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Remolinos en el Golfo de Ancud: Un análisis numérico.
No full textTesis presentada para optar al grado de Magíster en Geofísica.Esta investigación analiza el origen y la dinámica de remolinos de mesoescala en el Golfo de Ancud (41,8°–42,2°S, 73,5°–73,9°O), ubicado en el Mar Interior de Chiloé (MIC), Chile. Se realizaron simulaciones numéricas de alta resolución con el modelo CROCO, complementadas con experimentos de sensibilidad y descomposición armónica de mareas, para evaluar la influencia de distintos forzamientos—incluyendo mareas astronómicas, batimetría local y vientos climatológicos—en la formación y evolución de los remolinos. Los experimentos de sensibilidad incluyeron: (i) eliminación de la componente mareal, (ii) un escenario con batimetría plana a 150 m de profundidad, y (iii) simulaciones forzadas únicamente por vientos climatológicos. Cada experimento cubrió un mes completo en enero y julio, representando las condiciones de verano e invierno.
Los resultados muestran que los remolinos de mesoescala son estructuras persistentes y dominantes en el Golfo de Ancud, con diámetros típicos de 15–30 km, duraciones de varias semanas y marcada variabilidad estacional. En verano, los remolinos presentan mayor intensidad y concentración, alcanzando velocidades superficiales máximas de hasta 20 cm/s, mientras que en invierno se distribuyen de manera más dispersa y con menor intensidad, aunque mantienen coherencia en profundidad. Los experimentos sin mareas confirman que las mareas astronómicas no son determinantes en la generación de los remolinos, aunque sí pueden modular su intensidad y estabilidad. La batimetría y la circulación regional son los principales factores que controlan su ubicación y estructura.
Estos hallazgos indican que los remolinos de mesoescala son elementos intrínsecos de la circulación local en el Golfo de Ancud, y no estructuras transitorias ni exclusivamente mareales. Este estudio aporta nuevos conocimientos sobre la complejidad dinámica del Mar Interior de Chiloé, resaltando la importancia de considerar el transporte y mezclas inducidos por remolinos en estudios ecológicos, biogeoquímicos y de dispersión de contaminantes. Trabajos futuros podrían incluir análisis de vorticidad y balances de energía, evaluación de variabilidad estacional e interanual, e integración con modelos acoplados océano-atmósfera, permitiendo un entendimiento más profundo de los mecanismos de formación de remolinos, su retroalimentación sobre la circulación regional y sus implicancias para la gestión sostenible del ecosistema marino del sur de Chile.This study investigates the origin and dynamics of mesoscale eddies in the Gulf of Ancud (41.8°–42.2°S, 73.5°–73.9°W), located within the Chiloé Inland Sea (CIS), southern Chile. High-resolution numerical simulations were conducted using the CROCO model, comple mented by sensitivity experiments and tidal harmonic decomposition, to assess the influen ce of different forcings—including astronomical tides, local bathymetry, and climatological winds—on eddy formation and evolution. The sensitivity experiments included: (i) removal of astronomical tides, (ii) a flattened bathymetry scenario (150 m depth), and (iii) simula tions forced only by climatological winds. Each experiment covered a full month in January and July to represent summer and winter conditions.
The results demonstrate that mesoscale eddies are persistent and dominant features of the Gulf of Ancud, with typical diameters of 15–30 km, lifetimes of several weeks, and clear seasonal variability. In summer, eddies were stronger and more concentrated, with maximum surface velocities reaching up to 20 cm/s, while in winter they appeared more dispersed and weaker but remained coherent at depth. Experiments removing tidal forcing confirmed that astronomical tides do not play a primary role in eddy generation, although they may modu late intensity and stability. Bathymetry and regional circulation patterns were found to be the main factors controlling the location and structure of these eddies.
These findings indicate that mesoscale eddies are intrinsic elements of the local circulation in the Gulf of Ancud, rather than transient or purely tide-driven features. The study provides new insights into the complexity of the Chiloé Inland Sea dynamics, highlighting the need to consider eddy-induced transport and mixing in ecological, biogeochemical, and pollutant dis persion studies. Future work could include vorticity and energy budget analyses, seasonal and interannual variability assessments, and the integration of coupled ocean-atmosphere models. These approaches would allow for a deeper understanding of eddy formation mechanisms, their feedback on regional circulation, and their implications for sustainable management of the marine ecosystem in southern Chile.ANID, Proyecto Fondecyt regular N°1211230Facultad de Ciencias Físicas y MatemáticasDepartamento de GeofísicaConcepció
Multiplicación de matrices booleanas comprimidas mediante bicliques.
