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Propuesta de áreas marinas protegidas para el stock de langostino colorado (Grimothea monodon) en Chile centro-sur usando el potencial reproductivo como indicador de sustentabilidad.
No full textTesis presentada para optar al grado de Doctor/a en Ciencias con mención en Manejo de Recursos Acuáticos Renovables.El langostino colorado (Grimothea monodon) es una de las tres especies que sustentan la pesquería de crustáceos demersales en Chile, con niveles de desembarques que han mostrado amplias variaciones y muy lenta recuperación en la última década. La unidad de pesquería sur estuvo en estado de recuperación desde el año 2017 hasta el año 2023, después de una intensa sobrepesca que afectó el potencial reproductivo del stock y su distribución geográfica. Actualmente la pesquería se encuentra en estado de plena explotación, aunque la biomasa del stock de langostino colorado en la zona centro-sur de Chile (33º-37S) ha disminuido progresivamente en la última década. El agotamiento y la lenta recuperación de las poblaciones de langostino colorado se ha atribuido principalmente a la mortalidad por pesca (F). Sin embargo, la mortalidad por depredación (M2) puede llegar a ser un factor decisivo en la dinámica de las especies marinas, especialmente aquellas que son presas importantes en el ecosistema, como el langostino colorado y otros crustáceos demersales. Sin embargo, M2 ha sido menos estudiada y cuantificada en recursos pesqueros que se explotan en Chile.
El manejo de la pesquería del langostino colorado en Chile está regulado por la Ley General de Pesca y Acuicultura, lo que incluye varias medidas. Entre ellas están la revisión anual del estatus, el establecimiento de cuotas de captura, y la aplicación de vedas biológicas. Sin embargo, la recuperación del stock de langostino colorado no es clara. La historia de la pesquería muestra discrepancias entre las estimaciones de biomasa y las capturas oficiales. A partir de 2001, las capturas no superaron las 7.000 t, y en el año 2023, la captura total fue de 5.406 t. La depredación por merluza común (Merluccius gayi) y lenguado de ojos grandes (Hippoglossina macrops) representa un factor forzante adicional a la pesca, y en ocasiones M2 supera a F.
Por otro lado, las Áreas Marinas Protegidas (AMP) son un instrumento de manejo utilizado para restaurar ecosistemas y mejorar la sustentabilidad de las pesquerías, y podrían tener un efecto positivo sobre la recuperación del stock de langostino colorado. La historia de la pesquería de este recurso indica que su abundancia, reclutamiento, potencial reproductivo y distribución espacial son afectados por sobrepesca. Entonces, la hipótesis de esta tesis es que la implementación de áreas marinas protegidas (AMP) en las zonas de mayor potencial reproductivo de G. monodon en Chile central afecta positivamente a su stock, lo que se verifica a través de mayor potencial reproductivo, menor tiempo de recuperación y mayor distribución espacial. Para probar este supuesto, el objetivo general de esta tesis es evaluar el impacto de áreas marinas protegidas sobre la recuperación y conservación del stock de G. monodon de Chile centro-sur (35-37ºS) a través del análisis de la abundancia, distribución y potencial reproductivo en el periodo de 1992 a 2019. Los objetivos de esta tesis son presentados en tres capítulos. Dos capítulos corresponden a artículos publicados en revistas científicas y el tercero está en preparación.
En el Capítulo 1 se estimó la densidad promedio del potencial reproductivo (DPR) en millones de huevos potenciales por kilómetro cuadrado (mhp/km2), para el stock de hembras de langostino colorado en la zona centro-sur de Chile, utilizando datos de 14 campañas de evaluación de stock de crustáceos demersales entre los años 2005 y 2018. El objetivo de este capítulo fue estimar DPR e identificar, a través de mapas georreferenciados, las zonas de mayor agregación o focos de abundancia del potencial reproductivo del stock de hembras para definir eventuales zonas de protección. Se estimó que la media anual de huevos potenciales para la zona y periodo de estudio fue de 78,055 millones de huevos, con densidad promedio de 74 mhp/km2. El mapa de distribución de la densidad de huevos potenciales permitió reconocer dos zonas de agregación del potencial reproductivo, una entre 33°30’ S y 34°30’ S (zona norte) y otra entre 35°30’ S y 36°30’ S (zona sur). La densidad promedio de huevos potenciales fue mayor en la zona norte, aunque en la zona sur se localizaron focos con máximos cercanos a 100 mhp/km2, lo que no ocurrió en la zona norte. Se refuerza la hipótesis que la población de G. monodon proviene de una única área de crianza localizada en la zona sur. Se concluye que entre los años 2008 y 2012, el stock de hembras experimentó una migración neta hacia el norte de 226,4 km (desde 36°20ʹ52,5ʺ S hasta 34°18ʹ39,1ʺ S), pero esta tendencia se revirtió desde 2013 debido a la presión pesquera.
En el Capítulo 2 se estimó y comparó la mortalidad por depredación (M2) y la mortalidad por pesca (F) en langostino colorado y otras especies bento-demersales de Chile central. También se analizó los efectos individuales y combinados de F y M2 sobre la dinámica de los principales stocks pesqueros del área de estudio. Para ello, se construyó un modelo de red trófica que incorporó datos de biomasa y capturas desde el año 1992 hasta el año 2018, utilizando el software Ecopath with Ecosim (EwE). El modelo consideró 29 grupos funcionales, desde productores primarios hasta depredadores tope. Además, se incluyó a las flotas pesqueras que operan en la zona de estudio, a saber: flotas de cerco artesanal, flota de cerco industrial, flota de arrastre artesanal, flota de arrastre industrial de merluza, y flota de arrastre demersal de langostinos y camarón.
