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                <text>Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2018</text>
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                <text>Los terremotos del Maule e Illapel de 2010 afectaron recientemente la infraestructura vial en Chile. En estos eventos se observó rotación del tablero en puentes rectos y esviados,daño en la conexión entre la superestructura y subestructura e incluso colapso de algunos puentes. Sin embargo, la rotación del tablero en puentes rectos fue identificada como un modo de falla inusual. El objetivo principal de esta tesis es evaluar si posibles asimetrías en las características del puente pueden explicar la rotación del tablero en puentes rectos.El objetivo secundario es determinar el efecto del diafragma transversal en el comportamiento sísmico de estos puentes. Para lograr estos objetivos, se utilizó como caso de estudio el paso Inferior Chada, que sufrió rotación del tablero, daño en topes laterales y vigas pretensadas durante el terremoto del Maule. Las asimetrías consideradas en este estudio están relacionadas con la variación del coeficiente de roce de los apoyos elastoméricos, el espaciamiento entre los topes laterales y las vigas pretensadas, y la resistencia de los topes laterales. Las asimetrías inducidas se evaluaron con un modelo tridimensional del puente desarrollado en Opensees. La respuesta sísmica del puente se obtuvo de análisis dinámicos incrementales considerando siete registros sísmicos con ambas direcciones horizontales aplicadas simultáneamente. De los resultados de esta tesis,se concluye que las asimetrías estudiadas inducen rotaciones del tablero que pueden explicar parte de las rotaciones observadas en este puente recto. Se estimó un desplazamiento relativo del puente máximo de 58.2 cm para el caso con asimetría por resistencia de los topes laterales. Este valor es menor al desplazamiento relativo de 142 cm observado en el puente Chada después del terremoto del Maule. El valor máximo estimado de los desplazamientos residuales de los apoyos elastoméricos es 15.6 cm, el que representa solo un 20 % del desplazamiento residual real del puente. Adicionalmente, se concluye que la incorporación del diafragma transversal mejora el comportamiento sísmico de puentes rectos.</text>
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                <text>El cambio climático es una de las principales preocupaciones a nivel mundial. El acuerdo de París impulsado por la UNFCCC el año 2015 comprometió metas concretas entre los países para evitar un aumento de más de 1,5◦C. Dentro de esas metas esta la disminución de emisiones de gases de efecto de invernadero, la cual se puede realizar mediante políticas de mercado tales como un impuesto al carbono. En esta tesis se estudia el diseño y aplicación de un impuesto a las emisiones de CO2 en un modelo de expansión del sistema eléctrico chileno para un plazo de diez años. El problema se resuelve mediante un modelo de dos niveles donde en el nivel superior se minimiza el impuesto al carbono y en el inferior se resuelve la expansión como un problema de programación entera mixta. Un método de bisección de sumas ponderadas (WSBM por su sigla en inglés) se propone para obtener el impuesto óptimo, no obstante, se inspeccionan distintos niveles de impuesto entre US$5/tonCO2 a US$40/tonCO2 por motivo de la investigación. Se analiza la trayectoria del impuesto analizando los costos, inversiones, despacho y emisiones en esquemas de una y dos etapas. Las conclusiones apuntan a que bajo la ausencia de restricciones de economía política, la solución más costo efectiva es tener un impuesto mínimo a las emisiones en la primera etapa y uno óptimo en la segunda. Se señala además que tomar en cuenta este resultado ignorando los beneficios de la modificación de la trayectoria del impuesto podría llevar a la implementación de un esquema de impuesto al carbono que no es el adecuado.</text>