No full textTesis presentada para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Computación.La multiplicación booleana de matrices es una operación fundamental en numerosas aplicaciones basadas en grafos, como el análisis de redes web y sociales, la recuperación de información y la evaluación de consultas sobre grafos. No obstante, las representaciones dispersas convencionales, como CSR y CSC, siguen implicando cos tos significativos de espacio y tiempo cuando se aplican a grafos de gran escala. En este trabajo, hemos desarrollado una representación basada en bicliques que comprime matrices booleanas mediante su descomposición en subgrafos bipartitos densos, capturando así grandes conjuntos de aristas de manera implícita. En primer lugar, mejoramos el algoritmo iterativo de extracción de bicliques de Hernández y Navarro mediante la incorporación de una adaptación de parámetros basada en percentiles, la cual ajusta dinámicamente dichos parámetros según la distribución de grados, reduciendo el tiempo de cómputo de extracción y aumentando la tasa de compresión. Luego, extendemos el algoritmo de multiplicación de Schoor para operar directamente sobre matrices codificadas con bicliques, permitiendo una forma composicional de multiplicación en la que la salida también puede representarse como una colección de bicliques. Nuestros resultados experimentales demuestran que nuestro enfoque logra reducciones en espacio y tiempo de cómputo, alcanzando aceleraciones de hasta 200× en comparación con implementaciones basadas en CSR/CSC, y una competitiva cantidad de bits por arista comparado con el k2-tree. Estos resultados demuestran que la compresión basada en bicliques ofrece un equilibrio efectivo entre compresión y operatividad algebraica para el procesamiento de matrices booleanas a gran escala.ANID, Proyecto Fondecyt Iniciación N°11240971Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Informática y Ciencias de la ComputaciónConcepció
Caracterización de géneros de parásitos anisákidos presentes en merluza (Macruronus magellanicus) de importancia comercial en Chile mediante espectroscopía de infrarrojo medio (MIR) y cercano (NIR) en contraste con técnicas morfológicas y moleculares.
No full textTesis presentada para optar al título de Biólogo/a Marino/a.Debido a la creciente popularidad de preparaciones con pescado crudo o poco cocido, el traspaso accidental de parásitos desde el pescado hacia el ser humano se ha convertido en una problemática de salud pública. Parásitos como los anisákidos pueden provocar una amplia gama de síntomas, dentro del cuadro clínico conocido como anisakidosis. Esta condición, sumada a enfermedades preexistentes o alergias, puede incluso derivar en intervenciones quirúrgicas. El desarrollo de técnicas moleculares ha sido clave en la clasificación y diferenciación de estos organismos. Sin embargo, se requiere seguir explorando e implementando metodologías que no sólo permitan su identificación taxonómica, sino que además sean rápidas, económicas y robustas, ideales para su aplicación en la industria pesquera, contribuyendo así a garantizar la inocuidad alimentaria. En este estudio, se propuso una estrategia analítica basada en espectroscopía MIR y Machine Learning para diferenciar géneros de la familia Anisakidae. Aunque la amplificación de ADN fue exitosa solo en una de las muestras, los análisis espectroscópicos permitieron observar diferencias químicas claras entre hospedador y parásitos, así como entre grupos de anisákidos, lo que sugiere un potencial uso de estas herramientas en la detección temprana de afectaciones debido a productos pesqueros.Due to the increasing popularity of raw or undercooked fish preparations, the accidental transmission of parasites from fish to humans has become a relevant public health issue. Parasites such as anisakids can cause a wide range of symptoms collectively known as anisakidosis. In individuals with pre-existing conditions or allergies, this may even require surgical intervention. The development of molecular techniques has played a key role in the identification and classification of these organisms. However, it is still necessary to explore and expand alternative methodologies that are not only accurate but also fast, cost-effective, and robust enough for implementation in the fishing industry. This study proposes an analytical approach based on Near-Infrared (NIR) spectroscopy and machine learning to differentiate genera within the family Anisakidae. The preliminary results showed chemically distinguishable patterns between host and parasite tissues, and between two distinct groups of anisakids. These findings support the potential application of this technology for anisakid detection in fish meat.Facultad de Ciencias Naturales y OceanográficasDepartamento de OceanografíaConcepció
Caracterización de metales y metaloides en el material particulado fino de la ciudad de Coyhaique, región de Aysén del General Carlos Ibáñez del Campo, Chile.
