Ingeniero Civil Mecánico / Los fenómenos físicos, presentes en las ciencias y en las diferentes áreas de la ingeniería, a menudo son modelados por Ecuaciones Diferenciales Parciales (EDP). Los problemas de valor de frontera resultantes en muchos casos carecen de soluciones analíticas. Para resolver tales problemas, uno puede hacer suposiciones que simplifiquen el problema, o usar métodos numéricos para aproximar la solución. Dentro de los métodos numéricos actualmente existentes, el más popular es el Método de Elementos Finitos (FEM), que es la base de diferentes programas comerciales, como ADINA o ANSYS, entre muchos otros. La desventaja de este método es la gran cantidad de recursos computacionales y los tiempos de iteración requeridos para obtener una solución precisa del problema. Dada esta desventaja, Hughes desarrolló el Análisis IsoGeométrico (IGA). Este método permite integrar el modelo CAD con el Análisis de Elementos Finitos (FEA), por lo tanto, reduce los tiempos y los recursos necesarios para obtener una solución precisa. Pero a su vez, el IGA no tiene flexibilidad para obtener soluciones de ciertos problemas, ya que usa las mismas funciones bases para parametrizar tanto la geometría como el campo de solución. Debido a esto último, surge el Análisis IsoGeométrico Generalizado (GIFT) como una generalización del IGA, este método utiliza diferentes funciones bases para parametrizar la geometría del objeto y el campo de solución, permitiendo la selección de funciones que se adapten mejor al problema estudiado. En trabajos anteriores, el GIFT ha sido aplicado a problemas de la Ecuación de Laplace y de Elasticidad Lineal. El objetivo principal de este trabajo es estudiar el rendimiento del GIFT para problemas de flexión y de vibraciones de placas delgadas. El estudio consiste en implementar el GIFT para 3 placas diferentes y comparar los resultados numéricos con lo predicho por la Teoría de Placas de Kirchhoff-Love (KLPT). Se consideran una placa de geometría circular simple, una placa de geometría circular de dos parches y una placa cuadrada con un agujero de forma compleja, modelada por 8 parches. Las placas están parametrizadas por NURBS, mientras que las soluciones se aproximan por un parche usando NURBS o B-Splines. Los resultados se muestran en términos de curvas de convergencia, modos de vibración y frecuencias naturales. Los resultados numéricos se comparan con las soluciones analíticas para problemas con geometría simple y con la solución FEM para el problema de una placa más compleja. El análisis realizado indica que, para la misma parametrización de geometría (uniforme), (a) la solución se puede aproximar mediante un parche NURBS o B-Splines, manteniendo inalterada la geometría original, (b) los resultados obtenidos con las aproximaciones de campo NURBS y B-Splines son idénticas, (c) la tasa de convergencia depende del grado de aproximación de la solución. Para parametrizaciones geométricas no uniformes, el método no produce una tasa de convergencia óptima o resultados suficientemente precisos, al igual que el IGA tradicional.

