencia de conocimiento entre tareas, lo que disminuye la necesidad de modificar los pesos del modelo, reduciendo el olvido. La segunda idea es facilitar la reutilización de los pesos del modelo, es decir, entregar herramientas al modelo para que una nueva tarea utilice la información ya adquirida y la complemente con aprendizaje de la propia tarea. Las dos grandes contribuciones de esta tesis consisten en dos métodos que utilizan estas ideas para aliviar el problema del olvido catastrófico en problemas de aprendizaje continuo. Estas contribuciones muestran que incentivar la reutilización de los pesos es un factor importante para reducir el olvido.
Biomechanical quantification of the heart using cardiovascular magnetic resonance images
(2021) Mella Lobos, Hernán Arturo; Uribe Arancibia, Sergio A.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La Resonancia Magnética (RM) cardíaca es una herramienta valiosa para el estudio de la función cardíaca. Particularmente, las imágenes de RM de tagging combinadas con herramientas de procesamiento avanzadas, permiten la estimación del movimiento del tejido y sus deformaciones, y por lo tanto la detección y seguimiento temprano de varias enfermedades. Sin embargo, las secuencias de tagging y los métodos de procesamiento sufren de numerosos problemas, incluyendo pero no limitado a la sensibilidad a efectos de off-resonance, tiempos de adquisición elevados y mala señal en cuanto a imágenes de tagging; y sensibilidad al movimiento a través del plano, grandes desplazamientos entre imágenes consecutivas y contaminación por bajas frecuencias en cuanto a técnicas de procesamiento. En esta tesis se presentan tres artículos que buscan solucionar algunos de los problemas previamente descritos. El primer artículo es una comparación rigurosa de técnicas de procesamiento aplicadas a imágenes de RM de tagging y DENSE bajo distintas condiciones de adquisición, incluyendo casos no-ideales. Uno de los resultados principales, es la obtención de la combinación óptima de parámetros de adquisición que mejoran los resultados de las t écnicas de procesamiento. El segundo artículo introduce la técnica de procesamiento HARP-I, la que a partir de imágenes de RM de tagging, supera al estado del arte en cuanto a estimación de movimiento. Las principales mejoras introducidas incluyen la reducción de la sensibilidad de la estimación a contaminación por bajas frecuencias, ruido y grandes desplazamientos entre imágenes consecutivas. El último artículo presenta ORI-O-CSPAMM, una nueva secuencia de imágenes de RM de tagging que permite la adquisición de grillas de CSPAMM y MICSR en la mitad del tiempo de escaneo en comparación con la secuencia CSPAMM y ORI-CSPAMM. Además, permite remover los artefactos de off-resonance generados durante la preparación de la grilla, lo que es útil en presencia de grasa. Las tres investigaciones presentan mejoras a tres partes esenciales de la estimación de deformaciones cardíacas, incluyendo la secuencia y los parámetros de adquisición y la técnica de procesamiento.
Biorremediabilidad y biotoxicidad de suelos intemperizados y altamente contaminados con petróleo crudo
(2017) Rodríguez Córdova, Leonardo Andrés; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La extracción intensiva de petróleo fue una bullante actividad en la Región de Magallanes durante la primera mitad del siglo XX. Desde la primera evidencia de hidrocarburos en 1899, el oro negro impulsó a muchos aventureros a instalarse en el sector e iniciar actividades extractivas artesanales. Esto ocurrió hasta que en la década de 1940 el Gobierno de Chile, a través de la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) y de la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP), comenzó la explotación más industrializada del recurso. Sin embargo, la precaria tecnología de la época produjo diversos sitios contaminados en forma de fosas de contención de petróleo que por la falta de normativa ambiental y/o el desconocimiento de las consecuencias de este pasivo ambiental, fueron abandonados sin medidas de mitigación. No fue hasta la década del 2000 que normativamente fue desarrollándose el marco regulatorio específico que obliga el tratamiento de este tipo de problemas ambientales. En este trabajo de tesis doctoral se realizó un estudio sobre la aplicación de un sistema de biorremediación para suelos altamente contaminados con petróleo crudo e intemperizados por más de 7 décadas en la Región de Magallanes en Chile. Para ello, se aplicó biorremediación ex-situ on-site aeróbica, utilizando turba de 2 tipos (autóctona y comercial) como agente abultante. Los resultados mostraron que la biorremediación es factible para este tipo de suelos, aunque el proceso no permite llegar a concentraciones contaminantes residuales dentro de los niveles normativos referenciales establecidos. Entre otros resultados obtenidos, se demostró que la turba Magallánica contiene microorganismos potencialmente degradadores del contaminante estudiado, por lo que además de agente abultante puede ser considerada un inóculo adecuado para el proceso degradativo del petróleo crudo envejecido e intemperizado de los suelos estudiados. Adicionalmente se mostró en este trabajo que el suelo contaminado y extensamente intemperizado en estudio aun presenta características biotóxicas medidas a partir de test de germinación de semillas, a pesar del extenso envejecimiento al que ha sido sometido durante 70 años. En este sentido es claro enfatizar que este tipo de suelos debe ser tratado dada la elevada biotoxicidad que aun presenta.
