Las respuestas fenotípicas son, comúnmente, respuestas adaptativas de los organismos que por lo general se mantienen por selección natural. Por lo tanto, el conocimiento de la estructura de una población exige saber cómo influyen los diferentes factores bióticos y abióticos -grado de cambio ambiental, presencia de predadores y competidores- sobre los organismos, teniendo en cuenta sus ciclos de vida y las estrategias evolutivas involucradas. Las larvas de anfibios son organismos muy interesantes para explorar la ecología de la plasticidad fenotípica ya que son capaces de ajustar su fenotipo a diferentes combinaciones de factores ambientales -por ejemplo presencia de predadores, competencia intraespecífica- y balancear estas fuerzas inductivas opuestas. HIPOTESIS DE ESTUDIO (1) Las larvas responden a los predadores en función del riesgo de predación que cada uno representa, es decir presentan respuestas de tipo generalizadas ante predadores que comparten el hábitat, o tiene la misma probabilidad de captura y responden de manera específica ante predadores mas eficaces en cuanto a la tasa de ataque y consumición, lo cual está relacionado con el modo de vida de las larvas. (2) Cuando la densidad de competidores es baja, los predadores inducen cambios en el comportamiento, morfología y crecimiento, en cambio cuando la densidad de competidores es alta, los cambios en comportamiento, morfología y crecimiento están dados por la presencia de competidores. (3) Las larvas responden a cambios en el volumen de agua, acelerando el desarrollo y la tasa de crecimiento (cuando el volumen de agua disminuye) y retrasándolo cuando el volumen de agua se vuelve a restituir. OBJETIVO GENERAL Analizar las respuestas fenotípicas manifestadas por larvas de anuros con distintas estrategias evolutivas ante factores bióticos y abióticos mediante el registro tanto de variaciones observadas en las tasas de crecimiento y desarrollo, así como en la actividad, y las variables morfológicas. OBJETIVOS PARTICULARES 1) Examinar los efectos de los predadores, larvas competidoras y factores abióticos -por ejemplo, diferencias en el volumen de agua- sobre las características morfológicas (longitud del cuerpo, longitud de la cola, altura del cuerpo, altura de la cola, altura de la musculatura caudal) de las larvas. 2) Evaluar cómo influyen sobre el crecimiento y desarrollo la presencia de diferentes tipos de predadores, distintas densidades de larvas competidoras y el efecto de las condiciones del hábitat (profundidad del cuerpo de agua, temperatura). 3) Observar la actividad y comportamiento de las larvas ante las diferentes combinaciones en los tratamientos. METODOLOGIA GENERAL Para alcanzar estos objetivos se diseñaron cuatro modelos de experiencias a fin de corroborar las hipótesis propuestas. Los resultados de cada una de las experiencias fueron presentados en capítulos independientes. En el capítulo 2, se analizó la influencias de las señales químicas de diferentes predadores (Belostoma elongatum y Moenkausia dichroura) sobre la morfología, crecimiento y desarrollo en larvas pertenecientes a 3 especies de anuros (Physalaemus albonotatus, Elachistocleis bicolor y Scinax nasicus). Las mismas se realizaron en condiciones de laboratorio, las larvas fueron expuestas a señales químicas de los predadores y a un tratamiento de control. Los resultados mostraron que las larvas de anfibios responden de diferente manera ante la presencia de distintos tipos de predadores, observándose respuestas especificas -cualitativas- o generalizadas -cuantitativas- en diferentes especies, las cuales estarían en función del riesgo de predación percibido. En el capítulo 3 se analizó la influencia de la densidad y la presencia de señales químicas de predadores sobre la morfología, crecimiento y desarrollo en larvas de Rhinella schneideri, Physalaemus albonotatus y Scinax nasicus. Las larvas estuvieron expuestas a cuatro tratamientos (grupos de cuatro y ocho individuos, con señales y sin señales químicas de los predadores). Los resultados mostraron que la densidad es un factor determinante en la dinámica poblacional de las larvas, observándose alteraciones tanto en la morfología, como en la tasa de crecimiento y desarrollo. En el capítulo 4 se analizó el comportamiento en larvas de Rhinella schneideri, Physalaemus albonotatus y Scinax nasicus ante la presencia de señales químicas de predadores y diferentes densidades de larvas, siguiendo el diseño realizado en el capítulo anterior. Los resultados indicaron que la densidad promueve diferentes niveles de actividad en las larvas, observándose un incremento en la actividad cuando la densidad es alta. A su vez en la mayoría de las especies se observó una tendencia a alejarse de la zona de riesgo, indicando un comportamiento antipredador en las larvas, cuya intensidad varió entre las diferentes especies de presas y el tipo de predador al que fueron expuestas. En el capítulo 5 se analizó el efecto de la variación en el volumen de agua sobre la morfología, crecimiento, y desarrollo en larvas de Rhynella schneideri y Physalaemus albonotatus. Las larvas de anfibios estuvieron expuestas a una constante reducción y aumento del volumen de agua, a fin de determinar la influencia del hidroperiodo sobre las mismas. En estas experiencias no se observaron diferencias en las variables consideras, indicando que el hidroperiodo no tuvo una influencia significativa sobre las mismas. Sin embargo se observó que larvas características de ambientes semipermanentes presentaron mayores tiempos de desarrollo que aquellas que habitan ambientes más temporarios.