No full textTesis presentada para optar al título de Geólogo/a.Coyhaique enfrenta un complejo escenario de contaminación por MP₂,₅ en los últimos años. Desde 2003 se han realizado diversas campañas de monitoreo de MP₂,₅ que permitieron identificar la quema de leña como principal fuente de emisiones, aunque también se ha reconocido la influencia de factores climáticos y geomorfológicos. Hasta ahora los estudios se han enfocado únicamente en realizar mediciones de concentraciones totales de MP₂,₅ en la ciudad. Este trabajo es el primero en abordar la caracterización de este MP₂,₅, en términos de sus concentraciones elementales, totales y dinámica de distribución, desde un enfoque intra y extra domiciliario.
Se obtuvieron datos en línea de concentraciones totales de MP₂,₅ y variables climáticas de las estaciones COYI y COYII de la red SINCA, a partir de los cuales se generaron gráficos de líneas, dispersión y series de tiempo. Además, entre febrero y marzo de 2022, se llevó a cabo una campaña de terreno en la que se recolectaron muestras de MP₂,₅ en filtros de teflón, junto con registros de temperatura y humedad, dentro y fuera de 18 viviendas de la ciudad. Las muestras se obtuvieron durante un período de 48 horas por vivienda y se codificaron según el tipo de calefacción utilizado. Para definir las áreas de monitoreo, se priorizaron zonas según la elevación y pendiente del terreno, también se establecieron criterios específicos para la selección de viviendas. Los filtros fueron analizados mediante fluorescencia de rayos X (XRF) en Chester LabNet, Estados Unidos. Los elementos identificados fueron agrupados en elementos mayores, traza y tierras raras, en función de su abundancia relativa en el contexto de estudio. En base a estos datos, se elaboraron gráficos de series de tiempo para concentraciones de MP₂,₅, temperatura y humedad en cada vivienda y gráficos de boxplot, además de gráficos de líneas y barras por zonas prioritarias con los metales y metaloides identificados.
Los resultados de los datos analizados de la red SINCA, muestran que la evolución de MP₂,₅ en la última década está caracterizada por promedios anuales que tienden a homogeneizarse, sin embargo, siguen superando las normativas ambientales. Los resultados de la campaña en terreno, revelan que, tanto al interior como al exterior, las mayores concentraciones de MP₂,₅ ocurren durante las mañanas, tardes y noches y que la temperatura ejerce un claro control de la humedad relativa. Además, se identificó la presencia de los siguientes metales y metaloides: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Ba, La, Hg y Pb, los que representan una pequeña fracción del MP circundante. Las zonas prioritarias de monitoreo mostraron diferencias significativas en relación a los metales y metaloides identificados, la zona centro presentó menores concentraciones de metales y metaloides, posiblemente debido a su topografía plana y características urbanas. Las zonas de pie de monte de los cerros Divisadero y Mackay y las zonas de valles fluviales de los ríos Simpson y Coyhaique, mostraron mayores concentraciones en general. Teóricamente, se propone que la mayoría de los elementos mayores podrían provenir de un aporte cortical. Por otro lado, gran parte del K provendría de la quema de leña en calefacción residencial. Los elementos traza más abundantes podrían estar asociados a fuentes antropogénicas. Durante el monitoreo, se registró en general buena calidad del aire en el interior y exterior de las viviendas, excepto en algunos casos que superaron las normativas nacionales e internacionales.
Se sugiere ampliar la red de monitoreo de SINCA para capturar mejor la variabilidad espacial y profundizar en el estudio de fuentes y procesos de emisión de los metales y metaloides identificados, así como su relación con factores climáticos. Esta investigación constituye un aporte significativo al conocimiento de la contaminación por MP₂,₅ en Coyhaique y destaca la importancia de un monitoreo continuo y futuras investigaciones que evalúen el impacto en la salud pública.Facultad de Ciencias QuímicasDepartamento de Ciencias de la TierraConcepció
Recuperación y concentración de proteinas del suero de leche mediante ultrafiltración y nanofiltración.
No full textTesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Químico/a.La recuperación de elementos valiosos del suero ácido es una práctica poco explorada en la industria láctea debido a sus limitaciones de procesabilidad. Su alta concentración de ácido láctico afecta negativamente la cristalización de la lactosa. Por este motivo, surge la necesidad de evaluar el uso de tecnología de membranas para el tratamiento del suero ácido, con el fin de concentrar proteínas y lactosa y, a la vez, extraer el ácido láctico.
Este estudio se centró en evaluar tres configuraciones de filtración, dos configuraciones combinadas de ultrafiltración (UF) con nanofiltración (NF) y una configuración de nanofiltración directa (UF (10 kDa) + NF2701, UF (100 kDa) + NF2702; y NF2703). Se realizaron mediciones analíticas de proteínas, lactosa, ácido láctico y Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO₅) para analizar el rendimiento de cada sistema. Además, se analizó la influencia de la limpieza química en la recuperación de la permeabilidad de las membranas luego de procesar suero ácido y el permeado proveniente de las etapas de UF.
