En esta Tesis estudiamos mediante simulaciones de dinámica molecular el comportamiento estructural y dinámico del agua pura o bulk como así también en diferentes contextos de nanocon finamiento, particularmente en sistemas biológicos y en superficies modelo como lo son una una placa de grafeno, nanotubos de carbono y monocapas autoensambladas de alcanos (SAMs). Específicamente nos interesa estudiar la relevancia del agua en la unión de proteínas y en el diseño de drogas, como así también en procesos de autoensamble de materiales sintéticos en ciencia de materiales y química supramolecular en medio acuoso. Nuestras simulaciones de agua pura (Capítulo 2) o bulk avalan y profundizan el hecho de que, tanto en el régimen de temperaturas de líquido normal como de líquido sobreenfriado, el agua está formada por zonas de alta y baja densidad local (HDL y LDL respectivamente) [140, 145, 133, 111, 142, 134, 135, 27]. Específicamente, en colaboración con el Prof. Francesco Sciortino de la Universidad de Roma, La Sapienza, exploramos la robustez y validez (para diferentes densidades y temperaturas) de un método para determinar ambos tipos de moléculas (HDL y LDL) (Subsección 2.2.1), como así también determinamos la calidad geométrica de la estructura local de las mismas. Estudiamos la dependencia con la temperatura de la fracción de moléculas estructuradas (Subsección 2.2.4) y observamos que la misma puede ajustarse con una exponencial negativa, lo cual brinda un sustento al modelo de doble estado o two state para agua propuesto por el Prof. H. Tanaka [142, 134, 135]. Por otro lado estudiamos la estructura y orientación, en función de la temperatura, del agua de hidratación de la proteína lisozima y de una superficie modelo como lo es una placa de grafeno (Capítulo 3). Observamos que el ordenamiento local tetraédrico del agua mejora con el descenso de la temperatura, y en el caso de la placa de grafeno, las primeras capas de hidratación muestran una tendencia a asemejarse estructuralmente al hielo hexagonal Ih (Subsección 3.2.2), hecho similar al que ocurre en la interfase agua-aire pero en el sentido contrario a lo largo del ejec del plano basal [86]. En cambio, en el caso de las primeras capas de hidratación de la lisozima encontramos indicios de ambos tipos de comportamientos mencionados, junto con la tendencia de algunas moléculas de agua más próximas a la superficie a formar puentes de hidrógeno con la proteína (Subsección 3.2.2). Mostramos que estas primeras capas de hidratación presentan una mejor estructura local que el bulk a temperatura ambiente, sin embargo la interfase introduce una restricción geométrica que reduce tanto la coordinación tetraédrica típica del agua bulk como la densidad local de las moléculas de agua adyacentes a la superficie. Por lo tanto dichas moléculas de agua tienden a formar tres puentes de hidrógeno con sus moléculas vecinas con el fin de lograr la máxima coordinación posible por puente de hidrógeno. Abordamos también la hipótesis de la existencia de una transición de primer orden entre las dos fases líquidas del agua propuestas (agua líquida de baja densidad local y alta densidad local, LDL y HDL respectivamente). Esta supuesta transición líquido-líquido del agua estaría dada por la continuación de la línea de coexistencia de las fases HDA y LDA (donde HDA y LDA son simplemente las correspondientes formas vítreas) en el diagrama de fases del agua líquida sobreenfriada y la cual terminaría en un segundo punto crítico del agua, un punto crítico líquidolíquido [140, 108]. La extensión de la supuesta línea de coexistencia entre estas dos fases líquidas más allá del supuesto punto crítico líquido-líquido, se conoce con el nombre de línea de Widom [87]. Así nuestras simulaciones evidencian, a través de diferentes parámetros estructurales, la existencia de una transición dinámica en el agua de hidratación, compatible con la transición líquido-líquido, incorrectamente asociada con una transición vítrea de proteínas (Subsección 3.2.3). El conocimiento desarrollado sobre el agua de hidratación nos condujo naturalmente a estudiar específicamente el papel que juega el agua en diferentes sistemas biológicos. De esta manera y en colaboración con el Prof. Ariel Fernández, estudiamos la dinámica del agua de hidratación en proteínas en base a un enfoque, basado en sus desarrollos previos [2, 48, 113, 114, 79], que codifica el comportamiento del agua nanoconfinada en un motivo estructural, los llamados dehidrones, los cuales representan defectos de empaquetamiento dados por puentes de hidrógeno, de la cadena principal de la proteína, desprotegidos o expuestos al efecto disruptivo del agua de hidratación. Los dehidrones resultan ser \pegajosos" al requerir del \arropamiento" o protección intermolecular por parte de grupos hidrofóbicos promoviendo así la asociación con ligandos. En este sentido demostramos (Capítulo 4) que dichos motivos estructurales en proteínas muestran una propensión a la deshidratación local y por ende representan regiones de alta hidrofobicidad local en proteínas. Es esta tendencia a la labilización del agua circundante que poseen dichos motivos la que promueve la asociación de ligandos (otras