Tesis Pregrado

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Caracterización de llamas en quemador patrón.
(Universidad de Concepción, 2024) Durán Faúndez, Johann Antonio; Farías F., Oscar; Garcés H., Hugo
El análisis de llamas generadas por combustibles gaseosos es una de las formas de establecer parámetros de operación ideales en varios procesos industriales, optimizando la fuente térmica y reduciendo los contaminantes asociados. La presente memoria de título tiene como objetivo caracterizar las llamas de hidrocarburos producidas por un quemador patrón con enfoque en el análisis de la radiación espectral y la estabilidad de la llama utilizando equipos optoelectrónicos. También ser el punto inicial para producir ensayos de mezclas de gas natural con hidrógeno. Para el desarrollo del objetivo se monta un set-up experimental donde se instala el quemador patrón Gülder, el espectrómetro USB2000 que mide en un rango espectral que va desde los 200 a 850 nm, el sensor de flujo de calor GG01-250, la cámara Basler acA2440-75uc y termocuplas tipo k. A continuación, se procede realizar mediciones experimentales en una llama de gas natural en seis puntos de operación, variando el flujo de aire para analizar la estabilidad de la llama, la variación de temperatura y la presencia de los radicales libres 𝐶𝐻, 𝑂𝐻 y 𝐶2 en tres zonas de la llama. Las mediciones espectrales fueron consistentes con la literatura, logrando una clara diferenciación entre el ruido ambiental y los puntos de operación. Las temperaturas registradas por las termocuplas mostraron una tendencia acorde a lo esperado, aunque los valores del sensor de flujo de calor no pudieron ser validados, lo que resalta la necesidad de desarrollar un método de validación más preciso. El análisis radiativo permitió relacionar la razón 𝐶₂/𝐶𝐻 con la irradiancia y la temperatura, identificando el punto de operación 2 como el óptimo, aunque es necesario considerar más parámetros para obtener un control más completo de la combustión. Las condiciones del laboratorio afectaron la determinación precisa de los límites de estabilidad de la llama debido a perturbaciones externas, aunque se observó una mayor estabilidad con un aumento en el exceso de aire. Este trabajo deja una guía metodológica para futuros ensayos de gas natural con hidrógeno, subrayando la importancia de seguir mejorando las técnicas de medición y control para optimizar la eficiencia de la combustión en estudios posteriores.
Plan de comisionamiento del sistema de ventilación principal en el proyecto Andes Norte Nuevo Nivel Mina.
(Universidad de Concepción, 2024) Miranda Molina, Felipe Ignacio; Fissore, Adelqui
La División El Teniente, es uno de los yacimientos de cobre más grandes del mundo, este se encuentra en proceso de expansión mediante la Cartera de Proyectos Teniente. Estos proyectos son cruciales para la industria minera chilena, tiene como objetivo la explotación de reservas profundas, incrementando significativamente la capacidad de extracción de cobre. Entre los proyectos se encuentra Andes Norte Nuevo Nivel Mina (AN-NNM) donde su expansión es un desafío ingenieril, ya que, se ubica a 300 metros por debajo de la explotación minera actual, lo que permitirá extender la vida útil del Teniente por al menos 50 años. El proyecto AN-NNM requiere la puesta en marcha de sistemas esenciales para su funcionamiento, por lo que nos enfocamos en el de ventilación, siendo este vital para la mantener un entorno seguro y las condiciones de sitio aceptables, permitiendo así, ventilar los contaminantes como gases, vapores y polvos dentro de los túneles, proporcionando las condiciones de trabajo y cumpliendo con las normas exigidas dentro de la minería subterránea. El sistema de ventilación principal está diseñado para abarcar todos los niveles dentro de la mina, siendo apoyado por sistemas secundarios, permitiendo la inyección de aire fresco y la extracción de aire viciado, asegurando cubrir las necesidades de las distintas zonas para la futura operación. El proceso de puesta en marcha es crucial para garantizar que todos los sistemas y equipos funcionen conforme a los parámetros de diseño. Este incluye una serie de pruebas funcionales, categorizadas en etapas de precomisionamiento, comisionamiento y entrega al cliente. Este proceso asegura que los equipos o componentes del sistema de ventilación principal operen de manera efectiva antes de entrar en operación definitiva. Para realizar este proceso se utilizaron diversas herramientas, como la sistematización de componentes, la cual permitió identificar equipos y descomponer desde el gran sistema, pasando por subsistemas hasta llegar a los componentes, desglosando según sea la necesidad del proyecto. Utilizando dicha información se seleccionan las pruebas esenciales para cada uno de los equipos identificando la categoría o especialidad a la cual pertenecen. Estas verificaciones y mediciones se documentan meticulosamente en una matriz de pruebas, la cual, clasifica cada una de ellas según su especialidad y fase de ejecución. Además de las pruebas, se realizaron los procedimientos (metodología correcta de ejecución y de manera segura) donde incluyen los formatos de los protocolos de pruebas, específicos para cada componente del sistema de ventilación. Estos procedimientos permiten garantizar los criterios claros para la aceptación de cada componente.
Estudio preliminar de la producción de ácidos grasos volátiles para la obtención de biopolímeros mediante la valorización de residuos orgánicos complejos.
