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Recent Submissions
Desarrollo de un modelo CFD - 6DOF para el análisis de la estabilidad lateral – direccional de un UAV de tipo ala volante.
(Universidad de Concepción, 2026) San Martín Araneda, Jorge Andrés Ignacio; Cornejo Olivares, Pablo Eduardo; Tinapp Dautzenberg, Frank Joachim
Las aeronaves no tripuladas (UAV) de tipo ala volante presentan ventajas aerodinámicas significativas frente a configuraciones convencionales, pero su ausencia de empenaje compromete su estabilidad lateral-direccional, particularmente en el modo dinámico Dutch Roll, caracterizado por un amortiguamiento casi nulo. Frente a esta problemática, el objetivo de este estudio fue desarrollar un modelo CFD-6DOF validado experimentalmente para analizar la estabilidad dinámica lateral-direccional de un UAV de tipo ala volante.
Para esto, se utilizó como plataforma de referencia un Skywalker X8, instrumentado con un autopiloto Pixhawk 6C, un GPS y un sensor de velocidad de viento, entre otros. Se ejecutaron ensayos de vuelo aplicando una perturbación impulsiva en los alerones, registrando la respuesta transitoria de la aeronave para su posterior caracterización. En paralelo, se implementó un modelo CFD estacionario en ANSYS Fluent, empleando el modelo de turbulencia 𝑘 − 𝜔 𝑆𝑆𝑇, el que fue validado respecto a coeficientes aerodinámicos reportados en la literatura especializada. A partir de este modelo, se caracterizaron las cargas equivalentes generadas por la deflexión de los elevones, las que fueron incorporadas mediante una Función Definida por el Usuario (UDF) en un modelo dinámico de seis grados de libertad (6DOF) con mallado dinámico híbrido, permitiendo simular la respuesta de la aeronave ante la misma perturbación aplicada en vuelo.
La validación estática mostró concordancia satisfactoria para la mayoría de los coeficientes aerodinámicos, con errores RMSE normalizados iguales o inferiores a un 11.9%, aunque se identificaron discrepancias mayores en los coeficientes de momento de roll y yaw, de hasta un 20.4%, atribuibles a incertidumbres en la conversión de momentos respecto al punto de referencia aerodinámico utilizado en la literatura. El modelo dinámico logró reproducir satisfactoriamente los modos Roll y Spiral, así como los parámetros característicos del modo oscilatorio Dutch Roll, con errores RMSE normalizados de las variables de actitud lateral-direccional entre 6.4% y 17.5%, y diferencias relativas en frecuencia y amplitud de oscilación entre 8.0% y 21.1% respecto a los datos de vuelo.
Se concluye que el modelo CFD-6DOF desarrollado queda validado, representando correctamente la física dominante del problema y las tendencias generales de la dinámica lateral-direccional del UAV, con discrepancias reducidas y dentro de márgenes de tolerancia aceptables. Este resultado verifica la hipótesis planteada, estableciendo una base metodológica viable para el análisis de estabilidad de UAV de ala volante en etapa de diseño, reduciendo la dependencia de ensayos físicos costosos.
Comparativa de modelación CFD: casos tipo industria minera en OpenFOAM vs ANSYS Fluent.
(Universidad de Concepción, 2026) Sepulveda Ortiz, Matias Gonzalo; Cuevas Barraza, Cristian Alberto
La Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) es una herramienta indispensable en la industria minera para optimizar el diseño de infraestructuras. Sin embargo, la dependencia de softwares comerciales como ANSYS Fluent conlleva elevados gastos operativos en licencias comerciales, posicionando a OpenFOAM como una alternativa de código abierto atractiva por su escalabilidad sin costos de licenciamiento. Pese a esto, aún existe incertidumbre sobre la precisión de OpenFOAM frente a estándares comerciales al simular fluidos complejos. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue comparar la fiabilidad técnica y el rendimiento computacional de ambas plataformas mediante la evaluación de dos escenarios comunes en la minería: un modelo en régimen permanente de transferencia de calor en tuberías y un modelo transitorio multifásico para el transporte de relaves.
