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CFD-Based studies and model development for top-blown rotary converters (TBRC).
(Universidad de Concepción, 2025) Sepúlveda Irarrázabal, Maximiliano Antonio; Becerra Riquelme, Diego
Las simulaciones computacionales son una herramienta efectiva que permite estudiar fenómenos complejos con precisión, es especialmente útil en la investigación y creación de prototipos por su bajo costo económico y alta precisión. En el presente estudio se creó un modelo computacional de un reactor metalúrgico TBRC a partir de un modelo TSL, ambos reactores son ampliamente utilizados en la industria de metales no ferrosos y asoman como opciones viables para el camino a la sostenibilidad. El objetivo del modelo computacional es estudiar el efecto de variables operacionales, como la velocidad de rotación y la inclinación, en el comportamiento hidrodinámico del sistema. En este tipo de reactores la interacción gas-líquido domina la velocidad de reacción y como consecuencia la eficiencia del proceso. El modelo computacional es creado utilizando el software comercial Ansys FLUENT, para el seguimiento de la interfaz gas-liquido se utiliza el modelo "Volume of fluid (VOF)" el cual es acoplado con el modelo de turbulencia k-ω SST. Para estudiar el comportamiento hidrodinámico del sistema se analizan definiciones de informe, tales como el área total de la interfase gas-líquido, la frecuencia de burbujeo y la altura alcanzada por las gotas de líquido dentro del reactor junto con imágenes instantáneas y promediadas en el tiempo. Los resultados revelan que la penetración de la lanza aumenta de gran manera la frecuencia de burbujas, además, se observa un aumento notable en el área total de interfase gas-liquido. Contrariamente a lo esperado, los patrones de recirculación tienden a ser más débiles a medida que aumenta la penetración, aumentando la probabilidad de zonas de estancamiento, sin embargo, la velocidad de rotación ayuda a mejorar la recirculación de los fluidos, en especial en la zona baja del reactor. La inclinación del reactor, una característica única de los reactores TBRC, disminuye la frecuencia de burbujas, el splashing y el área total de interfase gas-líquido, lo que resulta en una disminución en la interacción gas-líquido. Remover las zonas de estancamiento a través del aumento en la velocidad de rotación y aumentar la penetración de la lanza para aumentar el área total de la inferface asegura que los reactivos estén en constante contacto con las superficies activas donde ocurren las reacciones, además, se facilitaría la transferencia de masa desde la fase gaseosa a la fase liquida, impactando directamente la conversión y la eficiencia del sistema.
Evaluación de la combustión de briquetas de mezclas de residuos sólidos en calefactores a leña.
(Universidad de Concepción, 2025) Venegas Reveco, Felipe Andrés; Farías Fuentes, Óscar Francisco
La crisis ambiental derivada del uso de combustibles fósiles y la alta contaminación atmosférica por material particulado asociada a la calefacción residencial a leña en Chile, hacen imperativa la búsqueda de alternativas energéticas sostenibles. En este contexto, la valorización de residuos agroindustriales, específicamente cuescos de palta y borra de café (SCG), surge como una oportunidad para desarrollar biocombustibles sólidos que impulsen la economía circular. El objetivo general de este trabajo es evaluar la combustión de briquetas fabricadas a partir de mezclas de estos residuos sólidos en calefactores a leña, analizando su eficiencia energética y las emisiones generadas para determinar su viabilidad frente a la leña tradicional. Para llevar a cabo la investigación, se diseñaron y fabricaron briquetas cilíndricas con orificio central y briquetas cilíndricas macizas, utilizando dos formulaciones distintas de mezclas de cuesco de palta, SCG y aserrín, empleando almidón de yuca como aglutinante. La metodología incluyó la caracterización fisicoquímica de las materias primas y la determinación experimental del Poder Calorífico Superior (PCS) mediante una bomba calorimétrica. Posteriormente, se realizaron ensayos de combustión en una cocina a leña a escala de laboratorio, donde se registraron perfiles de temperatura, consumo de combustible y se cuantificaron las emisiones de gases (CO, NOx) y Material Particulado (MP) utilizando un analizador de gases y un tren de muestreo isocinético, respectivamente. Los resultados principales indicaron que las briquetas poseen un potencial energético competitivo, las mezclas A y B alcanzaron un PCS de 16,31 MJ/kg y 17,04 MJ/kg respectivamente, valores muy cercanos a los 17,31 MJ/kg obtenidos para la leña certificada. Sin embargo, en términos ambientales, las briquetas no superan a la leña, presentan mayores emisiones de CO en la fase de brasas (8.000–14.000 mg/m³ vs 4.000–5.800 mg/m³ en leña), confirmando la relación inversa entre estabilidad térmica y generación de CO. Asimismo, las emisiones de NOx dependen de la composición del combustible, La briqueta A, con mayor contenido de nitrógeno (0,52 vs 0,09), genera valores más altos y persistentes (350–500 mg/m³), mientras que la leña mantiene un perfil más estable y con menores emisiones. En cuanto al MP, la leña es el combustible más limpio (29 mg/m³ y 8,05 g totales), mientras que la Briqueta B es la más contaminante (30,2 g, ≈4 veces más que la leña). La Briqueta A se ubica en un punto intermedio, pero aún emite el doble que la leña (16,18 g). Se concluye que, si bien es posible producir briquetas con propiedades energéticas comparables a la leña incorporando residuos de palta y café, su implementación actual genera mayores emisiones contaminantes en calefactores convencionales. Estos hallazgos sugieren que, para viabilizar su uso como alternativa sostenible, investigaciones futuras deben enfocarse en mejorar la densidad de compactación, una selección de residuos diferentes y optimizar los equipos de combustión para mitigar las emisiones de MP, CO y NOx.