Ingeniero Civil / El presente trabajo de título tiene como objetivo estudiar los modos de falla predominantes en perfiles XL de acero estructural sometidos directamente a cargas monotónicas y cíclicas incrementales, con el fin de comprobar si se cumplen las relaciones entre la curva de pandeo y las relaciones geométricas de esbeltez encontradas en memorias anteriores. Para ello se llevan a cabo 6 experimentos en el Laboratorio de Estructuras del Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, donde se prueban 3 pares de perfiles XL diseñados en base a las normas de la AISC, conformados por ángulos de iguales dimensiones, soldados a placas gusset de iguales características, y con 3 conectores intermedios soldados ubicados en los cuartos de su longitud de pandeo, variando solo esta última medida entre los pares, nombrados como cortos , intermedios y largos . Durante los ensayos se utilizan LVDT s, inclinómetros y una celda de carga para registrar los desplazamientos de la sección transversal, el cambio de longitud de los especímenes, los movimientos del montaje experimental, y la fuerza de reacción provocada por la riostra. El resultado esperado era que los perfiles más cortos mostraran un pandeo torsional, que los de longitud intermedia tuvieran un pandeo flexo-torsional, y que los más largos exhibieran un pandeo de flexión pura. Sin embargo, los 6 perfiles XL manifiestan un pandeo de flexión en torno a su eje geométrico vertical, por lo que no se cumple la relación entre su esbeltez y el modo de falla encontrada en los estudios numéricos de elementos finitos. No obstante, hay que mencionar que los experimentos se diferenciaban de los modelos en las restricciones de desplazamiento y giro del conector central y en la esbeltez local de los ángulos. Por otro lado, todos los especímenes muestran una rótula plástica ubicada en el ala horizontal de un ángulo, entre el conector central y uno extremo, que separa la riostra en 2 tramos y permite la libre rotación de ambas partes en los desplazamientos a compresión, donde se propaga paulatinamente una grieta por fatiga de material, es decir, sin falla frágil, siendo este mecanismo el que produce la mayor disipación de energía. Además, la deformación fuera del plano durante la compresión es tan grande que se produce la fluencia del material en las fibras traccionadas por flexión, en el ángulo opuesto de la formación de la rótula, que luego se manifiesta como un pandeo en aquel punto al momento de enderezar el perfil. Finalmente, 4 de los perfiles superan la capacidad esperada a compresión, mientras que los perfiles cortos solo sobrepasan la nominal calculada con la fluencia experimental del acero componente. Asimismo, ningún espécimen fue capaz de superar la capacidad nominal a tracción dada por la fluencia del estudio de materiales.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / La presente memoria de prueba tiene como centro de atención a la ingeniería genética y en especial a la terapia génica como expresiones de la biotecnología y biomedicina aplicada a humanos, nos proponemos reflexionar desde una perspectiva filosófica, Bioética y sobretodo jurídica sobre estos problemas de tanta actualidad y futuro, especialmente si tomamos en cuenta que en nuestro país estos temas no se encuentran normativamente integrados en nuestra legislación; por lo tanto, pretende ser un aporte en la dirección de: informar, reflexionar y en definitiva poder regular jurídicamente los diversos aspectos que involucra. Hemos preparado esta memoria de prueba teniendo presente en especial la perspectiva que nos otorga la disciplina bioética, observando también la legislación extranjera en esta materia y contando en todo momento con la colaboración inestimable de nuestro profesor guía don José Miguel Vera Lara.

Ingeniero Civil / Al ser Chile un país sísmico, es importante tener claridad sobre los sistemas más útiles al momento de resistir solicitaciones sísmicas. En este sentido cobran importancia los arriostramientos, y por consiguiente, los marcos arriostrados, que son sistemas muy útiles al momento de resistir cargas laterales, como las que provocan sismos y vientos, y disminuir los desplazamientos laterales que sufre una estructura, lo que es fundamental para evitar el daño a elementos estructurales y no estructurales. Sin embargo, el principal problema de los arriostramientos es que son muy propensos a sufrir pandeo ante cargas de compresión, fenómeno que disminuye su resistencia y genera una respuesta histerética asimétrica del elemento. El presente documento tiene como objetivo principal el crear una base de datos actualizada sobre los estudios referentes a arriostramientos convencionales a lo largo del mundo. Para esto, se recopilaron diversas publicaciones recientes (desde el 2008 hasta la fecha) con estudios experimentales y análisis numéricos sobre el tema para poder estudiar sus resultados y obtener conclusiones. Se puso especial énfasis en temas como los tipos de secciones que se utilizan en arriostramientos, los distintos tipos de marcos arriostrados que existen, el pandeo que sufren los elementos y los factores que influyen en dicho fenómeno, entre otros. Finalmente, se concluyó que el pandeo está influenciado, principalmente, por la razón de esbeltez y la razón ancho-espesor