El refuerzo longitudinal dentro de elementos de hormigón armado puede ser solicitado en compresión a niveles que lo lleven a la falla, comúnmente por del pandeo de las barras. Las observaciones experimentales de este fenómeno muestran que el pandeo puede producirse en longitud igual a la separación de refuerzo transversal (pandeo local de refuerzo) o incluso alcanzar una longitud mayor, deformando los estribos dentro del tramo involucrado (pandeo global de refuerzo). El objetivo del presente trabajo es representar el comportamiento del refuerzo longitudinal en compresión monotónica considerando el caso de pandeo global, introduciendo el efecto del refuerzo transversal en el análisis. Con estos fines se adapta el modelo existente de Massone & Moroder (2009) modificado por Lacaze (2009) que concentra la curvatura en el giro de 4 rótulas plásticas y reproduce la curva σ-ε de una barra en pandeo local. La adaptación realizada consiste en introducir las fuerzas asociadas al refuerzo transversal dentro de la longitud de pandeo. Los estudios sobre el tema indican que la inclusión de los estribos debe ir acompañada por el efecto que la expansión del núcleo de hormigón tiene sobre ellos, para no sobreestimar su rigidez. Luego se requiere: (1) modelar la expansión del hormigón que efectivamente afecta a los estribos, lo cual se realiza considerando el modelo de Pantazopoulou (1998) ajustada a mediciones experimentales de la literatura; y (2) modelar la forma en que afectan las fuerzas de los estribos a la barra, para lo cual se considera que parte de la fuerza se transfiere directamente al núcleo de hormigón en expansión y el resto es equilibrado por esfuerzos internos en la barra. Para determinar el largo de pandeo de la barra se evalúa su comportamiento para modos de falla de 1 a 10 (donde el modo "i" considera una longitud igual a “i” veces el espaciamientos de estribo, incluyendo en el análisis los “i-1" estribos dentro del largo) y se elige aquel modo que entrega el menor máximo de tensiones. Este criterio para seleccionar el modo de pandeo es consistente con el criterio de carga crítica de pandeo ampliamente usado. El modelo propuesto es validado por el modo de pandeo que reproduce comparándolo con los resultados obtenidos en otros modelos y observaciones experimentales presentes en la literatura. Los errores en la predicción del modo son comparables a los del modelo de Dhakal & Maekawa (2002), permitiendo además, obtener la curva σ-ε para la barra en pandeo global. Los resultados obtenidos tienden a estar ligeramente bajo los observados, mostrando una tendencia a entregar modos de pandeo impares y no capturar de buena forma los casos donde el refuerzo longitudinal es de acero de alta resistencia. El promedio de error en la predicción del modo es de -0.59, el cual es un valor razonablemente bueno considerando que la batería de ensayos utilizada abarca modos de falla observados de 1 a 8.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / En este trabajo de título se estudia la variación sonora de los platillos de percusión frente a los procesos a los que es sometido a lo largo de la fabricación. Esto con miras a desarrollar un proceso de fabricación de platillos moderno y de calidad, y abrir la posibilidad de creación de nuevos sonidos. Sabiendo a priori que los procesos de manufactura particulares en la fabricación de platillos alteran la forma y a su vez generan esfuerzos residuales en la pieza trabajada, se plantea en este trabajo una metodología de construcción y experimentación que permita separar las variables de cambio de forma y esfuerzos residuales que afectan en el sonido. Se construyeron cuatro prototipos de platillo, uno de prueba y tres funcionales de distintas medidas y sometidos a diferentes combinaciones de procesos. Entre cada proceso de cambio de forma se realizó un tratamiento térmico de alivio de tensiones con el objetivo de eliminar esfuerzos residuales internos en la pieza. Antes y después de cada sesión de alivio de tensiones se realizaron mediciones de dureza y digitalización de la forma en 3D pera verificar que la forma ni las propiedades mecánicas no variaron significativamente por causa del tratamiento térmico. Se realizaron mediciones acústicas vía micrófono al término de cada proceso de manufactura y tratamiento térmico. Las