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Recent Submissions
- ItemEfectos de la rotura de partículas en materiales granulares(2024) Osses Peña, Rodrigo Hernán; Ovalle Ortega, Carlos Enrique; Sáez Robert, Esteban; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLos materiales granulares sujetos a niveles de esfuerzo relativamente elevados pueden desarrollar un fenómeno denominado rotura de partículas, desencadenado cuando las tensiones impuestas en las partículas individuales sobrepasan su resistencia al fracturamiento. Adicionalmente, el aumento de la humedad debilita la resistencia individual de los granos, por lo que se incrementa la rotura de partículas. Esta tesis presenta un estudio aplicado en 2 materiales: una roca extrusiva en tamaño arena (1-2 mm) perteneciente a una cantera de la comuna de Colina (Chile); un coluvio en tamaño arena (0.30-2.36 mm) y grava (9.5-50 mm) de una mina de hierro de la región de Pilbara en Western Australia (Australia). Se evaluó el efecto de la humedad relativa (succión total), de la compresibilidad, de la fluencia lenta (creep), y del tamaño de muestras y partículas. La humedad se evaluó a través curvas de retención de humedad. Los resultados en ambos materiales arrojaron una relación inversamente proporcional entre la humedad y el tamaño de las partículas. Es decir, la humedad alcanzó un valor más alto cuando se disminuyó el tamaño de las partículas. La succión total se evaluó mediante la técnica de equilibrio de vapor a través de ensayos edométricos. Se aplicaron rangos de tensiones totales de 0 hasta 3200 kPa y succiones totales de 0 a 340 MPa. Para el control de succión, se desarrolló un circuito de aire cerrado con control de la humedad relativa mediante un flujo controlado. Los resultados demostraron una dependencia del comportamiento con la succión total en ambos materiales: a mayor humedad, mayor compresibilidad y creep. Finalmente, el escalamiento de los ensayos edométricos fue realizado al material de Pilbara, durante una pasantía en The University of Newcastle (Australia), mediante un equipo edométrico de gran tamaño. Los resultados arrojaron que, a mayor tamaño de partículas, aumenta la rotura de las mismas y, en consecuencia, aumenta la compresibilidad y las deformaciones por creep. En materiales granulares gruesos, la rotura de partículas y los efectos de la humedad y del tamaño forman parte de las problemáticas relativas a varias obras geotécnicas. En particular en Chile, obras como los botaderos de estériles mineros se caracterizan por estar constituidos por partículas gruesas, expuestas a ciclos de humedad y cuyo tamaño de partícula dificulta o imposibilita su estudio en experimental en laboratorio. La combinación de estos efectos constituye un problema relevante para el diseño geotécnico. En ese sentido, los resultados de esta investigación contribuyen a proponer y promover métodos más avanzados para la caracterización de materiales gruesos, con el fin de obtener parámetros geotécnicos realistas y confiables para los diseños geotécnicos, tales como la estabilidad física y las deformaciones de grandes rellenos de roca estéril de mina.
- ItemDevelopment of cretivity along with school instruction(2024) Guentulle Saavedra, Victoria Alejandra; Nussbaum Voehl, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaThe term "21st century skills" refers to the abilities that students need to have today, especially considering the advancements in new technologies. Among these skills is creativity, which is essential for posing new questions and gaining new perspectives to address current challenges. Creativity is understood from a cognitive perspective in terms of problem-solving. It is widely accepted that creativity involves the ability to generate appropriate and novel solutions. Despite the importance of creativity, even where government policies have been implemented to benefit this skill, they have not yet been able to be implemented effectively either in classrooms or in teacher training programs. Key factors for fostering creativity in the classroom include divergent thinking and the use of metaphors and analogies. Analogical transfer is a methodology aimed at fostering creativity, suggesting that by comparing objects, ideas, or concepts from one domain of knowledge to another, creativity can be developed. This study contributes to the development of creativity at the school level, designing a methodology based on analogical transfer. From this, three studies were developed. First, this methodology was taught to pre-service teachers to understand their perspective and how to improve the model. In the second study, the analogical transfer methodology was used with multiple representations to teach physics to Chilean secondary students. Finally, by observing different levels of creativity in the students, we analyzed how linguistic maturity impacted creativity. Based on the studies carried out, this thesis offers a series of findings. In the first study, there is evidence that pre-service teachers recognize that there are benefits to the analogical transfer methodology, but they need to model it during their teacher training to use it in the future. In the second study, by utilizing the methodology of analogical transfer and multiple representations with the assistance of a cyber-physical system, there is evidence that this approach had benefits both for students' creativity and their academic performance. Finally, the final study suggests that there is a relationship between linguistic skills and creativity, specifically with linguistic maturity measured from text production.
- ItemOn the expressiveness and structural properties of centrality measures(2024) Salas Cornejo, Jorge; Pieris, Andreas; Riveros Jaeger, Cristian; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaCentrality measures are used as analytical tools to understand graph-based data in various contexts. They are particularly useful for detecting important agents in disease spreading, influential individuals in social networks, or political decisionmakers. This is primarily due to the diversity of measures and their potential for exploitation in theoretical analyses. However, there exists a gap in the understanding of centrality from a foundational perspective. In this thesis, we provide an in-depth study of centrality measures from two different angles. Firstly, we examine how centralities behave over trees. Due to the simple structure of trees, it is easier to analyze each centrality measure in a restricted setting. We introduce the rooting tree property and propose a framework of potential functions to characterize rooting measures. In the last two Chapters, we present a novel study of the family of subgraph-based centralities (SBMs), which serve as a general framework for developing new measures. To define an SBM, we select a set of important subgraphs relevant to a specific application. The most important vertices are then determined based on the number of important subgraphs surrounding them. Initially, we investigate the absolute and ranking expressiveness of SBMs, answering the question of when an arbitrary centrality measure can be defined as an SBM. This, in turn, allows us to compare commonly used centralities within the scope of SBMs. Finally, we conduct an experimental study of important subgraph-based measures, as well as commonly used measures, using statistical scores such as Pearson correlation, ranking distances, and similarities to identify evidence of closely related measures.