proteínas o drogas) que deben reemplazar al agua de hidratación y así completar la desolvatación o secado de estas interacciones. Este efecto, en el cual basicamente un tercer cuerpo no polar \protege" a una interacción electrostática contribuyendo a la deshidratación o exclusión del agua de la misma se denomina cooperativismo molecular (Sección 4.2). En consecuencia el tratamiento y estudio de las interfases proteína-proteína en base a este enfoque presentado anteriormente, implica un cambio de paradigma o, cuanto menos, un cambio en el nivel de análisis de este tipo de sistemas. Así, en el marco de esta colaboración desarrollamos en el seno de nuestro grupo de investigacion un alanine scanning in silico o computacional (Subsección 5.2.1), basado en estos conceptos, y así logramos predecir satisfactoriamente los hot spots de un conjunto de complejos proteína-proteína y verificar la importancia de las interacciones de tres cuerpos o cooperativas en la asociación de proteínas [18]. Específicamente logramos racionalizar la naturaleza de los hot spots y así de las interacciones en las interfases proteína-proteína, un problema que desde hace mucho tiempo no ha podido resolverse dado que solo se han considerado enfoques basados en la aditividad de las interacciones de a pares [2]. Estos conceptos son también de vital importancia para el dise~no racional de peque~nas moléculas disruptivas de interfases proteína-proteína, las cuales, en base a un dise~no racional, pueden imitar la capacidad \protectora" de los hot spots. Consecuentemente verficamos la importancia de las interacciones de tres cuerpos o cooperativas en la interacción entre drogas y proteínas (Capítulo 6) al verificar que un conjunto de drogas disruptivas de interfases proteína-proteína tienden a mimetizar las interacciones cooperativas intermoleculares de la proteína que reemplazan [19]. En base a estos conceptos también estudiamos el caso particular de la mutación oncogénica Y220C de la proteína p53 (Sección 6.2) [59, 149, 137, 115, 90, 69] conocido como el \guardián del genoma", el cual se encuentra mutado en la mitad de los casos de cancer en seres humanos, como así también estudiamos y optimizamos la función de rescate sobre el p53 de la molécula PhiKan083 desarrollada por el grupo del Prof. Alan Fersht. Finalmente en la última parte de esta Tesis extendemos preliminarmente las nociones anteriores al ámbito de la ciencia de materiales en medio acuoso (Capítulo 7). Sin embargo, en estos contextos mucho más amplios la existencia de un motivo estructural prevalente no emerge claramente dada la heterogeneidad de sistemas de estudio. Por lo tanto, como primer paso, es necesario para este contexto desarrollar medidas eficaces de la hidrofobicidad local. Así, resulta de interés estudiar modelos simples de los cuales extraer principios generalizables. Estas cuestiones se~nalan un camino de continuidad de todo el trabajo expuesto hasta esta etapa, donde esperamos que el desarrollo de enfoques más generales, sean de gran utilidad en el ámbito de la ciencia de materiales y la bioingeniería, en donde también operan otras interacciones no covalentes no contempladas en los temas expuestos anteriormente y en donde se necesite un grado de detalle o resolución mayor al que hemos utilizado anteriormente. En ese sentido estudiamos diferentes parámetros como las uctuaciones de densidad y tiempos de residencia de agua alrededor de una placa de grafeno, en el exterior de nanotubos de carbono de pared simple (Subsección 7.2.1), en superficies de monocapas autoensambladas de alcanos (SAMs) y en poros o cavidades de diferente tamaño talladas en la superficie de las SAMs (Subsección 7.2.2). En ese sentido verificamos el concepto de que las uctuaciones de densidad de agua representan una buena medida de la hidrofobicidad/hidrofilicidad de las superficies [70]. Por último, en el marco de una colaboración con el Prof. Pablo Debenedetti de Princeton University demostramos que las uctuaciones de densidad de agua alrededor de una placa de grafeno (un material ampliamente considerado como prototipo hidrofóbico) son practicamente idénticas a las uctuaciones sobre una superficie hidrofílica y muy diferentes de aquellas para una superficie hidrofóbica como las SAMs, lo cual denota un comportamiento hidroffilico de las superficies graffíticas [37]. Mostramos que dicho comportamiento hidrofíico del grafeno se traduce en un comportamiento de interés práctico: previene la agregación de dos placas de grafeno. / In this Thesis we studied, by means of molecular dynamic simulations, the structural and dynamic behavior of both bulk water and water within diferent nanoconfnemet conditions. Particularly, we studied biological systems like proteins and model surfaces like graphene sheets, carbon nanotubes and self-assembled monolayers (SAMs). We focused on the role of water in protein binding, in drug design, and also in the self-assembling of synthetic materials within an aqeous environment. Our simulations of bulk water (Chapter 2) both support and deepen the picture of water as being composed by zones of high density liquid water and low density liquid water (HDL and LDL respectively) for a range of temperatures