En relación con la concentración de proteínas, la UF (10 kDa) demostró ser proceso efectivo, se obtuvo un aumento máximo de concentración de 94%, mientras que con UF (100 kDa) el aumento máximo fue de 116,07%. Respecto a la lactosa (LT), ninguna de las configuraciones combinadas permitió alcanzar el aumento de concentración esperado; por el contrario, en el retenido final posterior a la etapa de NF se observó una disminución. En relación con el ácido láctico (AL), el proceso combinado UF (100 kDa) + NF2702 resultó ser más efectivo para reducir su concentración en el retenido final (32–39%.). Sin embargo, la relación AL/LT no fue suficiente para garantizar la pureza necesaria para aplicaciones que exigen lactosa de alta calidad. Todas las membranas resultaron eficientes para la disminución de la DBO₅, alcanzado reducciones superiores al 92%; para mayores reducciones, se sugiere implementar etapas de filtración en serie utilizando membranas de UF (100 kDa).
La operación con suero ácido provocó una disminución considerable de la permeabilidad de las membranas de UF y NF. Los procesos de limpieza implementados lograron recuperar hasta el 89% de la permeabilidad inicial, sin embargo, la limpieza química por sí sola fue ineficiente, por lo que fue necesario adicionar una etapa posterior de hidratación con etanol.
Para estudios posteriores, se sugiere profundizar en el diseño de estrategias de limpieza de membranas más eficaces y menos agresivas, como surfactantes y enzimas, con el fin de evitar incrustaciones por la desnaturalización de proteínas y mejorar la selectividad del sistema para la separación de lactosa y ácido láctico.The recovery of valuable elements from acid whey is a little-explored practice in the dairy industry due to its processing limitations. Its high concentration of lactic acid negatively affects the crystallization of lactose. For this reason, there is a need to evaluate the use of membrane technology for the treatment of acid whey, to concentrate proteins and lactose while separating lactic acid from them.
This study focused on evaluating three filtration configurations: two combined ultrafiltration and nanofiltration configurations and one direct nanofiltration configuration (UF (10 kDa) + NF, UF (100 kDa) + NF, and NF). Analytical measurements of proteins, lactose, lactic acid, and Biochemical Oxygen Demand (BOD) were performed to analyze the performance of each system. In addition, the influence of chemical cleaning on the recovery of membrane permeability after being treated with acid whey and permeate from the UF stages was analyzed.
In relation to protein concentration, UF (10 kDa) proved to be an effective process, with a maximum concentration increase of 94%, while with UF (100 kDa) the maximum increase was 116.07%. With regard to lactose (LT), none of the combined configurations achieved the expected increase in concentration; on the contrary, a decrease in the final retention after the NF stage was observed. In relation to lactic acid (LA), the combined UF (100 kDa) + NF2702 process was more effective in reducing its concentration in the final retentate (32–39%). However, the required LA/LT ratio was not sufficient to guarantee the purity required for subsequent applications that demand high-quality lactose. All membranes were efficient in reducing BOD, achieving reductions > 92%. For greater reductions, it is suggested to implement serial filtration stages using UF (100 kDa) membranes.
The acid whey treatment caused a considerable decrease in the permeability of the UF and NF membranes. The cleaning processes implemented managed to recover up to 89% of the initial permeability. However, chemical cleaning alone was inefficient, so it was necessary to add a subsequent ethanol hydration stage.
For further studies, it is suggested to further develop more effective membrane cleaning strategies, improve the selectivity of the system for the separation of lactose and lactic acid, and explore the possibility of implementing membranes in series to obtain a permeate with a BOD within the permissible limits for subsequent discharge into rivers, lakes, or the sea.Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería QuímicaConcepció
Gasificación de residuos forestales con captura de CO2 mediante PSA: análisis de viabilidad técnica para una planta piloto en Chile.
No full textTesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Mecánico/a.Uno de los principales propósitos de esta investigación, es contribuir al desarrollo de soluciones sostenibles para el aprovechamiento de biomasa, junto con la disminución en las emisiones de CO2. Es por esto, se analiza la viabilidad técnica de una planta piloto para la valorización energética de residuos forestales mediante gasificación y generación de energía eléctrica, donde además se añade una etapa de captura de CO2 postcombustión. El análisis de cada equipo, se basa en sus respectivos balances de masa y energía, junto a los principios fundamentales de gasificación de biomasa lignocelulósica, específicamente en un gasificador de tipo downdraft con aire como agente gasificante. Los supuestos de escala y parámetros asumidos, se respaldan en diferentes investigaciones previas cuyas condiciones se asemejan a las de este caso.