Para comparar estrictamente los algoritmos de resolución, se emplearon mallas poliédricas idénticas generadas en ANSYS Meshing. Las discrepancias en los perfiles térmicos, campos de velocidad y tiempos de cómputo se cuantificaron utilizando el Error Cuadrático Medio Normalizado (NRMSE). En el régimen estacionario térmico, OpenFOAM demostró una equivalencia técnica sobresaliente, calculando el equilibrio de temperaturas con desviaciones inferiores a 0,3 °C y procesando las ecuaciones en un 65% menos de tiempo que Fluent. Por el contrario, en el modelo transitorio multifásico (método VOF), las diferencias en la captura de la interfaz generaron discrepancias numéricas en OpenFOAM, induciendo errores cinemáticos del 27,82 % en la aproximación bidimensional, los cuales solo pudieron reducirse a un 9.5% en un dominio tridimensional tras una exhaustiva sintonización de esquemas limitadores de gradiente.
Los hallazgos demostraron que la viabilidad técnica de sustituir el estándar comercial por código abierto depende directamente del régimen de flujo modelado. Se concluye que OpenFOAM es una herramienta financieramente óptima y de alta precisión para estudios termodinámicos estacionarios, pero su inestabilidad transitoria frente a fuertes gradientes de presión hidrostática limita su aplicación directa en procesos de transporte de pulpas. Superar esta limitación en ingeniería de detalle exigirá en el futuro una validación empírica en laboratorio y el desarrollo de funciones de amortiguación interna en los solucionadores de código abierto.
Including binaries as energy sources in globular clusters: bypassing computational limitations.
(Universidad de Concepción, 2025) Vira García, Efraín André; Leigh, Nathan William Cecil
La evolución de la dinámica de sistemas estelares densos, como los cúmulos globulares, es determinada por un conjunto de interacciones gravitatorias complejas. Si bien el comportamiento de estos sistemas tiende al colapso de su núcleo, las interacciones de tres cuerpos actúan como una fuente energética que revierte este proceso. Sin embargo, dado que el problema general de N cuerpos es caótico e analíticamente irresoluble, realizar un seguimiento de estas interacciones locales entre binarias y estrellas solitarias a lo largo de los mil millones de años de vida de un cúmulo resulta computacionalmente inviable. Con el fin de evitar esta limitante, desarrollamos un modelo de ecuaciones Fokker- Planck acopladas, para modelar la evolución e impacto que los encuentros entre estrellas binaries y singulares tiene en en el cúmulo. Investigamos el impacto de las poblaciones binarias comparando tres modelos evolutivos distintos: un colapso puro donde el cúmulo esta compuesto netamente por estrellas singulares, un modelo que incorpora el calentamiento binario instantáneo de tres cuerpos y un modelo con una poblacion de binarias primordiales que sigue de forma autoconsistente la difusión, el compactamiento y agotamiento de dicha población. Nuestra resultados indican que la presencia de una fracción binaria primordial (fB) altera la cronología, profundidad y termodinámica del colapso. Establecemos que las poblaciones primordiales retrasan el inicio de las oscilaciones en el tamaño del núcleo, y que dicho retraso varía directamente con la cantidad inicial de binaries. Cabe destacar que los sistemas con poblaciones primordiales bajas (fB ≤ 0, 01) se ven obligados a alcanzar densidades centrales máximas casi un orden de magnitud superiores a las provocadas por del modelo instantáneo. Esto se debe a que el calentamiento difusivo escala pobremente con la densidad, lo que proporciona una fuente energética suave que requiere una contracción más profunda para detener el colapso. Por último, demostramos que, en nuestro modelo, independientemente de la fracción binaria inicial, la fuerte dependencia de la densidad de la formación de sistemas de tres cuerpos garantiza que el rebote del núcleo se vea interrumpido por el endurecimiento y la formación de binarias.