Brain self-regulation learning in the neurocomputational framework of active inference
(2023) Vargas González, Gabriela Adriana; Rodríguez Fernández, María; El-Deredy, Wael; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de Ingeniería Biológica y Médica
Neurofeedback (NF), a cutting-edge technique in the realm of brain-computer interfaces (BCI), has proven to be a powerful tool for both scientific exploration and clinical rehabilitation. NF provides individuals with real-time information about their neural processes, enabling them to modulate and regulate their brain activity—a phenomenon known as 'brain self-regulation learning'. While NF holds great promise, it faces an efficiency hurdle. Remarkably, only 50% of participants successfully achieve self-regulation, limiting its clinical adoption. Existing models have struggled to fully elucidate the intricate interplay between reward mechanisms and cognitive functions, without fully succeeding. Herein lies the significance of Active Inference—a theoretical framework that illuminates this complex relationship. To address this gap, we propose using the framework of Active inference to understand the neural processes underlying self-regulation learning. Active inference provides a statistical model of the brain and a combination of computational modeling and neuroimaging techniques. By analyzing real-time functional MRI data and implementing agent-based simulations, we identify that learners exhibit a hierarchical computational anatomy as the neural substrate that supports the internal dynamics of the brain. Our findings underscore the importance of cognitive processes in self-regulation learning and provide insights for optimizing NF protocols.
Desarrollo del pensamiento crítico en large classes de educación superior
(2021) Rodríguez Palma, María Fernanda; Nussbaum Voehl, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El desarrollo de habilidades superiores, como el pensamiento crítico, en el contexto de la educación superior es necesario para que los estudiantes se puedan desenvolver de manera adecuada en los trabajos y en la sociedad. Sin embargo, la creciente demanda por acceder a la educación superior ha generado la proliferación de large classes. En large class, la implementación de metodologías de aprendizaje activo como el aprendizaje basado en problemas, el aprendizaje colaborativo y la revisión entre pares se dificulta, ya que los profesores no cuentan con suficientes herramientas para atender las necesidadesindividuales de sus estudiantes. En este contexto surge la necesidad de otorgar a los profesores de large classes soluciones tecnológicas para entregar retroalimentación oportuna y personalizadas a los estudiantes al implementar metodologías de aprendizaje activo. Los estudios que conforman esta tesis proponen soluciones tecnológicas para apoyar a los profesores de large classes a identificar y atender las necesidades de los estudiantes al implementar metodologías de aprendizaje activo. Para esto se implementó un sistema de colaboración sin intercambios verbales, para promover la interacción entre los estudiantes. También se implementó un sistema basado en inteligencia artificial para obtener información inmediata sobre el desempeño de los estudiantes, que permitió ofrecer un feedforward formativo enriquecido. Los resultados de esta tesis demuestran que fue posible: desarrollar habilidades de pensamiento crítico en large classes, implementar trabajo colaborativo contrarrestando las dificultades logísticas de large class, generar feedforward oportuno en large class.
Development of an accelerated construction methodology for underground mining concrete pavements
(2020) Brescia Norambuena, Leonardo Sebastián; González Hormazabal, Marcelo Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La industria minera está migrando de sistemas de extracción a tajo abierto hacia sistemas subterráneos, requiriendo la construcción de una cantidad significativa de túneles y pavimentos subterráneos. Las técnicas de construcción tradicionales poseen ciertas limitaciones que motivan a la minería a avanzar hacia nuevas tecnologías y metodologías que mejoren principalmente su productividad. La revisión de literatura revela que las técnicas de construcción acelerada (AC) han permitido, entre otros aspectos, acelerar la puesta en marcha de proyectos, pero también mejorar la productividad y calidad de diversos proyectos de infraestructura. No obstante, el estudio del estado del arte y el estado de la práctica de las técnicas de construcción acelerada también revelan que su aplicación en pavimentos de minería subterránea no ha sido estudiada. Lo anterior motivó una investigación para desarrollar una metodología AC para pavimentos subterráneos (UMP por sus siglas en inglés). Con dicho fin, se llevaron a cabo tres etapas principales de experimentación. La primera etapa propuso una nueva metodología de construcción para UMP basada en la filosofía AC contemplando el uso de losas prefabricadas. Igualmente, esta etapa demostró sus ventajas técnico-económicas sobre las técnicas tradicionales de construcción usando modelos de simulación estocástica. Los resultados indicaron una mejora de la productividad (~10% de costo unitario) y sustentabilidad (~10% menos de emisiones de CO2-equivalente). Adicionalmente, el modelo de simulación demostró la necesidad de optimizar el espesor de los pavimentos y su durabilidad para mejorar el desempeño de los UMP. En la segunda etapa se desarrolló un modelo estructural 3D-FEM capaz de analizar las condiciones y solicitaciones para pavimentos prefabricados destinados a minería subterránea. El modelo indicó una alta concentración de tensiones bajo las ruedas de los LHD a causa de la alta rigidez de la roca. Adicionalmente, mostró un aumento significativo de los esfuerzos internos a tracción por el efecto de las fuerzas de frenado, las grandes dimensiones de las losas prefabricadas y por la variabilidad inherente de las propiedades de la subrasante. Por lo tanto, al comprender el comportamiento estructural de los UMP se puede optimizar su diseño y reducir los costos de los proyectos de pavimentación minera. En la tercera etapa se procedió a estudiar nuevos diseños de hormigón que incorporaron humo de sílice, nanosílice y fibras para mejorar el desempeño del material y de los pavimentos mineros subterráneos. Los resultados obtenidos