El modelo reveló que la merluza común (Merluccius gayi) fue el principal depredador de langostino colorado, explicando el 84% y 86% de la mortalidad total (Z) para las fracciones adulta y juvenil, respectivamente. Comparativamente, F fue mayor que M2 en el camarón nailon (Heteroperca reedi). Se concluye que en el período de estudio la depredación de la merluza común y el lenguado de ojos grandes afectó fuertemente la dinámica de los stocks de langostino colorado y langostino amarillo. Se recomienda considerar M2 en las evaluaciones de la dinámica pasada y presente de estos recursos, así como en proyecciones futuras para establecer capturas biológicamente aceptables.
En el Capítulo 3 se analizó opciones de gestión pesquera para proteger y recuperar la biomasa de langostino colorado y la de otros crustáceos demersales en Chile centro sur (33º-39ºS). Se construyó un modelo con dinámica espacio-temporal usando el módulo Ecospace de EwE para simular cierres temporales con y sin la apertura de Áreas Marinas Protegidas (AMP) para la explotación del langostino colorado, y evaluar su impacto sobre la biomasa y potencial reproductivo de la especie.
Se simuló dos AMP, una ubicada entre los 33°30’ S y 34°30’ S (AMP1) y la otra ubicada entre los 35°30’ S y 36°30’ S (AMP2). Se simuló vedas en langostino colorado con y sin la presencia de las AMP por periodos de 10, 20 y 27 años, entre 1992 y 2018. En el modelo se consideró las siguientes flotas pesqueras: cerco industrial, cerco artesanal, industrial de crustáceos demersales (langostino colorado, amarillo y camarón) e industrial de merluza común. Se comparó la biomasa final estimada por el modelo en cada escenario con la biomasa inicial de los grupos langostino colorado, langostino amarillo, camarón nailon, y merluza común. Además, se proyectó la biomasa calculada por el modelo entre 1992 y 2018 para revisar el tiempo recuperación del stock de langostino colorado.
Los resultados indicaron que, considerando sólo las vedas temporales y sin AMP, el stock de langostino colorado se recupera entre 7 y 9 años, y luego mantiene su biomasa en el tiempo, alcanzando rangos superiores a las biomasas observadas. En este mismo escenario, el stock de langostino colorado se recupera en 9 años con el cierre de la flota langostinera, y en 7 años si se incluye la flota merlucera durante las vedas biológicas de muda o crecimiento (enero-febrero) y de reproducción (septiembre). Esto supone el cumplimiento riguroso de las normativas durante los tres meses de veda aplicados a ambas flotas.
El cierre a la pesca de la flota merlucera por más de tres meses en los escenarios con AMP, resultó en aumento de la biomasa de merluza común y disminución de la biomasa de langostino colorado asociado al efecto de la mayor depredación por merluza común. El cierre de la actividad pesquera para ambas flotas langostinera y merlucera, durante las vedas reglamentarias, incrementó la biomasa de langostino colorado adulto en 75% en un plazo de 7 años. Además, este escenario favoreció la recuperación de otros crustáceos y peces demersales.
Se concluye de este capítulo que: i) las vedas temporales benefician positivamente la recuperación del recurso langostino colorado y también al langostino amarillo, camarón nailon y otros peces demersales (e.g. merluza común); ii) la recuperación del langostino colorado depende del cumplimiento estricto de las vedas, logrando una recuperación de su biomasa en 7 a 9 años. Aunque incluir el cierre de ambas flotas langostinera y merluceras permite tiempos similares, el incremento de la biomasa es menor; y, iii) el cierre prolongado por más de tres meses de la flota merlucera, favorece el incremento de la biomasa de merluza común y lenguado afectando la biomasa de langostino colorado por efecto de la depredación.
Esta tesis es la primera aplicación en Chile de un modelo de trama trófica que incluye la dinámica espacial y temporal, además de ser el primer estudio para evaluar la implementación de una AMP con el objetivo de proteger recursos pesqueros de interés comercial, esto es, proteger zonas de cría de langostino colorado y crustáceos demersales asociados a su pesquería, aunque incluyendo los criterios ecológicos, ambientales, y pesqueros. Los resultados son de interés para el desarrollo de estrategias adaptativas en la gestión y manejo del recurso langostino colorado y las especies bento-demersales asociadas bajo un enfoque ecosistémico.The carrot prawn (Grimothea monodon) is one of the three species that sustain the demersal crustacean fishery in Chile, with landing levels that have shown wide variations and a slow recovery in the last decade. The southern fishery unit was in a state of recovery from 2017 to 2023, following intense overfishing that affected the reproductive potential of the stock and its geographic distribution. Currently, the fishery is in a state of full exploitation, but the biomass of the carrot prawn stock in south-central Chile (33º-37ºS) has shown a progressive decline in the last decade. The depletion and subsequent slow recovery of Carrot prawn populations have been mainly attributed to fishing mortality (F). However, predation mortality (M2) can become a decisive factor in the dynamics of marine species, especially those that are important prey in the ecosystem, such as Carrot prawn and other demersal crustaceans. However, M2 has been less studied and quantified in the fishery resources exploited in Chile.