- ItemDetector de partículas híbrido con resolución espacial mejorada(2024) Masoliver Aguirre, Pavel Ilyan; Abusleme Hoffman, Ángel Christian; Pereda Torres, Javier; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn la actualidad, los detectores de partículas pueden ser encontrado en diversos instrumentos utilizados en distintos campos, desde la medicina hasta la física de partículas. Para la construcción de estos instrumentos uno de los elementos comúnmente utilizados son los centelladores plásticos orgánicos, debido a su facilidad de producción y bajo costo. Los instrumentos que se han implementado, en general, se pueden dividir en dos arquitecturas de detección: segmentados y tiempo de vuelo. La principal desventaja de ellos es que, mientras el primero utiliza un gran número de canales de lectura, presentando un mayor costo, el segundo no alcanza una resolución espacial suficiente para ciertas aplicaciones. Es por esto que se presenta un nuevo concepto híbrido de detectores de partículas que permite una resolución espacial del orden de la de los detectores segmentados, pero con un menor número de canales de lectura al utilizar información del tiempo de vuelo. Para transformar cada elemento de resolución en diferencias de tiempo se propuso una línea de retardo discreta. Se introdujo una nueva cifra de desempeño, Longitud Sensible Específica (SSL), para comparar de manera efectiva detectores que utilizan diferentes técnicas y lógicas de posicionamiento. Se desarrolló un prototipo unidimensional conformado por centelladores plásticos y fotomultiplicadores de silicio (SiPM) acoplados a ellos. Para aumentar el número de elementos de resolución se utilizó una técnica de solapamiento de centelladores. Cada SiPM se conectó a una intersección de la línea de retardo discreta, y los extremos de esta se acoplaron a dos módulos de lectura formados por un preamplificador, pulse-shaper y discriminador. Las pruebas realizadas mostraron la factibilidad de resolver la posición de los centelladores activados mediante las diferencias de tiempo de llegada de las señales eléctricas que se transmiten por la línea de retardo discreta. Los resultados indicaron que la resolución espacial del prototipo es del orden de los milímetros, similar a lo obtenido en instrumentos segmentados. Por otro lado, al utilizar sólo dos canales de lectura para determinar las diferencias de tiempo de las señales, la lógica de lectura del prototipo es comparable con la de los instrumentos basados en tiempo de vuelo. Comparando el prototipo desarrollado con diferentes instrumentos de la literatura en términos de la SSL, se observó que el valor de esta cifra es del orden de la de los instrumentos basados en tiempo de vuelo, pero con una mejor resolución espacial. Esto permite decir que el concepto propuesto utiliza de manera más eficiente los canales de lectura en comparación con otras implementaciones.
- ItemDesign and experimentation of seismic protection systems for fluid storage tanks(2024) Tapia Flores, Nicolás Felipe; Almazán Campillay, José Luis; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa protección sísmica de estanques de almacenamiento de líquidos ha sido un tema poco explorado en el ámbito de la ingeniería estructural. A pesar de que estas estructuras, ocultas en entornos industriales y sistemas de suministro, pueden pasar desapercibidas al documentar daños después de un evento sísmico, el mal comportamiento sísmico de estos estanques puede tener amplias implicaciones económicas, funcionales y ambientales, entre otras. Los mayores registros de daños post - sismo se han observado principalmente en estanques de pared delgada, ampliamente utilizados en la industria alimentaria y de producción de alcoholes. Los estanques de almacenamiento se dividen en dos categorías principales: estanques de apoyo continuo y estanques de apoyo en patas. Ambos tipos han experimentado daños considerables tras eventos sísmicos en países como Chile, Estados Unidos, Argentina, Italia y Nueva Zelanda. Este estudio se enfocó en desarrollar sistemas de protección sísmica específicos para ambas tipologías de estanques, los cuales fueron patentados tanto en Chile como en Estados Unidos, con patentes ya otorgadas. Para los estanques de apoyo continuo, se ideó un sistema de anclaje llamado NWSTADAS, que permite el levantamiento controlado del manto y agrega disipación de energía. Este sistema ofrece control sobre las cargas transmitidas tanto al manto como a la fundación, siendo aplicable tanto en estanques nuevos como en la modernización de estanques existentes. Se realizaron pruebas de laboratorio a los prototipos desarrollados, junto con la implementación exitosa de estos sistemas en estanques existentes y nuevos, en colaboración con la industria. Se presenta una metodología de diseño para esta solución propuesta. Para los estanques de apoyo en patas, se diseñó un sistema de aislación con auto centrado, basado en la transmisión de la carga axial mediante patas apoyadas sobre deslizadores planos y un sistema de restitución elastoplástico denominado columna auto - centrante. Se estudió el comportamiento de roce de diversos polímeros, poco utilizados en sistemas de aislación friccional, para ampliar las alternativas de diseño y mejorar las estimaciones de comportamiento. Se propuso un nuevo modelo de roce que representa de manera más precisa el comportamiento observado en la campaña experimental, incorporando fenómenos identificados en la literatura, pero no considerados en los modelos existentes. Se presenta una metodología de diseño para esta solución propuesta.