Sistema de planificación de compras y control de inventarios para una empresa de servicios de alimentación – Caso Appetite Bar y Restaurante.
(Universidad de Concepción, 2025) Cárdenas Echeverría, Ricardo Antonio; Salazar Hornig, Eduardo Javier
La presente memoria de título detalla el desarrollo e implementación de un sistema de control de inventarios y planificación de compras para Appetite Bar y Restaurante. El restaurante presentaba deficiencias en la gestión de su inventario, lo que resultaba en desorden en la bodega, sobre-sotck para algunos productos, escasez para otros y una alta merma de insumos perecederos. Este problema se originaba, en gran medida, por la falta de un registro cuantitativo y actualizado, además de la inexistencia de un registro histórico de las existencias, impidiendo una toma de decisiones informada para las compras. El objetivo general del estudio fue desarrollar un sistema de control de inventario y planificación de compras utilizando Microsoft Excel para el procesamiento y almacenamiento de datos, y Power BI para la visualización de la información buscando, optimizar los procesos del restaurante. Los objetivos específicos incluyeron el análisis del flujo de ventas, estandarizar información, el desarrollo de un sistema interactivo y la implementación de un prototipo. Para la solución, se diseñó un sistema de bases de datos en Excel que se alimenta a través de un formulario de ingreso de ventas diarias, programado con VBA, para el registro de la demanda en tiempo real, como menú, precios, entre otros datos. Se elaboró una planificación de compras (MRP), basado en supuestos optimiza la adquisición de insumos. Adicionalmente, se desarrolló un modelo de proyección de demanda que considera la estacionalidad para anticipar las necesidades de compra. La fase final consistió en la creación de un visualizador en Power BI que presenta la información. Este tablero de control muestra indicadores clave, facilitando la toma de decisiones para toda la cadena de mando. La implementación del sistema entregó resultados cuantitativos y cualitativos positivos. Se modificó el protocolo de compras para la mayoría de los generando una reducción del 45% en el tiempo que el personal destinaba a las compras, esto equivale a un ahorro en horas-hombre al mes. Se alcanzó una tasa de consumo mensual de insumos del 87%. En conclusión, el sistema desarrollado logró: mejorar la eficiencia operativa, reducir la merma, fortalecer el control financiero y facilitar la toma de decisiones estratégicas en Appetite Bar y Restaurante. La combinación de una planificación en Excel con una visualización intuitiva en Power BI fue clave para la adopción exitosa del modelo y la consecución de resultados medibles.
Desarrollo de prototipo de plataforma interactiva para la visualización de datos de uso de tiempo en Chile.
(Universidad de Concepción, 2025) Candia Salinas, Maximiliano Alfonso; Navarrete Lizama, Carlos Camilo; Astroza Tagle, Sebastián
La presente memoria de título tiene como objetivo general el desarrollo de un prototipo de plataforma interactiva para la visualización de los datos de la Encuesta Nacional sobre Uso del Tiempo (ENUT) en Chile, para sus versiones de 2015 y 2023. Esta herramienta busca facilitar el acceso, exploración y análisis de estos datos, promoviendo una comprensión más clara de cómo se distribuye el tiempo entre distintas actividades en la población chilena. La investigación comienza con una revisión de la literatura nacional e internacional sobre el uso del tiempo, destacando la relevancia de esta información para la comprensión de comportamientos sociales y el diseño de políticas públicas. En este contexto, se resalta la importancia de incorporar una plataforma de visualización como herramientas clave para facilitar el acceso y uso de los datos recabados. Posteriormente, se detallan los procesos de limpieza, transformación y armonización de datos de ambas encuestas, que permiten la comparabilidad entre estas. La plataforma se desarrolla utilizando Streamlit, integrando herramientas como Pandas y Plotly para el tratamiento y visualización de datos. Se implementan visualizaciones interactivas que permiten explorar la distribución del tiempo por actividad, sexo, edad, región, tipo de día y año. Estas visualizaciones incluyen gráficos de área apilada, barras, tortas, pirámides poblacionales y líneas, lo que permite un análisis dinámico de los datos. Entre los principales hallazgos, se confirma la persistencia de desigualdades de género en la distribución del tiempo, especialmente en las actividades de trabajo no remunerado. No obstante, se observa un aumento en la participación masculina en tareas tradicionalmente femeninas, así como un incremento en la inserción de las mujeres en el trabajo remunerado. Finalmente, se concluye que la plataforma desarrollada representa un aporte significativo en la democratización del acceso a la información pública, permitiendo una interpretación más ágil de los resultados de la ENUT. A pesar de sus limitaciones, el prototipo constituye un primer paso hacia la creación de herramientas digitales más avanzadas que promuevan el uso ciudadano y académico de las estadísticas públicas.
Implementación y uso de clasificadores de ML para MFI en fibras ópticas.
