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Item Modelación y análisis FEM de la unión soldada entre la sección 1 y sección 2 de un descortezador de madera.(Universidad de Concepción, 2024) Inostroza Jarpa, Pablo Andrés; Dufeu Delarze, Emilio; Canales Cárdenas, CristianEl presente proyecto analiza mediante el método de elementos finitos (FEM), la resistencia de una unión soldada entre las secciones 1 y 2 que conforman la virola de un descortezador de tambor utilizado en la industria celulosa. Este equipo es el fundamental en el proceso de preparación de la madera para obtener pulpa celulosa. Debido al principio de funcionamiento del equipo, las paredes de la virola están sometidas a los impactos de los troncos, provocando una carga sobre las paredes de estas al momento del impacto. La metodología incluyó la creación de un modelo 3D del tambor descortezador utilizando el software Autodesk Inventor. Posteriormente se definieron las condiciones de borde del sistema para ser incorporadas a la simulación mediante elementos finitos en el software ANSYS. Las condiciones de borde aplicadas corresponden a la presión ejercida por los troncos en distintas condiciones de operación y además, el torque generado por el sistema motriz, con el objetivo de determinar los esfuerzos en el cordón de soldadura. Además, se evaluó la vida a la fatiga, considerando la presencia de una ranura que simula una pequeña fisura en el cordón interior de la unión soldada. Para la evaluación de los resultados de la simulación estática estructural, se utilizó el criterio de falla de Von Mises. En ambas simulaciones, el esfuerzo máximo se presentó en el cordón interior de la unión soldada. En la simulación con un 75% de carga el esfuerzo máximo obtenido fue 21,19 [Mpa], mientras que en la simulación con un 50% de carga se alcanzó un esfuerzo máximo de 19,8[Mpa]. Ambos valores se encuentran por debajo del límite elástico del material de la soldadura AWS A5.20 E71T-1, por lo cual, en base a los resultados obtenidos, se descarta una posible falla bajo este criterio. El análisis de fatiga permitió evaluar la influencia de la ranura en el cordón de soldadura. Los resultados de la simulación entregaron que, para el caso de la vida útil del material, este podría soportar una cantidad infinita de ciclos de carga, con un factor de seguridad a la fatiga de 8,97. En base a los resultados, se puede descartar que el cordón falle por fatiga bajo las condiciones de cargas utilizadas en las simulaciones. Se analizó la deformación equivalente de la virola, donde se identificaron deformaciones máximas de 7,88 ∙ 10−5 [mm/mm] considerándose bastante pequeñas para la dimensión de esta, por lo cual se descarta que la deformación de la virola tenga una influencia directa sobre la unión soldada. Dentro de los resultados obtenidos en la simulación de la unión soldada, se obtuvo información valiosa de la concentración de esfuerzos sobre las paredes del descortezador, donde se identificaron esfuerzos de 43 [Mpa] en las ranuras por donde la corteza salen del equipo, considerando que el límite elástico del material de la virola es menor que el de la unión soldada, podrían fallar primero la ranuras que el cordón, por lo cual, sería de gran importancia realizar un análisis enfocado en las paredes de la virola, considerando la carga de los troncos como fuerzas de impacto en vez de una presión distribuida. ruptura de la fuente, las condiciones reológicas y las propiedades de atenuación del terreno para reducir las incertidumbres en las evaluaciones de amenaza sísmica. El estudio muestra reducciones en los valores de la desviación estándar de los residuales intra-eventos: hasta un 10.23% en distancias cortas entre fuente-sitio (rupture-to-station), primeros ~30 a 70 km, y hasta un 53.9% en el rango de 2 a 100 Hz. Además, se observó una disminución del 50% en valores de diseño para un periodo de retorno de T = 475 años, al comparar las curvas de amenaza sísmica de datos PBSs y ergódicos. La validación del modelo híbrido aplicado al terremoto de Iquique resalta los parámetros críticos que deben considerarse para predicciones más confiables y con menor incertidumbre en futuros terremotos.Item Desarrollo de un banco de experimentos para la determinación del pandeo en columnas.(Universidad de Concepción, 2025) Oñate Salazar, Sebastián Andrés; Valin Fernández, MeylíEl presente proyecto tiene por objetivo diseñar, construir y validar un banco de pruebas para el estudio del pandeo en columnas bajo tres condiciones de contorno: apoyos articulado-articulado, articulado empotrado y empotrado-empotrado, donde cada condición tiene un comportamiento diferente según el valor de la longitud efectiva. Se determina que solo se pueden utilizar columnas con sección rectangular con dimensiones pequeñas, que garantizan valores de carga crítica bajos. Además, se restringe el uso de columnas esbeltas para aplicar la Fórmula de pandeo de Euler. Se define la carga de diseño del banco de 400 [𝑁] en tres puntos diferentes. Así, se decide fabricar la estructura exterior del banco con un perfil costanera de 40 ×80×15×3 [𝑚𝑚], que garantiza una alta resistencia a flexión y pandeo. Los apoyos articulados se diseñan con una ranura triangular truncada, de base 4 [mm] y apertura máxima de 18 [mm] por su inclinación de 22°, que permite la rotación libre de la pletina. Los apoyos empotrados incorporan un perno que presiona la columna contra un bloque de acero, restringiendo su movimiento lateral y rotación. El sistema de carga asegura que las fuerzas se apliquen de forma