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                <text>El control del proceso de aglomeración en la recuperación de mineral por la vía hidrometalúrgica es de gran interés en la industria minera, principalmente por el impacto que este proceso tiene en procesos posteriores, y por ende, el impacto económico que puede generar si el proceso de aglomeración no entrega el producto deseado al proceso siguiente, la lixiviación. Para estudiar el comportamiento de dicho proceso, y evaluar el desempeño de diferentes estrategias de control es muy útil contar con una herramienta de simulación que permita reproducir las relaciones causa-efecto que caracterizan al proceso. Sin embargo, a la fecha no se dispone de simuladores dinámicos del proceso de aglomeración aplicados a la hidrometalurgia. Este trabajo se inicia con una descripción de los procesos propios de la hidrometalurgia, para posteriormente discutir diferentes modelos conocidos del proceso de aglomeración. A continuación se presenta el desarrollo del simulador y algunas pruebas que permiten su validación cuantitativa. El trabajo finaliza con la aplicación del simulador a la evaluación de las estrategias de control, considerando estrategias basadas en controladores PID y MPC.</text>
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                <text>Esta tesis tiene como objetivo calcular el campo difractado y los estados resonantes que resultan de la radiación acústica de alta frecuencia emanada de un dispositivo que es sumergido en un pozo de petróleo para incrementar la permeabilidad de la formación rocosa que lo rodea. Simulaciones de alto desempeño son las que motivan este trabajo debido a su capacidad para determinar frecuencias óptimas de estimulación. Para lograr obtener dichas simulaciones, desarrollamos procedimientos matemáticos que permiten resolver problemas de propagación de ondas tiempo-harmónicas en una guía de ondas cilíndrica infinita localmente perturbada. La condición de borde de impedancia es ampliamente utilizada ya que resulta adecuada para captar los fenómenos de transmisión de energía producidos debido a las altas frecuencias a las cuales trabaja el dispositivo y la interacción entre el fluido y el medio poroso. El dominio no acotado es truncado introduciendo una condición de borde absorbente dada por el operador Dirichlet-a-Neumann, el cual es deducido por medio de una función de Green. La solución de los problemas resultantes es obtenida por medio del método de los elementos finitos. Problemas de referencia que comparan las soluciones exactas con las aproximadas, son resueltos para geometrías simples con el fin de probar la exactitud de los métodos numéricos aquí desarrollados.</text>
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                <text>Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2012</text>
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                <text>Los terpenos son una vasta y diversa clase de compuestos orgánicos con más de 50.000 ejemplos. Estos compuestos pueden ser clasificados según el número de átomos de carbono que presenten, siendo los más importantes los monoterpenos (C5), sesquiterpenos (C15), diterpenos (C20), y los triterpenos (C30). Los terpenos pueden ejercer una amplia variedad de funciones tal que han sido utilizados como anticancerígenos, antivirales, antibióticos, suplementos alimenticios, nutracéuticos, colorantes, cosméticos, o fragancias. Sin embargo, debido a sus bajas concentraciones en el reino vegetal y su compleja purificación se ha justificado el desarrollo de procesos alternativos de producción a gran escala. Entre las alternativas, el enfoque de la ingeniería metabólica para la producción de terpenos en Saccharomyces cerevisiae ha sido considerada como una metodología adecuada para la biosíntesis, extracción y purificación de estos compuestos.</text>
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                <text>Entre las ventajas de dicho microorganismo como plataforma de producción se encuentran, la disponibilidad de su secuencia genómica, el conocimiento de su fisiología y de sus técnicas de manipulación génica, además de la aceptación general como un organismo inocuo. Para obtener altos rendimientos con este microorganismo no sólo se requiere la sobreexpresión de los genes involucrados en la ruta de síntesis del terpeno de interés, sino que involucra también la optimización de la red metabólica de la levadura. Para esto se han utilizado diversas estrategias como deleción y sobreexpresión de genes aleatorios, la sobreexpresión de rutas biosintéticas paralelas, o la búsqueda de blancos génicos en modelos metabólicos a escala genómica.</text>