between normal and supercooled liquid [140, 145, 133, 111, 142, 134, 135, 27]. Specifically, in collaboration with Prof. Francesco Sciortino (Universitá di Roma, La Sapienza), we studied the robustness and validity (for diferent temperatures and densities) of a method to determine both kind of molecules (HDL and LDL) (Subsection 2.2.1). We also determined the geometrical quality of the local structure of these kinds of molecules. In this context, we investigated the temperature dependence of the fraction of structured molecules (Subsection 2.2.4) and we observed that it might be described by a negative exponential function, which provides support to the two state model for water of Prof. H. Tanaka [142, 134, 135]. On the other hand, we studied the structure and orientation, as a function of temperature, of the hydration water of the lysozyme protein and of a model surface, namely a graphene sheet (Chapter 3). We observed an improvement of the tetrahedrical local order of water with decreasing temperature. In the case of the graphene sheet, we demonstrated that the first hydration layers exhibit a tendency to resemble hexagonal ice Ih (Subsection 3.2.2), similarly to the water-air interface but in the opposite way along the c-axis of the basal plane [86]. In turn, in the case of the first hydration layers of the lysozyme protein we found evidence of both kinds of behaviors, along with a clear trend of a fraction of the water molecules close to the surface to form hydrogen bonds with the protein (Subsection 3.2.2). We showed that these first hydration layers present a better local structure than the bulk at room temperature. However, the interface introduces a geometrical restriction that reduces both the tetrahedrical coordination typical of bulk water and the local density of the water molecules adjacent to the surface. Therefore these molecules tend to form three hydrogen bonds with neighboring water molecules to achieve the maximum coordination possible. Also, we addressed the hypothesis of the existence of a first order transition between two phases of liquid water (HDL and LDL). This supposed liquid-liquid transition of water would be given by the continuation of the coexistence line of the HDA and LDA phases (where HDA and LDA are the respectively vitreous forms) in the supercooled liquid phase diagram of water which would end in a second critical point of water, a liquid-liquid critical point [140, 108]. The extension of this coexistence line beyond the supposed liquid-liquid critical point is known as the Widom line [87]. Within this context, our simulations showed, by means of diferent structural parameters, the existence of a dynamic transition in hydration water, compatible with the proposed liquid-liquid transition and usually incorrectly associated with a \protein glass transition" (Subsection 3.2.3). The knowledge developed for hydration water led us to study the role of water for diferent biological systems. Thus, and in collaboration with Prof. Ariel Fernandez, we studied the dynamical behavior of protein hydration water based on an approach derived by his previous studies [2, 48, 113, 114, 79] which encodes the behavior of nanoconfined water in a structural motif, the so-called dehydron, which represents a packing defect given by backbone hydrogen bonds exposed to the disruptive efect of water. Dehydrons are found to be \sticky" since they require additional intermolecular \wrapping" (protection by hydrophobic groups) thus promoting protein association. In this sense, we showed (Chapter 4) that such protein structural motifs exhibit a local dehydration propensity, thus representing regions of high local hydrophobicity. This labilization of vicinal water promotes the association of ligands (other proteins or drugs) which must replace hydration water in order to bind and which thus complete the dehydration of the underwrapped intramolecular interactions of the target protein. This efect, in which a third non polar body \protects" an electrostatic interaction from the disruptive efect of water is defined as a molecular cooperativity process (Section 4.2). Thus, the study of protein-protein interfaces based on this approach implies the introduction of a new paradigm or, at least, a change in the level of analysis of this kind of systems. In the context of a collaboration with Prof. Ariel Fernandez, we designed an in silico alanine scanning scheme (Subsection 5.2.1) which succeeded in predicting the hot spots of a group of proteinprotein complexes and verified the relevance of the three-body interactions for protein association [18]. Specifically, we rationalized the nature of the protein hot spots and, thus, of the proteinprotein interactions, a problem that had been unsolved for many years due to the fact that it had only been considered in terms of the additivity of pairwise interactions [79]. These concepts are also very important for the rational design of small molecules disruptive of protein-protein interfaces which could mimic the protective function of the hot spots. Therefore we studied the importance of the three-body interactions for drug binding (Chapter 6), thus verifying that a group of drugs