concéntrica, facilitando la comparación con la Fórmula de Euler. Para validar el banco, se realizan diez pruebas por cada condición de contorno, donde se alcanzó en promedio entre todas las condiciones un 86,2% de la carga teórica. Se tiene que la condición de apoyos articulados es la más cercana al valor teórico, mientras que los apoyos empotrados son los más lejanos. Asimismo, el error de experiencia múltiple para cada condición no supera el 3,5%. Además, se realizan mediciones de la deflexión lateral sufrida por la columna una vez superada la carga crítica, donde se aprecian zonas de estabilidad previo a que ocurran deflexiones abruptas. A su vez, se pudo notar que al utilizar pletinas adquiridas en otro local comercial y que presentan defectos geométricos mayores a las pletinas ensayadas anteriormente, el valor de la carga crítica experimental disminuyó considerablemente. Por lo tanto, se deduce que la variación entre la carga teórica y la experimental se debe principalmente a las imperfecciones iniciales del material, así como a posibles desalineamientos o fricciones en el banco de ensayos. Se realizan tres ensayos finales, donde se mide previamente el ancho, el espesor y la desviación de cada columna antes de realizar la experiencia. Luego, se determina la carga crítica y los valores de deflexión para cada condición de borde, con lo que se analiza el efecto de las imperfecciones iniciales sobre una columna articulada en ambos extremos. Se obtienen valores cercanos entre la teoría y la experiencia, que demuestra la importancia de estas imperfecciones en el análisis de pandeo. Para aumentar la precisión de la medición de carga crítica, deflexión y las imperfecciones iniciales, se propone incluir un sistema de medición, ya sea con medidores de distancia láser, sensores ultrasónicos o sensores ópticos, siendo el último la opción más precisa.Item Estudio del desempeño mecánico y balístico de bajo calibre de un compuesto reforzado con fibra natural.(Universidad de Concepción, 2024) Vega Muñoz, Lukas Matías Ignacio; Valin Fernández, MeylíEsta investigación se centra en el desarrollo, caracterización y evaluación del desempeño mecánico y balístico de bajo calibre de materiales compuestos híbridos a base de Kevlar y fibra natural de cáñamo, utilizando una matriz de resina epóxica. La motivación de este trabajo, se debe principalmente a la creciente demanda de materiales sostenibles y eficientes en la industria, especialmente en aplicaciones de protección balística de bajo calibre, como chalecos antibalas. La investigación aborda la necesidad de materiales que no solo ofrezcan alta resistencia y durabilidad, sino que también sean amigables con el medio ambiente. El Kevlar es una fibra sintética conocida por su alta resistencia a la tracción, ligereza y capacidad para absorber impactos, lo que la convierte en un componente crucial. Sin embargo, el costo elevado y el impacto ambiental de su producción han llevado a explorar alternativas más sostenibles. En este contexto, el cáñamo emerge como una fibra natural prometedora debido a sus propiedades mecánicas, bajo costo, biodegradabilidad y menor impacto ambiental. La metodología empleada abarcó, en primera instancia, la selección y preparación de materiales basándose en la literatura existente, seguida de la distribución estratégica de las capas del material compuesto. Para ello, se diseñó y fabricó un molde de acero que permitió la producción de placas compuestas de Kevlar/resina y cáñamo/resina mediante el proceso de laminado manual. Las placas fabricadas fueron evaluadas mediante ensayos mecánicos de tracción y corte, siguiendo las normativas ASTM D3039 y D4255, para determinar propiedades claves como la resistencia a la tracción, el módulo elástico y el comportamiento al corte. Los resultados experimentales mostraron que los compuestos de Kevlar tienen propiedades mecánicas superiores a las de los compuestos de cáñamo. Los datos obtenidos en los ensayos fueron utilizados como parámetros de entrada en el software especializado en impactos Ansys LS-DYNA, con el propósito de realizar simulaciones que replicaran las condiciones de impactos balísticos de bajo calibre siguiendo los estándares de la norma NIJ II. Estas simulaciones permitieron evaluar las capacidades individuales de los materiales, así como sus combinaciones en configuraciones híbridas, analizando si los compuestos podrían alcanzar una energía de absorción comparable a la del Kevlar puro. Las configuraciones utilizadas en las simulaciones fueron: Solo Kevlar; Híbrido B (cáñamo/Kevlar/Kevlar/cáñamo); Híbrido C (Kevlar/cáñamo/cáñamo/Kevlar); Híbrido D (cáñamo/Kevlar/cáñamo/Kevlar) y Solo cáñamo. Los resultados obtenidos de la simulaciones revelaron que la absorción de energía tras el impacto balístico fue de 36.84 J, 29.97 J, 20.76 J, 16.46 J y 3.23 J para las configuraciones de Solo Kevlar, Híbrido B, Híbrido C, Híbrido D y Solo cáñamo, respectivamente. El Híbrido B presento la energía absorbida más cercana al compuesto de Solo Kevlar, aunque con un espesor de 11 mm, en comparación con los 7 mm del Kevlar puro. Esto posiciona al Híbrido B como la configuración híbrida con el mejor desempeño, aunque su eficacia sigue siendo limitada debido a que se obtuvieron peores resultados que el compuesto con Kevlar puro. En contraste, el compuesto de Solo Cáñamo mostro una capacidad de absorción de energía prácticamente nula, a pesar de tener el mismo espesor que el Kevlar, evidenciando su limitada efectividad como material balístico. Adicionalmente, se observó que bajo las condiciones de impacto simuladas, ninguna de las configuraciones evaluadas logró evitar la penetración completa del proyectil.Item Modelación de un gasificador de biomasa de tiro descendente para la producción de un combustible sostenible de aviación.