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                <text>La gran mayoría de los estudios que consideran un modelo metabólico en particular, utilizan solo un algoritmo de búsqueda determinado. Sin embargo, ninguno ha combinado las distintas construcciones ni las distintas metodologías de búsqueda para la identificación de blancos génicos lo que tiene la ventaja de aportar en la robustez del análisis debido a enfrentar un mismo objetivo bajo diferentes enfoques. En este trabajo los modelos a escala genómica iND750, iMM904 y Yeast 4.0, fueron utilizados para sugerir un nuevo blanco génico para aumentar la biosíntesis de monoterpenos en S. cerevisiae. Para ello, a cada modelo se le adicionó la reacción de síntesis de limoneno, una molécula utilizada como representante general de los monoterpenos; y luego, cada modelo fue analizado con tres algoritmos de búsqueda para seleccionar las reacciones más importantes que compiten por los precursores de la vía de biosíntesis. Tales algoritmos fueron: el OptGene, que identifica a través de programación evolutiva una combinación de blancos génicos; el FSEOF que clasifica todas las reacciones según su comportamiento ante la redistribución de flujos; y un algoritmo de selección de los nodos principales de la red metabólica. De esta forma, el análisis integrado de sus resultados mostró que varias reacciones vinculadas con la ruta de síntesis de purinas disminuyen sus flujos a medida que aumenta la producción de monoterpenos, por lo que se propone alterar esta vía y se discute la mejor forma de lograrlo.</text>
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                <text>Análisis de flujos metabólicos para elaborar estrategias de ingeniería metabólica en una cepa de Saccharomyces cerevisiae productora de monoterpenos</text>
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                <text>Las redes Vehiculares ad-hoc (VANETs) juegan un rol importante en el desarrollo de Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS), en donde muchas de las aplicaciones consideran el uso de infraestructura en la red. La planificación y diseño de este tipo de redes es primordial en ambientes que no están completamente radio cubiertos, en donde el número de infraestructura o Roadside Units (RSUs) a instalar es limitado, y la fiabilidad de la entrega de información es transcendental. En esta tesis, se considera el problema de localizar un número fijo de RSUs en una VANET hibrida lineal (1-D) en un ambiente con baja densidad de vehículos, y alto requerimiento de comunicación.</text>
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                <text>Proponemos una metodología de localización de las RSUs que se basa en maximizar la probabilidad que un vehículo se comunique con una RSU en al menos dos saltos de comunicación (probabilidad de enlace o conexión). Desarrollamos un modelo que estima la probabilidad que un vehículo pueda acceder satisfactoriamente una RSU directamente o indirectamente (a través de otro vehículo), y de acuerdo a esta medida de probabilidad, determinamos las ubicaciones óptimas de las RSUs para máxima probabilidad de comunicación. Los resultados muestran que existe un equilibrio entre el número de RSUs y el rendimiento de la red, lo que resulta de gran interés en el diseño y manejo de recursos para este tipo de redes.</text>
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                <text>El diseño de Condominios Residenciales Horizontales (CRH) consiste en un proceso iterativo en el cual los principales elementos de urbanización y su distribución espacial son definidos. Desafortunadamente, la práctica actual fracasa al momento de desarrollar soluciones óptimas debido a una serie de restricciones que limitan el estudio de alternativas, siendo explorada una región acotada del espacio de diseño. Esta investigación aplica optimización de diseño paramétrico en el diseño de urbanizaciones de CRH para extender esta exploración. Los investigadores intentan contestar las preguntas de investigación y contribuir al conocimiento a través del desarrollo de un modelo de optimización. Una formalización del proceso de diseño es necesaria en orden de poder generar el modelo paramétrico en el que se basa la herramienta computacional desarrollada. Esta busca apoyar a los diseñadores en la etapa de diseño conceptual de CRH; mejorar el espacio de diseño estudiado y presentar alternativas adicionales que se escapan de las soluciones sub-óptimas que la industria alcanza. El proceso de formalización conduce al grupo de las principales variables consideradas por los desarrolladores en el proceso de diseño. Con estas se desarrolla una estructura del problema de diseño que facilita la selección de variables y la implementación para el modelo de optimización. Los resultados de los diferentes escenarios de simulación muestran que la aplicación de la herramienta ofrece una gama más amplia de alternativas de diseño y cuenta con soluciones que normalmente no son consideradas en el proceso.</text>