(Universidad de Concepción, 2025) Alberto Andrés, Herrera Saldías; Saavedra Mondaca, Gabriel Alejandro
El creciente tráfico de datos y las limitaciones físicas y teóricas en la capacidad de transmisión de las fibras ópticas han motivado el desarrollo de técnicas avanzadas para mejorar la eficiencia de las redes ópticas. En este contexto, la identificación de formatos de modulación (MFI, por sus siglas en inglés) en conjunto con las nuevas técnicas de Machine Learning (ML) desempeña un papel crucial para habilitar redes ópticas autónomas, flexibles y de alta capacidad. Este trabajo presenta la implementación y evaluación de tres modelos de redes neuronales profundas para la clasificación multiclase de señales ópticas: una red neuronal convolucional (CNN) personalizada, MobileNetV2 y ResNet50. La base de datos utilizada incluye 1768 imágenes generadas a partir de diagramas de constelación de señales QAM y GS-QAM. Los modelos fueron entrenados utilizando técnicas de aprendizaje profundo en Google Colab, y evaluados con métricas como precisión, pérdida, matriz de confusión y F1-score. Los resultados muestran que la CNN personalizada obtuvo el mejor desempeño, alcanzando una precisión del 93% y una pérdida de 0.30, lo que destaca la eficacia de un diseño adaptado específicamente al conjunto de datos. MobileNetV2 logró un desempeño competitivo, con la misma precisión, pero una pérdida ligeramente mayor (0.32), posicionándose como una alternativa eficiente en términos de transferencia de aprendizaje y computación. Por otro lado, ResNet50 presentó el rendimiento más bajo, con una precisión del 84% y una pérdida de 0.67, lo que sugiere limitaciones en su configuración para este problema. El análisis identificó dificultades en la clasificación de clases QAM similares, atribuidas a las características visuales similares de las señales y a la sensibilidad al ruido. Este estudio demuestra que las redes neuronales personalizadas son una solución robusta para problemas específicos, mientras que los modelos preentrenados requieren ajustes más profundos para optimizar su desempeño. Los hallazgos ofrecen una base para futuras investigaciones orientadas al desarrollo de clasificadores más precisos y eficientes en sistemas de comunicación óptica.
Uso de estructuras de datos compactas para visualización de series de tiempo.
(Universidad de Concepción, 2025) Brito Alarcón, Oliver Diego Antonio; Fuentes Sepúlveda, José Sebastián; Rojas Durán, Gonzalo Eduardo
El creciente volumen de datos en aplicaciones modernas ha generado la necesidad de técnicas eficientes para su almacenamiento, análisis y visualización. Esta memoria explora el uso de estructuras de datos compactas —como enc vector, vlc vector y dac vector de la biblioteca SDSL— para representar series de tiempo de gran tamaño, combinándolas con algoritmos de downsampling que permiten visualizar grandes volúmenes de información sin perder interpretabilidad. Se implementa una biblioteca en Python, cv visualization, que actúa como capa de compatibilidad entre estas estructuras y librerías de visualización como Plotly, Altair y PyGal. Se diseñan experimentos para evaluar el impacto de estas técnicas en el uso de memoria durante la visualización (es decir, cuánta memoria RAM es necesaria asignar en tiempo de ejecución), el tiempo de renderizado y el espacio de almacenamiento ocupado por los datos una vez reducidos. El análisis teórico y empírico incluye explicaciones detalladas de los esquemas de codificación utilizados, su complejidad de acceso y la comparación entre representaciones tradicionales y compactas. Los resultados muestran que la combinación de downsampling y estructuras compactas constituye una estrategia viable para optimizar la visualización de grandes volúmenes de datos, al reducir de forma significativa el espacio ocupado en disco. Si bien el uso de estructuras compactas puede sacrificar parcialmente la velocidad de renderizado —aunque sigue siendo menor que la necesaria para visualizar los datos originales— y ciertas bibliotecas de visualización no son completamente compatibles al descomprimir los datos de forma interna, la fidelidad visual de las graficas se conserva y los beneficios en almacenamiento resultan sustanciales.
Horarios estudiantes FI-UdeC. Aplicación de simulación de horarios de clases para los estudiantes de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción.
(Universidad de Concepción, 2025) Bravo Cañete, Tomás Alonso; Varas Contreras, Marcela Paola; Vidal Valenzuela, Javier Enrique; Hecht, Geoffrey
Este informe detalla el desarrollo e implementación de una aplicación web diseñada para apoyar a los estudiantes de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción en la toma de decisiones durante la inscripción de asignaturas, mediante la visualización de horarios de clases en formato de calendario. El objetivo principal fue optimizar la experiencia de formación de horarios y garantizar una difusión clara de la información sobre las secciones de asignaturas ofertadas en cada período lectivo, beneficiando principalmente a estudiantes, especialmente de primer año, que enfrentan dificultades con el sistema actual. El proyecto se fundamentó en encuestas aplicadas a los cuatro actores clave: estudiantes, jefes de carrera, directores de departamentos y la Secretaría Académica. Estas permitieron identificar necesidades y definir requisitos funcionales, transformados en historias de usuario que guiaron el desarrollo bajo una metodología ágil. La plataforma se implementó utilizando Next.js, React.js y PostgreSQL, seleccionadas por su extenso ecosistema de librerías, comunidad de desarrolladores y documentación robusta, facilitando un desarrollo eficiente. Pruebas de estrés a la API y de usabilidad con estudiantes confirmaron el cumplimiento de los objetivos, mejorando la planificación académica y agilizando la detección de errores en horarios. Desplegada en producción en “https://ofivirtualfi.udec.cl/intranet-horario”, la aplicación tiene potencial para ser escalada a toda la universidad si se integra con datos centralizados, optimizando también procesos administrativos. Este trabajo moderniza la gestión de horarios, aportando una solución innovadora y sostenible para la comunidad académica de la Facultad de Ingeniería.