del arriostramiento: al aumentar estos parámetros, mayor es la probabilidad de que se sufra pandeo, aunque hay algunas excepciones al variar ambos parámetros en forma conjunta. Además, a nivel mundial, se usan mucho los perfiles tubulares circulares y rectangulares, aunque los doble T presentan una muy buena alternativa. Por su parte, los marcos arriostrados más utilizados debido a su rigidez son aquellos configurados en X, en V invertida y en V. Contrastando con las prácticas constructivas de Chile, se extrañan estudios sobre perfiles XL en arriostramientos, y se notó que las publicaciones carecen de ciertas prolijidades al momento de evaluar los tipos de marcos arriostrados, pues no se hace énfasis en los problemas que pueden generar en vigas y columnas algunos tipos de configuraciones.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Chile continental se extiende a lo largo de 38º de latitud en dirección norte-sur, con una distancia aproximada de 4.200 km. lo que necesariamente determina diversas zonas con riesgo sísmico, variados climas, condiciones de habitabilidad y densidades poblacionales, con lo cual, un reporte homogéneo de la actividad sísmica es difícil de lograr. En consecuencia, si podemos cuantificar el movimiento del suelo a una cierta distancia de la región afectada que permita complementar el análisis de peligro sísmico constituye una herramienta valiosa, la cual podemos generar a través de la estimación de la intensidad de Mercalli (I) en función de la magnitud (Mw) y distancia hipocentral (Dh), que es el objetivo y motivación principal del presente estudio. Para estimar esta relación, se han utilizado correlaciones mediante el método de mínimos cuadrados, el cual presenta la dificultad de que la magnitud y la distancia tienen un grado de correlación, con lo que la estimación presenta sesgo. Hasta ahora, se ha supuesto que cada una de las variables independientes del método de regresión lineal estaba incorrelacionado con el término del error. En consecuencia, surge el problema cuando este supuesto no se cumple, generando dificultades en los modelos de ecuaciones simultáneas. Para los efectos del presente estudio, existe dependencia entre la Magnitud y la Distancia. La memoria a desarrollar aborda esta problemática a través de la utilización de un método de regresión de mínimos cuadrados en dos etapas, que permitirá estimar la intensidad de Mercalli (I), en función de la magnitud (Mw) y la distancia hipocentral (Dh).

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / Dentro del área de mantenimiento, el monitorear un equipo puede ser de gran utilidad ya que permite advertir cualquier anomalía en el funcionamiento interno de éste, y así, se puede corregir cualquier desperfecto antes de que se produzca una falla de mayor gravedad. En data mining, detección de anomalías es el ejercicio de identificar elementos anómalos, es decir, aquellos elementos que difieren a lo común dentro de un set de datos. Detección de anomalías tiene aplicación en diferentes dominios, por ejemplo, hoy en día se utiliza en bancos para detectar compras fraudulentas y posibles estafas a través de un patrón de comportamiento del usuario, por ese motivo se necesitan abarcar grandes cantidades de datos por lo que su desarrollo en aprendizajes de máquinas probabilísticas es imprescindible. Cabe destacar que se ha desarrollado una variedad de algoritmos para encontrar anomalías, una de las más famosas es el Isolated Forest dentro de los árboles de decisión. Del algoritmo de Isolated Forest han derivado distintos trabajos que proponen mejoras para éste, como es el Robust Random Cut Forest el cual, por un lado permite mejorar la precisión para buscar anomalías y, también, entrega la ventaja de poder realizar un estudio dinámico de datos y buscar anomalías en tiempo real. Por otro lado, presenta la desventaja de que entre más atributos contengan los sets de datos más tiempo de cómputo tendrá para detectar una anomalía. Por ende, se utilizará un método de reducción de atributos, también conocido como reducción de dimensión, por último se estudiará como afectan tanto en efectividad y eficiencia al algoritmo sin reducir la dimensión de los datos. En esta memoria se analiza el algoritmo Robust Random Cut Forest para finalmente entregar una posible mejora a éste. Para poner en prueba el algoritmo se realiza un experimento de barras de acero, donde se obtienen como resultado sus vibraciones al ser excitado por un ruido blanco. Estos datos se procesan en tres escenarios distintos: Sin reducción de dimensiones, análisis de componentes principales(principal component analysis) y autoencoder. En base a esto, el primer escenario (sin reducción de dimensiones) servirá para establecer un punto de orientación, para ver como varían el escenario dos y tres en la detección de anomalía, en efectividad y eficiencia. %partida para detección de anomalía, luego se ver si esta mejora Luego, se realiza el estudio en el marco de tres escenarios para detectar puntos anómalos; En los resultados se observa una mejora al reducir las dimensiones en cuanto a tiempo de cómputo (eficiencia) y en precisión (efectividad) para encontrar una anomalía, finalmente los mejores resultados son con análisis de componentes principales (principal component analysis).