The management of the carrot prawn fishery in Chile is regulated by the General Law of Fisheries and Aquaculture, which includes several measures. This includes the annual review of the status, the establishment of catch quotas, and the application of biological closures. Despite these and other measures implemented, the recovery of the resource is unclear. The history of the fishery shows discrepancies between cruise estimates of biomass and reported catches. From 2001 onwards, catches did not exceed 7,000 t, and in 2023, the total catch was 5,406 t. Predation by Chilean hake (Merluccius gayi) and big eye flounder (Hippoglossina macrops) represents an additional forcing factor to the fishery, and sometimes M2 exceeds F. Therefore, this thesis proposes as a research hypothesis: the history of the carrot prawn (G. monodon) fishery indicates that its abundance, recruitment, reproductive potential and spatial distribution are affected by overfishing. Therefore, the implementation of MPAs for carrot prawn would be a management tool that contributes to the recovery of the reproductive potential and sustainability of the stock. The objectives of this thesis are delineated in three chapters. Each chapter was presented as a published article or an article in preparation.
In Chapter 1 the average density of reproductive potential (DPR) in millions of potential eggs per square kilometer (mhp/km2) was estimated for the female carrot prawn stock in south-central Chile, using data from 14 demersal crustacean stock assessment surveys between 2005 and 2018. The objective of this chapter was to estimate DPR and identify, through geo-referenced maps, the areas of greatest aggregation or foci of abundance of the reproductive potential of the female carrot prawn stock to define protection zones. The mean annual potential eggs for the area and study period study was estimated to be 78,055 million, with an average density of 74.0 mhp/km2. The distribution map of the DPR allowed us to recognize two zones of aggregation of reproductive potential, one between 33°30’ S and 34°30’ S (northern zone) and the other between 35°30’ S and 36°30’ S (southern zone). The average density of potential eggs was higher in the Northern zone, although in the Southern zone, there were pockets with maximums close to 100 mhp/km2, which was not the case in the Northern zone. This reinforces the hypothesis that the G. monodon population comes from a single breeding area located in the southern zone. It is concluded that between 2008 and 2012, the female stock experienced a net northward migration of almost 226.4 km (from 36°20ʹ52.5ʺ S to 34°18ʹ39.1ʺ S), but this trend reversed due to fishing pressure.
Chapter 2 estimated and compared predation mortality (M2) and fishing mortality (F) in carrot prawn and other benthic-demersal species in central Chile. Their individual and combined effects on the dynamics of fish stocks were analyzed. For this purpose, a food web model was built incorporating observed biomass and catch data from 1992 to 2018, using Ecopath with Ecosim (EwE) software. The model considered 29 functional groups, from primary producers to top predators. In addition, the fishing fleets operating in the study area were included namely artisanal and industrial purse seine fleets, artisanal and industrial hake trawl fleets, and demersal shrimp and prawn demersal trawl fleets. The model revealed that Chilean hake was the main predator of adult and juvenile carrot prawn, contributing 84% and 86% of the total mortality (Z), respectively. In comparison, fishing mortality (F) was higher than M2 in nylon shrimp (Heteroperca reedi). It is concluded that the dynamics of carrot prawn and yellow prawn stocks were strongly affected by predation by common hake and big eye sole, respectively. It is recommended to consider M2 in the evaluations of past and present dynamics of these resources, as well as in future projections to establish biologically acceptable catches.
Chapter 3 analyzed several fishery management options to protect and recover the biomass of carrot prawn and other demersal crustaceans in south-central Chile (33º-39ºS). For this purpose, a model with spatio-temporal dynamics was built using the Ecospace module of EwE to simulate temporary closures, Marine Protected Areas (MPAs), for the exploitation of the carrot prawn and their impact on the reproductive potential of the species. Two MPAs were considered, one located between 33.5° S and 34.5° S (MPA1) and the other located between 35°30’ S and 36°30’ S (MPA2). The protection of Carrot prawn was simulated with and without the presence of the MPAs for periods of 10, 20, and 27 years between 1992 and 2018, considering the following fleets: industrial and artisanal purse seine and demersal crustaceans. The results indicated that considering only temporary closures and without AMP, the carrot prawn stock recovers between 7 and 9 years, and then maintains its biomass over time, reaching ranges higher than the observed biomasses.
In this same scenario, the carrot prawn stock recovers in 9 years with the closure of the prawn fleet, and in 7 years if the whiting fleet is included during the biological closures of moulting or growth (January-February) and reproduction (September). This implies strict compliance with the regulations during the three months of closure applied to both fleets. The closure of the whiting fleet to fishing for more than three months in the MPA scenarios resulted in an increase in the biomass of Chilean hake and a decrease in the biomass of carrot prawn associated with the effect of increased predation by Chilean hake. The closure of fishing activity for both the shrimp and whiting fleets during the regulatory closures increased the biomass of adult carrot prawn by 75% over a period of 7 years. In addition, this scenario favored the recovery of other crustaceans and demersal fish. It is concluded from this chapter that, i) temporary closures positively benefit the recovery of the carrot prawn resource and also yellow prawn, nylon shrimp and other demersal fish (e.g. Chilean hake), ii) the recovery of the carrot prawn depends on strict compliance with the closures, achieving a recovery of its biomass in 7 to 9 years. Although including the closure of both prawn and whiting fleets allows similar times, the increase in biomass is lower, iii) the prolonged closure of the whiting fleet for more than three months favors the increase in the biomass of common hake and sole, affecting the biomass of carrot prawn due to the effect of predation.