(Universidad de Concepción, 2024) Casanova Müller, Isidora Antonia; Garrido Acuña, José
La digestión anaeróbica es una alternativa atractiva para revalorizar líneas residuales ricas en lípidos y carbohidratos. Este proceso consta de cuatro pasos: hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis. Al inhibir la metanogénesis se logra incrementar la formación de ácidos grasos volátiles (AGV) formados durante la acidogénesis y acetogénesis. Éstos se pueden utilizar como fuente de carbono para la producción de polihidroxialcanoatos (PHA), biopolímeros con propiedades plásticas y biodegradables, con mayor valor en el mercado. En este trabajo se evalúa, de manera preliminar, el potencial de producción de AGV a partir de corrientes lipídicas con vistas a su utilización en la síntesis de PHA. Para ello, se realizaron 3 ensayos en reactores discontinuos (batch) de 400 mL con distintos sustratos (glucosa, ácido oleico y aceite usado de cocina). En el primer ensayo, se utilizó glucosa y aceite residual, y un inóculo refrigerado. Se constató que el amoníaco libre produjo una inhibición total de la metanogénesis. En el segundo ensayo, se utilizó la misma fuente de carbono, pero un inóculo fresco de origen industrial. Se logró consumir completamente la glucosa, pero el aceite no se solubilizó por completo, quedando en forma de flóculos en la superficie del líquido. El objetivo del tercer ensayo era estudiar el efecto de la hidrólisis utilizando ácido oleico, además de dos corrientes de aceite con menor concentración. El ácido oleico tampoco pudo solubilizarse y se observaron flóculos en la superficie. Una de las corrientes de aceite con menor concentración formó AGV con una mayor proporción de acético que en el ensayo 2, seguido de nuevo por el ácido propiónico. Se logró un aumento de la producción de AGV al utilizar un inóculo activo, sin embargo, los tres intentos de mejora en el proceso en el ensayo 3 fallaron. La hidrólisis de lípidos se vio muy afectada por el área superficial disponible. El máximo de AGV logrados a partir de la DQO introducida fue 23% para el aceite y 13% para el ácido oleico. Los AGV específicos obtenidos en cada ensayo fueron diferentes, mostrando el potencial de obtención de materiales con diferentes propiedades bioplásticas a partir de aceite residual adaptando el modo de operación.
Acelerador hardware para estimación de cuantiles en tráfico de redes.
(Universidad de Concepción, 2024) Gallardo Pavesi, Carolina Sofía; Figueroa T., Miguel; Hernández R., Cecilia
Las propiedades estadísticas del tráfico, tales como los cuantiles, entre los cuales se encuentran la mediana y el percentil 99, y la función de distribución acumulativa, nos ayudan a entender la distribución del tráfico y detectar anomalías a corto y largo plazo. Sin embargo, calcular de manera exacta el valor de estas propiedades es costoso en términos de espacio y tiempo. Particularmente, en el caso de los percentiles distintos de 0 y 100, es imposible encontrar una solución exacta en una pasada sin almacenar todos los datos. Utilizar un acelerador hardware basado en arreglos de lógica programable (FPGA, del inglés Field Programmable Gate Array) nos permite enfrentar la necesidad de procesar un stream de paquetes a alta velocidad y producir resultados con baja latencia. Sin embargo, la memoria interna disponible en estos dispositivos es limitada, por lo que almacenar todos los elementos no es una opción viable. Para responder a este problema, se han propuesto algoritmos basados en sketches: estructuras probabilísticas compactas que utilizan un espacio de memoria sublineal para estimar una propiedad con una cota de error predeterminada. Este trabajo presenta la arquitectura de un acelerador hardware para la estimación de cuantiles usando un algoritmo basado en sketches. La arquitectura propuesta se basa en la estructura general del sketch KLL presentado por Karnin et al. [1]. Implementamos la arquitectura en una tarjeta de desarrollo Xilinx Alveo U55C, la cual contiene un FPGA Virtex™ XCU55 UltraScale+, obteniendo un tiempo de ejecución total por lo menos 35 veces menor que el tiempo de ejecución total de la implementación en software del algoritmo modificado, y una aceleración mínima de 37 veces en cuanto al tiempo de inserción de elementos al sketch. El acelerador puede operar a una frecuencia de reloj de máxima 325.2 MHz, lo que equivale a una tasa mínima de 166 Gbps (gigabits por segundo). Mostramos empíricamente que las estimaciones mantienen una buena precisión, respetando las cotas de error cuando el número de paquetes de la traza es lo suficientemente parecido al número de elementos para el que dimensionamos el sketch.
Sistema de gestión de estacionamientos mediante el uso de herramientas IoT y visión computacional en tiempo real.
(Universidad de Concepción, 2024) San Martín Mora, Antonio Iván; Varas Contreras, Marcela
Evaluación de una red de distribución primaria operando en configuración enmallada.