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                <text>Existe un consenso a nivel mundial acerca de los efectos negativos de las emisiones de dióxido de carbono (CO2), lo que se ve reflejado en el cambio climático que estamos experimentando. En este contexto, a través de la evidencia científica se ha determinado que el incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera está provocando un aumento de la temperatura media a nivel global. Este aumento de la temperatura ha preocupado a los científicos y autoridades gubernamentales, dado que si continúa incrementándose, el cambio climático podría conllevar efectos no deseados tales como:aumento de las olas de calor y sequías; deshielos; aumento del nivel del mar; aumento de las fuertes lluvias; cambios en la actividad de ciclones y tormentas tropicales e impactos en el sector energético. La generación de electricidad y calor a partir de fuentes convencionales encabeza el ranking de las emisiones de CO2 entre las actividades económicas, siendo responsable del 42% de estas emisiones en todo el mundo, lo que equivale aproximadamente a 13 millones de toneladas de CO2. A nivel mundial se está haciendo un gran esfuerzo por reducir las emisiones de CO2, lo que se demuestra a través del diseño de diferentes políticas que se han implementado para incentivar el desarrollo de fuentes de energía renovables (ER), tales como la eólica, solar, geotérmica, entre otras. En este contexto, según la Agencia Internacional de Energía, en el año 2011, el 4% de la generación mundial de electricidad provino de fuentes de energía renovables (no-hidráulica) y este porcentaje debiera alcanzar el 15%para el año 2035. En términos monetarios la implementación de políticas de incentivos a las ER basados en subsidios llegó a ser 101 mil millones de dólares en 2012 y se estima que debería aumentar hasta 220 mil millones de dólares para el año 2035. Entre las políticas de incentivo, las más utilizadas son: feed-in tariffs, premium payments, quota systems, carbon taxes, cap and trade systems y auctions.Tomando en consideración los antecedentes presentados, podemos decir que existe evidencia suficiente acerca de la contribución que han hecho las diferentes políticas de incentivo a las ER para reducir gases de efecto invernadero. No obstante existe una gran preocupación acerca de cuál debiera ser la política para hacer frente a los nuevos desafíos en el desarrollo de la ER. Tomando en consideración estos antecedentes, a partir de nuestra investigación hemos tratado de hacer una contribución al conocimiento intentando responder a la pregunta "¿cuál es la mejor política para fomentar las energías renovables y con ello reducir las emisiones de CO2?". Para responder a esta pregunta se desarrolla un modelo económico basado en teoría de juegos aplicado al mercado eléctrico para cada una de las siguientes políticas: feed-in tariffs, premium payments,quota systems y carbon taxes. Los resultados obtenidos a partir de esta investigación se presentan en tres artículos que intentan responder diferentes interrogantes que fueron surgiendo durante el desarrollo de esta tesis. El primer paper presenta los resultados asociados a un modelo determinista (ver sección 2.1), el cual ha sido aprobado para su publicación en la revista The Energy Journal. En el segundo artículo se modifica el modelo anterior adicionando costes marginales, costes fijos, reserva de potencia requerida por los generadores renovables a los generadores convencionales, variabilidad de la demanda y variabilidad en la disponibilidad de recursos renovables (ver sección 2.2). El tercer paper utiliza un modelo basado en el paper 2, para estudiar los efectos que produce la congestión en transmisión en el desempeño de las políticas de energía renovable. También se estudia el uso de dispositivos FACT para mejorar la capacidad de entrega de la energía generada. Además, en este tercer artículo, se analizan los efectos de la multiplicidad de equilibrios de mercado (ver sección 2.3). A través de estos artículos se comparan las políticas de incentivos para fomentar el desarrollo de ER en términos de precios de la energía, la generación de ER, las emisiones de CO2, y el bienestar social. Estos resultados son importantes porque muestran diferentes efectos en términos de penetración de ER, bienestar social y eficiencia de reducción de emisiones. A partir de nuestros modelos hemos sido capaces de concluir que los resultados quedan condicionados a los supuestos considerados. Por ejemplo, para el caso del modelo determinista los resultados indican que el ranking de política queda condicionado a la estructura de mercado, a los costos de la energía renovable y al método de recuperación del subsidio.</text>