por un análisis factorial fraccionado 24-1 mostraron una sinergia de los materiales adicionados en el hormigón. Específicamente, se observó un aumento de la resistencia mecánica a la compresión (~17%), hendimiento (~23%) y flexotracción (~22%), junto a un aumento de la resistencia a abrasión (~212%), disminución de la permeabilidad (~50%) y de la expansión por ataque de sulfatos (~37%). Las tres etapas permitieron proponer una metodología constructiva basada en los principios de la construcción acelerada para UMP. Esta nueva metodología se fundamenta en el uso nuevas tecnologías como softwares de simulación y de diseño, nuevos materiales, y nuevos procedimientos constructivos que aumenten la productividad del uso de los recursos físicos, humanos y económicos. Igualmente, las distintas etapas demostraron la necesidad de la integración de ellas: incluir hormigones de mayor desempeño optimizará el diseño estructural y reducirá el impacto del deterioro de los pavimentos en el ciclo minero. De esta forma se podrán obtener mayores ventajas sobre las técnicas tradicionales de construcción cuando las tres etapas se toman como una. Finalmente, se concluyó que las técnicas AC mejoran el proceso constructivo, el desempeño de los UMP y el ciclo minero al permitir el diseño y construcción de UMP más duraderos, eficientes y sustentables. Por lo tanto, el desarrollo y los resultados de esta tesis son una contribución al estado del arte al sentar las bases para una metodología de construcción acelerada para UMP. Mas aún, se espera que los conocimientos obtenidos permitan mejorar la productividad y eficiencia de futuros proyectos de pavimentos subterráneos, contribuyendo a la industria minera, la industria de la construcción, y a la sociedad.
Dynamic response of tall buildings with basement considering soil-structure interaction
(2021) Pinto Vega, Francisco; Ledezma Araya, Christian Alfonso; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La construcción de edificios altos ha experimentado un crecimiento exponencial en los últimos años, creando nuevos desafíos en la ingeniería sísmica, estructural y geotécnica. Estudios previos y las pautas de diseño sísmico existentes han sugerido que la hipótesis actual de base fija, que omite el suelo alrededor de la base de la estructura, limita una evaluación precisa del comportamiento dinámico de los edificios altos con sótanos. Los edificios construidos en Santiago, Concepción y Viña del Mar (Chile), por ejemplo, son cada vez más altos y tienen más sótanos que antes. Las cargas y dimensiones involucradas hacen que porciones más grandes del volumen de suelo alrededor de la estructura participen en la respuesta dinámica del sistema. La interacción dinámica suelo-estructura (DSSI) puede modificar la respuesta sísmica de estos edificios altos y la respuesta del suelo alrededor del sistema de fundación. Desafortunadamente, los efectos de DSSI para edificios altos no han sido concluyentes. Por lo tanto, no está claro bajo qué condiciones es necesaria la consideración de DSSI para el diseño de la superestructura, los cimientos y los muros de retención en los subterráneos en contacto con el suelo, y cuándo se puede omitir de manera segura la DSSI. Council on Tall Buildings and Urban Habitat, junto con la UNESCO y el CIB, reconocen esta necesidad e instan a evaluar los supuestos de modelado para el análisis sísmico de edificios altos, incluida la creación de una base de datos de resultados, comparación con los supuestos de diseño actuales y filosofías de estudio, así como determinar los cambios en el comportamiento sísmico de dichas estructuras. La hipótesis central de esta investigación es que las fuerzas y deformaciones internas en la superestructura y la presión lateral del suelo en los muros del sótano se ven considerablemente afectados cuando se consideran los efectos DSSI en edificios altos, con sótanos profundos, en suelos granulares y en el caso de sismos de gran intensidad. Nuestro objetivo principal es caracterizar los efectos de interacción dinámica suelo estructura en edificaciones altas con subterráneos en torno al efecto de variables tales como altura, profundidad de sótano, tipo de suelo, característica del movimiento sísmico. Los objetivos específicos de este proyecto son: (1) desarrollar modelos numéricos de edificios altos, incluyendo DSSI, que permitan la consideración adecuada de, por ejemplo, ondas radiadas desde el edificio al suelo circundante; (2) identificar, a nivel de superestructura, cómo DSSI modifica la respuesta sísmica cuando se compara con las obtenidas usando una condición de base fija, típicamente asumida en el análisis estructural; y (3) evaluar las presiones sísmicas del terreno que actúan sobre los muros del sótano considerando la interacción tanto inercial como cinemática. Se utilizó un enfoque numérico-experimental para abordar el objetivo principal de este estudio. La investigación incluye: (1) el desarrollo de modelos numéricos en 3D de centrifuga geotécnica, (2) la calibración de los modelos numéricos contra los valores medidos en los ensayos de centrifuga geotécnica, (3) análisis paramétricos para un conjunto de alturas de edificaciones con sótanos, diferentes profundidades de subterráneos, suelos granulares y diferentes movimientos sísmicos, y finalmente (4) la identificación de las condiciones que requieren la incorporación de efectos DSSI. Particularmente, se analizaron edificaciones de 20 y 55 pisos, con 2, 4 y 7 niveles de sótano, fundadas en suelos arenosos y grava, típicos de las grandes ciudades de Chile. La investigación combina esfuerzos de la Pontificia Universidad Católica de Chile junto con el equipo geotécnico del Centro de Pruebas de Infraestructura, Energía y Espacio de la Universidad de Colorado, Boulder (EE. UU.), Y la co-orientación y ayuda de dos profesores de la Universidad. de Los Andes, Chile. Los hallazgos muestran cómo los parámetros de respuesta sísmica, tales como derivas entre pisos, demandas estructurales, presiones laterales de la tierra que actúan sobre los muros del sótano y la respuesta estructural general, cambian cuando la DSSI se incorpora correctamente en el análisis sísmico de edificios altos. Por lo tanto, este proyecto tiene el potencial de mejorar los estándares de seguridad, las metodologías y los códigos de diseño sísmico para evaluar adecuadamente el desempeño dinámico de los edificios altos.