Automatización de proceso de cuadraturas en empresa de seguros.
(Universidad de Concepción, 2025) Borotto Cerda, Giovanni Francesco; Navarrete Lizama, Carlos Camilo
En este informe se presenta una propuesta de automatización de cuadratura y generación de archivos de carga para una empresa financiera con el objetivo de mejorar la precisión y eficiencia de dicho proceso dentro de la industria. Como metodología se usó un sistema de múltiples agentes (MAS), dichos agentes toman decisiones autónomas mediante la integración de un modelo de lenguaje natural (LLM). Se comparó la misma metodología con 4 modelos de inteligencia artificial (IA): deepseek-v3, qwen-plus, deepseek-r1 y qwq-plus, siendo los últimos dos mencionados modelos de razonamiento. Se obtuvo como resultado que los 4 modelos no erraron dentro de las 40 iteraciones realizadas; además, el modelo qwen-plus fue el de menor latencia y deepseek-v3 el de menor costo total. Tras esto se compara el modelo deepseek-v3 contra gemini-2.0-flash con la diferencia que esta vez se aplciará un self-consistency (n=5) a las 40 iteraciones. Se obtuvo como resultado una menor dispersión de los datos para ambos modelos, siendo el modelo de Google mejor en latencia y costos totales.
Implementación de un clasificador basado en deep learning para detector en una comunicación óptica por cámara.
(Universidad de Concepción, 2024) Vera Vera, Francisca Valentina; Saavedra Mondaca, Gabriel Alejandro
La infraestructura de comunicaciones inalámbricas basada en radiofrecuencia enfrenta una creciente saturación debido al aumento de dispositivos que requieren conexiones rápidas y de alta capacidad. En este contexto, las comunicaciones ópticas inalámbricas (OWC) se presentan como una solución eficaz, aunque no todas sus ramas buscan descongestionar el espectro de radiofrecuencia; algunas se centran en la reducción de costos. Las comunicaciones ópticas por cámaras (OCC) destacan al aprovechar la infraestructura existente, como cámaras de teléfonos móviles y sistemas de seguridad, sin requerir hardware adicional, lo cual reduce significativa mente los costos. En este trabajo, se propone implementó un sistema OCC utilizando una matriz de 8x8 LEDs como transmisor y una cámara CMOS como receptor, centrándose en la correcta clasificación de los símbolos recibidos. Para ello, se grabaron secuencias de símbolos generados por la ma triz LED bajo diversas condiciones, utilizando la modulación CSK (Color-Shift Keying) para codificar la información y diferenciar los símbolos mediante el color. Con un total de 8 símbolos distintos, estos se transmitieron a una frecuencia específica para ser capturados y procesados por la cámara. Este enfoque podría facilitar una interacción eficiente entre máquinas, vehículos (V2V), dispositivos IoT y otros sistemas conectados. Los datos generados a partir de la interacción entre la matriz LED y la cámara se utilizaron para entrenar un modelo basado en YOLOv8, alcanzando una precisión global del 98.4%. Este resultado demuestra la robustez del modelo para detectar y clasificar colores con alta precisión, reduciendo significativamente los errores en la transmisión de datos. Esto respalda el potencial de la OCC como una tecnología viable en entornos que no requieren infraestructura de alta velocidad. Además, se promueve el desarrollo de sistemas de bajo costo con capacidad para una adopción masiva, ofreciendo soluciones accesibles y sostenibles sin la necesidad de grandes inversiones en nuevos equipos.
Diseño de características de personalización en una aplicación de ejercicio para aumentar la adherencia de los usuarios.
(Universidad de Concepción, 2025) Aguilar Varas, Priscila Isabel; Caro Seguel, Juan Carlos
La inactividad física, especialmente en adultos jóvenes, representa un desafío crítico en la salud mundial, vinculada al desarrollo de enfermedades crónicas y al aumento de los costos asociados a su tratamiento. A pesar del auge de las plataformas tecnológicas como las aplicaciones móviles, muchas fracasan en mantener el compromiso sostenido de los usuarios, en especial debido a la falta de personalización y adaptación a las necesidades de las personas. La presente Memoria de Título aborda el diseño de características de personalización en una aplicación móvil de ejercicio físico, con el objetivo de aumentar la adherencia de los usuarios a planes de entrenamiento, y contribuir a generar estilos de vida saludables que sean sostenibles en el tiempo. Este trabajo se enmarca en un proyecto Fondecyt que estudia el rol de la personalización dinámica de dificultad y la agencia del individuo para fomentar la actividad física sostenida en el tiempo, integrando algoritmos de aprendizaje por reforzamiento para personalizar los planes de entrenamiento. En este contexto, la Memoria de Título se enfoca en el diseño y evaluación de un conjunto de características de personalización adicionales, enfocadas en la experiencia del usuario, las cuales impactarían la adherencia al plan de entrenamiento, tales como selección de horario, elección de avatares, mensajes motivacionales, notificaciones oportunas y elementos de gamificación, como son los mapas de progreso y rankings sociales. Mediante una exhaustiva revisión de literatura, y en conjunto de una metodología basada en Design Thinking, se desarrollaron prototipos para cada aspecto de personalización, los cuales se implementaron en el contexto de un piloto experimental para la aplicación mHealth, definiendo un plan de análisis estadístico que posteriormente se llevó a cabo con el fin de evaluar el impacto del diseño propuesto sobre la adherencia de los usuarios, así como aspectos de mejora generales respecto de la aplicación móvil. Los aportes de este estudio permiten avanzar en el desarrollo de soluciones tecnológicas y el aprovechamiento de las herramientas como aplicaciones móviles, para enfocarse en el usuario y potenciar la adherencia a intervenciones digitales de salud.