disruptive of protein-protein interfaces do in fact tend to mimic the cooperative interactions of the protein that they replace [19]. Within this framework we also studied the particular case of the oncogenic mutation Y220C in protein p53 (Section 6.2) [59, 149, 137, 115, 90, 69], a protein known as the \genome guardian" which is mutated in half of the cases of human cancer. Besides, we studied and optimized the rescue function of the small molecule PhiKan083 for the Y220C mutation developed by the group of Prof. Alan Fersht. Finally, the last part of this Thesis is devoted to a preliminary study to extend the abovementioned notions to the eld of materials science within an aqueous enviroment (Chapter 7). However, the existence of a prevalent structural motif is not evident for this wider context because of the heterogeneity of the systems under study. Thus, as a rst step it becomes necessary to develop e ective measures of local hydrophobicity of relevance for this context. Thus, we studied simple models from which to extract generalizable principles. These issues point out a way of continuity for our work, where we expect that the development of more general approaches would be useful for the elds of materials science and bioengineering where other non-covalent interactions might be operative and where a resolution higher than the one we used in previous works would be demanded. In this sense we studied di erent parameters like water density uctuations and water residence times at a graphene sheet, outside single-wall carbon nanotubes (Subsection 7.2.1), on the surface of alkane SAMs and inside pores of di erent size carved on the surface of the SAMs (Subsection 7.2.2). In that way we veri ed that the quanti cation of water density uctuations represents a good measure of the surface hydrophobicity/hydrophilicity [70]. 12 Within this context, and in collaboration with Prof. Pablo Debenedetti of Princeton University, we calculated water density uctuations for graphene (a material widely regarded as a prototype hydrophobe) to show a typical hydrophilic behavior [37], and we demonstrated that parallel graphene sheets present a tendency to remain fully hydrated and thus, they do not autoensemble to undergo a hydrophobic collapse like model hydrophobic surfaces we used as a control

Ingeniero Civil Mecánico / La presencia de una grieta en una estructura, no solo varía las propiedades mecánicas del material, sino que también influye sobre sus características dinámicas. Es por esa razón que el monitoreo de las vibraciones de una estructura es una técnica muy utilizada en ingeniería y permite la detección temprana del daño. Generalmente, la decisión del posicionamiento de sensores de monitoreo, pasa por el juicio y la experiencia del ingeniero a cargo; sin embargo, un error puede provocar que el daño no se detecte. Se han desarrollado variados métodos de optimización de posición de sensores que monitorean el comportamiento dinámico de la estructura. Sin embargo, hasta hoy no existe un procedimiento estándar que optimice la posición y el número de sensores a utilizar, enfocado en la identificación del daño. Se desea desarrollar una metodología para optimizar la posición y número de sensores de monitoreo dinámico en una estructura tipo viga, utilizando algoritmos genéticos paralelos. En particular, se desea encontrar la configuración óptima de sensores cuando se monitorean las frecuencias de anti-resonancia de la estructura. El algoritmo genético es un método de optimización basado en la teoría de la evolución de Darwin, el que ha cobrado una alta popularidad en todo el mundo durante los últimos años, debido a su robustez y a su independencia de la función objetivo. Es un algoritmo matemático que transforma un conjunto de objetos matemáticos usando operaciones modeladas de acuerdo al principio Darwiniano de reproducción y supervivencia del más apto. Dentro de estas operaciones genéticas destacan la mutación y la recombinación sexual. Cada uno de estos objetos matemáticos suele ser una cadena de caracteres (letras o números) de longitud fija denominado cromosoma. Cada gen dentro del cromosoma representa una variable a optimizar. La aptitud de cada cromosoma se mide evaluando en la función objetivo. V Para desarrollar esta metodología, primeramente se encontraron las frecuencias de anti-resonancia de la estructura y luego se determinó su sensibilidad al daño. Seguidamente, se define una función objetivo que relacione la información al daño y la ubicación de los sensores. Esta función es optimizada a través de la programación de algoritmos genéticos paralelos. Finalmente, se realiza una verificación experimental de la metodología creada, utilizando un algoritmo de detección de daño disponible y datos experimentales. Para la programación en elementos finitos y algoritmos genéticos, se utiliza el software MatLab y su extensión GAOT. Para la verificación experimental, se trabajará en el laboratorio de sólidos Mecesup ubicado en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Este trabajo es parte del proyecto Fondecyt de iniciación Nº 11110446 desarrollado por la Dra. en Ingeniería Viviana Meruane, Profesora Guía de este Trabajo de Título.