Efecto de la rigidez en el desempeño sísmico de edificios estructurados con muros de hormigón armado
(2020) Cando Loachamin, Manuel Antonio; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los edificios de muros estructurales de hormigón armado (HA) han sido construidos ampliamente en regiones sísmicas sobre todo el mundo. Observaciones en pasados sismos han mostrado que los edificios de muros de HA generalmente se desempeñan bien en términos de seguridad estructural. Por ejemplo, durante el sismo de Maule de 2010 en Chile, ocho personas murieron en edificios modernos, solo un edificio con muros estructurales colapsó, mientras que pocos fueron severamente dañados. La evidencia empírica parece indicar que el uso de una gran densidad de muros, y por lo tanto de una gran rigidez lateral, ha contribuido al buen desempeño reportado posterior a terremotos de gran magnitud. Sin embargo, no se han identificado estudios analíticos que cuantifiquen el efecto de la rigidez en el desempeño sísmico de estos edificios, en términos de la seguridad de colapso y las pérdidas monetarias. El objetivo de esta investigación es evaluar el efecto de la rigidez en el desempeño sísmico de edificios residenciales con muros de hormigón armado diseñados según las regulaciones Chilenas actuales, incluyendo el DS60 y DS61. Específicamente, la tesis se focaliza en evaluar el efecto de la rigidez en la sobrerresistencia, ductilidad de desplazamiento, fragilidad para los estados límites de seguridad de la vida (LS) y colapso, probabilidad de alcanzar estos dos estados límites en 50 años. Adicionalmente, se estima la pérdida anual espera (EAL) y el valor presente (PV) de la pérdida en 50 años. El desempeño sísmico es evaluado para un grupo de cuatro arquetipos de edificios residenciales de 20 pisos con muros estructurales localizados en Santiago. Los muros fueron modelados usando el modelo de elemento de varias líneas verticales (MVLEM) con materiales histeréticos inelásticos para los elementos verticales, y un comportamiento a corte elástico y lineal. Análisis estáticos no lineales fueron considerados para estimar la sobrerresistencia de los edificios y la ductilidad de desplazamiento. Adicionalmente, análisis dinámicos incrementales (IDAs) fueron ejecutados para estimar las curvas de fragilidad, las probabilidades de excedencia de los estados límites de LS y colapso dada cierta medida de intensidad, y los coeficientes de margen de LS y colapso. Un análisis probabilístico de la amenaza sísmica (PSHA), el cual consideró la sismicidad de la zona central de Chile, fue utilizado para estimar la probabilidad de alcanzar los dos estados límites en 50 años. En este estudio, la EAL y el PV asociados a los costos de reparación y reemplazo de los edificios se usaron como medidas de pérdida económica. Para el cálculo de la EAL se usó la metodología desarrollada por el Pacific Earthquake Engineering Center (PEER), la cual integra cuatro análisis: análisis de amenaza, análisis estructural, análisis de daño, y análisis de pérdida. En el análisis de amenaza, la probabilidad que ocurra una cierta medida de intensidad de movimiento del terreno se determinó usando los resultados del PSHA. En el análisis estructural, las distribuciones de probabilidad de los parámetros de demanda ingenieril de los edificios de estudio se obtuvieron desde los IDAs. En el análisis de daño, la probabilidad que un componente esté en cierto estado de daño se calculó usando funciones de fragilidad existentes. Por último, en el análisis de pérdida, la pérdida ocasionada en cada componente se describió probabilísticamente mediante funciones de pérdida. Estas funciones se desarrollaron estimando el costo de reparación de los componentes susceptibles a daño. Los resultados de esta investigación muestran que cuando la rigidez se incrementa la probabilidad de alcanzar el estado límite LS en 50 años disminuye. Contra intuitivamente, la probabilidad de colapso en 50 años aumenta cuando la rigidez se incrementa, debido a la amenaza sísmica considerada y a los requerimientos de diseño. El análisis probabilístico de pérdida económica muestra que cuando la rigidez del edificio aumenta la EAL también aumenta. Esto implica que desde el punto de vista económico, los edificios más rígidos son más vulnerables que los edificios más flexibles. Este encuentro igualmente contra intuitivo es el resultado de la mayor amenaza sísmica de los edificios más rígidos y del esfuerzo de corte mínimo requerido por el DS61. Adicionalmente, se encontró que los valores de EAL y PV en 50 años para los cuatro edificios de estudio, no superan el 0.31% y 8.07% del costo total de construcción de los edificios. Estas pérdidas monetarias son relativamente bajas, lo que es consistente con el buen desempeño sísmico mostrado por los edificios de muros de hormigón armado.