This thesis is the first application of a trophic model with spatial and temporal dynamics in Chile. It is also the first study carried out in Chile to evaluate the implementation of an MPA with the objective of protecting resources of commercial interest, specifically, to protect breeding areas of carrot prawn and demersal crustaceans associated with its fishery, but addressing ecological, environmental and fishing criteria. The results are of interest for the development of adaptive strategies in the management of the carrot prawn resource and associated benthic-demersal species under an ecosystemic approach.ANID, Beca de Doctorado Nacional n°21160713Facultad de Ciencias Naturales y OceanográficasDepartamento de OceanografíaConcepció
Efectividad de una intervención de descansos activos sobre las competencias motoras en estudiantes de primer ciclo de enseñanza básica de la región del Biobío.
No full textTesis presentada para optar al título de profesor de Educación General Básica con Mención en Lenguaje y Ciencias SocialesEn la última década, la prevalencia de la inactividad física ha aumentado significativamente en población escolar. Esta situación es preocupante, dado que la inactividad física constituye un factor de riesgo para el deterioro de la salud integral. Las competencias motoras han adquirido gran relevancia en el contexto educativo para contribuir en aumentar la práctica de actividad física y, por consiguiente, una mejor condición física. Ante esta problemática, el presente trabajo de título tiene como objetivo analizar la efectividad de una intervención basada en descansos activos para mejorar las competencias motoras de estudiantes de primer ciclo de enseñanza básica en la región del Biobío. El presente estudio fue realizado bajo la modalidad 1 “Desarrollo de investigaciones que involucren un problema de carácter educativo”. La metodología empleada consistió en un estudio experimental multicéntrico, con una muestra seleccionada bajo un criterio no probabilístico controlado. Se conformó un grupo compuesto por 161 escolares de primero a cuarto básico. La intervención consistió en un programa de descansos activos implementado a través de una plataforma web durante 12 semanas. Para evaluar la competencia motora se utilizó la batería Mobak, complementada con cuestionarios sociodemográficos. Los resultados informan una mejora significativa para el control de objetos, saltar y correr, lo que indica que el grupo experimental mejoró significativamente la capacidad motriz en comparación con el grupo control. Conclusiones: La intervención resultó ser efectiva para aumentar las competencias motoras de los estudiantes. Esto indica que las intervenciones de descansos activos en la escuela pueden contribuir en la promoción de las competencias motoras, la actividad y condición físicas de los escolares de primero a cuarto año básico.In the last decade, the prevalence of physical inactivity has increased significantly in the school population. This situation is worrisome since physical inactivity is a risk factor for the deterioration of overall health. Motor skills have acquired great relevance in the educational context to contribute to increase the practice of physical activity and therefore a better physical condition. In view of this problem, the aim of this study is to analyze the effectiveness of an intervention based on active breaks to improve motor skills in students in the first cycle of elementary school in the Biobío region. The methodology employed consisted of a multicenter experimental study, with a sample selected under a non probabilistic controlled criterion. A group of 161 schoolchildren from first to fourth grade was formed. The intervention consisted of a program of active breaks implemented through a web platform for 12 weeks. The Mobak battery was used to assess motor competence, complemented with sociodemographic questionnaires. The results report a significant improvement for object control, jumping and running, indicating that the experimental group significantly improved motor ability compared to the control group. Conclusions: The intervention proved to be effective in increasing students' motor skills. This indicates that active breaks interventions at school can contribute to the promotion of motor skills, physical activity and physical fitness of schoolchildren from first to fourth grade.Escuela de EducaciónDepartamento de Didáctica, Currículum y EvaluaciónLos Ángele
The origins of ultra diffuse galaxies: characterization of their globular cluster population.