Ingeniero Civil Matemático / La presente memoria tiene como objetivo estudiar subshifts generados por sustituciones multidimensionales. Los sistemas dinámicos generados por sustituciones unidimensionales han sido ampliamente estudiados y existe una vasta teoría al respecto [6]. Un teorema importante de la teoría en el caso multidimensional fue demostrado el año 1989 por Mozes [18] y clasifica una gran cantidad de sistemas generados por Z^2-sustituciones dentro de la clase de Z^2-subshifts de tipo sófico. Dicho teorema si bien es bastante general y permite comprender mejor las propiedades dinámicas de estos sistemas, no abarca la clase de subshifts límites generados por una sustitución, ni tampoco entrega información sobre si los sistemas generados por sustituciones son Z^2-SFT de tipo finito o no. Una extensión del teorema de Mozes para el caso de subshifts límites generados por Z^2-sustituciones cuadradas de tamaño 2 fue probada recientemente por Ollinger [16]. La primera parte de este trabajo entrega algunos conceptos básicos de sistemas dinámicos topológicos y de dinámica simbólica que son necesarios para entender los argumentos que se utilizan en el resto del escrito. Posteriormente se estudian las Z^d-sustituciones junto con los sistemas dinámicos generados por ellas y se introduce el teorema de Mozes [18]. Luego se estudia el embaldosado de Robinson [23], el cual es un ejemplo clásico de un Z^2-SFT no vacío sin puntos periódicos que posee una estructura jerárquica interesante. Dicho sistema se generaliza de modo tal que dependa de dos números naturales k,l >=2 de modo tal que la estructura jerárquica tenga formas rectangulares que dependen de k y l. En el capítulo siguiente se extiende el resultado de Mozes para el caso de Z^2-subshifts límites generados por sustituciones rectangulares de tamaño arbitrario, así generalizando el resultado de Ollinger a un contexto más amplio. Para ello se utiliza una técnica distinta que emplea la estructura del embaldosado de Robinson generalizado para codificar en una secuencia de látices contenidos en dicha estructura el pasado completo de un punto de este tipo de subshifts bajo la acción de una sustitución. En el último capítulo se discute brevemente el problema de clasificar los subshifts generados por Z^2-sustituciones en subclases de los Z^2-subshifts de tipo sófico y posteriormente se estudia la existencia de Z^2-SFT minimales que no se reducen a una órbita finita y que son generados por sustituciones. Se culmina el capítulo con la construcción explícita de dicho objeto mostrando así que el problema de clasificación debe necesariamente considerar la existencia de dichas estructuras.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Los ensayos realizados en un reómetro rotacional tienen como límite superior de medición la velocidad angular crítica para asegurar un flujo axisimétrico. Para velocidades mayores a ésta, el flujo deja de ser concéntrico y comienza la transición hacia un flujo helicoidal. Este fenómeno fue estudiado para fluidos newtonianos en 1923 por Geoffrey I. Taylor, quien pudo determinar analíticamente la velocidad crítica de estabilidad para el flujo rotacional. Los supuestos realizados en este estudio no permiten extender sus resultados a fluidos no newtonianos, en partículas fluidos con partículas. Las mezclas con partículas tienen ciertas características que los diferencian de los fluidos newtonianos homogéneos; como interacciones entre las fases sólidas y liquidas, migración de partículas, sus efectos sobre los perfiles de velocidad y viscosidad. En el presente trabajo, se estudió el comienzo de inestabilidades de Taylor-Couette para una mezcla no coloidal, con concentración hasta 50\% y relaciones de radio interior y exterior r_i/r_e entre 0.71 y 0.88. Se desarrolló una instalación experimental de Taylor-Couette, con rotación del cilindro interior, capaz de controlar la velocidad de giro y medir el torque en el cilindro interior, identificando de esta manera la velocidad crítica de transición. Este estudio es complementado con un análisis de estabilidad lineal que considera las particularidades de este tipo de mezclas. Finalmente, se compararon los resultados de ambas etapas del estudio con el caso base de un fluido newtoniano homogéneo, determinando así el efecto de las partículas sobre la estabilidad de flujo.