Effectiveness of green roofs and walls to mitigate atmospheric particulate matter pollution in a semi-arid climate
(2021) Viecco Márquez, Margareth Indira; Vera Araya, Sergio Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Air pollution is an atmospheric phenomenon by which particles (solid/gas) contaminate the environment. The World Health Organization (WHO) considers air pollution as a substantial environmental risk for health, specifically for cities. Reducing the levels of air pollution can decrease morbidity related to strokes, lung cancers, and chronic and acute lung diseases, including asthma. Industries such as construction, transportation, and consumption of fossil fuels, in other sectors, have contributed to increasing pollutant emissions to the urban environment. Pollutants, such as atmospheric particulate matter (PM), are considered highly harmful to people's health. Long-term exposure to PM is statistically associated with respiratory morbidity and mortality. Thus, many cities have focused on improving urban air quality using different strategies, such as the implementation of green roofs (GRs) and green walls (GWs). Although there have been significant advances in research on the effect of GRs and GWs on urban air quality, there are still research gaps. These gaps related to identifying vegetation that favors the capture of PM, establishing strategies to enhance the PM capture capacity of different vegetation, and quantifying the impact of implementation of GRs and GWs at urban scales. The main objective of this research is to analyze the effectiveness of GRs and GWs on mitigating air pollution by PM10 and PM2.5 in improving urban air quality. The variability in capturing PM for GRs and GWs plants is evaluated and the influence of species biodiversity in capturing PM is investigated. The impact of GRs and GWs layouts on PM capture and concentrations in a highly dense urban area with a Mediterranean climate is studied. In particular, GRs and GWs layouts, considering coverage and building heights where GRs and GWs are located, are two aspects of urban morphology analyzed. The research methodology consists of quantifying the PM capture capacity for nine GRs and GWs species as monocultures and polycultures to investigate how PM capture varies among plants and due to biodiversity. Two methods are used to evaluate the PM capture, gravimetric analysis and decay curve. Based on the results of PM capture, a validated ENVI-met model is used to assess how urban morphology and GRs and GWs coverage influence PM capture and concentrations at a neighborhood scale of Santiagos’ downtown. The results in monocultures, GRs and GWs show that PM capture is highly species type dependent. PM2.5 capture ranged from 0.09 μg·cm-2∙h-1 for Sedum Spurium P to 1.32 μg·cm-2∙h-1 for S. Album. Moreover, it found that biodiversity significantly increases the PM2.5 capture compared to monocultures. In four of the five species studied, the PM2.5 levels captured by the vegetation was higher in polycultures. Moreover, the results from ENVI-met modeling show that priority should be given to GRs for buildings lower than 10 m height to decrease PM2.5 concentrations at pedestriam level. For GWs, the PM2.5 abatement is favorable in all building configurations. In addition, the combined use of GRs and GWs can reduce up to 7.3% of PM2.5 in Santiago’s downtown compared to a base case scenario without GRs and GWs. In conclusion, GRs and GWs are a valuable strategy to improve urban air quality, thus they should be implemented as a complement to other air quality mitigation strategies in large cities. S. Album outperforms the other species evaluated in capturing PM2.5 either as monoculture or polyculture. It was also found that biodiversity enhance the PM2.5 capture of GRs and GWs. It is recommended the polycultures of L. Spectabillis, Lavandula Angustifolia and S. Album for GRs and Sedum Palmeri, S. Album and Sedum Spurium P for GWs to maximize the effectiveness of GRs and GWs to capture PM2.5. On the other hand, the implementation of GWs has a greater impact on PM2.5 abatement than GRs due to their proximity to the emission source. It is suggested to implement GRs on buildings up to 10 m height and coverage between 50% and 75%. For GWs, a coverage of 25% is recommended. These results provide scientific support for the inclusion of GRs and GWs in public policies and urban development plans in order to improve urban air quality. Moreover, the methodologies used in this research can also be applied to other species and urban morphologies to identify the optimum combinatory of vegetation species and layouts to capture PM in the urban environment.