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                <text>Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2012</text>
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                <text>Diversos avances tecnológicos han permitido el desarrollo de dispositivos microelectrónicos altamente eficientes y de muy bajo costo. En los últimos años, esta tecnología ha sido utilizada para desarrollar pequeños microcontroladores, transceptores de radio y sensores para medir variables físicas, cada uno de ellos en un solo circuito integrado. La combinación de estos componentes en un nodo ha establecido un área de desarrollo en comunicaciones que emerge rápidamente, conocida como redes inalámbricas de sensores. Las aplicaciones de redes de sensores requieren que los nodos operen aisladamente y para extender su vida útil es importante minimizar el consumo energético de las comunicaciones entre nodos. La incorporación de tecnología de múltiples antenas en transmisión y recepción permitiría disminuir el consumo energético de un enlace manteniendo su desempeño, solución que hasta ahora no ha sido explorada.</text>
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                <text>El diseño de un nodo con múltiples antenas requiere, entre otros, de un módem capaz de interactuar con múltiples radios bajo restricciones de consumo energético y tamaño. Esta tesis describe el diseño e implementación de un módem en banda base que opera en conjunto con un microcontrolador y un módulo de radiofrecuencia. El diseño permite al módem integrarse con sistemas de transmisión y recepción con múltiples antenas, utilizar distintos esquemas de modulación y operar a tasa de datos variable. Un conjunto de simulaciones computacionales permitieron verificar el correcto funcionamiento del módem, y adicionalmente se corroboró su operación implementando el hardware en una FPGA de desarrollo. Entre los trabajos futuros se propone conectar el módem implementado en FPGA a un microcontrolador y uno o más módulos de radiofrecuencia.</text>
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                <text>Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2017</text>
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                <text>En industrias sensibles al precio, como la industria minera, el costo y la productividad son los factores clave. Por lo tanto, tomar las decisiones correctas para reducir los gastos y aumentar el rendimiento del proceso puede marcar la diferencia cuando se trata de mantenerse activo en un mercado que cambia rápidamente. El concepto de Mine to Mill corresponde a modelos que describen los procesos mineros, desde las decisiones de tronadura hasta las decisiones de la planta. Estos modelos de toma de decisiones buscan mejorar el rendimiento de todos los procesos aguas abajo. En esta tesis estudiaremos las variables que están involucradas en la etapa de tronadura de una mina a cielo abierto y cómo afectan el desempeño económico de la mina. Las preguntas de investigación son: ¿Es posible crear un modelo matemático integrado de todos los procesos mineros? ¿Podemos determinar una relación entre las variables de tronadura y el consumo total de energía? ¿Hay un diseño de tronadura que maximiza la productividad de la operación reduciendo el consumo de recursos? La contribución de este trabajo es analizar el impacto de las decisiones de tronadura en los costos y el consumo de energía de una operación minera a cielo abierto, mediante el desarrollo de un modelo matemático que evalúa el rendimiento operativo y económico bajo cualquier configuración de los equipos de la mina y planta. Este utiliza modelos matemáticos existentes de los procesos de perforación, tronadura, chancado y molienda balanceando la simplicidad de los inputs y la precisión de los outputs. La simulación de la operación de una mina chilena muestra el diseño de tronadura que reduce el consumo de energía, incrementando el rendimiento y los ingresos anuales. Para el caso estudiado, se observaron incrementos de 25% en el rendimiento de la planta y los ingresos anuales, al reducir en 15% el diámetro de perforación e incrementar el factor de carga en un 15%.</text>
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