Tesis para optar al grado de Magister en Ciencias de la Ingeniería, mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico. Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Los canales y fiordos australes de Chile son propensos a eventos de proliferación de algas. Un mecanismo que da pie a la generación de estos eventos es la mezcla vertical, la cual transporta nutrientes desde aguas profundas a zonas más someras, generando mayor disponibilidad de nutrientes para los procesos fotosintéticos de las microalgas, lo que permite su proliferación. En un cuerpo de agua estratificado, el perfil de densidad controla el proceso de mezcla vertical, por otra parte, la circulación es controlada por los forzantes y a su vez modifica la estructura de densidad, alterando el régimen de mezcla. Por lo tanto, caracterizar y predecir correctamente la estratificación y la mezcla vertical podría ayudar en el pronóstico de escenarios propensos a eventos de proliferación de algas. Durante el mes de enero de 2014 se realizó una campaña de mediciones en el fiordo Comau (42º22'S, 72º25'W), región de los Lagos, Chile. Éste es un sistema estuarino angosto, de 34 km de largo, con una profundidad media de 350 m. En la campaña se efectuó un monitoreo de la estratificación y variables hidrodinámicas del fiordo utilizando un sistema de medición autónomo diseñado para este propósito. La estratificación se caracterizó con mediciones continuas de temperatura y conductividad a diferentes profundidades y con perfiles diarios de estas variables con una sonda multiparámetro, la cual permitió la medición adicional de fluorescencia asociada a clorofila-a. El campo de velocidades en los primeros 23 m se registró en diversos periodos con un medidor acústico de corrientes ADCP. Por otra parte, se realizó una descripción de los procesos de mezcla vertical mediante un modelo 1D vertical con un cierre turbulento tipo k-ε. Al modelo se le incorporaron los efectos de presiones horizontales barotrópicas inducidas por la marea y baroclínicas inducidas por el viento, las cuales fueron incorporados mediante series de tiempo de gradientes de presiones. Estos gradientes fueron incorporados como términos fuente en las ecuaciones de momentum del modelo. Los resultados de la campaña de terreno indican la presencia de una capa superficial de agua dulce y otra profunda de agua salada con una interfaz de densidades abrupta y somera localizada a 5 m de profundidad y una corriente superficial con una velocidad promedio de 5 cms-1. La variación temporal de la estratificación muestra una correlación con el forzamiento por viento. Los resultados de modelación, que incluyeron los gradientes de marea y circulación baroclínica inducida por el viento, arrojaron una mejora de un 10 % con respecto al caso sin gradientes. Adicionalmente, se realizó una validación en términos de transporte de masa que muestra una relación de los coeficientes asociados a la mezcla vertical del modelo modificado con la distribución vertical de microalgas que concuerda con los resultados de otros experimentos de campo. Los resultados indican que la circulación baroclínica inducida por el viento podría estar modulando la mezcla vertical en el fiordo Comau.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Ingeniero Civil Mecánico / Este estudio presenta simulaciones numéricas del flujo de aire sobre edificios para diferentes configuraciones del entorno urbano. Al pasar sobre un obstáculo, el flujo de aire se acelera, este fenómeno puede ser aprovechado para la instalación de turbinas eólicas de pequeña escala. El principal objetivo de esta investigación es estudiar el recurso eólico cerca de edificios, en función de la configuración del entorno urbano, para así definir emplazamientos que sean favorables y estimar el potencial energético asociado. Esto se hace utilizando el método de volúmenes finitos mediante el software comercial ANSYS Fluent 14.5 y un posterior modelamiento matemático de las soluciones usando Wolfram Mathematica 8.0. A partir los resultados, se encuentra que la potencia disponible usando edificios como concentradores del recurso puede ser hasta 29% mayor que en el flujo libre. Se observa que la configuración urbana, el posicionamiento y el dimensionado de la turbina eólica son factores de gran importancia a la hora de ejecutar un proyecto. Estos resultados son explicados a través de los fenómenos físicos involucrados. Para futuros trabajos se propone incorporar el efecto de la aceleración vertical del aire, considerar más parámetros para describir el entorno urbano y retroalimentar los modelos matemáticos mediante mediciones de viento in-situ.