Evaluation of microbial electrochemical technologies as a sustainable treatment strategy for nitrogen removal in polluted coastal marine systems
(2020) Fuente Traverso, María José de la; Vargas Cucurella, Ignacio Tomás; Iglesia Cabezas, Rodrigo Alonso de la; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los ecosistemas marinos costeros del mundo han sido utilizados durante muchos años como receptores de residuos industriales con altas concentraciones de nitrógeno, generando la eutrofización de estos ecosistemas. En este contexto las tecnologías electroquímicas microbianas (MET) han comenzado a ganar atención por su costo y eficiencia en la remoción de nitrógeno y materia orgánica,, utilizando la capacidad metabólica de microorganismos. Sin embargo, todavía tienen limitaciones, como la estrategia de enriquecimiento para comunidades microbianas específicas en los electrodos en condiciones naturales. En esta línea, la aplicación de un sobrepotencial a un electrodo se ha convertido en una técnica de enriquecimiento microbiano sostenible y eficaz. Considerando estos antecedentes, esta tesis estuvo enfocada en dos temas principales. Primero, consolidar la utilización de sobrepotenciales como técnica de enriquecimiento microbiano desde agua de mar natural y lograr enriquecer microorganismos desnitrificantes de manera específica, y (2) desarrollar una MET capaz de remover nitrógeno desde agua de mar natural, utilizando la técnica de enriquecimiento microbiano por sobrepotenciales. Los resultados obtenidos en esta tesis muestran que la aplicación de sobrepotenciales a un electrodo es una técnica efectiva de enriquecimiento de metabolismos microbianos desde un inoculo de agua de mar natural. Específicamente, se demostró que aplicando al electrodo de trabajo -260 mV (vs Ag / AgCl), es posible enriquecer significativamente el establecimiento de microorganismos desnitrificantes. Tomando estos resultados, se logró desarrollar una MET capaz de remover nitrógeno y materia orgánica de manera significativa. En este caso, y diferente a reactores similares reportados en la literatura, el enriquecimiento microbiano en los electrodos se llevó a cabo mediante la aplicación de sobrepotenciales en agua de mar natural, sin la necesidad de uso de medio de cultivo. Específicamente, en el ánodo se observó un enriquecimiento significativo de microorganismos amonio-oxidantes y nitrito-oxidantes, mientras que en el cátodo, se observó un enriquecimiento de microorganismos desnitrificantes y planctomycetes. Finalmente, se logró determinar que el uso de sobrepotenciales podría acelerar el proceso de puesta en marcha de las tecnológicas electroquímicas microbiana y, por ende, ayudar a acelerar su implementación en ambientes reales.
Evaluation of the seismic behavior of hybrid walls with timber for buildings in Chile
(2022) Carrero Roa, Tulio Enrique; Guindos Bretones, Pablo; Santa María Oyanedel, Hernán; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Actualmente, se puede considerar que existen cuatro sistemas dominantes de madera estructural resistente a corte lateral como lo son los muros de corte con estructura de madera ligera marcoplataforma (Light Frame Timber Buildings, LFTB) y muros de paneles de corte de madera laminada encolada (Glued Laminated Timber. GLULAM) contralaminada (Cross Laminated Timber, CLT) y muros de madera microlaminada (Laminated venner lumber, LVL). Con el tiempo, se ha demostrado una mejora en el comportamiento sísmico de las estructuras tradicionales de madera con ensayos experimentales, pero la construcción de edificios de mediana y gran altura en países con alta sismicidad presenta importantes inconvenientes con este tipo de muros de corte. En el caso de las estructuras LFTB, son adecuadas para edificios de mediana altura, pero generalmente no tienen suficiente capacidad de carga lateral. Por otro lado, la principal dificultad en las estructuras de CLT es la rotación del cuerpo rígido del muro y la falta de ductilidad. Esta rotación rígida aumenta notablemente los desplazamientos laterales de entrepisos, lo que limita drásticamente la posibilidad de cumplir con los desplazamientos máximos de entrepisos establecidos en el Código Chileno en NCh 433. En este contexto, el objetivo principal de esta tesis doctoral ha sido estudiar la capacidad de carga lateral y el efecto de la conexión entre los componentes de los muros híbridos de corte, ya que se asume que es necesario estructuras híbridas y nuevas tipologías de muros para que los edificios de madera de gran altura mejoren el rendimiento estructural en países altamente sísmicos. Además, los sistemas propuestos han sido diseñados para ser un sistema estructural competitivo en el contexto de la construcción industrializada. Por lo tanto, se asume que los conjuntos propuestos son una solución viable para las empresas de madera prefabricada. La investigación incluye la caracterización experimental de los sistemas propuestos a través de ensayos cíclicos y monotónicos mediante el estándar Europeo EN12512 (protocolo de carga para ensayos). Además, se han realizado estudios numéricos para evaluar las implicaciones de las soluciones propuestas, que incluyeron análisis no lineales. Los resultados de este trabajo permitieron proponer dos muros de cortante mucho más fuertes, rígidos y dúctiles en comparación con los muros de cortante de madera tradicionales, esos sistemas consistieron en: (a) Un entramado de perfiles de acero con paneles de revestimiento CLT, y (b) un marco de madera laminada más paneles de OSB como revestimiento interno.