mediciones acústicas fueron tratadas en código Python para obtener espectrogramas comparables entre sí. Además, luego de cada proceso se realizó un análisis cualitativo de la percepción del sonido. Los resultados obtenidos comprueban que la metodología de medición es válida, y sugieren que el sonido se vuelve más complejo a medida que se trabaja el platillo. En particular, el embutido de campana genera peaks aislados en las frecuencias altas y una zona extra de percusión en el mismo platillo de sonido más brillante. Los procesos de martillado, repujado y torneado cambian la forma y complejizan el espectrograma, lo que se traduce en un sonido más articulado, complejo (mayor cantidad de armónicos percibibles) y oscuro. Los tratamientos térmicos de alivio de tensiones complejizan aún más el espectro, activando una amplia gama de frecuencias bajas a altas y que perduran por más tiempo vibrando. Los resultados sugieren que los procesos de deformación plástica producen estados de esfuerzos residuales complejos que afectan en la rigidez y amortiguamiento de la pieza, lo que se traduce en variaciones de amplitud, permanencia en el tiempo del sonido y frecuencias dominantes. En particular, la aplicación de procesos de tratamiento de alivio de tensionesmodifican las características vibratorias, produciendo un sonido más brillante, complejo, potente y que perdura por más tiempo. Debido a esto, el tratamiento térmico de alivio detensiones tiene el potencial de utilizarse

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La tesis está principalmente dedicada al modelado y simulación de sistemas neuronales. Entre otros aspectos se investiga el papel del ruido cuando actua sobre neuronas. El fenómeno de resonancia estocástica es caracterizado tanto a nivel teórico como reportado experimentalmente en un conjunto de neuronas del sistema motor. También se estudia el papel que juega la heterogeneidad en un conjunto de neuronas acopladas demostrando que la heterogeneidad en algunos parámetros de las neuronas puede mejorar la respuesta del sistema a una modulación periódica externa. También estudiamos del efecto de la topología y el retraso en las conexiones en una red neuronal. Se explora como las propiedades topológicas y los retrasos en la conducción de diferentes clases de redes afectan la capacidad de las neuronas para establecer una relación temporal bien definida mediante sus potenciales de acción. En particular, el concepto de consistencia se introduce y estudia en una red neuronal cuando plasticidad neuronal es tenida en cuenta entre las conexiones de la red.

La epilepsia del lóbulo temporal mesial (ELT) es la causa más común de epilepsia farmacoresistente y se puede beneficiar de terapias alternativas como la neurocirugía. Las alteraciones cognitivas más frecuentes en estos pacientes son en el lenguaje y la memoria. Mediante técnicas de resonancia magnética funcional, la presente tesis aborda dos objetivos: 1) la creación de un protocolo para la evaluación prequirúrgica de las funciones del lenguaje y la memoria y 2) el estudio de los procesos de plasticidad cerebral y sus consecuencias funcionales en los pacientes con ELT. Para alcanzar el primer objetivo, se validó en una muestra de participantes sanos una tarea de lenguaje receptivo: la Verificación de Oraciones. En referencia al segundo objetivo, los resultados de la aplicación del protocolo en los pacientes mostraron una reorganización del lenguaje y la memoria. En cuanto al lenguaje, y especialmente en los pacientes con ELT izquierda, encontramos un aumento de las activaciones contralesionales en áreas frontales y temporoparietales que resultan funcionalmente beneficiosas para el rendimiento neuropsicológico en pruebas de lenguaje y memoria verbal. En cuanto a la memoria, ambos tipos de pacientes mostraron una disminución generalizada de las activaciones temporales mesiales, especialmente relevante en áreas ipsilesionales, siendo la preservación de la actividad ipsilesional la que correlacionaba con la preservación de la memoria verbal. En conclusión, los pacientes con ELT mostraron una reorganización de las redes neuronales que sustentan el lenguaje y la memoria, que siguen patrones diferentes, y cuyas consecuencias funcionales son relevantes a la hora de predecir la probabilidad de déficit postquirúrgico.