Uso de video y machine learning para evaluación de calidad de entrenamientos de la actividad deportiva balonmano.
(Universidad de Concepción, 2024) Cancino Morales, Felipe Esteban; Torres Inostroza, Sergio
En la intersección de la tecnología y el deporte, esta investigación se ha enfocado en la utilización de un sistema basado en Machine Learning, utilizando el modelo YOLOv8 [1] y el software Kinovea [2], para la detección de puntos de interés enfocados a la actividad de balonmano. El objetivo principal ha sido mejorar el rendimiento de los atletas mediante el análisis detalla do de videos de entrenamiento, identificando ángulos de lanzamiento óptimos, alturas máximas de salto y patrones de movimiento que contribuyan al éxito en el campo de juego. En la pri mera fase de la investigación, se logró implementar y probar con éxito un sistema que analiza ángulos de lanzamiento, estableciendo un rango óptimo de 50° a 150°, lo que permitió identifi car lanzamientos más efectivos en base a recomendaciones de expertos en el área. Este análisis proporcionó una base sólida para la evaluación del rendimiento de los jugadores, destacando la importancia de la biomecánica en el balonmano. Como continuación de esta investigación, se trabajó en dos enfoques clave. El primero, sobre la Efectividad de los Rangos de Ángulos de Lanzamiento, en donde se obtuvieron ángulos ideales de 50° a 150° en el trabajo previo de PHP [3], particularmente en situaciones sin oposición. Sin embargo, se encontró que cada jugador tiene una curva ideal de lanzamiento óptimo, que varía ligeramente dentro del rango general y refleja la adaptación individual en técnica de cada individuo, como se pudo apreciar con el sujeto número 3 que obtuvo un ideal de ángulos de lanzamiento entre 100° y 165°. El segundo enfoque, complementario al primero, se centró en la Influencia de la Posición Defensiva en la Efectividad del Lanzamiento, mostrando que solo un sujeto mantuvo una efec tividad del 40% con defensa, mientras que los demás jugadores disminuyeron su precisión en estas condiciones. Estos hallazgos aportan una base sólida para ajustar estrategias defensivas y ofensivas, optimizando el entrenamiento y la toma de decisiones tácticas en situaciones de juego reales.
Membranas de intercambio protónico a partir de polímeros derivados de furfural.
(Universidad de Concepción, 2025) Nicovani Hernández, Pedro Nicolás; Marzialetti Bernardi, Teresita
Ante la necesidad de satisfacer la creciente demanda energética, las celdas de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC) se presentan como una alternativa interesante para la generación eficiente y limpia de energía en un amplio abanico de aplicaciones. Un componente esencial para el correcto funcionamiento de este tipo de equipos son las membranas de intercambio protónico (PEM), ya que permiten la migración de los protones requeridos para la transformación energética que tiene lugar en el sistema electroquímico de la celda. Actualmente, las PEMFC emplean membranas basadas en politetrafluoroetileno sulfonado, como las fabricadas por Nafion™ o sus múltiples variantes. Sin embargo, estas membranas están asociadas a altos costos de fabricación y contaminación ambiental, lo que ha impulsado intentos de sustituirlas por alternativas renovables y menos costosas. El furfural, una molécula obtenida de la biomasa lignocelulósica, se considera un material prometedor para la síntesis de nuevos polímeros biobasados que podrían reemplazar a las PEM actuales. Este trabajo busca ahondar en la aplicación del furfural en este campo, razón por la que tiene como principal objetivo el desarrollo y caracterización de membranas de intercambio protónico elaboradas a partir de polímeros derivados de furfural. Esto se hizo por medio de la síntesis de PEM a partir de alcohol polivinílico (PVA), ácido sulfosuccínico (SSA) y furfural en composiciones variadas. La absorción de agua y la conductividad protónica de dichas membranas fueron medidas para determinar la contribución de cada componente sobre estas propiedades clave. Además, se analizaron las propiedades estructurales de las membranas mediante espectros FTIR e imágenes FESEM, mientras que su comportamiento térmico se estudió a través de análisis termogravimétrico. Los resultados de este trabajo mostraron que las membranas de PVA/SSA/Furfural reticuladas presentaron absorciones de agua en un rango entre el 78 % y el 6 %, y conductividades protónicas que iban desde 0,72 mS/cm hasta los 3,08 mS/cm. Se observó que el furfural redujo significativamente la absorción de agua, aunque perjudicó ligeramente la conductividad protónica. Por su parte, un mayor contenido de SSA y altos porcentajes de absorción de agua mejoraron la conductividad protónica, pero se vio que un entrecruzamiento excesivo provocó una alta rigidez y rupturas en algunas membranas durante la humectación. Por su parte, el análisis FTIR confirmó la estructura propuesta para el polímero, las imágenes FESEM mostraron uniformidad superficial, y el análisis TGA situó las membranas de PVA/SSA/Furfural en un rango operacional de hasta aproximadamente 174 °C.