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Los muros de albañilería son elementos estructurales utilizados generalmente en viviendas de bajo números de pisos en Chile. Dada su configuración estructural, éstos presentan fallas por corte ante los eventos sísmicos del país, por lo que es relevante contar con herramientas simples que permitan estimar correctamente la capacidad de los muros a este esfuerzo. Se utiliza un modelo simple basado en el trabajo de Kaseem y Elsheikh (2010) y posteriormente modificado por Melo (2017) para elementos de hormigón armado, donde el alma del muro se considera como un conjunto de pequeños bloques con esfuerzos constantes a lo largo de los ejes principales. Se utiliza un ángulo fijo del puntal a compresión, dónde la dirección principal de tensiones es igual a la de deformaciones. El hormigón se analiza mediante un modelo biaxial de tensiones, donde existe una pérdida de rigidez y resistencia del puntal a compresión debido a las tracciones. El acero sigue una ley elasto-plástica perfecta. En este trabajo de título se realizan las modificaciones pertinentes para adaptar el modelo a la albañilería. Para la compresión y tracción se utiliza la resistencia prismática del paño (y una fracción de ésta, respectivamente), que debido a la anisotropía del material, se degradan de acuerdo al ángulo que forme la carga con la junta horizontal de mortero. Se determinan deformaciones unitarias en la compresión máxima y en la tracción última, y una nueva degradación del material debido al estadio biaxial de tensiones. Finalmente, se agrega un modelo para determinar fallas por adherencia y las fallas por flexión o flexo-compresión. Para validar el modelo cerrado tipo panel, se utiliza una base de datos de 41 ensayos de muros de albañilería armada y 12 de albañilería confinada, donde se compara la razón entre el corte obtenido por el modelo y la resistencia de ensayo, entregando un promedio y un coeficiente de variación (COV) de 1.01 y de 0.14 respectivamente para muros armados y 1.03 y 0.13 para muros confinados, mostrando un desempeño satisfactorio. La inspección por fallas a partir de fotografías entrega un porcentaje de acierto del 75%. El análisis de tendencias generales revela que se tiene una baja dependencia a cada uno de los parámetros estudiados. Al comparar el modelo tipo panel cerrado desarrollado en este trabajo de título con modelos simples de la literatura, se puede observar que éste presenta uno de los más asertivos, en cuanto a precisión en el promedio y en la dispersión de los datos. Es por esto que se valida el modelo como una herramienta útil para determinar la capacidad al corte en muros de albañilería armada y confinada.