Junto con el análisis energético, se determinan tres indicadores que permiten estimar el impacto ambiental de esta planta piloto. Por un lado, se tiene un indicador de Dióxido de Carbono equivalente (CO2)e donde se indica el impacto de los gases de efecto invernadero, por otro lado, se determina un indicador contaminación, que relaciona las emisiones de CO2 equivalentes del combustible junto a su poder calorífico inferior, y por último, se determina la eficiencia ecológica del sistema.One of the main purposes of this research is to contribute to the development of sustainable solutions for biomass utilization, along with a reduction in CO2 emissions. For this reason, the technical feasibility of a pilot plant for the energy recovery of forest waste through gasification and electricity generation is analyzed, where a post-combustion CO2 capture stage is also added. The analysis of each piece of equipment is based on its respective mass and energy balances, together with the fundamental principles of lignocellulosic biomass gasification, specifically in a downdraft gasifier with air as the gasifying agent. The scale assumptions and parameters assumed are supported by various previous studies whose conditions are like those of this case.
Along with the energy analysis, three indicators are determined to estimate the environmental impact of this pilot plant. On the one hand, there is a carbon dioxide equivalent (CO2)e indicator that shows the impact of greenhouse gases. On the other hand, a pollution indicator is determined, which relates the CO2 equivalent emissions of the fuel to its lower heating value. Finally, the ecological efficiency of the system is determined.Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería MecánicaConcepció
Detección de daño en pala de turbina eólica mediante análisis de parámetros modales.
No full textTesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Aeroespacial.La industria del procesamiento de minerales enfrenta actualmente dos desafíos críticos: la disminución progresiva de las leyes de mineral y la creciente escasez de agua fresca. Este último ha sido abordado mediante un aumento en la recirculación de agua de proceso, lo que conlleva una disminución en su calidad debido a la acumulación de especies indeseadas, como floculantes residuales de tipo poliacrilamida (PAM). La presencia de estos reactivos puede afectar negativamente la flotabilidad de minerales valiosos como los sulfuros de cobre y alterar sus interacciones con minerales de ganga como la caolinita.
Detección de daño en pala de turbina eólica mediante análisis de parámetros modales. La industria eólica enfrenta el desafío crítico de optimizar los costos de operación y mantenimiento, especialmente en componentes expuestos a condiciones extremas como las palas de los aerogeneradores. Este trabajo desarrolla y valida una metodología de detección de daño estructural en una pala de turbina eólica de baja potencia (900 mm) mediante un enfoque híbrido que integra el Análisis Modal Experimental (EMA), simulaciones por el Método de Elementos Finitos (FEM) y Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). La metodología comenzó con la digitalización geométrica de la pala mediante escaneo 3D y la calibración de sus propiedades materiales a través de ensayos estáticos y dinámicos. Posteriormente, se desarrolló un modelo numérico en ANSYS para simular las condiciones aerodinámicas mediante CFD, identificando las zonas de máximo esfuerzo donde se introdujeron grietas controla das de magnitud variable. Los resultados demostraron que la presencia de daño induce una degradación medible en la rigidez global, manifestada en la disminución de las frecuencias naturales y alteraciones en la Función de Respuesta en Frecuencia (FRF), específicamente cambios de fase entre el segundo y tercer modo. Se determinó que los modos de mayor orden (destacando los modos 3 y 6) actúan como indicadores de sensibilidad, registrando variaciones máximas cercanas al 2.6%. Finalmente, mediante la aplicación del Índice de Diferencia de Forma Modal (MSDI), se logró localizar con precisión espacial el defecto, estableciendo un umbral de detectabilidad confiable para grietas superiores al 15% de la longitud de la cuerda.The wind energy industry faces the critical challenge of optimizing operation and maintenance costs, particularly for components exposed to extreme conditions such as wind turbine blades. This work develops and validates a methodology for structural damage detection in a small-scale wind turbine blade (900 mm) using a hybrid approach that integrates Experimental Modal Analysis (EMA), Finite Element Method (FEM) simulations, and Computational Fluid Dynamics (CFD). The methodology began with the geometric digitization of the blade via 3D scanning and the calibration of its material properties through static and dynamic tests. Subsequently, a numerical model was developed in ANSYS to simulate aerodynamic conditions using CFD, identifying zones of maximum stress where controlled cracks of varying magnitude were introduced. The results demonstrated that the presence of damage induces a measurable degradation in global stiness, manifested by a decrease in natural frequencies and alterations in the Frequency Response Function (FRF), specifically phase shifts between the second and third modes. It was determined that higher-order modes (highlighting modes 3 and 6) act as sensitivity indicators, registering maximum variations close to 2.6%. Finally, through the application of the Mode Shape Diference Index (MSDI), the defect was successfully spatially localized, establishing a reliable detectability threshold for cracks exceeding 15% of the chord length.Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería MecánicaConcepció
Control de prototipo de planta de péndulo invertido.