(Universidad de Concepción, 2024) Ortega Chandia, Ignacia Ivonne; Blanco Machín, EinaraEn Chile, la mayoría de los residuos forestales generados en terrenos de plantación son gestionados de forma ineficiente, siendo quemados ocasionando significativos impactos ambientales. Aunque no se logró cuantificar con precisión la cantidad de residuos disponibles en terreno, este estudio se centró en los residuos provenientes de la industria del aserrío. A nivel nacional, el 1.03% de estos residuos corresponde subproductos destinados a regalar, el 1% a residuos acumulados, mientras que el 98% restante es destinado a autoconsumo y comercialización. Como alternativa para valorizar estos residuos, esta investigación propone su gasificación como una estrategia para producir un gas de síntesis apto para la generación de biocombustibles sostenibles para aviación. El objetivo principal de esta investigación es modelar un sistema de gasificación de biomasa en un gasificador de corriente descendente, evaluando su viabilidad técnica, económica y ambiental con el propósito de contribuir a la descarbonización del sector aeronáutico. La hipótesis plantea que el uso de un gasificador de corriente descendente incrementa la eficiencia de conversión del carbono, produciendo un gas con un alto contenido de hidrógeno y monóxido de carbono, lo cual es favorable para la síntesis de combustibles sostenibles mediante el proceso Fischer-Tropsch. Para abordar este objetivo, se desarrollaron y evaluaron cuatro modelos basados en un enfoque de equilibrio termodinámico no estequiométrico. El modelo M1 es un modelo de equilibrio no estequiométrico puro, el modelo M2 posee una restricción en el contenido de metano, el modelo M3 considera una restricción cinética que determina la tasa de gasificación aparente y finalmente las dos restricciones mencionadas anteriormente se implementan juntas en el modelo M4. Los resultados indicaron que los modelos M2 y M4 presentaron la mayor precisión, con un error normalizado medio cuadrático (NRMSE) promedio de 0.08 cada uno. Tras validar los modelos utilizando datos experimentales reportados en la literatura, se aplicaron al estudio de la gasificación de aserrín de pino en un gasificador de corriente descendente utilizando aire como agente gasificador. Los análisis mostraron que, bajo condiciones operativas de tiempo de gasificación superior a 30 minutos, relación de equivalencia (ER) de 0.32 y contenido de humedad (MC) del 10%, se alcanzan eficiencias de conversión del carbono mayores al 90%. Se realizó un análisis económico y ambiental preliminar que demostró la viabilidad de implementar un sistema de gasificación, evidenciando tanto beneficios económicos como ambientales. Sin embargo, este análisis se limitó exclusivamente a la etapa de gasificación. Para obtener una evaluación más completa, es necesario incorporar el proceso de síntesis de Fischer-Tropsch, lo que permitiría un análisis económico y ambiental más detallado y verificará si el biocombustible producido cumple con los requerimientos técnicos, económicos y normativos del sector aeronáutico.Item Diseño de ingeniería de sistema de ahorro y generación de recursos para una vivienda rural en distintas zonas térmicas del país.(Universidad de Concepción, 2025) Fuentealba Navarrete, Ramiro Ignacio; Fissore Schiappacasse, Adelqui AndrésLos hogares chilenos requieren recursos energéticos, los cuales son suplidos por distintas fuentes que tienen una huella de carbono importante. Chile es uno de los países con mayor potencial de energías renovables del mundo, esto implica una excelente oportunidad para las familias de conseguir estos recursos sin seguir destruyendo el medio ambiente. En este informe, se estudian distintas tecnologías de generación y ahorro energético, para lograr que el consumo energético neto de un hogar chileno sea cero. Con un enfoque centrado en los distintos equipos que puedan cumplir este objetivo, con un cálculo de eficiencias y que efectos generan entre ellos. Además de su potencial, Chile presenta diversas condiciones climáticas que impiden un análisis único para todo el país. Es por ello, que se seleccionan siete zonas térmicas, definidas por Ministerio de vivienda y urbanismo, para realizar el estudio de manera independiente en cada una. Se investigaron distintas fuentes oficiales, como la CNE, la SEC, el SERNAC, entre otros, para determinar de manera precisa, cuáles son las demandas de recursos que tienen los chilenos a cada hora del año. Además, se investigaron las condiciones meteorológicas, cabe decir, radiación, temperatura, velocidad del viento, para tener todos los parámetros que pudieran afectar el funcionamiento de los equipos. Las demandas horarias y los parámetros ambientales nos permiten tener un contexto muy preciso de lo que está sucediendo a cada hora del año. Esto sumado a un entendimiento global del funcionamiento de los equipos antes mencionados, nos permitirá sacar conclusiones a partir de un análisis. Se llevó a cabo un cálculo, estudiando la eficiencia instantánea de cada equipo. Este cálculo se realizó de manera escalonada para considerar el impacto que van generando unos con otros, además de calcular flujo de caja y métricas económicos como el VAN y el TIR. El objetivo principal es que la demanda neta sea cero, para ello se investigaron