Magíster en Gestión de Operaciones. Ingeniero Civil Matemático / La congestión vehicular plantea un desafío para las compañías de bomberos, cuyo objetivo es cumplir los estándares internacionales de tiempo de llegada y dado que mientras antes se llegue a un incendio, menos personas e inmuebles serán afectados. Commander es un software desarrollado por investigadores de la Universidad de Chile que considera la congestión y le ha permitido al Cuerpo de Bomberos de Santiago seguir rutas rápidas, reduciendo sus tiempos de llegada. Si bien el hecho de considerar los distintos patrones que sigue la congestión durante el día ha ayudado a los bomberos, aún hay oportunidades de mejora. Commander considera tiempos de viaje históricos (promedio) para determinar los caminos mínimos a la emergencia a distintas horas del día, esto significa que queda una brecha por cubrir con respecto al uso de información de tráfico en línea. En tiempo real, pueden acontecer accidentes u otros eventos que alteren el flujo de tránsito y por lo tanto el tiempo de viaje se desvíe del comportamiento histórico en ciertos sectores de la ciudad. Es por ello que en una nueva etapa de desarrollo de Commander se busca mejorar el sistema, incorporando información en línea. Dadas las tecnologías actuales, puede ser costoso adquirir los tiempos de viaje en la totalidad del grafo, y aún si se pudiera, es esperable que haya cierta redundancia en la información, debido a correlaciones espaciales que surgen naturalmente entre las velocidades del tráfico en distintos segmentos de calle. Luego, resulta interesante evaluar la viabilidad de ocupar muestras limitadas de las velocidades en la ciudad, infiriendo la información desconocida en base a la redundancia antes mencionada. De esta manera, además, se reduciría el tiempo de adquisición de información, lo cual es vital en el caso de despacho de bomberos, puesto que se desea tener una respuesta a emergencias lo más pronto posible. La teoría de Compressed Sensing, introducida hace poco más de una década, entrega una manera de realizar lo anterior. Bajo la capacidad de representar la información de tránsito de una manera alternativa a la base canónica, en que la información se concentre en pocas coordenadas, Compressed Sensing asegura que para ciertos esquemas de muestreo se podrá reconstruir la información completa en base a una muestra altamente reducida. Por esta razón, el uso de esta teoría resulta particularmente prometedor. En este trabajo se enmarca el problema de interpolación de datos de velocidad de tránsito bajo la teoría de Compressed Sensing. Se encuentra una base de representación que permita la reconstrucción de datos ante una baja cantidad de mediciones. Se pudo obtener estimaciones de velocidades con un error despreciable sampleando un 10% de los arcos en dos sectores compuestos por las calles principales de 9 comunas de Santiago. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por CONICYT a través de FONDEF IT15110050

Tesis para optar al grado de Doctora en Ciencias de la Ingeniería Mención Ingeniería Química y Biotecnología / Salinosporamide A is a cytotoxic that has been proven to combat various types of cancer and malaria. It is currently in phases II and III of approval as an anticarcinogen. The advantages that poses over other cytotoxics are greater activity at low concentrations and highly specific. It acts on the proteasome-ubiquitin system, responsible of apoptosis in cells. This secondary metabolite is naturally ocurred in the actinomycetes bacterium strictly marine, Salinispora tropica that needs a specific ionic force in the medium to grow. Due to his nature it is a promisory source of secondary metabolites for pharmaceutical use hereby is constantly studied. The CNB440 strain is the representative strain of the species and posses a Genome-Scale Metabolic Model (GSM). The goal of this work was to implement diverse metabolic and genetic strategies that allow improve the production of Salinosporamide A. Chapter 4 of this thesis details the proves to establish the protocols for growth and determination of Salinosporamide A, Define the sensitivity of bacteria to kanamycin (100 ug/ml), thiostreptone (12 µg/ml) and apramycin (12 µg/ml). The growth curves in several minimum mediums, and stablish the methodology for the determination of Salinosporamide A. Chapter 5 describes the genetic strategy used to modify the bacterium and generate a higher concentration of Salinosporamide A. The strategy followed was by recombination homologous with the temperature sensitive vector (pGM1190) and transferred to S. tropica by conjugation with the strain E. coli ET12567/pUZ8002, to delete specific sites on the chromosome of S. tropica. These molecular tools have been successfully used in the transformation of various Streptomyces, but had not been tested in Salinispora. The