Título de Biólogo con mención en Medio Ambiente / En Chile los ríos presentan alta variabilidad ambiental en la conductividad, este parámetro es un estresor de los organismos acuáticos y sirve para estimar el grado de perturbación de los ríos. Los efectos de la conductividad sobre los macroinvertebrados bentónico son contexto-dependientes y pueden usar mecanismos homeostáticos que son necesarios para mantener su concentración interna de solutos. Existen respuestas que pueden darse en macroinvertebrados como resultado de (entre otros fenómenos) adaptación local y plasticidad fenotípica. Un organismo que habitan este tipo de sistemas lóticos dentro de los macroinvertebrados bentónicos es Smicridea annulicornis. Proponemos que S. annulicornis responde plásticamente en sus rasgos de desempeño a distintas conductividades y que depende de la cuenca de origen. Las capturas del macroinvertebrado fueron hechas en ríos de las cuencas de Choapa, Maipo y Maule. Se determinó que los rasgos nado, protección y caminata poseen diferencias significativas entre poblaciones en asociación al tamaño corporal. Mientras que al considerar la cuenca hidrográfica los rasgos nado, protección y flexión poseen diferencias significativas entre poblaciones lo que se puede interpretar como adaptación local, solo caminata presenta estas diferencias significativa en interacción de conductividad con cuenca. No existieron estas diferencias en los rasgos con conductividad por lo no se podría expresar plasticidad fenotípica. Comprobamos que los rasgos de desempeño S. annulicornis dependen de la cuenca de procedencia lo que se podría interpretar como adaptación local y que la conductividad no afecta estas respuestas. / In Chile rivers have high environmental variability in conductivity, this parameter is a stressor of aquatic organisms and serves to estimate the degree of disturbance of rivers. The effects of conductivity on benthic macroinvertebrates are context-dependent and can use homeostatic mechanisms that are necessary to maintain their internal concentration of solutes. There are responses that can occur in macroinvertebrates as a result of (among other phenomena) local adaptation and phenotypic plasticity. An organism that inhabits this type of lotic systems within the benthic macroinvertebrates is Smicridea annulicornis. We propose that S. annulicornis responds plastically in its performance traits to different conductivities and that it depends on the basin of origin. The macroinvertebrate catches were made in rivers of the Choapa, Maipo and Maule basins. It was determined that swim, protection and trek traits have significant differences between populations in association with body size. While when considering the watershed the swim, protection and flexion features have significant differences among populations that can be interpreted as local adaptation, only trek presents these significant differences in conductivity interaction with basin. These differences did not exist in the traits with conductivity so it is not express phenotypic plasticity. We found that S. annulicornis performance traits depend on the basin of origin, which could be interpreted as local adaptation and that conductivity does not affect these responses. / El financiamiento de este estudio está inserto dentro de los proyectos FONDECYT N° 1114098 a cargo del Dr. Mauricio José Carter Montecinos (Co-director de tesis) y Nº 1150348 a cargo del Dr. R. Ramos.

En el diseño de elementos de piping especiales, como elementos con ramificaciones o cruces, las normas correspondientes ASME B31.3 y B31.11, proponen un procedimiento llamado método de las áreas equivalentes. En la literatura no se encuentra directamente la justificación de este método, el cual se ve completamente razonable. Sin embargo cuando el diámetro de los elementos que se intersectan, cambian, la porción de pared restante tiene un comportamiento mecánico diferente. En este escenario el estudio de un caso particular sorprendió dado que el método de elementos finitos predecía, a geometrías similares, tensiones superiores a la de fluencia. El objetivo principal de este trabajo es evaluar detalladamente este tipo de situaciones, realizando un estudio comparativo del comportamiento elasto-plástico de las ramas y cruces en un sistema de piping con respecto al procedimiento que indica la norma ASME, para casos de refuerzos extruidos y soldados. Con esto se busca evaluar el efecto que produce una condición de deformación plástica localizada en la redistribución de tensiones locales, en especial ver el efecto y magnitud que tienen las deformaciones locales en la estructura. Los resultados obtenidos utilizando el método de elementos finitos (cálculo aceptado por la norma) muestran que, en todos los casos, existen zonas críticas en la parte superior e inferior de la intersección de las líneas de piping. En estas zonas se sobrepasa el esfuerzo admisible y el límite de fluencia del material (pero siempre bajo el límite de ruptura), abarcando una porción importante de esta intersección. Los casos extruidos presentan menores niveles de esfuerzos que en los casos soldados. Se obtuvo que la porción de pared restante en la línea principal, luego de la perforación, genera mayores tensiones con el aumento de diámetro del arranque producto de la mayor flexibilidad de esta pared. Se concluye que es razonable entender por qué se ha tenido un buen funcionamiento de la metodología ASME, a pesar de haberse detectado tensiones locales que exceden los valores admisibles. Esto se explica por tener tensiones bajo del límite de ruptura y por la buena capacidad de redistribución de la energía de deformación en las zonas críticas ante incrementos de presión. Se recomienda realizar un estudio detallado utilizando el método de elementos finitos para casos de relaciones de diámetros superiores a 90%. Para los casos soldados, se recomienda preferir aquellos refuerzos que contemplan además un refuerzo en zona del arranque. Para una mejor modelación, es importante tener en cuenta las deformaciones residuales generadas en la fabricación de los sistemas extruidos.