todas las configuraciones posibles para cada zona. Con la herramienta Excel se realizó el cálculo base, con una cantidad de paneles, colectores y equipos auxiliares. Luego, en la misma herramienta, ahora con macros, se realizó un proceso iterativo que prueba y guarda los resultados para 60 configuraciones en cada zona térmica. Los resultados sin tratar se encuentran en el Anexo A. Hay diversas configuraciones que cumplen el cometido. La que conlleva menor gasto inicial es la de dos paneles fotovoltaicos y un calefón para agua caliente sanitaria. La que tiene mayor VAN es de dos colectores solares y 3 paneles fotovoltaicos, también apoyada en un calefón como energía auxiliar. Cabe destacar que estas soluciones son válidas para cinco de las siete zonas térmicas.Item Parque solar con conexión AC serie de unidades generadoras para maximizar la generación de potencia en condiciones de falla.(Universidad de Concepción, 2024) Muena Ortiz, Matias Enrique; Espinoza C., José R.La aplicación de energía fotovoltaica como forma de alimentación es cada día más utilizado en la industria al ser energía renovable y de naturaleza no contaminante. Su uso va en aumento principalmente por la reducción del valor de los equipos y de los costos de instalación que han experimentado estos últimos años. Al ser modelados como fuentes de corriente directa (DC), es necesario el uso de inversores para las cargas comunes como lo son cargas RL o la propia red eléctrica. Si se desea mejorar la calidad de señal, es posible aumentar la cantidad de inversores, reduciendo el contenido armónico y aumentando su resolución al existir más niveles de voltaje alcanzables. Existen varias topologías de inversor multinivel (MLI) en el mercado, una de las más usadas es el topología multinivel con celdas H conectadas en cascada (CHB). Una de sus ventajas es el costo menor en comparación a otras topologías, como también la flexibilidad para incrementar el número de niveles. Esto igual trae consigo contras, como que el modelado se vuelve mucho más complejo y que el sistema es más susceptible a fallas al haber mayor cantidad de elementos. Por esto, siempre se está en la búsqueda de optimizarlos en el ámbito de las fallas, ya que estas pueden degradar el comportamiento de motores o, incluso, producir el paro total del sistema. Uno de los mayores problemas al fallar una celda es la disminución de la potencia a la salida, junto a un desbalance de voltaje en la carga. Para suplir ese desbalance, la solución actual es eliminar las dos celdas restantes de esa pierna, produciendo otra disminución aún mayor de la potencia total. El presente trabajo muestra dos soluciones algorítmicas al problema de compensar la potencia perdida. Se basan en aumentar el número de paneles por celda necesarios inicialmente, para así, ante una falla, modificar la moduladora de una u otra manera, manteniendo la condición de operación. El primer algoritmo modifica la moduladora de la fase con falla en amplitud, mientras que el segundo modifica las moduladoras de fases sin fallas en amplitud y fase. El esquema propuesto se verifica mediante simulación en el software PLECS, utilizando distinto número de celdas para la comparación entre algoritmos, como también distinta cantidad de fallas. Los resultados muestran un menor número de paneles solares necesarios para suplir fallas en el algoritmo 2, llegando incluso a no necesitar más paneles que los mínimos requeridos para trabajar a condición normal de operación, como también un mejor aprovechamiento de los recursos cuando se aumenta el número de celdas por fase.Item Desarrollo de modelo de colorimetría en el SWIR.(Universidad de Concepción, 2024) Puentes Espinoza, Matías Ignacio; Arias Parada, Luis EmilianoEn el contexto del avance del desarrollo de imágenes en el espectro infrarrojo y la ciencia de la colorimetría, se identificó la oportunidad de aprovechar las propiedades del SWIR, a través de la colorimetría. En el presente informe para Memoria de Título “Desarrollo de modelo de colorimetría en el SWIR” se estudiaría a fondo la colorimetría, donde se buscará obtener un modelo para conseguir color en el SWIR, aprovechando de esta manera las características de este espectro, tales como visión en condiciones de neblina, visión del contenido de recipientes de algunos materiales, análisis del estado de agricultura, entre otros. Para abordar esta investigación, primero se estudiará de forma exhaustiva cada concepto de colorimetría, donde luego se montará un set-up óptico para obtener imágenes en el espectro estudiado. Con esto se realizarán diferentes experimentos, analizando y procesando estas imágenes. Como resultado, se logró desarrollar un modelo de colorimetría en el SWIR, lo que permitió reconstruir, a partir de imágenes monocromáticas en el SWIR, imágenes a color mediante Síntesis Aditiva de Color, obteniendo así propiedades destacadas de Colorimetría e Infrarrojo. Las imágenes obtenidas correspondieron a elementos cuya reflectancia en el SWIR difiere del rango VIS, cuyo color se obtuvo del diagrama de cromaticidad calculado para el sistema óptico diseñado. Lo expuesto en este trabajo y sus resultados muestran un avance metodológico en la evolución de la obtención de imágenes a color, a partir de imágenes en el infrarrojo.Item Regulación de frecuencia y balance de potencias en microredes que incluyen generación eléctrica en base a energía solar.