No full textTesis presentada para optar al grado de Magíster en Astronomía.We present our analysis of the globular cluster (GC) systems in six ultra diffuse galaxies (UDG) living in different environments, with the over-arching goal to understand the origins of UDGs. We study how dynamical processes may have shaped the GC luminosity functions (GCLFs) and their spatial distributions. We begin by fitting gaussian and skew-gaussian profiles to the GCLFs in arder to evaluate if they are different from normal dwarf galaxies, for which a Gaussian profile typically matches the data. We retrieve the spatial distribution of GCs and use photometric observables to model the density, enclosed mass and velocity dispersion profiles. We then compute dynamical friction and disruption timescales for GCs in each UDG. We analyze how dynamical friction (DF) and disruption may have shaped the GCLFs and spatial distributions. DF would preferentially make the high-mass end of the GCLF sink into the center, potentially forming a nuclear star cluster anda skew Gaussian GCLF (positively skewed) profile that is depleted at the high-mass end. Disruption, on the other hand, would likely affect those GCs at the low-mass end of the GCLF, establishing a lower limit for GC mass and a negatively skew gaussian. Our results are consistent with observable trends of GC systems in UDGs, such as the distribution of Galactocentric radii, where R9c/Re < 1, and a narrower GCLF. Finally we are a ble to constrain formation scenarios consistent with our estimated timescales and the lack of nuclear star clusters, even in those galaxies with DF timescales shorter than a Hubble time.Presentamos nuestro análisis de los sistemas de cúmulos globulares (GC) de seis galaxias ultra difusas (UDG) en diferentes entornos. Estudiamos cómo los procesos dinámicos podrían haber modelado la función de luminosidad de cúmulos globulares (GCLF). Comenzamos ajustando GCLF gaussianas y gaussianas sesgadas. Obtenemos la distribución espacial de los GCs y usamos observables fotométricos para modelar los perfiles de densidad, masa y dispersión de velocidad de las UDGs. Luego calculamos las escalas temporales de fricción dinámica y de disrupción para los GCs en cada UDG. Analizamos cómo la fricción dinámica (DF) y la disrupción podrían modelar la GCLF y la distribución espacial si las escalas temporales son menores a un tiempo de Hubble. La fricción dinámica actuaria principalmente sobre los GCs masivos de la GCLF haciéndolos hundirse, potencialmente creando un cúmulo estelar nuclear. Por otro lado, la disrupción afectaría principalmente a los GCs en el extremo de baja masa, estableciendo un límite inferior para la GCLF. Nuestros resultados son consistentes con las tendencias observables de los sistemas de GCs en las UDGs, como R9c/Re < 1 y una GCLF más estrecha. Finalmente, somos capaces de restringir los escenarios de formaciones consistentes con nuestras escalas temporales estimadas y la inexistencia de cúmulos estelares nucleares observada, incluso cuando los GCs tienen tiempos de fricción dinámica bajos.ANID, Fondecyt regular n° 1230082ANID, Nucleo Milenio Titans n° NCN19-058Facultad de Ciencias Físicas y MatemáticasDepartamento de AstronomíaConcepció
Reconocimiento geológico y configuración estructural de la cordillera principal (~35°40'22"s- 35°53'3"s y ~71° 8'2"o- 70°52'44"o) e implicancias en su construcción durante el Neógeno, Región del Maule, Chile.
No full textTesis presentada para optar al título Geólogo/a.El presente estudio se enfoca en la caracterización geológica y estructural de la Cordillera Principal en la Región del Maule, Chile, específicamente entre los ~35°40'22"S y 35°53'3"S. El objetivo principal es analizar la configuración estructural de esta región y evaluar su influencia en la construcción geológica de la Cordillera Principal a esta latitud. Para ello, se realizó un levantamiento geológico detallado a escala 1:50.000, complementado con análisis estructurales y la confección de un perfil geológico.
Se describieron unidades volcánicas y sedimentarias del Cenozoico, entre las que destacan las formaciones Abanico y Curamallín, junto con intrusivos miocenos como el Complejo Intrusivo El Melado. Además, se identificaron diversas estructuras tectónicas, con especial énfasis en la Falla Las Zorras (FLZ), una estructura de vergencia oriental que actúa como límite entre dominios estructurales de distinta deformación.
Los resultados del trabajo de campo, complementados con datos bibliográficos, evidencian la influencia de eventos tectónicos extensivos y compresivos que moldearon la región durante el Eoceno-Mioceno. Se determinó que las unidades más antiguas fueron afectadas por fallas inversas y pliegues asociados a la inversión tectónica de la Cuenca de Abanico. El análisis de las estructuras sugiere que la FLZ jugó un rol clave en la configuración del relieve actual y en la distribución de las unidades geológicas, actuando como una zona de transición entre fallas de vergencia occidental y oriental.
Los productos generados incluyen un mapa y un perfil geológico que integran observaciones de terreno y análisis estructurales, permitiendo interpretar la evolución geológica de la Cordillera Principal en esta región.Facultad de Ciencias QuímicasDepartamento de Ciencias de la TierraConcepció
Análisis comparativo de cápsulas plásticas para uso material de cambio de fase en un entorno de materiales livianos.
No full textTesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Mecánico/a.La climatización de edificaciones livianas y su baja inercia térmica representan un desafío para la eficiencia energética. En este contexto, los materiales de cambio de fase (PCM) han surgido como una alternativa para mejorar la regulación térmica natural, permitiendo almacenar y liberar energía en forma de calor latente. Sin embargo, su desempeño térmico depende de la forma de encapsulación y la interacción con los elementos de la aplicación en que se ocupe. Este estudio analiza el impacto de la forma y orientación de cápsulas plásticas de PCM en la estabilidad térmica de un sistema de materiales livianos, evaluando tres tipos de encapsulación (simple, tubos y cuadros) fabricadas con PVC y wax de parafina como PCM. Se realizaron ensayos experimentales en un banco de pruebas compuesto por cubos instrumentados con sensores de temperatura, expuestos a condiciones ambientales en dos configuraciones: vertical, ubicando las cápsulas en una posición similar al de estar inmersos en una pared, y horizontal, donde las cápsulas están instaladas como cielo falso de una construcción.
Los resultados indican que la geometría del encapsulado influye significativamente en la regulación térmica del aire interior. En la configuración vertical, la cápsula Cuadros mostró una reducción de hasta 22.81% en la amplitud térmica diaria, atribuida a la compartimentación del PCM, que minimiza la convección interna y mejora la estabilidad térmica. Sin embargo, la cápsula Tubos, pese a tener compartimentos más pequeños, presentó un menor desempeño debido a la mayor cantidad de juntas internas, las cuales generan puentes térmicos que pueden dificultar la transferencia de calor dentro del encapsulado. En la configuración horizontal, donde la gravedad tiene menor influencia en la redistribución del PCM, las diferencias entre diseños fueron menos pronunciadas, con un desempeño levemente superior del diseño simple, debido a la ausencia de estos puentes térmicos. Además, se observó el fenómeno de subenfriamiento en la solidificación del PCM, donde el material permaneció en estado líquido por debajo de su temperatura de fusión antes de cristalizar, lo que afecta la eficiencia del almacenamiento térmico.