Modificación química de aerogeles de nanofibras de celulosa para captura de CO2.
(Universidad de Concepción, 2024) Vergara Inzunza, Nicolás Ignacio; Pereira Soto, Miguel A.
Los niveles de emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero, en particular de CO2, se ha transformado en un tema de interés durante ya varias décadas, sobre todo por la búsqueda de alternativas ecológicas para la captura de estos gases. En esta investigación se planteó la utilización de aerogeles de nanofibras de celulosa obtenidos por dos métodos; tratamiento mecánico-enzimático y por oxidación con TEMPO; modificados con DAMO, para su uso en adsorción de CO2. En concreto, para evaluar el efecto de la concentración del modificador se probaron tres niveles de carga de modicador DAMO (1,2 y 3 mL) en ambos tipos de fibras. Para el efecto del tamaño de las nanofibras de los aerogeles se usaron cuatro niveles de homogenización de las fibras, 0,5 y 15 pasadas, además de la TEMPO. La caracterizacion de las nanofibras entregó que la concentración del DAMO incidió de manera sustancial en los aerogeles tanto térmica como morfológicamente. La estabilidad térmica fue afectada en la mayoría de los casos acotándose los rangos de temperatura donde los aerogeles se mantuvieron íntegros y la morfología de los aerogeles se vio afectada hacia una tendencia a la contracción y reducción de la porosidad del sólido. Asimismo, el aumento de la relación de aspecto también desfavorece la estabilidad termal pero no afecta notoriamente otras propiedades analizadas. La caracterizacion química mostró todas las señales que permitieron aseverar una adición del DAMO satisfactoria, ya sea por la aparición de bandas de absorción más relevantes (como la que denota la interacción DAMO-celulosa), la detección de Nitrógeno y Silicio en el análisis EDS y más importante aún, los niveles cuantificados de Silicio (mgSi/g). Las muestras con mayor sustitución del DAMO fueron la 15p-1 y 15p-2 para el caso de las enzimáticas y para el caso de las TEMPO, TMP-1. Las capacidades de adsorción de CO2 a 298K fueron analizadas bajo tres modelos de isotermas, Langmuir, Freundlich y Dubinin-Radushkevich, siendo este último el que logró mejor ajuste de los datos. Freundlich aseveró que la interacción entre adsorbato y adsorbente está favorecida hacia la quimisorcion. Las isotermas de Dubinin entregaron las capacidades de adsorción de los aerogeles. Las muestras enzimáticas mostraron niveles similares de captación de CO2 siendo la muestra 15p-2mL la más relevante con 0,285 mmol CO2/g. Sin embargo, las muestras que presentaron mayor cantidad de adsorción del gas y por tanto las más prometedoras para futuros análisis fueron 5p-2 con 0,562 mmol CO2/g y 15p-1 con 0,570 mmol CO2/g.
Experimental study of ore flow to assess the feasibility of using long ore passes for the decarbonization of hauling in deep mining operations.
(Universidad de Concepción, 2024) Vera Valverde, Fernanda Scarlet; Gómez Puigpinos, René
La disminución continua en la ley de los minerales ha obligado a la industria minera a implementar nuevas estrategias para mantener e incluso aumentar la producción, especialmente debido a la creciente demanda de minerales estratégicos y críticos como el cobre, que es crucial para la transición energética. El cobre extraído de minas subterráneas mediante métodos de hundimiento frecuentemente emplea piques de traspaso, como un método de transporte del mineral entre niveles. El aumento en el uso y extensión de los piques de traspaso en la producción minera tiene el potencial de mejorar la eficiencia, reducir el consumo de energía y disminuir las emisiones de carbono, específicamente en el transporte de materiales. Sin embargo, existen desafíos significativos relacionados con el flujo gravitacional en los piques de traspaso debido a las grandes distancias verticales en estos métodos y a la mayor profundidad de las actividades mineras. Para abordar estos desafíos, este estudio emplea un modelo físico a escala para examinar las características del flujo de diferentes tipos de partículas dentro de un pique de traspaso. Las variables analizadas incluyen diferentes porcentajes de llenado, distribuciones de tamaño de partículas y propiedades de las partículas. Se realizaron un total de 4160 experimentos de flujo, utilizando 52 combinaciones de formas y tamaños de partículas, para identificar y cuantificar el efecto de diferentes variables en el flujo del material. En los resultados experimentales, el mayor número de colgaduras se registró para partículas prismáticas triangulares grandes, con un total de 125 atascos, seguidas por partículas esféricas grandes, con 96 atascos. En contraste, no se observaron atascos en experimentos con partículas esféricas pequeñas y partículas octaédricas. Además, el índice de frecuencia de atascos se reduce en un 98.48% cuando la esfericidad disminuye en un 23.47%. Esto indica que una disminución en la esfericidad tiene un impacto significativo en el flujo de partículas. En partículas esféricas, menores niveles de llenado del pique de traspaso reducen el número de atascos; sin embargo, en partículas de forma prismática mixta, este efecto no se observó. El análisis detallado de los eventos de atascos bajo diversas condiciones ayuda a identificar escenarios críticos de flujo de partículas dentro de los piques de traspaso. Los hallazgos proporcionan información invaluable sobre las condiciones críticas que afectan el flujo de partículas, mejorando así nuestra comprensión de la dinámica compleja en las operaciones de los piques de traspaso de mineral.