(Universidad de Concepción, 2024) Serey Morales, Emilio Alonso; García Santander, Luis
La siguiente memoria de título tiene por finalidad evaluar y comparar los tipos de configuración radial y enmallada, en un sistema de distribución primario, para de esta manera, determinar cuál tipo de configuración ofrece mejores prestaciones al sistema de distribución primario y, por ende, a la compañía distribuidora correspondiente. En primer lugar, era necesario trabajar con un sistema de distribución primario que permitiese la configuración radial y la configuración enmallada. Con esta necesidad en mente, nos fue facilitado por la compañía distribuidora CGE el sistema de distribución primario de la comuna de Temuco. Posteriormente al sistema de distribución primario de Temuco se le realizó una evaluación técnica que incluyó los siguientes aspectos: regulación de tensión, aumento de la demanda de potencia activa, cuantificación de pérdidas de potencia I2R en líneas eléctricas y aumento de las corrientes de cortocircuito. Mientras que en el área de la evaluación económica se cuantificaron las pérdidas de energía producto de las pérdidas de potencia I2R asociadas a clientes regulados en el periodo de un año. Además, se revisó el cómo impactan estas pérdidas dentro del Valor Agregado a la Distribución (VAD) asociado a la empresa distribuidora CGE. La evaluación técnica y económica incluyeron de igual manera la incorporación de Pequeños Medios de Generación Distribuida (PMGD). A lo largo de esta investigación hubieron resultados los cuales fueron claves en definir que configuración es la óptima para ser implementada dentro del sistema de distribución de Temuco CGE. Entre los resultados que significaron un beneficio producto de la configuración enmallada se encuentran: el aumento de cargas que cumplen lo mínimo establecido en lo referente a regulación de tensión, disminución en las pérdidas de potencia I2R y la disminución del costo de las pérdidas de energía producto de las pérdidas de potencia I2R. Mientras que de la configuración radial se obtuvo la menor magnitud de corrientes de cortocircuito al ser estas comparadas con la configuración enmallada.
Análisis Comparativo de las Pérdidas Térmicas en un Sistema Fotovoltaico Fuente de Corriente y de Voltaje Acoplado a la Red Eléctrica mediante Simulación en PLECS.
(Universidad de Concepción, 2024) Toledo Aranda, Felipe Ignacio Yall; Espinoza C., José
Las plantas fotovoltaicas se encuentran en un continuo auge alrededor del mundo producto de la gran disponibilidad del recurso solar, permitiendo así reducir las emisiones de carbono y con ello, transitar a una matriz energética sustentable. Estas plantas se componen de diversos arreglos de módulos fotovoltaicos conectados en serie y paralelo, permitiendo así maximizar la energía solar que se transforma en energía eléctrica. Sin embargo, las centrales solares producen corriente continua, la cual debe ser adecuada por un convertidor DC/AC para realizar la interfaz con la red eléctrica, que se encuentra en alterna. El convertidor de electrónica de potencia influye globamente en la eficiencia del sistema, ya que se encuentra a cargo del acondicionamiento de potencia de una gran cantidad de módulos fotovoltaicos, es por ello que es de vital importancia el estudio de las pérdidas asociadas a este equipo. En este trabajo se realiza un análisis comparativo de la eficiencia y las pérdidas térmicas según la técnica de modulación empleada entre un sistema fotovoltaico acoplado a la red eléctrica mediante un inversor fuente de tensión y un inversor fuente de corriente en PLECS. La comparación se efectúa utilizando dos switches diferentes: 5SNA1600N170100 de la empresa ABB y DIM1600FSM17-A000 de DYNEX, mientras que el arreglo fotovoltaico se compone de múltiples módulos TOPHiKu6-620 pertenecientes a CanadianSolar configurados de tal manera de generar una potencia instalada aproximada de 500 [kW]. En el primer escenario, se simulan las técnicas de modulación SPWM, THIPWM, SHEPWM y SVPWM para que los convertidores fuente de corriente y tensión operen utilizando la potencia máxima instalada del arreglo fotovoltaico del VSI e inyectando la potencia a la red eléctrica con un factor de potencia unitario, mientras que en el segundo escenario se considera un 95% de la potencia instalada del VSI. En ambos casos, se miden la pérdidas de conmutación, las pérdidas de conducción, la temperatura y la eficiencia del convertidor. Los resultados indican que en el escenario uno, la eficiencia varía entre ambas topologías para las diferentes técnicas de modulación entre 1.41%−1.46% para el dispositivo conmutador de ABB, mientras que para el switch de DYNEX se acrecenta la diferencia con 2.38%−3.14. En el caso del escenario dos, incrementa ligeramente el cambio, llegando a 1.63%−1.66% y 2.78%−3.61% para cada dispositivo semiconductor respectivamente. En relación con las técnicas de modulación, ambas topologías presentan el mismo orden de eficiencia, siendo de mayor a menor: SHEPWM, SVPWM y SPWM.
Evaluación y caracterización de recubrimiento para el control del crecimiento de micro y macroorganismos basados en agentes hidrofóbicos y biocidas naturales después de inmersión en medio marino.