(Universidad de Concepción, 2024) Beltrán Coloma, Renzo; Espinosa C., JoséLas microredes AC son sistemas de generación y transmisión de energía, empleando fuentes renovables y convencionales, y que operan con o sin conexión a la red de distribución principal. En su funcionamiento en modo isla, sin dicha conexión, la frecuencia del sistema completo se ve afectada ante cambios en la carga cuando están presentes componentes con inercia mecánica, siendo los lazos de control implementados en los convertidores estáticos quienes tienen la labor de compensar estas desviaciones. En la actualidad los métodos de control aplicados se encuentran orientados en la obtención de los parámetros de los controladores mediante numerosos métodos. En este trabajo se detalla el diseño de una microred que combina una planta de generación solar con un generador trifásico a la cual se somete a cambios significativos en la carga con el objetivo de implementar un lazo de control capaz de compensar la variación de la frecuencia y balancear la potencia suministrada por los sistemas de generación logrando una compensación de 1 Hz de la señal de frecuencia siendo 1 segundo más rápida que la operación normal.Item Evaluación de la técnica DEM para estudio de altura de columnas altas en minería de block caving.(Universidad de Concepción, 2024) Castro Gallardo, Bryan Enrique; Gómez Puigpinos, René; Castro Ruiz, RaúlLas operaciones de Block Caving se están volviendo más desafiantes a medida que la minería se lleva a cabo a mayores profundidades, en rocas más competentes y con requerimientos de producción más elevados. Dado esto existe la tendencia de aumentar la altura de columna para este tipo de operaciones, tendencia que presenta ventajas como la reducción de los costos de preparación minera y desventajas como altos esfuerzos por sobrecarga. Este aumento en la altura de columna tiene un efecto en el flujo de material granular, por lo tanto, es necesario estudiar el comportamiento del flujo gravitacional a altura de columnas altas (<500 [m]). Siendo los métodos de elementos discretos (DEM) una herramienta importante para el estudio de flujo gravitacional dado que permite un análisis en detalle de las micro y macro interacciones entre partículas. Para realizar el estudio de flujo gravitacional en altura de columnas altas (<500 [m]) mediante DEM, se lleva a cabo un plan experimental. Esto se realizará mediante un modelo numérico basado en un modelo físico de escala 1:200 mediante el software Ansys Rocky. El plan experimental considera experimentos de tiraje aislado y tiraje múltiple con una granulometría utilizada en el modelo físico. El experimento de tiraje aislado consiste en cuantificar la geometría de flujo, mientras que el de tiraje uniforme se busca cuantificar la geometría de pilar remanente. Para realizar los experimentos, primero se calibra el modelo numérico. Para ello, se calibra el material utilizado en el modelo físico mediante ensayos de caja de corte y ángulo de reposo con el software Rocky DEM. Una vez realizada la calibración del material, se lleva a cabo los experimentos de tiraje aislado y múltiple. Se realizaron simulaciones con altura de columna de 200 [m], tanto para los experimentos de tiraje aislado y tiraje múltiple uniforme. En el tiraje aislado, la calibración no fue exitosa debido a la alta energía cinética inicial y que no se logró utilizar los parametros de calibración debido a los altos tiempos de simulación. En el experimento de tiraje múltiple, al aumentar la masa extraída, el pilar remanente disminuye gradualmente. Comparando ambos métodos de extracción, el tiraje aislado genera un pilar remanente mayor. Se concluyó que no es posible realizar un estudio de altura de columnas altas, siendo la altura máxima posible para estudiar de 200 [m]. En el experimento de tiraje aislado dado que no se logra la calibración debido a alta energía cinética y tiempos de simulación, esto da a conocer la importancia del ángulo de fricción interna para la calibración. Para el experimento tiraje múltiple el tamaño del pilar remanente por tiraje aislado es mayor debido a que su ángulo de flujo es más agudo.Item Algoritmos de clasificación de emociones en base a registros multicanal.(Universidad de Concepción, 2024) Alvial Sánchez, Alonso Gonzalo; Pino Quiroga, Esteban; Urrutia Martínez, MabelLa presente memoria de título forma parte del proyecto FONDECYT 13220040, EMOCREA: descubre y recrea tus emociones en entornos de realidad virtual mediante técnicas neurocientíficas y de inteligencia artificial, cuyo objetivo es determinar las categorías emocionales más salientes para su posterior entrenamiento en medios educativos. El objetivo general de esta memoria es clasificar emociones a partir de señales fisiológicas, como GSR, PPG, respiración y temperatura corporal, las cuales son de carácter mínimamente invasivo y de fácil adquisición. La motivación de este trabajo radica en la importancia de clasificar emociones humanas con precisión, con aplicaciones directas en el ámbito educativo. Para ello, las señales fisiológicas ofrecen un enfoque más certero y objetivo en comparación con métodos como las expresiones faciales. La metodología incluyó un experimento con 111 estímulos visuales clasificados en clústeres para evocar emociones. 