Bridgerton en dos variantes de la misma lengua: análisis comparativo de las soluciones traductológicas del habla marcada en el doblaje al español de España y Latinoamérica de la serie Bridgerton.
(Universidad de Concepción, 2025) Pedraza Arriagada, Natalia Betzabé; Salas Arriagada, Valentina Paz Belén; Martínez Carvajal, Cristian Rafael
En la presente investigación, realizada bajo un enfoque principalmente cualitativo con alcances descriptivos y aciertos aspectos cuantitativos, se analizaron las traducciones de los doblajes al español latinoamericano e ibérico de la serie norteamericana Bridgerton (2020), con el propósito de conocer su tendencia hacia la especificidad o la universalidad según lo descrito por Mayoral (1998), en el aspecto de la mantención o ausencia del habla marcada descrita por Díaz-Cintas y Remael (2021) y enfocada en el concepto de inter-speaker descrito por Schilling (2002). El análisis se realizó a los segmentos extraídos de la muestra, que correspondió a los primeros tres capítulos del corpus. Para ello se tomó la taxonomía de técnicas de traducción de Hurtado (2001), las que fueron de utilidad para la comparación de decisiones traductológicas entre ambos doblajes. Además, se adaptó el modelo hecho por Martí Ferriol (2006) que agrupaba las técnicas hacia una u otra tendencia. Con este modelo se dictaminó la tendencia de los doblajes al español ibérico y latinoamericano hacia la universalidad o especificidad. Como resultado, se pudo observar cómo el doblaje latinoamericano siguió una tendencia universal y específica hacia la lengua origen, mientras que el doblaje ibérico siguió una tendencia específica hacia la lengua origen y la lengua meta en proporciones similares.
Reciclaje de blísteres farmacéuticos como materia prima reutilizable.
(Universidad de Concepción, 2026) Rojas Ovalle, Francisco José; Lanziotti Muñoz, Carlos Andrés
El reciclaje de blísteres farmacéuticos representa un desafío significativo debido a su estructura multicapa, compuesta principalmente por polímeros clorados y una lámina de aluminio, lo que dificulta su tratamiento mediante métodos de reciclaje convencionales. En este trabajo se estudia la factibilidad técnica de recuperar y revalorizar el material plástico proveniente de blísteres farmacéuticos postconsumo mediante procesos termo-mecánicos. El método termo-mecánico desarrollado para la separación del aluminio alcanzó eficiencias superiores al 90% en determinados tipos de blíster, siendo la temperatura y el tiempo de exposición factores críticos del proceso. El material plástico recuperado fue conformado exitosamente mediante prensado por platos calientes en el rango de 165 a 175 ◦C y tiempos de prensado entre 5 a 10 min, permitiendo la fabricación de placas recicladas. La caracterización fisicoquímica del material recuperado se realizó mediante espectroscopía FTIR, análisis térmicos DSC y TGA, y ensayos mecánicos de tracción. Los resultados de FTIR permitieron identificar bandas características asociadas a enlaces C–Cl y C–H, mientras que los análisis térmicos evidenciaron una estabilidad térmica hasta aproximadamente 160 ◦C, con inicio de degradación a temperaturas superiores. Los ensayos mecánicos mostraron valores de resistencia a la tracción del orden de 45 a 55MPa, dependiendo de las condiciones de procesamiento. Finalmente, se presento un prototipo de elemento termoformado, una bandeja, demostrando la capacidad del material reciclado para adoptar geometrías funcionales de baja y media exigencia mecánica. Los resultados confirman que, pese a la heterogeneidad del residuo, es posible la revalorización de blísteres farmacéuticos mediante procesos de conformado de baja cizalla, estableciendo una base experimental para futuras investigaciones orientadas a la economía circular.
Implementación del ensayo Fiber-Bundle Pull-Out en materiales compuestos.
(Universidad de Concepción, 2026) Palacios Astroza, Gustavo Manuel Ignacio; Salas Salgado, Alexis Fidel
La adhesión fibra - matriz es un factor determinante en el desempeño mecánico de los materiales compuestos, ya que gobierna la transferencia de esfuerzos entre el refuerzo y la matriz. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo implementar el ensayo Fiber-Bundle Pull-Out (FBPO) como técnica de caracterización interfacial a mesoescala, mediante el diseño y fabricación de un sistema experimental reproducible, con el fin de determinar la resistencia al corte interfacial (IFSS aparente) y evaluar la utilidad del método como herramienta confiable para el estudio de la adhesión fibra - matriz. Para ello, se diseñó y fabricó un sistema experimental que incluyó moldes multicavidad, probetas y dispositivos de sujeción, utilizando modelado CAD e impresión 3D, lo que permitió asegurar el control de parámetros geométricos críticos, tales como la longitud embebida y la alineación axial. El ensayo FBPO se implementó en probetas de material compuesto fabricadas con dos matrices epóxicas y dos tipos de fibra de carbono, correspondientes a un sistema de grado aeroespacial y a una fibra genérica. Se ejecutaron un total de 100 ensayos válidos bajo condiciones controladas, registrándose las curvas fuerza - desplazamiento y determinándose la carga de despegue interfacial. El IFSS aparente se estimó mediante un modelo de reducción basado en la relación entre la carga de despegue y el ´área embebida. Los resultados experimentales evidenciaron diferencias claras en los valores de IFSS aparente entre los distintos sistemas fibra - matriz, tanto en términos de magnitud como de dispersión experimental. Las observaciones microscópicas post ensayo mediante SEM permitieron correlacionar estas diferencias con la morfología de la interfase, identificándose regiones con matriz residual adherida, zonas con fibras expuestas y sectores donde permanecía el recubrimiento de teflón (PTFE) de la probeta. Estas evidencias confirmaron que el despegue interfacial ocurre de manera progresiva y localizada, y reforzaron la coherencia entre los resultados mecánicos y los mecanismos interfaciales observados. El análisis estadístico, realizado mediante ANOVA de Welch y comparaciones múltiples de Games-Howell, mostró que el tipo de fibra constituye el factor dominante en la respuesta interfacial dentro del rango experimental estudiado, mientras que el efecto del tipo de matriz resultó secundario cuando se empleó fibra genérica. La comparación con rangos de IFSS reportados en la literatura para ensayos FBPO mostró una concordancia razonable, considerando las diferencias de escala, materiales y condiciones experimentales. En conjunto, los resultados confirman que el ensayo FBPO, acompañado de un diseño experimental adecuado, de observaciones microscópicas detalladas y de un análisis estadístico robusto, constituye una técnica válida y reproducible para la evaluación comparativa de la adhesión fibra - matriz a mesoescala, aportando al estudio y comprensión del comportamiento interfacial en materiales compuestos.