Colonización endofítica de Beauveria, Metarhizium y Trichoderma en frutilla y su potencial para el control de Fusarium Oxysporum
(Universidad de Concepción, 2026) Vásquez Pinto, Constanza Paz
El cultivo de frutilla (Fragaria × ananassa) en Chile enfrenta problemas fitosanitarios, causados por microorganismos patógenos del suelo que afectan las raíces y el cuello de las plantas, reduciendo la absorción de agua y nutrientes. Entre los hongos más frecuentes destacan Phytophthora, Fusarium, Verticillium, y Rhizoctonia, que generan importantes pérdidas económicas. El control convencional se basa en agroquímicos, lo que impulsa buscar alternativas sostenibles. Se evaluó el uso de hongos endófitos como agentes de biocontrol en plantas de frutilla cv. Albión contra Fusarium oxysporum, mediante la aplicación de cepas de Beauveria peruviensis, Metarhizium brunneum y
Trichoderma spp. De nueve cepas estudiadas, un 55 % logró colonizar endofíticamente las plantas. B. peruviensis RGM 547 y 570 presentó la mayor colonización, mientras que M. brunneum RGM 447 y 3264 obtuvo resultados intermedios y Trichoderma inhamatum JFD1 6C1 la menor colonización. Sin embargo, Trichoderma RGM 3476 destacó por su capacidad de inhibir Fusarium en ensayos in vitro, mientras que en condiciones in vivo las cepas RGM 3476 y RGM 547 lograron reducir significativamente la severidad de la enfermedad. Los resultados indican que las cepas RGM 547, RGM 570 y RGM 3476 son
prometedoras para incorporarse en un manejo integrado y sostenible del cultivo.
Repercusión de la simulación háptica como herramienta pedagógica en residentes de Implantología BMF, UdeC.
(Universidad de Concepción, 2026) Uribe Seguel, Luis Felipe; Bastías Vega, Nancy del Carmen; Armijo Rivera, Ingrid Soledad
Introducción: La formación en Implantología Buco Maxilofacial exige el desarrollo de competencias quirúrgicas de alta precisión. Históricamente, el entrenamiento en modelos inanimados de baja fidelidad o directamente sobre pacientes reales ha generado un profundo dilema ético, vulnerando el principio bioético de no maleficencia debido a los riesgos propios de la curva de aprendizaje inicial. Ante esto, la incorporación de la simulación háptica con retroalimentación de fuerza, complementada con un análisis reflexivo (debriefing), surge como una solución tecnológica y pedagógica fundamental para garantizar un entrenamiento seguro, progresivo y libre de riesgos biológicos.
Objetivo general: Implementar un programa de entrenamiento utilizando el simulador háptico SIMtoCARE Dente para residentes de la especialidad de Implantología Buco Maxilofacial de la Universidad de Concepción, orientado al desarrollo de competencias de precisión quirúrgica y planificación en la instalación de implantes dentales.
Metodología: Se empleará un modelo de investigación de métodos mixtos (diseño secuencial explicativo) sobre la cohorte de ingreso (N=6). La fase cuantitativa utilizará un diseño pre-experimental (pre-test y post-test) para medir el cambio en la precisión técnica (desviación angular y profundidad), el tiempo operatorio, y las competencias de planificación mediante métricas automatizadas y rúbricas. Además, se aplicarán las escalas SET-M y NPS para evaluar la efectividad percibida y la satisfacción. La fase cualitativa integrará un focus group post-intervención destinado a triangular los datos, explorando la fidelidad experimentada en el uso del simulador, el impacto del entorno formativo y el debriefing en el desempeño y desarrollo del residente.
Proyecciones y conclusiones: La intervención busca acortar significativamente la brecha entre el conocimiento teórico y la práctica quirúrgica real, proyectando una mejora objetiva en la precisión y eficiencia operatoria de los residentes. Se concluye que la transición hacia entornos inmersivos de simulación háptica trasciende la mera innovación tecnológica, constituyendo un imperativo ético que resguarda la seguridad del paciente y establece nuevos estándares de excelencia al certificar las competencias del especialista previo a su exposición clínica definitiva.