Estos hallazgos aportan al diseño de estrategias de encapsulación optimizadas para PCM en construcción liviana, evidenciando que la compartimentación mejora la estabilidad térmica en ciertas orientaciones, pero una reducción excesiva del tamaño de los compartimentos puede aumentar la resistencia térmica. Como trabajo futuro, se propone optimizar la geometría del encapsulado, evaluar su desempeño en diversas condiciones climáticas e investigar la viabilidad comercial de esta tecnología como solución sostenible para la eficiencia energética en edificaciones.The increasing energy demand of lightweight buildings and their low thermal inertia pose a challenge for energy efficiency. In this context, phase change materials (PCM) have emerged as an alternative to enhance thermal regulation by storing and releasing heat through phase transitions. However, their thermal performance depends on the encapsulation design and its interaction with the building envelope. This study analyzes the impact of the shape and orientation of plastic PCM capsules on the thermal stability of a lightweight construction system, evaluating three types of encapsulations (simple, tubes, and squares) made of PVC with paraffin wax as the PCM. Experimental tests were conducted using test cubes equipped with temperature sensors, exposed to environmental conditions in two configurations: vertical and horizontal.
The results indicate that the geometry of encapsulation significantly influences indoor thermal regulation. In the vertical configuration, the squares capsule reduced daily thermal amplitude by up to 22.81%, attributed to the PCM compartmentalization, which minimizes internal convection and improves thermal stability. However, the Tubes capsule, despite having smaller compartments, exhibited lower performance due to the higher number of internal joints, which create thermal bridges that can hinder heat transfer within the encapsulation. In the horizontal configuration, where gravity has less influence on PCM redistribution, the differences between designs were less pronounced, with the simple design performing slightly better due to the absence of these thermal bridges. Additionally, supercooling during PCM solidification was observed, where the material remained in a liquid state below its melting temperature before crystallizing, affecting thermal storage efficiency.
These findings contribute to the design of optimized PCM encapsulation strategies for lightweight construction, demonstrating that compartmentalization enhances thermal stability in certain orientations, but excessive reduction in compartment size can increase the number of thermal bridges, impacting system efficiency. Future work should focus on optimizing the encapsulation geometry, assessing its performance in varied climatic conditions, and investigating the commercial feasibility of this technology as a sustainable solution for energy-efficient buildings.Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería MecánicaConcepció
Adaptive Quantum State Tomography with Fisher Symmetric Measurements.
No full textTesis presentada para optar al grado de Magíster en Ciencias con mención en Física.La estimación de estados cuánticos desempeña un papel crucial en el procesamiento de información cuántica, incluyendo la comunicación, la computación y la metrología cuánticas, donde la caracterización precisa del estado es esencial para su evaluación y optimización. En la presente Tesis proponemos un método adaptativo de tres etapas para estimar estados cuánticos puros de dimensión d utilizando mediciones simétricas de Fisher (FSM) y una de medición de un solo shot en una base. El resultado de la primera medición se emplea para construir dos FSM que conjuntamente estiman el estado desconocido hasta un conjunto de medida nula. Esta estimación luego se utiliza para adaptar una tercera FSM, que refina la reconstrucción final del estado.
Nuestro enfoque logra una infidelidad de estimación promedio que se acerca al límite inferior de Gill-Massar (GMB) sin necesidad de información previa más allá de la pureza del estado, lo que extiende la aplicabilidad de las FSM a cualquier estado puro desconocido. Además, el número total de resultados de mediciones escala linealmente como 7d−3, lo que reduce significativamente la complejidad en comparación con los métodos que dependen de mediciones colectivas en múltiples copias. Este trabajo resalta el potencial de las técnicas de estimación adaptativa para una caracterización eficiente y precisa de estados cuánticos.Quantum state estimation plays a crucial role in quantum information processing, including quantum communication, computation, and metrology, where accurate state characterization is essential for evaluation and optimization. We propose a three-stage adaptive method for estimating arbitrary d-dimensional pure quantum states using Fisher-symmetric measurements (FSM) and a single-shot measurement on a basis. The initial measurement outcome is used to construct two FSMs that jointly estimate the unknown state up to a null measure set. This estimate then guides the adaptation of a third FSM, which refines the final state reconstruction.
Our approach achieves an average estimation infidelity that closely approaches the Gill-Massar lower bound (GMB) without requiring prior information beyond the state’s purity, thereby extending the applicability of FSM to any unknown pure state. Moreover, the total number of measurement outcomes scales linearly as 7d − 3, significantly reducing the complexity compared to methods relying on collective measurements across multiple copies. This work highlights the potential of adaptive estimation techniques for efficient and precise quantum state characterizationANID, Millennium Science Initiative Program – ICN17_012Facultad de Ciencias Físicas y MatemáticasDepartamento de FísicaConcepció
Estudio técnico económico del uso de hidrógeno y amoníaco verdes en transportes de ferrocarriles en Chile.