(Universidad de Concepción, 2024) Canales Belmar, Josefa Belén; Montoya, Luis Felipe; Fernández, Katherina; Jaramillo, Andrés Felipe
Se ha evaluado un recubrimiento en base epóxica que contiene zeolita modificada con nanopartículas de cobre y zeolita como biocida natural, el cual fue expuesto a condiciones marinas naturales en la Bahía de Talcahuano por cuatro meses, utilizando diversas técnicas como la microscopia de fuerza atómica, microscopía confocal y espectroscopía de impedancia química. La propiedad antifouling del recubrimiento se evaluó mediante la normativa ASTM-D3623-78a, la cual entregó resultados de resistencia al ensuciamiento mayores a 90 en las formulaciones que contienen zeolita, capsaicina y zeolita. También, se analizó la cantidad de bacterias vivas y muertas presentes en el biofilm sobre la superficie mediante tinción vivo/muerto con microscopia confocal, en este estudio se alcanzó un 60% de bacterias muertas versus un 15% que presentaron las formulaciones sin bactericidas, lo que confirma la viabilidad de emplear zeolitas modificadas con nanopartículas de cobre y moléculas de capsaicina en recubrimientos antifouling. El ángulo de contacto (ASTM D7334 - 08) de la superficie resultó en 70° en promedio, lo que no clasifica como superficie hidrofóbica, y se midió la rugosidad con un microscopio de fuerza atómica obteniendo un rango de 95 nm a 295 nm. Se evaluaron las propiedades mecánicas de los recubrimientos siguiendo su respectiva normativa ASTM empezando por la adherencia (ASTM D4541-22) que obtuvo resultados de 1,5 MPa de carga de tracción máximos aproximadamente, flexibilidad (ASTM D522-17) en donde se presentaron largos de fractura menores a 22 mm, embutición (ASTM E643-15) en el cual destacan las formulaciones con capsaicina, que alcanzaron los 2,99 mm en la altura de la copa y abrasión (ASTM D4060) el cual obtuvo índices de desgaste menores de 300 mg/ciclo. Finalmente, se evaluaron las propiedades anticorrosivas del recubrimiento mediante espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), obteniendo valores del orden de 105 Ω.
Optimización de la desorción de cobre utilizando gránulos de bioreactores.
(Universidad de Concepción, 2024) Fernández Guglielmi, Ignacio Alejandro; Roeckel von Bennewitz, Marlene Doris
El lodo aeróbico granular (AGS) puede ser utilizado como un material adsorbente de metales pesados en el tratamiento de aguas. Sin embargo, la desorción de metales es aún un campo sin explorar. Este estudio se enfoca en la optimización del proceso de desorción de cobre, mediante un diseño experimental. La presencia de iones de cobre en efluentes industriales representa un desafío ambiental significativo debido a su toxicidad y persistencia. El objetivo principal del estudio fue determinar las condiciones óptimas para maximizar el rendimiento de desorción de cobre desde AGS, utilizando un diseño experimental Full Factorial de dos factores y tres niveles. La metodología incluyó la caracterización de AGS, cinética de desorción, descripción del diseño aplicado y ensayos de adsorción y desorción. Se realizaron ensayos de adsorción de cobre con concentraciones entre 1 mg/L a 500 mg/L. Los AGS adsorbieron una concentración de cobre de 0 56 mg/L. La optimización de la desorción se realizó variando la temperatura en un rango de 15 °C y 35 °C y la concentración del agente desorbedor (NaCl) entre 0 1 mol /L (5 84 g/L) y 19 mol/L (111 g/ según la combinación de niveles establecidos por el diseño. Los resultados revelaron que la concentración de NaCl es el factor más influyente en la desorción, con un modelo predictivo que sugiere que las condiciones óptimas para la desorción de cobre son una temperatura de 35 °C y una concentración de NaCl de 19 mol/L (111 g/ L), alcanzando un porcentaje de desorción predictivo de 75 12% dentro de un tiempo de desorción de 15 horas. Estos resultados demuestran que los AGS no s ó lo son efectivos para la adsorción de cobre, sino que también permiten su recuperación eficiente, ofreciendo un enfoque sustentable para el tratamiento de aguas residuales y la reutilización de metales valiosos , lo que permite avanzar en los sistemas de tratamiento de agua en procesos de economía circular.
Cinéticas de secado y características de oleogeles de aceite de oliva y quitosano.
(2024) Lama Cerda, Mario Nicolás Sebastián; Garrido Acuña, José Matías
En la actualidad, la sustitución de grasas saturadas perjudiciales para la salud por otras opciones más saludables es uno de los principales objetivos de la industria alimentaria. Una alternativa es utilizar aceites vegetales con buenas propiedades nutricionales estabilizados en forma de oleogel para el reemplazo de grasas saturadas y trans. En este trabajo se estudian oleogeles de aceite de oliva empleando como agentes estructurantes quitosano y vainillina. El aceite de oliva se atrapa en una red tridimensional construida mediante una base de Schiff formada entre los grupos funcionales del quitosano y de la vainillina, aplicando un método indirecto (emulsion-template). Se generaron dos tipos de emulsiones con distintas concentraciones de quitosano (0,7 y 0,8% en peso) manteniendo la relación vainillina/quitosano constante (4/3) y una relación másica de fase dispersa (aceite)/fase continua (agua) de 50:50 en peso, que fueron deshidratadas mediante secado convectivo a cuatro temperaturas (50, 60, 70 y 80°C) Los resultados experimentales obtenidos permitieron determinar las cinéticas de secado de las emulsiones a distintas temperaturas, y su posterior modelización, a través de modelos empíricos y difusionales. Se analizaron las propiedades de textura del producto (dureza, adhesividad, cohesividad, elasticidad), y de calidad (retención de aceite, color y oxidación). Las condiciones óptimas del proceso de secado correspondieron a una temperatura de 70°C, ya que a temperaturas de aire superiores no se aceleró la cinética de secado. Se concluyó que el tiempo de secado y la concentración del gelificante son fundamentales para los parámetros de calidad y textura. La dureza aumentó con la concentración de gelificante y disminuyó con la temperatura, mientras que las demás propiedades lo hacen a la inversa. La retención de aceite es significativamente mejor a medida que aumenta la concentración de quitosano. Por otro lado, se obtuvieron altos valores de oxidación debido a la presencia de aldehídos en el sistema, provenientes de la vainillina, los que interfieren en las metodologías adoptadas. En futuros trabajos se recomienda buscar alguna otra metodología para poder determinar la oxidación en el sistema. Asimismo, se recomiendo llevar a cabo un análisis reológico de los oleogeles para relacionar ese comportamiento con las propiedades analizadas en el presente trabajo, además de un análisis de estabilidad para comprobar que el oleogel producido sea viable en el tiempo.