64 participantes, con una media de edad de 15 años, calificaron cada estímulo en 3 categorías: aproximación, compromiso e identidad, utilizando una escala de 1 a 9. De estos, se seleccionaron 54 registros tras verificar la calidad. El procesamiento abarcó filtrado de ruido, normalización y segmentación de señales. Se realizó un análisis estadístico de los datos conductuales obtenidos por cada participante, tanto de las respuestas proporcionadas durante el experimento como de los tiempos de respuesta. Adicionalmente, se aplicó un análisis de ANOVA para identificar diferencias significativas entre los datos. En los casos donde estas diferencias fueron significativas, se realizó un análisis posterior para identificar los clústeres entre los cuales las diferencias eran mayores. Las señales fueron analizadas mediante algoritmos de Machine Learning, entre ellos árbol de decisión, regresión lineal, Naïve Bayes y SVM. Cada modelo fue evaluado utilizando métricas de pre dictibilidad positiva +P y sensibilidad Se, calculadas a partir de matrices de confusión. Los resultados mostraron que la efectividad de los modelos varió según la señal y el clúster de clasificación, alcanzando un desempeño aproximado del 33.8% en predictibilidad positiva y un 33.48% en sensibilidad, para los 3 clústeres. En conclusión, el algoritmo desarrollado no logró clasificar emociones de manera efectiva utilizando características fisiológicas. Sin embargo, se identificaron desafíos importantes, como la sincronización de señales y el manejo del ruido en los datos, que representan áreas clave para futuras investigaciones.Item Sistema de gestión de calidad basado en estándar ISO 13485 para startup universitaria.(Universidad de Concepción, 2024) Mardones Saldivia, Martín Andrés; Pino Quiroga, EstebanEsta memoria busca crear protocolos que permitan facilitar a startups la creación, instauración y seguimiento de un sistema de gestión de calidad que permitan facilitar el proceso futuro de acreditación en ISO 13485. Para ello se analiza y resume el objetivo de la norma ISO 13485, se divide está en 5 secciones destinadas a facilitar su comprensión. Se definen estas 5 secciones como: requisitos Generales, Responsabilidad de la dirección, Gestión de recursos, Realización del producto y Medición, analisis y mejora. Se crean protocolos que permitan orientar un sistema de gestión de calidad con consejos y requisitos de cada sección. La empresa a orientar es una Startup universitaria que busca desarrollar y comercializar un producto de monitoreo pediátrico para 4 constantes vitales. Debido a su reciente creación, todavia no son aplicables secciones de la guía como la de producción y medición analisis y mejora. Se aplican los protocolos creados para iniciar con el sistema de gestión de calidad de Startup Universitaria. Se concluye que la aplicación temprana de los protocolos creados permite facilitar el proceso futuro de acreditación.Item Análisis de parámetros que influyen en el rendimiento de un recuperador de calor a condensación instalado en cocina a leña.(Universidad de Concepción, 2024) Daza Meza, Mateo; Farías Fuentes, Óscar Francisco; Ramírez Menay, Roberto EnriqueEl uso de tecnologías eficientes para reducir los impactos ambientales derivados de la combustión de leña y optimizar los recursos energéticos es una prioridad, especialmente en comunidades donde la biomasa es un recurso accesible y económico. En Chile, el 70 % de las viviendas rurales utiliza biomasa como principal fuente de calefacción, lo que contribuye significativamente a los altos niveles de emisiones contaminantes, especialmente en la zona sur, donde la combustión de leña genera el 90 % del material particulado fino durante el invierno. En este trabajo, se analiza un prototipo de recuperador de calor por condensación integrado en una cocina a leña. Este dispositivo fue diseñado para mejorar la eficiencia energética y mitigar el impacto ambiental mediante la implementación de un modelo térmico unidimensional. El estudio combina un modelo teórico en régimen transitorio, desarrollado en EES, con experimentos realizados en un banco de pruebas. Esto permite predecir las temperaturas del agua, de los gases y el rendimiento del sistema. El prototipo de recuperador de calor evaluado en este estudio alcanza un rendimiento del 90 % y cuenta con un tanque de 50 litros que permite calentar agua desde 20 °C hasta 60 °C, recuperando 12,6 MJ de energía, equivalente a una potencia de 3,33 kW. Además, reduce la temperatura de los gases de salida a 50 °C, lo que optimiza la transferencia de calor y minimiza las pérdidas energéticas. Su implementación logra disminuir el consumo de biomasa en un 40 % en comparación con el uso de una cocina a leña sin el recuperador. El modelo utilizado predice la temperatura del agua de salida del recuperador con un error inferior al 5 %, mientras que el error en la predicción de la temperatura de los gases de salida alcanza hasta un 15 %. Este último resultado se atribuye a las simplificaciones realizadas en el cálculo de las propiedades térmicas y a la omisión de la radiación de gases. En cuanto al rendimiento, el error promedio varía entre un 5 % y un 12 %.Item Análisis de la influencia de la tasa de quemado en las emisiones de material particulado generadas por cocina a leña, utilizando un método óptico para medición de material particulado.