No full textTesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Electrónico/a.El objetivo de este trabajo es diseñar, implementar y validar de forma experimental estrategias de control para un sistema de péndulo invertido montado sobre un carro móvil. Se abordan los problemas de swing-up y estabilización del movimiento del péndulo.
Para esto, se desarrolló un modelo fenomenológico del sistema mediante dos enfoques: el método de Euler-Lagrange y mediante un análisis de fuerzas basado en las Leyes de Newton. El primero permite un tratamiento desde el punto de vista energético, mientras que el segundo permite una interpretación a partir de las fuerzas involucradas. Ambos métodos entregan el mismo modelo dinámico, demostrando su correcta formulación. Este modelo es linealizado en torno a los puntos de operación estable e inestable, para obtener representaciones del sistema como funciones de transferencia y de espacio de estados.
A partir del modelo, se diseñaron dos estrategias a para abordar el problema de swing-up: una basada en el control de energía del péndulo y otra en el control de la posición del carro. Para el problema de estabilización se diseñaron otras dos estrategias: un controlador óptimo Regulador Cuadrático Lineal (LQR) y un esquema basado en controladores PID en cascada.
Cada uno de los controladores diseñados fueron validados utilizando simulaciones en el entorno Simulink de MATLAB y posteriormente implementadas en un prototipo físico diseñado y construido en el laboratorio.
Los resultados experimentales muestran que el controlador por posición para el problema de swing-up y el controlador LQR para el problema de estabilización ofrecen un desempeño superior a las otras estrategias presentadas.The objective of this work is to design, implement and experimentally validate control strategies for an inverted pendulum system mounted on a movable cart. This study addresses both the swing-up and stabilization problems of the pendulums motion.
For this purpose, a phenomenological model of the system was developed using two different approaches: the Euler-Lagrange method and a force-based analysis derived from Newton’s laws. Th first one provides an energy-based formulation, while the second one provides an interpretation based on the acting forces. Both methods result in the same dynamic model, demonstrating its correct formulation. The model was then linearized around both the stable and unstable equilibrium points to obtain system representations in the form of transfer functions and state-space models.
Based on the obtained model, two strategies were developed to solve the swing-up problem: one based on the energy control of the pendulum, and another based on controlling the position of the cart. For the stabilization phase, two additional strategies were designed: an optimal Linear Quadratic Regulator (LQR) and a control scheme based on cascaded PID controllers.
Each of the proposed controllers was validated through simulations in MATLAB’s Simulink environment and then implemented on a physical prototype designed and built in the laboratory.
The experimental results show that the position-based swing-up controller and the LQR stabilization controller outperform the other presented strategies.Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería EléctricaConcepció
Susceptibilidad varietal y efecto de la fertilización nitrogenada sobre la incidencia de antracnosis en frutos de arándanos causada por Colletotrichum fioriniae (Varietal susceptibility and effect of nitrogen fertilization on the incidence of anthracnose caused by Colletotrichum fioriniae on blueberry fruits)
No full textTesis presentada para optar al grado de Magíster en Ciencias AgronómicasEl impulso de programas de recambio varietal y la reciente identificación de Colletotrichum fioriniae afectando frutos de arándano en Chile, plantean la necesidad de evaluar la susceptibilidad a la antracnosis de nuevos cultivares comerciales y esclarecer la relación entre la severidad de esta enfermedad y la fertilización mineral. El objetivo de esta investigación fue determinar la susceptibilidad varietal y el efecto de la fertilización nitrogenada sobre la incidencia de antracnosis en arándanos. Se evaluaron ocho cultivares de arándanos, los cuales fueron fertilizados con cuatro dosis de nitrógeno (0, 0.16, 0.32 y 0.48 g planta día-1). En estado de fruto verde, las plantas fueron inoculadas con C. fioriniae RGM 3330, junto con un control sin patógeno. Los frutos maduros se recolectaron en la cosecha para evaluar la incidencia y severidad de la antracnosis. Además, se inocularon hojas in vitro con C. fioriniae y Botrytis cinerea para evaluar la capacidad de estos hongos de infectar tejidos vegetativos. Los resultados indican que las variedades de cosecha intermedia (‘Duke’, ‘Last Call’ y ‘Legacy’) y tardía (‘Ochlockonee’ y ‘Victoria’) fueron más susceptibles a la antracnosis y que las condiciones ambientales fueron cruciales para la infección de