No full textTesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Químico/a.This thesis presents a technical-economic study of the use of green hydrogen and ammonia as fuels in railway transport in northern Chile. This study is based on bibliographic searches, carrying out energy balances, fuel consumption calculations and equipment cost calculations for their proper implementation, and in this way making a comparison between the three fuels. This study is based in part on the FCAB train, from which the most important characteristics of this train are extracted, such as its power, weight, speed, travel, etc. The green hydrogen train is composed of a fuel cell system and power batteries. For its part, the green ammonia train is mainly made up of a system called Amogy Powerpack, which is an integrated system of a cracking reactor, an absorber and fuel cells. Green hydrogen has an energy efficiency of 59%, which is much higher than the efficiencies of green ammonia and diesel, as reflected in the low number of kilograms of green hydrogen needed to make a certain journey. In terms of annual fuel costs and their transportation, green ammonia is the one with the highest values for these annual costs. For the costs of equipment and tanks specific to each train, the one with the highest costs is green hydrogen, and this is largely due to the high pressure at which this fuel is stored. Despite the technical and economic challenges identified, the results of this study demonstrate that the adoption of green hydrogen and ammonia in rail transport in northern Chile represents a viable and sustainable alternative over time.En esta memoria de título se realiza un estudio técnico-económico de la utilización de hidrógeno y amoníaco verdes como combustibles en el transporte de ferrocarriles en el norte de Chile. Este estudio se basa en búsquedas bibliográficas, realizando con ellos balances de energías, cálculos de consumo de combustible y cálculos de costos de equipos para su debida implementación, y de esta manera realizar una comparación entre los tres combustibles. Este estudio se basa en parte en el tren de FCAB, de donde se rescatan las características más importantes de este tren, como su potencia, peso, velocidad, recorrido, etc. El tren de hidrógeno verde está compuesto por un sistema de pilas de combustible y de baterías de potencia. Por su parte, el tren de amoníaco verde está formado principalmente con un sistema llamado Amogy Powerpack, que es un sistema integrado de reactor de craqueo, un absorbedor y celdas de combustibles. El hidrógeno verde presenta una eficiencia energética del 59%, siendo muy superior a las eficiencias del amoníaco verde y del diésel, esto se ve reflejado en la baja cantidad de kilogramos de hidrogeno verde que se necesitan para realizar cierto recorrido. En temas de costos anuales de combustible y de su transporte, el amoníaco verde es el que presenta mayores valores para estos costos anuales. Para los costos de equipos y de estanque específicos para cada tren, el que presenta mayores costos es el hidrógeno verde y esto se debe en gran parte por la alta presión en la que se almacena este combustible. A pesar de los desafíos técnicos y económicos identificados, los resultados de este estudio demuestran que la adopción de hidrógeno y amoníaco verde en el transporte ferroviario del norte de Chile representa una alternativa viable y sostenible con el tiempo.Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería QuímicaConcepció
Comprensión de textos expositivos científicos multimodales, factores socioafectivos, metacognición y autorregulación en 5° año básico.
No full textTesis presentada para optar al título de Profesor de Educación General Básica con Mención en Lenguaje y Ciencias SocialesComo la comprensión de textos científicos multimodales es compleja y necesaria, pero poco se enseña en la cultura escolar, el objetivo de esta investigación es diagnosticar el nivel de comprensión lectora de textos expositivos científicos multimodales (TECM) y analizar su relación con algunos factores socioafectivos: la motivación lectora, la autopercepción lector(a), la valoración de la lectura como proceso social compartido; la metacognición y la autorregulación de actividades de aprendizaje y autopercepción de supremacía y dificultades, en una muestra intencionada estratificada de 130 escolares de 5° básico de 6 colegios urbanos y uno rural de la comuna de Los Ángeles, Chile; a la que se aplicaron cinco instrumentos válidos y confiables disponibles en español, en un estudio descriptivo- correlacional cuantitativo, en que se analizaron los datos con estadística descriptiva. Los resultados evidencian la influencia de la estratificación social y del género en comprensión de texto y alta relación con los factores socioafectivos, la metacognición y la autorregulación. En comprensión de TECM, los puntajes son bajos, aunque son relativamente mejores en el colegio particular pagado y más descendidos en los de mayor vulnerabilidad; respecto al género, los niños logran mejor puntaje que las niñas. En las preguntas inferenciales, los puntajes descienden notoriamente en forma transversal. En la mayoría de la muestra, logran menor puntaje en los factores socioafectivos y evidencian poco interés por leer textos, menos interés en los científicos, que decrece más en las niñas y se extingue en los colegios más vulnerables.As the comprehension of multimodal scientific texts is so necessary despite their complexity and little is taught in school culture, the objective of this research is to diagnose the level of reading comprehension of multimodal scientific expository texts (MCTE) and to analyse its relationship with some socio-affective factors: reading motivation, reader's self-perception, etc. the appreciation of reading as a shared social process; metacognition and self-regulation of learning activities and self-perception of supremacy and difficulties, in a stratified intentional sample of 130 5th grade schoolchildren from 6 urban schools and one rural school in the commune of Los Angeles, Chile; to which five valid and reliable instruments available in Spanish were applied, in a quantitative descriptive-correlational study. Descriptive statistics were used in the analysis of the data. The results show the influence of social stratification and gender on text comprehension and a high relationship with socio-affective factors, metacognition and self-regulation. In TECM's understanding, the scores are low, although they are relatively better in the paid private school and the lowest in the most vulnerable ones. Boys score better than girls. In inferential questions, the scores drop markedly in a cross-sectional way. In most of the sample, they achieve lower scores in socio affective factors. They show little interest in reading texts, more in scientific texts, which decreases more in girls and is extinguished in the most vulnerable schools.Escuela de EducaciónDepartamento de Didáctica, Currículum y EvaluaciónLos Ángele
Implementación de un algoritmo en Google Earth Engine para la detección y caracterización de anomalías térmicas en los volcanes Villarrica y Nevados de Chillán utilizando datos de alta resolución espacial de Sentinel-2 y Landsat-8.