(Universidad de Concepción, 2024) Puentes Uribe, Reinaldo Alberto; Farías Fuentes, Óscar Francisco; Jiménez Del Río, Jorge RodrigoEl presente estudio aborda la influencia de la tasa de quemado en las emisiones de material particulado generadas por cocinas a leña, empleando un método óptico basado en el sensor PMS5003 para la medición instantánea de dichas emisiones. Este trabajo se enmarca en la importancia de la biomasa como fuente energética renovable y su relevancia en Chile, donde la combustión de leña es una de las principales fuentes de contaminación atmosférica. El enfoque experimental considera las características específicas de las cocinas a leña y busca proporcionar soluciones técnicas y modelos que optimicen su uso, minimizando el impacto ambiental. Entre los objetivos alcanzados, se destaca el desarrollo y validación del método óptico para la medición de material particulado. La implementación del sensor PMS5003 permitió obtener datos en tiempo real, los cuales fueron comparados con el método isocinético convencional, mostrando una alta correlación entre ambos, con un coeficiente de determinación (R²) de 0.97. Adicionalmente, se formuló un modelo adimensional para representar la tasa de quemado, estableciendo una relación directa con las emisiones de material particulado, lo que valida su aplicabilidad para diferentes configuraciones de operación de la cocina. Los resultados experimentales demuestran que el tiraje medio proporciona mejores condiciones para una combustión eficiente y controlada en comparación con el tiraje abierto. En esta configuración, las emisiones de material particulado y monóxido de carbono (CO) son considerablemente menores, lo que optimiza el uso del combustible y reduce el impacto ambiental. El modelo propuesto mostró una excelente correlación con los datos experimentales, especialmente durante la fase de ignición, donde se obtuvo un error promedio del 6.96%. En el caso más desfavorable, correspondiente a la etapa de burnout, se registró un error promedio de 27.34%, lo que valida su capacidad para predecir de manera precisa el comportamiento de la combustión. En conclusión, la configuración de tiraje medio es recomendada para operar la cocina Alcázar M-70, ya que minimiza las emisiones de material particulado y CO, al tiempo que mejora la eficiencia térmica del sistema. El desarrollo de herramientas como el método óptico y el modelo adimensional contribuye significativamente al diseño de soluciones más sostenibles, ofreciendo un enfoque técnico y práctico para mejorar la calidad del aire y el desempeño energético en el uso de cocinas a leña.Item Análisis técnico ecónomico y ambiental de la generación de hidrógeno verde solar a partir de aguas residuales tratadas en Coquimbo.(Universidad de Concepción, 2024) Lisboa Campos, Thobías Adolfo; Blanco Machín, EinaraLa región de Coquimbo es una de las más afectadas por la escasez hídrica, pero presenta un alto volumen de aguas residuales descargadas a ríos, esteros o mares y niveles alentadores de radiación solar. De esta manera, se propone evaluar sistemas de generación de hidrógeno verde mediante electrólisis de aguas residuales tratadas y con un suministro de energía eléctrica por paneles fotovoltaicos. Se analizan 3 casos de generación de hidrógeno verde con distintas fuentes de aguas residuales y su respectivo tratamiento para contar con la calidad mínima requerida para la electrólisis; el primero consiste en utilizar las aguas del emisario submarino Coquimbo, el segundo y el tercero de una planta de tratamiento de aguas servidas en Algarrobito y Peralillo. Así, se logra obtener un costo nivelado del hidrógeno de 3,42, 4,36 y 3,22 𝑈𝑆𝐷/𝑘𝑔𝐻2 para los 3 casos respectivos, lo que es considerado un hidrógeno competitivo para la región de estudio según otras referencias estudiadas. La optimización del factor de sobredimensionamiento de la planta fotovoltaica en relación con la de electrólisis resulta en 1,4, 1,3 y 1,2 para el caso 1, 2 y 3 respectivamente. Además, el costo nivelado del hidrógeno puede ser reducido si se toman otras proyecciones económicas más favorables de los costos de inversión y operación/mantenimiento de las plantas de electrólisis fotovoltaica. Por otro lado, se realiza un análisis ambiental mediante la metodología del análisis de ciclo de vida que demuestra un aporte cercano al 90% de la carga ambiental que proviene del suministro eléctrico y el restante por el sistema de electrólisis PEM, las emisiones de CO2 equivalente son de 2.1 kg por kg de hidrógeno lo que demuestra una viabilidad ambiental para el caso propuesto si se compara con el reformado del metano con y sin captura de dióxido de carbono.Item Caracterización experimental de un sistema de captación de agua atmosférica.(Universidad de Concepción, 2024) Castillo Olave, Emir Ramiro; Cuevas Barraza, Cristian AlbertoEn esta Memoria de Título se aborda la problemática de la escasez de agua en Chile, destacando la concentración de esta escasez en las regiones del centro-norte del país. Se menciona la variabilidad geográfica y climática de Chile, que presenta desafíos para la gestión de los recursos hídricos, incluyendo problemas como tuberías envejecidas y altas tasas de pérdida de agua en zonas urbanas. Se destaca que existen diferentes competidores por este recurso, como el sector industrial, agrícola y municipal, siendo el sector agrícola el mayor consumidor de agua en el país. Los principales afectados por esta escasez son las personas ubicadas en zonas rurales, las que reciben este recurso a través de camiones aljibes. Como alternativa a esta solución, en esta memoria de título se evalúa un sistema de captación de agua atmosférica, para evaluar su potencial como medio de suministro de agua para localidades rurales. El objetivo general del proyecto es caracterizar experimentalmente un sistema comercial de captación de agua atmosférica en un ambiente controlado, para evaluar su implementación en lugares con escasez de agua potable en Chile. El sistema está diseñado para producir 15 litros de agua por día bajo una condición de 30ºC y 80% de humedad relativa. Para lo anterior, se realiza un montaje experimental compuesto de una cámara