C. fioriniae. La fertilización nitrogenada no mostró un efecto significativo sobre la incidencia y severidad de antracnosis en frutos ni en tejidos vegetativos. En las hojas, la fertilización tuvo un efecto sobre el área necrótica causada por B. cinerea. Estos resultados entregan información relevante para el desarrollo de programas fitosanitarios en arándano para el manejo de C. fioriniae.The promotion of varietal replacement programs and the recent identification of Colletotrichum fioriniae affecting blueberry fruits in Chile raise the need to evaluate the susceptibility to anthracnose of new commercial cultivars and clarify the relationship between the severity of this disease and mineral fertilization. The objective of this research was to determine varietal susceptibility and the effect of nitrogen fertilization on the incidence of anthracnose in blueberries. Eight blueberry cultivars were evaluated, which were fertilized with four doses of nitrogen (0, 0.16, 0.32 and 0.48 g plant day-1). At the green fruit stage, the plants were inoculated with C. fioriniae RGM 3330, along with a pathogen-free control. Ripe fruits were collected at harvest to evaluate the incidence and severity of anthracnose. Additionally, leaves were inoculated in vitro with C. fioriniae and Botrytis cinerea to evaluate the ability of these fungi to infect vegetative tissues. The results indicate that mid-crop (‘Duke’, ‘Last Call’ and ‘Legacy’) and late-crop varieties (‘Ochlockonee’ and ‘Victoria’) were more susceptible to anthracnose and that environmental conditions were crucial for C. fioriniae infection. Nitrogen fertilization did not show a significant effect on the incidence and severity of anthracnose in fruits or vegetative tissues. In the leaves, fertilization had an effect on the necrotic area caused by B. cinerea. These results provide relevant information for the development of phytosanitary programs in blueberries for the management of C. fioriniae.Facultad de AgronomíaDepartamento de Producción VegetalChillá
¿Are the venezuelan andes a species pump for atractus snakes (serpentes: dipsadidae)? contrasting the evolutionary and biogeographical history in three bioregions of Venezuela.
No full textTesis presentada para optar al grado de Doctor/a en Sistemática y Biodiversidad.La diversidad de especies puede variar considerablemente entre grupos taxonómicos y a lo largo del tiempo en un mismo linaje. Comprender estos procesos y mecanismos en relación con su diversificación en el Neotrópico constituye siempre un tema abierto en la biología evolutiva, sobre todo en las serpientes que han experimentado momentos explosivos de innovación trófica a lo largo de su historia evolutiva. Dentro de los dipsadinos, Atractus Wagler, 1828 representan una radiación de ~150 especies distribuidas por el Nuevo Mundo, desde el sur de Panamá hasta Argentina. El interés en este enigmático grupo de serpientes continúa creciendo debido, en parte, a su bioecología y distribución dominante en montañas, brinda una excelente oportunidad para investigar los patrones desde una perspectiva biogeográfica y evolutiva. Para examinar la diversificación y los patrones biogeográficos en este grupo de serpientes, reunimos un conjunto de datos multilocus ~3500 pb que abarca dos loci nucleares (NT 3 and RAG-1) y tres mitocondriales (16S, Cytb and ND4). Se implementaron análisis filogenéticos calibrados con fósiles y análisis de la tasa de diversificación subsiguiente mediante máxima verosimilitud e inferencia bayesiana para examinar su historia evolutiva y la dinámica temporal de la diversidad. Con base a esta idea, investigamos la dinámica de diversificación mediante la integración de múltiples enfoques filogenéticos y macroevolutivos (42 % de su diversidad). Los gráficos de linaje a través del tiempo (LTT) y las métricas de la tasa de diversificación (DR) indicaron una acumulación heterogénea de linajes, con cambios asociados a los eventos orogénicos andinos. Los modelos de diversificación dependiente de la densidad (DDD) sugirieron que la acumulación de linajes puede estar restringida por límites ecológicos, con evidencia que favorece los escenarios dependientes de la diversidad sobre los modelos de tasa constante. Los modelos dependientes del estado revelaron un papel de la geografía en la conformación de la diversificación: los análisis BiSSE respaldaron las diferencias en especiación y extinción vinculadas a las regiones andinas versus no andinas, mientras que los modelos ClaSSE destacaron la influencia de estados distribucionales complejos y procesos cladogenéticos. Complementariamente, los análisis BAMM detectaron heterogeneidad en la tasa de diversificación, identificando aceleraciones de la tasa en clados montanos. MEDUSA corroboró cambios significativos en la tasa a lo largo de la filogenia, en consonancia con una radiación en áreas topográficamente complejas. En conjunto, estos enfoques complementarios revelan que la diversificación de Atractus ha sido determinada por