Ingeniero Civil / Este trabajo tiene como objetivo modelar el comportamiento del pandeo local del ala en vigas doble T de acero. Para tal efecto, se adaptó el modelo propuesto por Massone & Moroder (2008), que luego fue modificado por Lacaze (2009), para el pandeo en barras de refuerzo en muros de hormigón armado, subdividiendo las alas de la vigas en barras circulares que tuvieran un área equivalente a una sección cuadrada de ancho igual al espesor del ala. Se consideró realizar el análisis en el programa de elementos finitos OpenSees, el cual posee las herramientas para poder definir de manera adecuada el problema. La versión de Opensees que se utiliza en el modelo es la v. 2.3.2. En esta memoria se considera sólo el caso de una viga sometida a una carga puntual, considerando que la viga falla según el Modo 1 definido por Earls (2000), es decir, que existe pandeo en el plano de la sección. Los resultados de los análisis son comparados con ensayos experimentales realizados por SAC 1997-06, donde se registra el momento último v/s la capacidad de rotación de la viga, cuando se ve sometida a cargas cíclicas debido a un desplazamiento vertical en el apoyo de la viga. La metodología utilizada consistió en una recopilación de antecedentes e información sobre el pandeo local en vigas de acero. Luego, se reprodujo el modelo propuesto por Massone & Moroder (2009) en Opensees, y finalmente, una vez terminado el modelo, se implementó éste a una viga de acero con sección transversal doble T. Los resultados sugieren que el modelo es capaz de reproducir correctamente el pandeo en una viga de acero, cuando se ve sometida a un esfuerzo de flexión

Ingeniero Civil Estructural / El sismo de febrero de 2010 dio pie a una modificación de la norma de diseño para elementos de hormigón armado oficializándose el decreto D.S N°60. Este propone dos maneras de estimar el nivel de daño en muros para una determinada demanda sísmica. La primera corresponde a un modelo simplificado de rótula plástica mientras que la segunda considera una aproximación más refinada tomando en consideración la componente elástica e inelástica para estimar las curvaturas últimas. En este trabajo se comienza analizando la componente elástica obteniendo expresiones para la curvatura de fluencia y la capacidad de desplazamiento elástico calibrándolas mediante un modelo de fibras numérico no lineal. Estas expresiones son obtenidas para muros de sección rectangular y T, tanto para el ala como el alma en compresión. Se encontró que la componente elástica es altamente dependiente de la carga axial y la cuantía de refuerzo de borde. Por otro lado, se estudia el impacto del acoplamiento en la componente elástica de los muros mediante un nuevo modelo de muros acoplados por losas, encontrándose una gran disminución de la capacidad de desplazamiento asociada a un acoplamiento alto. El estudio de la componente inelástica, por otra parte, permite obtener expresiones generales para estimar la longitud de rótula plástica en función de la deriva (drift) inelástica y de la deriva (drift) total, las cuales son calibradas a partir de análisis numéricos. Estas ecuaciones son utilizadas luego para estimar las curvaturas últimas de los muros mediante las expresiones (1.1), propuesta por el decreto, y una nueva que reemplaza la expresión (1.2) de la misma norma. Esta nueva ecuación toma en consideración las propiedades de los aceros comúnmente utilizados en Chile y es conservadora obteniendo en promedio un factor de seguridad 2.0 en el cálculo de las curvaturas últimas. Finalmente se observó que estimar curvaturas últimas utilizando el modelo simplificado de rótula plástica, en el cual se asume una longitud de rótula igual a 0.5lw, tiene desventajas pues no es conservadora en un gran número de casos y es excesivamente conservadora en otros.