Experimental and numerical study of partially grouted reinforced masonry shear walls subjected to in-plane loading
(2021) Calderón Díaz, Sebastián Andrés; Sandoval Mandujano, Cristián; Milani, Gabriele; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los muros de corte de mampostería armada parcialmente rellena (PG-RM, por sus siglas en inglés) tienen una gran presencia en muchos países, incluso en regiones sísmicas. Estos muros han tenido un desempeño sísmico aceptable en terremotos fuertes, aunque se han reportado fallas por corte dentro del plano. Aunque estudios anteriores han abordado algunos de los problemas detectados, la información experimental aún es limitada, una situación aún más notoria cuando se enfoca en muros de corte de PG-RM con refuerzo embebido en la juntas de mortero horizontal (BJR, por sus siglas en inglés). Además, la mayoría de los enfoques numéricos propuestos para analizar elementos de mampostería tienen como objetivo reproducir elementos de mampostería no reforzados. Adicionalmente, estudios recientes han demostrado la inexactitud de algunos códigos de diseño y algunas expresiones existentes al estimar la resistencia lateral de muros de corte de PG-RM. Por lo tanto, es necesario recopilar más datos experimentales sobre muros de corte de PG-RM, mejorar o adaptar enfoques numéricos para estudiarlos, y también proponer fórmulas adecuadas para estimar su resistencia al corte dentro del plano. En respuesta a las necesidades identificadas, se ensayaron 18 muros de corte de PG-RM de escala real bajo carga axial constante y carga cíclica lateral incremental dentro del plano. Se construyeron nueve muros con ladrillos de arcilla multiperforados (MPCBL, por sus siglas en inglés) y nueve con bloques huecos de hormigón (HCB, por sus siglas en inglés). Se variaron diferentes propiedades de diseño, tales como las propiedades geométricas de los muros, las cuantías de refuerzo, la disposición del refuerzo y las propiedades de los materiales. Todos los muros ensayados fallaron en un modo de falla de tensión diagonal. En general, las variables estudiadas afectaron la respuesta de los muros. Por ejemplo, utilizando una relación de aspecto o un espesor de junta menores; y una mayor relación de carga axial, una relación de refuerzo horizontal o vertical o la resistencia a la compresión del mortero se midió una mayor resistencia al corte en los muros de MPCLB con BJR. En los muros de HCB con BJR, el uso de una relación de refuerzo vertical u horizontal más alta produjo un aumento en la resistencia al corte y proporcionar elementos de borde generó un comportamiento post-pico más estable. Además, en los muros de HCB, proporcionar una combinación de refuerzo horizontal embebido en juntas de lecho de mortero y en bond-beams resultó en un mejor comportamiento histerético, capacidad de disipación de energía y ductilidad en comparación con los muros provistos de un solo tipo de refuerzo horizontal. Asimismo, se realizó un estudio numérico sobre la implementación de micromodelos detallados (DMM, por sus siglas en inglés) de muros de corte de PG-RM. Se obtuvo una buena precisión al reproducir el comportamiento experimental de los muros MPCLB probados en este estudio, siendo más preciso que las expresiones de corte seleccionadas. Se destaca la importancia de elegir una estrategia de resolución numérica adecuada para evitar resultados erróneos, considerando la fuerte respuesta no lineal de este tipo de modelos. Además, se utilizaron DMM para realizar un estudio paramétrico sobre la influencia de las variables de diseño seleccionadas en la respuesta al corte de muros de PG-RM de MPCLB. Los resultados también se emplearon para corroborar el efecto combinado de la tensión axial y la relación de aspecto en la resistencia al corte de las paredes. Además, se dan detalles de la implementación de micromodelos simplificados (SMM, por sus siglas en inglés) de muros de corte de PG-RM de HCB. Con este enfoque se reprodujeron dos muros de corte de PG-RM de HCBs con BJR, obteniendo una precisión adecuada. Finalmente, se ajustaron expresiones de diseño para estimar la resistencia de muros de corte de PG-RM de MPCLB y HCB con BJR. En este proceso se utilizaron bases de datos compuestas de resultados experimentales y numéricos. Las expresiones obtenidas son más precisas que las expresiones de código estudiadas en términos del promedio y rango de error.