Sistema de detección de spear phishing basado en modelos de lenguaje.
(Universidad de Concepción, 2025) Michel Carmona, Daniel; Pinacho Davidson, Pedro Pablo; Gutiérrez Gómez, Fernando Andree Tercero
El phishing y el spear phishing son tipos de ciberataques que engañan a las personas para que revelen información sensible o descarguen malware. El phishing ataca a gran escala, con un bajo índice de conversión compensado por una gran cantidad de intentos, mientras que el spear phishing, se dirige a individuos o grupos específicos a través de la personalización, logrando una mayor tasa de conversión con menos intentos.
Modelación y análisis de topologías de convertidores para precipitadores electrostáticos.
(Universidad de Concepción, 2025) Poblete López, José Manuel; Peña Guiñez, Rubén Sigifredo
Los precipitadores electrostáticos (ESP) son dispositivos ampliamente utilizados en la industria para la reducción de emisiones de material particulado. La eficiencia de estos equipos está fuertemente influenciada por la fuente de poder que los energiza, ya que el voltaje aplicado entre los electrodos y las superficies colectoras determina la efectividad en la captura de partículas. Tradicionalmente, los ESP han sido alimentados mediante transformadores-rectificadores monofásicos y trifásicos, pero los avances en electrónica de potencia han permitido el desarrollo de fuentes de alta frecuencia, que prometen mejorar la eficiencia del sistema. En este trabajo, se modelaron y simularon tres topologías de convertidores de alto voltaje de corriente continua: transformador-rectificador monofásico, transformador-rectificador trifásico y fuente de poder conmutada de alta frecuencia. A través de simulaciones en lazo abierto y lazo cerrado, se analizaron las características del voltaje suministrado por cada convertidor, incluyendo la estabilidad del voltaje, el contenido de ripple y la respuesta ante descargas disruptivas (flashover). Los resultados muestran que la fuente conmutada de alta frecuencia presenta ventajas significativas sobre las otras topologías, proporcionando un voltaje más estable, con menor ripple y una recuperación más rápida ante eventos de flashover. Estas características la posicionan como una alternativa prometedora para mejorar la eficiencia operativa de los ESP, reducir las emisiones aéreas de los procesos industriales y cumplir con normativas ambientales cada vez más exigentes.
Implementación de esquemas Hardware in the Loop para el control de convertidores DC-DC utilizando MCU´s de la familia C2000.
(Universidad de Concepción, 2024) Salgado Rodríguez, Jorge Sebastián; Palma Fanjul, Leonardo
La implementación de un esquema Hardware in the Loop es de gran valor durante la etapa de desarrollo de un producto, pero el alto costo de los dispositivos para la implementación de estos dificulta su accesibilidad. Debido a esto en este trabajo se busca evaluar la factibilidad de implementar un esquema de bajo costo basado en el uso de un microcontrolador de la familia C2000 de Texas Instruments modelo F28335 con la finalidad de verificar diseños de controladores para convertidores DC-DC. Es así que en este trabajo se estudian los periféricos del microcontrolador que serán utilizados para la implementación del esquema, haciendo énfasis en como utilizarlos a partir de la programación del microcontrolador en el lenguaje C o mediante el uso de Simulink y la toolbox C2000 Blockset. Posteriormente se muestra como ejemplo de diseño un convertidor DC-DC de tipo Buck y la simulación de este diseño utilizando el software LTspice, para luego construir el circuito con tal de obtener mediciones que permitan validar la simulación realizada y la implementación del esquema de control propuesto. Finalmente se documenta la implementación del un esquema Hardware in the Loop, com parando los resultados obtenidos con la simulación y las mediciones experimentales. Los resultados obtenidos muestran que debido a las limitaciones del microcontrolador en cuanto a la insuficiente velocidad de transmisión de datos mediante comunicación serial y la falta de un segundo núcleo en su procesador no permiten implementar un esquema que permita la validación de controladores pa ra convertidores DC-DC de tipo Buck. Por esto, se hace relevante analizar la posibilidad de utilizar procesadores multinúcleo para permitir la implementación efectiva de un esquema HIL.

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