Magíster en Ciencias, Mención Física / En el proceso para entender el flujo granular en diferentes sistemas ha habido diferentes acercamientos desde la hidrodinámica clásica, la teoría cinética y la teoría de fluctuaciones hidrodinámicas, de modo de obtener ecuaciones tipo hidrodinámica que describan de modo preciso el movimiento de la materia granular en diferentes regímenes. En este trabajo, como punto de partida, se utiliza un enfoque de "grano grueso" (coarse graining) desarrollado inicialmente por Goldhirsch, Zhang y Berringer, para luego ser extendido y utilizado para analizar sistemas bidimensionales y tridimensionales con granos con densidad de masa uniforme, sin dispersión en tamaño, sin grados de libertad rotacional y choques instantáneos. Al margen de estas consideraciones, ninguna otra aproximación relacionada con el estado del sistema (densidad de número, energía, mecanismos de inyección) ha sido utilizada para definir diversas cantidades y derivar un conjunto de ecuaciones de balance para las densidades de masa, momentum y energía. A partir de ellas, e imitando a las ecuaciones de Navier-Stokes, se extraen a su vez otras definiciones de cantidades relevantes. Todas ellas, cantidades definidas, cantidades derivadas y ecuaciones, se han medido en sucesivas simulaciones numéricas de dinámica molecular en 2 y 3 dimensiones. Se ha observado que la metodología utilizada tiene ventajas sobre otros métodos, como por ejemplo la suavidad de la descripción continua de un grano abandonando una celda y la medición precisa de los campos hidrodinámicos locales. Las ecuaciones obtenidas se mantienen consistentes independientemente del tamaño de la celda de medición local, intervalos de tiempo de medición, alta densidad y energía local. Este método es consistente incluso con un número muy reducido de granos en el sistema, tanto en 2 como 3 dimensiones. Esta formulación permite obtener una definición para el tensor de presión que proviene de las ecuaciones de balance de momentum sin otras consideraciones geométricas y, a través de la aproximación de Green-Kubo, obtener un coeficiente de viscosidad de cizalle local. La presión medida en simulaciones numéricas, sin embargo, evidencia diferencias significativas con resultados conocidos en la literatura y esto afecta directamente el cálculo de la viscosidad de cizalle. Estas diferencias se han asociado a problemas intrínsecos con la definición de presión obtenida. Se discuten algunas soluciones a este problema y consideraciones adicionales a las ecuaciones de balance.

Ingeniero Civil / El estudio de flujos granulares resulta importante en distintas aplicaciones industriales, como también para lograr una mejor comprensión de fenómenos naturales. Los flujos granulares que ocurren en la naturaleza muchas veces presentan un gran poder destructivo. Por ello, la predicción de la ocurrencia y comportamiento de éstos a escalas geofísicas resulta de gran interés para el ordenamiento territorial y evaluación del riesgo en asentamientos humanos y numerosas faenas industriales. Se realiza un estudio experimental para analizar la importancia de la reología del fluido en el colapso de una columna de material granular no-cohesivo, en un fluido ambiente que es newtoniano o pseudoplástico, generando desplazamientos de material granular en condiciones controladas. Para esto, se trabaja en una instalación de acrílico rectangular de 0.1 m x 1.4 m x 0.3 m (ancho x largo x alto), la cual se rellena con fluidos ambientes a distintas reometrías y con distintos tipos de materiales granulares. Los experimentos consisten en la generación de un flujo de material granular, el cual se encuentra inicialmente sostenido por una compuerta. Al levantar esta compuerta se genera un flujo de material granular y fluido, el cual permite analizar cómo este flujo es influenciado a medida que se cambia la reometría del fluido ambiente en base a cómo se comporta el material granular en términos de desplazamiento y velocidad en el tiempo. El desarrollo del colapso de material granular típicamente presenta un patrón común independiente del material utilizado. Inicialmente presenta un rápido aumento en su velocidad hasta llegar a un punto de velocidad constante, para finalmente desacelerar hasta llegar al reposo. En este trabajo se pude ver que al trabajar en fluidos pseudoplásticos se genera un flujo secundario debido al esfuerzo de corte entre la compuerta y el fluido ambiente, que genera formas finales distintas a las típicamente conocidas para materiales granulares trabajados en aire. Para los resultados de distancia versus tiempo de materiales granulares en los fluidos ambientes newtonianos, se obtienen las curvas con forma de S que han sido registradas ampliamente en la bibliografía. En base a todos los análisis realizados para los distintos fluidos ambientes, y en particular al mirar los resultados obtenidos para la relación entre la distancia final del frente y la razón de aspecto, se puede concluir que los factores más relevantes dentro de los parámetros estudiados en este trabajo corresponden a la viscosidad del fluido ambiente y la uniformidad del material granular a colapsar. / Financiado por Proyecto Fondecyt 1130910