No full textTesis presentada para optar al título Geólogo/a.El monitoreo de volcanes activos es esencial para la gestión del riesgo y el análisis de procesos eruptivos. La detección de anomalías térmicas mediante sensores infrarrojos satelitales permite identificar variaciones térmicas en zonas remotas y constituye un valioso complemento a las observaciones terrestres. Aunque factores como la resolución espacial y temporal, las condiciones atmosféricas o las características del objetivo pueden limitar la detección, el uso combinado de sensores con diferentes propiedades permite mejorar la cobertura y precisión de las mediciones.
Los datos de alta resolución temporal y baja resolución espacial han sido base de muchos sistemas de monitoreo térmico. Sin embargo, algunas anomalías solo pueden ser detectadas por sensores de alta resolución espacial, y estudios recientes han demostrado la efectividad de las bandas SWIR para detectar anomalías térmicas de alta temperatura.
Este trabajo detalla la construcción de un sistema automatizado de alta resolución para el monitoreo térmico volcánico, que puede complementar otras técnicas empleadas actualmente en Chile. Se desarrolló un algoritmo en Google Earth Engine (GEE) para la detección, mapeo y caracterización de anomalías térmicas a partir datos sobre la atmósfera en imágenes satelitales de Landsat-8 y Sentinel-2, y su integración en series temporales. Este enfoque permite registrar datos de forma sistemática, facilitando el análisis de tendencias térmicas y la investigación de procesos eruptivos. El algoritmo hace uso del Normalized Hotspot Indices (NHI) para detectar anomalías térmicas y cuantifica las radiancias y temperaturas de los píxeles detectados. Paralelamente, en Google Colab, se implementó computacionalmente el método de doble banda, que permite descomponer los componentes dentro de un píxel mixto y estimar la fracción de área caliente y su temperatura.
El algoritmo fue aplicado a los volcanes Villarrica y Nevados de Chillán para evaluar su efectividad en distintos episodios magmáticos. Las series temporales obtenidas muestran una buena correlación con registros superficiales y sísmicos, lo que sugiere su potencial para detectar eventos de extrusión de lava y/o fluctuaciones en su nivel. Además, se logró un mapeo detallado de las características volcánicas, identificando con precisión los focos de emisión, lo que representa una ventaja respecto a datos de baja resolución espacial. No obstante, se identificaron limitaciones asociadas a la saturación del sensor y consecuente presencia de artefactos en emisiones térmicas intensas, y a la subestimación de anomalías en presencia de nubes.
Estos hallazgos resaltan la importancia de combinar diferentes métodos dentro de GEE, permitiendo integrar análisis cuantitativos y cualitativos para mejorar la interpretación de los datos. Asimismo, evidencian la necesidad de complementar datos de múltiples misiones satelitales y registros multiparamétricos para una caracterización más robusta de la actividad volcánica.Facultad de Ciencias QuímicasDepartamento de Ciencias de la TierraConcepció
Percepción de los y las estudiantes de genética general sobre las tertulias científicas dialógicas en factores genéticos del TEA.
No full textTesis presentada para optar al título de Profesor de Ciencias Naturales y BiologíaEl presente proyecto de investigación contempla la implementación de Tertulias Científicas Dialógicas en estudiantes de Genética General, de la Universidad de Concepción, Campus Los Ángeles, durante el segundo semestre del año 2024. El objetivo fue describir la percepción de los y las estudiantes de Pedagogía en Ciencias Naturales y Biología sobre el aprendizaje alcanzado por medio de TCD, en relación a los factores genéticos del Trastorno del Espectro Autista (TEA) y su carácter inclusivo. Ante la necesidad de comprender si esta AEE favorece al aprendizaje de los factores genéticos y su aporte al desarrollo de prácticas educativas inclusiva, es que se implementaron las TCD, ya que existe evidencia de que las TCD fortalecen la relación entre la ciencia y la sociedad a partir del diálogo. Esta investigación de carácter cualitativo y diseño descriptivo utilizó la técnica de grupo focal para la recolección de los datos. Para el análisis de los datos cualitativo se utilizó el análisis temático en torno a categorías y subcategorías deductivas. En relación con el aprendizaje sobre factores genéticos obtenidos a través de las TCD, los resultados indican que los y las participantes profundizaron sobre el contenido, se alfabetizaron científicamente y fortalecieron el pensamiento crítico, por otra parte, en relación con el carácter inclusivo, se demostró que las TCD contribuyen al desarrollo de aulas inclusivas, mediante el diálogo igualitario.Escuela de EducaciónDepartamento de Ciencias BásicasLos Ángele