Modelo de declaración ambiental de producto para la producción de hidrógeno verde.
(Universidad de Concepción, 2024) Alarcón Cartes, Nayareth Vanessa; Zaror Zaror, Claudio
Para el año 2050, Chile se propone reducir sus emisiones de CO2 y disminuir su dependencia de energía importada, aprovechando su capacidad para generar energía a partir de fuentes renovables. Esto lo posiciona como un posible líder en la producción y exportación de hidrógeno verde a nivel mundial. En este contexto, la transparencia del desempeño ambiental asociado a la elaboración de los productos constituye un elemento de creciente importancia en la competitividad del mercado internacional. Al respecto, las Declaraciones Ambientales de Producto (DAP) proporcionan información verificable y estandarizada por la Organización Internacional de Estandarización (ISO) acerca del desempeño ambiental de un producto determinado y forman parte de los atributos de calidad que son importantes para los clientes. Actualmente, no hay un formato estándar para realizar una Declaración Ambiental de Producto para la producción de hidrógeno verde. Por lo tanto, este estudio presenta una primera aproximación a una propuesta de modelo de DAP para la producción de hidrógeno en Chile, considerando su generación a partir de energía eólica y sus límites del sistema desde la cuna a la puerta. Para realizar este modelo, se requiere determinar las etapas de ciclo de vida que conforman el sistema, así como los inventarios de materiales y energía asociados a cada etapa. Para validar este modelo se realiza un ejemplo de cálculo para la producción de 1 kg de hidrógeno verde, considerado aquí como la unidad funcional de la DAP. Para abordar estos objetivos, se utiliza información de literatura para identificar los principales componentes del proceso de producción de hidrógeno, que incluyen la generación de energía mediante aerogeneradores, la desalinización de agua de mar por ósmosis inversa, el uso de un electrolizador alcalino y transporte de materiales. Estas etapas se dividen en procesos aguas arriba (upstream) y procesos principales (core), siendo upstream la producción de agua y energía, y core la fabricación y operación del electrolizador, además de la producción de energía necesaria por éste. No se incluyen aquí los procesos post-producción (downstream) ya que existe una amplia gama de opciones para acondicionamiento, almacenamiento, transporte y uso del hidrógeno verde. La propuesta de DAP consta de tres etapas principales: primero, la presentación de las bases para la realizar la Evaluación de Ciclo de Vida; luego la exposición de los resultados a través de tablas y gráficos; y finalmente, la interpretación de estos resultados, que incluyen un análisis de sensibilidad a los parámetros más críticos del sistema y comparación del indicador de cambio climático con datos de la literatura. Esto permite comprender el impacto ambiental e identificar mejoras. Los resultados muestran que la etapa core es la más significativa en términos de carga ambiental, y el acero es el material más contribuyente a los impactos ambientales en ambas etapas, debido a su uso en la fabricación e instalación del aerogenerador y del electrolizador. El análisis de sensibilidad revela que la variación en la generación de electricidad del aerogenerador tiene un impacto significativo en el perfil ambiental, mientras que el consumo de energía del electrolizador tiene un efecto menor. Se concluye que Chile tiene la capacidad de producir hidrógeno con un menor impacto en la categoría de cambio climático que lo presentado a nivel internacional, evidenciando la ventaja competitiva de nuestro país.
Uso de visión por computadora para la detección de objetos no deseados en líneas de producción de Mejillones sin valva.