una combinación de oportunidades geográficas, limitaciones ecológicas y radiaciones impulsadas por las montañas (e.g, levantamiento de los Andes centrales y septentrionales). Hasta este momento, encontramos apoyo para el aumento de las tasas de especiación y extinción asociadas con los linajes Andinos vs. No Andinos, lo que respalda la hipótesis de que los Andes pudo haber funcionado como cuna o bomba de especies, debido a la heterogeneidad de paisajes y complejidad topográfica que favoreció la especiación alopátrica. Mientras, los análisis biogeográficos sugieren un origen en los Andes septentrionales hacia el Pacífico, alrededor de 22 Myr durante el Mioceno temprano, indicando una rápida radiación temprana seguida de una reciente disminución de la tasa de especiación. Finalmente, reevaluamos la sistemática del género en Venezuela por medio de una robusta delimitación de especies, con la ayuda de múltiples fuentes de evidencia, describiendo nuevas especies y evaluando su estatus de conservación. Este estudio proporciona un marco combinado de hipótesis evolutiva-biogeográfica, taxonómica y de conservación para entender la riqueza de estos dipsadinos y el papel del levantamiento andino en su diversificación y patrón biogeográfico.Species diversity can vary considerably between taxonomic groups and over time within the same lineage. Understanding these processes and mechanisms in relation to their diversification in the Neotropics is always an open topic in evolutionary biology, especially in snakes that have experienced explosive moments of trophic innovation throughout their evolutionary history. Within the dipsadines, Atractus Wagler, 1828 represent a radiation of ~150 species distributed across the New World, from southern Panama to Argentina. Interest in this enigmatic group of snakes continues to grow, partly due to their bioecology and dominant distribution in mountains, providing an excellent opportunity to investigate patterns from a biogeographical and evolutionary perspective. To examine the diversification and biogeographic patterns in this group of snakes, we gathered a multilocus dataset of ~3500 bp encompassing two nuclear loci (NT-3 and RAG-1) and three mitochondrial loci (16S, Cytb, and ND4). Phylogenetic analyzes calibrated with fossils and subsequent diversification rate analyzes using maximum likelihood and Bayesian inference were implemented to examine their evolutionary history and the temporal dynamics of diversity. Based on this idea, we investigated the dynamics of diversification by integrating multiple phylogenetic and macroevolutionary approaches (42% of their diversity). The lineage-through-time (LTT) plots and diversification rate (DR) metrics indicated a heterogeneous accumulation of lineages, with changes associated with Andean orogenic events. Density-dependent diversification (DDD) models suggested that lineage accumulation may be restricted by ecological limits, with evidence favoring diversity-dependent scenarios over constant-rate models. State-dependent models revealed a role of geography in shaping diversification: BiSSE analyzes supported differences in speciation and extinction linked to Andean versus non-Andean regions, while ClaSSE models highlighted the influence of complex distributional states and cladogenetic processes. Complementarily, BAMM analyzes detected heterogeneity in the diversification rate, identifying rate accelerations in montane clades. MEDUSA corroborated significant changes in the rate throughout the phylogeny, in line with a radiation in topographically complex areas. Overall, these complementary approaches reveal that the diversification of Atractus has been determined by a combination of geographical opportunities, ecological limitations, and mountain-driven radiations (e.g., the uplift of the central and northern Andes). So far, we have found support for the increase in speciation and extinction rates associated with Andean vs. Non-Andean lineages, which supports the hypothesis that the Andes may have functioned as a cradle or species pump, due to the landscape heterogeneity and topographic complexity that favored allopatric speciation. Meanwhile, biogeographic analyzes suggest an origin in the northern Andes toward the Pacific, around 22 Myr during the early Miocene, indicating a rapid early radiation followed by a recent decline in the speciation rate. Finally, we reevaluated the systematics of the genus in Venezuela thru a robust species delimitation, with the help of multiple sources of evidence, describing new species and assessing their conservation status. This study provides a combined framework of evolutionary-biogeographic, taxonomic, and conservation hypotheses to understand the richness of these dipsadines and the role of the Andean uplift in their diversification and biogeographic pattern.Proyecto interno, N° proyecto: 23801.566.360ANID, Proyecto grant FB210006Facultad de Ciencias Naturales y OceanográficasDepartamento de ZoologíaConcepció