sites suggested to be deletedto increase the production of the secondary metabolite were 3 clusters of genes sporolides, lymphostine and salinilactam. But due to various complications in the development of the present work only the deletion of the sporolide gene cluster was evaluated and this resulted in an increase of 20% in metabolite production. Chapter 6 details the use of genome-scale metabolic model iCC908 for increase the production of Salinosporamide A. The first stage consisted in establishing the working environment of the model, to increase the accuracy of the model, integrated growth data, metabolites in medium production and determination of Salinosporamide A, with this was also able define in silico the supplementation of medium production, to obtain more Salinosporamide A. . The second stage consisted of applying different algorithms OptKnock, OptGene, OptOrf, GDLS, FSEOF, which browse reactions or genes within the genome-scale model that could be, deleted, blocked or overexpressed to increase the production of the secondary metabolite. We found several candidates that were evaluated in silico and we proposed to evaluate the deletion of two genes. As the last stage, were evaluated the metabolic pathways that increase production by gene overexpression. The evaluation of this metabolic pathways consist in add diverse substrates that increase the flow in the pathway of the gene to be overexpresed, tyrosine at a concentration of 5mM increase the production of the secondary metabolite Salinosporamide A by 180%, enhancing the presence of phenylalanine in the medium. With these results it was possible to obtain a medium production that increased in 2.8 times Salinosporamide A by fermentation based on the use of the genome-scale metabolic model. And also was possible transform the strain S. tropica with genetic tools previously proved in Streptomyces.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Los muros están dentro de las estructuras más importantes del diseño en Chile, y como tal deben tener un estudio y análisis exhaustivo de su comportamiento, que como sabemos son difíciles en especial los casos en los que se tienen diferentes discontinuidades, en donde uno se encuentra con una amplia gama de metodologías, como lo son los elementos finitos que son muy refinadas, y otras que son más simples como los modelos puntal tensor, que nos permiten realizar análisis pero no nos entregan las deformaciones que se van teniendo a lo largo del tiempo, si no que una distribución de cargas. Por lo tanto, lo que se realiza en este estudio es una modelación existente puntal tensor, que utiliza elementos de fibra tipo viga no lineales para las direcciones verticales de la estructura, para los elementos horizontales se usan elementos tipo viga de igual manera y finalmente para los elementos diagonales se ocupan bielas. Con el objetivo de comparar datos experimentales con la modelación, se toman 7 muros ensayados, de los cuales 1 es un muro rectangular, 3 son muros bandera y 3 son muros con abertura central en la base. Los muros tienen 2.65 [m] de altura, 0.15 [m] de espesor y 0.9 [m], con la excepción de los muros bandera que cambian sus largos en la altura. Los resultados indican que en términos del comportamiento general de los muros, la resistencia alcanzada y la rigidez inicial un tanto elevada, son aceptables con respecto a los datos experimentales, en donde la resistencia y la rigidez inicial tienen una diferencia de un 3.4% y 46% respectivamente. No obstante se tienen diferencias importantes cuando se intenta observar la ductilidad de estos, dado que las modelaciones dan indicios de degradación de resistencia a mayores demandas de deformación, existiendo alrededor de un 30% más de desplazamiento para alcanzar la pérdida de ductilidad. Para realizar un estudio más profundo del problema se procede a tomar dos casos de muros de los cuales se tiene una diferencia notoria en el desempeño, como lo son el muro base y un caso de muro con abertura central. En primer lugar se discretiza de manera más fina la planta del muro, obteniendo degradaciones más cercanas a las experimentales, pero con la particularidad de no diferenciarse notoriamente entre los dos modelos. Luego, dado los resultados, se analizan las secciones críticas de los muros, que corresponden a la base del muro, en especial los bordes, en donde nos arroja que así como se observa en los ensayos, el borde comprimido alcanza mayores deformaciones unitarias con respecto al traccionado, siendo éstas alrededor de 7.5% y 5% respectivamente, por lo que el modo de falla es el correcto, pero dado que el modelo del acero no presenta pandeo, aunque se presente degradación clara en el hormigón de los elementos, la armadura es capaz de suplir esta falta, y por lo tanto, coincide con el hecho de que los muros degradan de manera similar.