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión de Personas y Dinámica Organizacional / Cuando hablamos del rol en los contextos públicos y sociales nos referimos constantemente a un concepto que se forja en la interacción y socialización con el sistema laboral con el cual se participa y en el cual se es miembro. Sin embargo este “concepto” no es estático, sino que por el contrario es dinámico y personal, no es un elemento objetivo que exista en la realidad sino más bien es un constructo mental que la persona forja a partir de las relaciones que establece con el medio el cual integra. Es por tanto a través de este constructo que la persona edifica que deriva en comportamientos que pueden ser observados, es así que desde lo conductual se pone de manifiesto su construcción de rol. La importancia de tomar conciencia de nuestro rol en los sistemas laborales que nos desenvolvemos radica en quienes somos, en analizar nuestros propio principio regulador y como nos vamos comportando de acuerdo al rol que cumplimos. El mundo organizacional y laboral muchas veces se vuelve automático dada las exigencias diarias que obedecen más bien a la contingencias que surgen, estas mismas contingencias muchas veces son estresores constantes para la persona, volviéndose en un ser automático al realizar acciones sin mayor reflexión y análisis de su actuar y el porqué de su actuar. La siguiente investigación es un estudio dirigido a analizar el rol de las asesoras de hogar en Chile y su empoderamiento bajo variables asociadas a este fenómeno. Las variables que se analizan bajo el mismo serán el marco legal, la demanda del mercado existente para su desempeño y a la experiencia obtenida por estas en el oficio, todo lo cual arroja información para su posterior análisis. En un contexto lleno de cambios actualmente en Chile, el mundo laboral y organizacional se disipa mucho más. Es en medio de este contexto cuando vemos que en Chile durante los últimos años el ingreso de la mujer al mundo laboral aumento considerablemente, en 1990 la participación laboral femenina llegó a un 31,3% para ascender paulatinamente a 38,6% en el año 2000, a 41,9% en el año 2010, hasta llegar actualmente a un 48% (INE, 2014) lo cual implica que muchas familias deben diversificarse y buscar redes de apoyo que le permitan emprender con la vida laboral de las mujeres, siendo ellas madres o sin serlo deben trabajar sin poder cuidar propiamente de sus hijos o estar a cargo de la organización general de sus casas, es aquí cuando se necesita una contratación de una asesora del hogar quien se desenvuelva al interior de las casas y en el sistema familiar cumpliendo tareas domésticas con una diversidad de procesos personales que se construyen en base a su rol. Así también se suma a esto el cambio en las leyes de las asesoras de hogar que marcan un antes y un después en el mundo laboral de las empleadas y la conciencia sobre su conocimiento y experiencia en el oficio, todo aquello que modifica gradualmente su empoderamiento y a la vez la construcción de rol. Actualmente no existen estudios en los cuales se analice el rol de las asesoras de hogar, lo cual es muy interesante de estudiar y abordar debido a los cambios actuales últimos como modificaciones en la legalidad y en la conformación de condiciones y modos laborales los cuales afectan directamente a ambas partes tanto empleadores como empleadas. La investigación actual es un estudio exploratorio el cual a través de una metodología cualitativa y herramientas socio analíticas tales como entrevistas semi estructuradas permitirán interpretar las fuentes. Para llevar a cabo este estudio se abordaran dos aspectos principalmente, primero aspectos contextuales como análisis de factores sociales, culturales y legales y luego aspectos personales como la construcción de rol de las asesoras. A través de la investigación de distintas fuentes de información como documentos legales, sociales y coyunturales de reconstruye y se analiza los hechos relevantes de la historia y sus principales apreciaciones en son de la construcción del rol, interpretando los relatos de las protagonistas para identificar los procesos y su construcción, lo cual permita realizar ajusten que lleven finalmente al análisis del rol.

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN ECONOMÍA / Data from Chile's public procurement system shows that auctions become less competitive toward the end of the scal year as the number of tenders increases because of use-it-or-lose-it budget provisions. A dynamic price-competition model with capacity constraints rationalizes this nding and has additional predictions that are con rmed by the data. In particular, rms infer a less competitive environment by the end of the year and frequently set their bids around the price cap. This result is driven by the possibility of becoming a single-bidder when competitors exhaust their capacity. Additionally, high-capacity rms usually skew their victories toward the end of the year, while smaller rms win more tenders in earlier periods.