(Universidad de Concepción, 2023) Silva Zavala, Cristopher Nicolás; Godoy Medel, Sebastián
La visión artificial y la detección de objetos son de vital importancia en la industria actual, ya que representan los ojos de la automatización. Cada vez más empresas buscan implementar estas tecnologías, por lo que resulta fundamental para un ingeniero aprender a utilizar estos medios. En esta memoria de título, se lleva a cabo la implementación de la detección de objetos mediante Matlab, utilizando el modelo de detector de características de canal agregado y la cámara de un smartphone. El proceso abarca desde la recopilación de datos hasta el entrenamiento, la optimización y la implementación en imágenes, videos, y la realización de detecciones en tiempo real. El objetivo principal es detectar objetos no deseados en una línea de producción de mejillones, tales como algas, piedras, vidrios y conchas de otras especies marinas. Se utiliza la aplicación Video Labeler de Matlab, que permite llevar a cabo el etiquetado y la automatización de este proceso mediante un algoritmo de point tracker. Además, se realiza el entrenamiento de un detector específico para mejillones y otros detectores aplicados a la detección de objetos en una imagen. Luego, se realizan optimizaciones en la detección, eliminando etiquetas superpuestas mediante la función "selectStrongestBbox" y removiendo etiquetas por puntaje mínimo en histograma. A continuación, se lleva a cabo la detección de imágenes en secuencia mediante la detección de videos de la especie de interés. Se emplea la aplicación iVCam para utilizar la cámara de un smartphone como webcam en Matlab, permitiendo así la implementación de la detección de objetos en tiempo real. Posteriormente, se utiliza la función "bboxPrecisionRecall" para obtener métricas de los detectores y optimizarlos con los datos conseguidos de manera individual para cada objeto específico detectado, logrando aumentos de precisión mayores al 60 % en el caso del mejillón. Finalmente, se aplican los detectores entrenados en la detección de distintas especies en una cinta en movimiento que simula una línea de producción en tiempo real, donde los resultados obtenidos muestran un rendimiento poco favorable, lo que conduce a las conclusiones correspondientes.
Personas con discapacidad e inclusión laboral en la región del Biobío.
(Universidad de Concepción, 2023) Sverdlov Schiaffino, Valentina Antonella; Maluenda Albornoz, Jorge Ignacio
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), aproximadamente el 16% de la población mundial experimenta algún tipo de discapacidad, cifra que ha ido en aumento en las últimas tres décadas debido al envejecimiento de la población. Este colectivo ha visto afectada su participación en la sociedad, específicamente en el ámbito laboral, debido a que las empresas no se encuentran adecuadamente preparadas, tanto cultural como social y físicamente para incluir a Personas con Discapacidad (PCD), a pesar de que existen obligaciones impuestas por la ley para la inclusión de este grupo. La presente Memoria de Título tuvo por objetivo caracterizar la situación de inclusión laboral de las PCD pertenecientes a una muestra de seis comunas de la región del Biobío. Se empleó un diseño no experimental de tipo descriptivo y un muestreo no probabilístico intencionado en un corte transversal de tiempo, alcanzando una muestra de 534 participantes (59.9% mujeres, 39% hombres, 0.9% se definía como no binario y 0.2% prefirió no decirlo); la edad promedio fue de 47.5 años, con una desviación estándar de 19.9 años). Para la medición se utilizó la subdimensión “Inclusión Laboral” proveniente del Índice de Inclusión de Personas en Situación de Discapacidad (IIPeSD) que evalúa la oportunidad que tienen las PCD de acceder a un empleo remunerado, en igualdad de condiciones, y elegir o aceptar de manera libre su trabajo en un entorno laboral inclusivo y accesible. Los resultados obtenidos indican que existe una tendencia a valores mayores de inclusión en la dimensión de diversidad laboral, no así en la dimensión seguridad laboral. Además, no existen diferencias estadísticamente significativas en el nivel de inclusión global y sus dimensiones según género (exceptuando la dimensión de diversidad laboral), comuna, si el entrevistado tiene una discapacidad o más, inscripción en el Registro Nacional de Discapacidad (RND), ingreso del hogar o si el entrevistado se encontraba empleado. Sin embargo, se observan diferencias significativas en el nivel de inclusión global y sus dimensiones según edad y el grado de discapacidad. Además, los hallazgos obtenidos contribuyen a la literatura existente y aportan a la identificación de las áreas más débiles de la inclusión laboral, para así poder gestionarlas de mejor manera.
Categorización de recursos minerales: análisis de variables y valores de corte.
(Universidad de Concepción, 2024) Vegas Fica, Byron Gabriel; Fustos, Roberto
La categorización de recursos minerales es una etapa crítica cuando se trata del estudio de un depósito. Dependiendo de todos los procesos anteriores a su realización, es la etapa encargada de la entrega de resultados relacionados con la calidad de la estimación realizada y de la confiabilidad de los recursos obtenidos. Es por ello que una completa metodología de análisis se hace necesaria. Gracias a múltiples intentos en busca de estandarizar este proceso es que surge la creación del comité de estándares internacionales para reportar reservas minerales CRIRSCO. Los países miembros de este comité comenzaron a crear códigos internacionales en búsqueda del similar entendimiento entre países sobre los conceptos fundamentales al momento de categorizar y en cuanto a entrega de responsabilidades e información mínima a incluir en los informes sobre prospectos de exploración minera. En la actualidad no existe un método estándar para definir categorías en cualquier tipo de depósito, sino que tanto los métodos para hacerlo como los parámetros o valores de corte utilizados varían de depósito en depósito y de persona en persona. Mediante la comparación y análisis de métodos de categorización el objetivo de este trabajo es presentar en un caso real el comportamiento de las variables dentro de un depósito, aplicando a su vez diversos métodos de categorización. Esto es posible gracias a la revisión de informes técnicos de prospectos mineros en la base de datos SEDAR de la TSX (Toronto Stock Exchange) canadiense. De donde fueron extraídos los métodos más utilizados (así como también los valores de corte) al momento de categorizar recursos en la industria por parte de las personas competentes responsables de la redacción y firma de dichos informes. Finalmente, existe un sinfín de métodos de categorización cada uno de los cuales está enfocado en distintas variables para lograr su cometido. El análisis de variables realizado lleva a definir como más confiables los sectores mayormente muestreados, dependiendo de la persona que realice el análisis de confiabilidad de los recursos en un depósito las cantidades de recursos asignados en cada una de las categorías. La calidad al momento de la definición de valores de corte para cada una de las variables presentes en el proceso de categorización tiene alta dependencia de la experiencia del profesional encargado del análisis del depósito, así como también la certeza del proceso de categorización.