Factores latentes que afectan la propensión a usar bicicleta en viajes obligados
(2021) Gutiérrez Torres, Margareth Giovanna; Hurtubia González, Ricardo; Ortúzar Salas, Juan de Dios; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La bicicleta se ha convertido en una tendencia mundial en los últimos años, no solo como modo de transporte, sino también como una práctica de estilo de vida saludable. En grandes ciudades latinoamericanas, con altas tasas de congestión, los viajes de menos de 10 km pueden ser más rápidos en bicicleta que en cualquier otro modo. Además, estudios recientes han demostrado que las personas que utilizan bicicleta en sus desplazamientos diarios son más saludables que quienes no la usan o la utilizan de forma ocasional. Sin embargo, la percepción del entorno puede ser un factor clave a la hora de elegir el modo de transporte en viajes diarios. Por ello, la carencia de infraestructura adecuada, unida a la existencia de condiciones ambientales que no favorecen el ciclismo, puede explicar el menor uso relativo de bicicleta en América Latina. No obstante, a pesar que la provisión de infraestructura ciclista es escasa o desigual en la mayoría de la región, recientemente se ha notado un incremento del uso de bicicleta en viajes diarios con distintos propósitos. Esta tesis ofrece una metodología para estudiar la disposición a cambiarse a bicicleta en viajes de carácter obligado en dos ciudades latinoamericanas. En particular, la investigación se centra en comprender los factores demográficos, psicológicos y del entorno que influyen en la elección y, al mismo tiempo, en cuantificar el rol de las percepciones y actitudes de los individuos hacia la bicicleta. Así, se parte reconociendo que la elección de bicicleta no solo es afectada por variables asociadas a su nivel de servicio. A su vez, la tesis busca reconocer la importancia del hábito en prevenir cambios de comportamiento asociados al transporte. Las dos ciudades elegidas para este estudio son Barranquilla en Colombia, y Santiago en Chile; a pesar de sus diferencias, ambas comparten una característica, que es la falta de equidad en la disponibilidad de infraestructura ciclista en la ciudad. A través de encuestas de preferencias declaradas, presentamos situaciones hipotéticas de elección a individuos que no son ciclistas habituales, quienes debían elegir entre el modo de transporte que usaban en su viaje obligado y la bicicleta. Los atributos de las alternativas variaban en cada escenario, siguiendo un diseño experimental eficiente, construido en base a los datos reales de los viajes reportados por cada individuo. A partir de la información recopilada en estas encuestas, unida a información psicométrica sobre hábito, actitudes y percepciones de cada encuestado, se estimó modelos híbridos de elección discreta incorporando variables latentes. Los resultados permiten concluir que los factores latentes juegan un importante rol en el proceso de elección o de disposición al cambio. Por ejemplo, un fuerte hábito puede ser el causante de que modos de transporte más rápidos o económicos en el caso de un viaje determinado, como la bicicleta, no sean preferidos sobre el modo al que el individuo ya está habituado. Por otra parte, en los dos contextos estudiados, se encontró que la percepción de inseguridad al usar la bicicleta, la hacía menos atractiva, dado el riesgo de sufrir un accidente o un robo. Estos resultados pueden ser un importante aporte en términos conocer, más en profundidad, el comportamiento y las percepciones de usuarios potenciales y que factores pueden ser relevantes a la hora de proponer políticas que busquen incentivar la bicicleta como modo de transporte principal en viajes obligados. De igual manera, esta investigación aporta al conocimiento sobre los factores que influyen en la decisión y en las percepciones individuales, y confirma algunas premisas encontradas en investigaciones similares aplicadas en ciudades con características distintas a las analizadas. Cómo elementos diferenciadores cabe resaltar: (i) el desarrollo de una metodología que permite implementar encuestas de preferencias declaradas a partir de datos reportados por los individuos, vía online y diseños complejos para cada tipo de modo de transporte alternativo; (2) la identificación de la distancia del viaje como una variable clave tanto en el estudio de la disposición a elegir bicicleta como en las percepciones individuales, y (3) la comparación de resultados con el fin de proponer políticas replicables en los dos contextos estudiados.
Framework for promoting continuous curriculum improvement in higher education using learning analytics
(2020) Hilliger, Isabel; Pérez Sanagustín, Mar; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En las últimas dos décadas, la cobertura de la educación superior creció exponencialmente en Latinoamérica, generándose disparidades en la calidad de sus programas. Esto hace necesario implementar procesos de mejora continua curricular para formular acciones de mejora si los logros de aprendizaje no son los esperados. La reciente aparición de las analíticas de aprendizaje facilita la integración y el análisis de distintos datos educativos con el fin de renovar elementos curriculares. Sin embargo, la disponibilidad y el despliegue de soluciones analíticas no reporta beneficios si su adopción no está estrechamente centrada en las necesidades de los actores clave. En este contexto, esta tesis tiene como objetivo responder a la pregunta de investigación: ¿Cómo promover la mejora continua del currículo en los programas de educación superior en Latinoamérica utilizando Analíticas de Aprendizaje? Para responder a esta pregunta, se utilizaron métodos mixtos dentro de enfoques de investigación tradicionales. Primero, se realizaron entrevistas y cuestionarios para identificar necesidades de analíticas de aprendizaje en estudiantes, profesores, y gestores de distintas universidades. Segundo, se diseñó y evaluó una herramienta analítica para apoyar la formulación de acciones de mejora curricular a partir de la medición de logros de aprendizaje. Tercero, se elaboró un caso de estudio para identificar mecanismos para involucrar a los profesores en medición y mejora de los logros de aprendizajes. A partir de estos tres estudios, se desarrolló un marco para promover la mejora continua curricular en los programas de educación superior en América Latina. El uso de este marco permitirá que las universidades reflexionen sobre los cambios curriculares generados durante la pandemia, formulando acciones de mejora según sus necesidades. Además, esta tesis contribuye con un conjunto de lecciones aprendidas en relación al diseño e implementación de una herramienta de analítica curricular y al involucramiento de profesores en un proceso de mejora continua a lo largo de un extenso período de tiempo.

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