Valorización, diseño estratégico y táctico de security-AI de emprendimiento tecnológico en fase temprana.
(Universidad de Concepción, 2024) Yurac Rehbein, Drazen Petar; Parada Contzen, Marcela; Núñez Ursic, Inti
Una startup es una empresa tecnológica emergente, la cual tiene un gran potencial de escalamiento. La siguiente Memoria de Título tiene como objetivo realizar el análisis de Security-AI, una startup chilena la cual se encuentra en sus primeras etapas de vida, en fase semilla. Es en esta etapa donde ha recibido sus primeros financiamientos para el desarrollo de su tecnología y así salir al mercado luego de terminar de desarrollar su producto mínimo viable (PMV). Con la finalidad de conocer el valor que percibe el mercado sobre la startup, se realizó una valorización temprana, en donde se utilizaron tres métodos de valoración para startup en fase temprana, Berkus, Scorecard y Venture Capital. Cada uno de estos métodos aportó un porcentaje diferente en el valor final calculado, acorde a que tan adecuado es el método para la empresa que se analizó. Además, se realizó un análisis de la empresa para poder diseñar un deck de inversiones para la misma. Este deck tiene la finalidad de actuar como respaldo ante posibles inversores del proyecto, dejando claros cuáles son las características del producto, la propuesta de valor de la empresa, junto con su modelo de negocios, también se cuantificó el valor del mercado en el que participa Security-AI y un pequeño análisis financiero en donde se estimó la cantidad de clientes y se proyectó un flujo de caja a cinco años. Finalmente, se desarrolló la metodología OKR, la cual establece que para dirigir de mejor manera los esfuerzos de la empresa, es que se deben establecer objetivos a corto plazo. Dichos objetivos consisten en una serie de resultados clave que deben ser cumplidos para poder decir que se alcanzó el objetivo propuesto. En el caso de Security-AI, estos objetivos van orientados a cimentar la bases del equipo de trabajo, la lógica económica y el correcto desarrollo de un producto de calidad mundial.
Paralelización y optimización del algoritmo Metabat usando cuda.
(Universidad de Concepción, 2024) Venegas Caro, Jonathan; Hernández Rivas, Cecilia
En el área de microbiología, el análisis de la secuencia completa del genoma de los microorganismos es fundamental para seguridad de la población. Sin embargo, en algunos casos la obtención de estas secuencias genéticas se dificulta al ser realizadas sobre muestras extraídas desde su ambiente, en estos casos el uso de software proporciona gran ayuda para interpretar la información genética contenida en las muestras. Entre las herramientas de software se encuentra MetaBat, el que define un algoritmo de agrupamiento programado en C++, que tiene por objetivo la reconstrucción de genomas en comunidades microbianas complejas. Dichas comunidades pueden llegar a contener una gran cantidad de información genética, la cual nos puede llevar desde el orden de segundos hasta horas de ejecución. Esta memoria de título se enfoca en la aceleración del algoritmo MetaBat, en su versión número 2, haciendo uso de unidades de procesamiento gráfico (GPU), hardware dedicado que nos permiten realizar tareas paralelas en un tiempo mucho menor en comparación a su ejecución en procesadores (CPU). Para esto se utilizó la plataforma de desarrollo CUDA, que sobre el lenguaje de programación C++ nos permite ejecutar código tanto en procesador como en unidades de procesamiento gráfico. La ejecución de fragmentos de código en unidades de procesamiento gráfico además de diferentes optimizaciones al algoritmo original permitieron obtener una reducción significativa, de hasta un 40 por ciento, en el tiempo necesario para lograr la reconstrucción de los genomas.
Multiplicación de matrices booleanas comprimidas usando bicliques.
(Universidad de Concepción, 2024) Zagal Vallejos, José; Hernández Rivas, Cecilia
Las matrices booleanas son ampliamente utilizadas en campos como la informática, electrónica, estadística y biología para representar relaciones binarias entre los elementos. El constante crecimiento de datos generado a lo largo de los años, impulsado por la expansión de internet, el auge de las redes sociales y el incremento en el número de páginas web, ha dado lugar a una cantidad masiva de información. Una forma de representarlos, es mediante la utilización de grafos, donde dependiendo de la densidad del grafo se puede representar de distintas formas con el objetivo de reducir el espacio de almacenamiento. La reducción de espacio de representación puede, a su vez, permitir computar operaciones en menor tiempo. A partir de esto, se ve interesante estudiar nuevas representaciones que permitan reducir el espacio y tiempo de cómputo de operaciones de interés. En particular, Hernández y Navarro propusieron un algoritmo para encontrar subgrafos densos compuestos por cliques y bicliques, donde utilizan grafos de hasta 32 bits. Esta memoria de título busca lograr una mejora al extractor de bicliques utilizado por Hernández y Navarro, soportando grafos masivos de 64 bits. Los resultados obtenidos muestran un buen nivel de compresión, llegando a comprimir mas del 50% del grafo en todos los casos, consiguiendo que disminuya la cantidad de bits utilizados por arista en todos los casos. El segundo objetivo es el diseño e implementación de la multiplicación de matrices ralas o dispersas booleanas utilizando sus bicliques. Para esto se definieron dos posibles formas de obtener una matriz resultante, la primera obtenemos la matriz completa y la segunda forma obtenemos la matriz mas una colección de bicliques. Dependiendo del coeficiente de compresión obtenido la multiplicación puede ser una muy buena opción a considerar, o en caso contrario, los bicliques generan una ralentización del algoritmo.
Diseño e implementación de plataforma para los laboratorios VRID.
(Universidad de Concepción, 2024) Torres Muena, Félix Arnaldo; Rodríguez Tastets, Andrea
Contar con laboratorios de alta calidad es importante para una institución educacional completa y compleja como la Universidad de Concepción, ya que aporta a la formación e investigación de la comunidad universitaria, entrega todas las herramientas para que se pueda trabajar en innovación y avances científicos con impacto a nivel nacional o mundial, como también contribuir con la comunidad, ya sea prestando servicios a otras entidades educacionales o empresas que requieran el servicio. La gestión de laboratorios a través de una plataforma de gestión y trazabilidad es esencial para optimizar operaciones, mantener la calidad y garantizar la seguridad de datos en diversos entornos de laboratorio. Estas plataformas ayudan a los laboratorios a ser más eficientes, precisos y competitivos en sus respectivas industrias. Esta memoria de título tiene como objetivo implementar una plataforma de reserva y administración de resultados de los servicios centralizados de los laboratorios de Resonancia Magnética y de Microscopía Electrónica de la Universidad de Concepción, dependientes de la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo.
Desarrollo de geles biocompatibles a partir soles metálicos para reducir el riesgo de infecciones endodónticas en procedimientos de endodoncia regenerativa: estudios in vitro y preclínicos ex vivo.
(Universidad de Concepción, 2024) Berrio Niño, Maria Elizabeth; Melendrez Castro, Manuel; Sánchez Sanhuesa, Gabriela
La odontología actual requiere la constante búsqueda de materiales con potenciales propiedades antimicrobianas que potencien la durabilidad de los tratamientos odontológicos. Esto toma gran relevancia en la prevención de infecciones bucales debido a la creciente bioresistencia de los microorganismos involucrados, producida principalmente por el abuso de medicamentos antimicrobianos. Es así que, se hace necesario el desarrollo de materiales preventivos y restaurativos con elevada biocompatibilidad, resistencia mecánica, adhesión, uso confiable tanto en la clínica como en el laboratorio, fácil manipulación, y actividad biocida. Sin embargo, las principales limitaciones son la baja disponibilidad, y dificultad de su aplicación por los equipos y necesidades técnicas para su uso. En este contexto, el uso de sistemas coloidales metálicos es una alternativa viable y confiable para el desarrollo de polímeros nanoestructurados biocompatibles y antibacterianos, que permitan una fácil aplicación y un control o erradicación de las biopelículas bacterianas en la cavidad bucal. Es por ello, que el objetivo de esta investigación se centra en el desarrollo de geles poliméricos nanoestructurados, formados a partir de suspensiones coloidales de plata y cobre. Las estrategias llevadas a cabo para el cumplimiento de este objetivo tienen en cuenta la síntesis electroquímica asistida por gradiente de concentración, síntesis por calentamiento asistido por microondas y su estabilización con sistemas poliméricos funcionales y biocompatibles. Así, se apunta al desarrollo de materiales como potenciales agentes desinfectantes en terapias odontológicas, dentro de ellas específicamente los procedimientos de endodoncia regenerativa, incrementando las posibilidades y oportunidades de minimizar el riesgo de infección y evitar la proliferación de una microbiota oral resistente.
Soporte móvil de captura y transmisión de datos de tratamiento farmacológico.
(Universidad de Concepción, 2024) Schultz Solano, Vicente; Rojas Duran, Gonzalo Eduardo
La adherencia a tratamientos farmacológicos es pieza fundamental en el tratamiento y mejoramiento de la calidad de vida de los pacientes. Y cuando hablamos de adultos mayores con enfermedades crónicas, la adherencia a dichos tratamientos se vuelve aún más relevante. La real adherencia a tratamientos farmacológicos es una información que normalmente no es compartida de forma fidedigna con los profesionales médicos en estos casos y puede hacer la diferencia entre una vida saludable y una vida llena de complicaciones médicas. En la siguiente memoria de título se presenta el desarrollo de una aplicación móvil que apoya el proceso de recolección, análisis y visualización de datos que caracterizan la adherencia al tratamiento farmacológico de pacientes con enfermedades crónicas. Los datos en cuestión son precargados a la aplicación y posteriormente enviados a un servidor fundado siguiendo el standard FHIR creado por HL7 para el intercambio de datos electrónicos de atención médica. Adicionalmente se hablará en menor medida sobre otras funcionalidades, como un reproductor de videos, la presentación de artículos de interés y un chat de texto que tienen como objetivo fomentar el uso de la aplicación para motivos lúdicos y de información.

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