en donde se controla la temperatura y la humedad relativa y de instrumentación que permite evaluar la producción de agua y el consumo energético del equipo caracterizado. La metodología experimental contempla el detalle de los pasos y procedimientos seguidos para llevar a cabo la caracterización experimental del sistema comercial de captación de agua atmosférica. De la caracterización experimental se obtiene que el equipo mostró tendencias similares a las de otros sistemas de refrigeración por compresión de vapor, especialmente en relación con la producción de agua y el consumo eléctrico en función de la humedad relativa del aire. En general, este sistema presenta un buen potencial, pero queda aún por mejorar el valor del Consumo Específico de Energía (SEC de sus siglas en ingles) de estos, dado que, al ser dependientes de la energía eléctrica, estos presentan un costo elevado para para la producción de un litro de agua, lo cual se podría resolver incorporando un sistema fotovoltaico o mejorando la eficacia del evaporador cambiando su geometría o el material con cual se construyen para permitir una mejor transferencia de calor.Item Estudio de Alternativas de Flexibilidad para Sistemas de Impulsión de Pulpa de Gran Caudal(Universidad de Concepción, 2024) Sepúlveda Inzunza, Matías Alejandro; Dufeu Delarze, Emilio Enrique; Canales Cárdenas, Cristian AlexisEl trabajo tiene como objetivo determinar la configuración adecuada en términos de flexibilidad y costos para los sistemas de alimentación a hidrociclones en plantas concentradoras de cobre. Se analizan tres soluciones: Codo 5D, Manguerote Flexible y Cajón Presurizado, modeladas en AutoPIPE y evaluadas bajo la norma ASME B31.3 El análisis identificó zonas críticas, como las boquillas de conexión y el tramo vertical hacia los hidrociclones, se aseguró la flexibilidad mediante un proceso iterativo de ajustes en los componentes del sistema. Los resultados mostraron que todas las configuraciones cumplen con los límites normativos, aunque presentan diferencias técnicas y económicas significativas. El Manguerote Flexible destaca por ser la opción más económica ($177,475 USD) y eficiente en flexibilidad, mientras que el Cajón Presurizado es el más robusto, pero también el más costoso ($213,645 USD). Por su parte, el Codo 5D ofrece un balance intermedio entre desempeño y costo ($207,743 USD). Se concluye que la elección de la configuración depende del contexto operativo. El Manguerote Flexible es ideal para soluciones económicas, el Cajón Presurizado es preferible en plantas con restricciones de espacio, y el Codo 5D combina adaptabilidad y robustez en aplicaciones generales. Este estudio proporciona herramienta claves para optimizar la flexibilidad y los costos en el diseño de sistemas de transporte de pulpa en la industria minera.Item Influencia del tamaño de partícula de filler cálcico derivado de conchas de almeja en mezcla cementicias de mortero.(Universidad de Concepción, 2024) García Montecinos, Benjamín Antonio; Valin Fernández, Meylí; Merino Quilodrán, LuisEste estudio se enfocó en evaluar el uso de polvo de conchas de almeja como filler en mezclas de mortero, considerando diferentes granulometrías y tiempos de molienda para determinar su influencia en la resistencia a la compresión y a la flexo-tracción. Los resultados obtenidos destacaron que el tiempo de molienda es un factor crucial en el comportamiento mecánico de las mezclas, identificando que una molienda de 1,5 horas ofrece un balance óptimo entre la homogeneidad del material y la eficiencia energética. En cuanto a la resistencia a la compresión, se observó que las mezclas con un 2,5% y 5% de agregado de polvo de conchas de almeja presentaron incrementos en algunos casos, mientras que en otros hubo disminuciones, dependiendo de las condiciones de molienda. La dosificación MAF-1,5h-2,5% fue la que logró la mejor resistencia a la compresión a los 28 días, destacándose por encima de las otras mezclas y del patrón. Por otro lado, la mezcla MAF-1,0h-2,5% también mostró un buen rendimiento, alcanzando un aumento en la resistencia en las 3 edades, siendo este el mejor resultado del estudio. En términos de resistencia a la flexo-tracción se identifica que al usar una molienda de 1 h en ambos porcentajes de agregados la resistencia a la flexión por tracción mejora a partir de los 14 días. Desde una perspectiva medioambiental, el uso de conchas de almeja contribuye positivamente al manejo de residuos marinos y promueve prácticas de construcción más sostenibles. El aprovechamiento de este recurso natural no solo reduce la cantidad de desechos, sino que también disminuye la presión sobre los recursos no renovables y las emisiones derivadas de la extracción y procesamiento de materiales tradicionales. El análisis económico de la producción de polvo de conchas de almeja reveló que, al usar esta alternativa como filler, es posible reducir costos en comparación con el uso agregados plastificantes. Se estimó que el costo total de producción incluye los procesos de secado, chancado y molienda, y se demostró que la opción más económica es la molienda durante 30 minutos, seguido de la molienda de 1 h, lo que permite un ahorro en tiempo de uso de maquinaria y costos energéticos. En conclusión, el uso de polvo de conchas de almeja como filler en morteros presenta ventajas económicas y medioambientales, y, con una correcta optimización de la granulometría y tiempo de molienda, es posible obtener un mortero con buen rendimiento mecánico. Este estudio sienta las bases para futuras investigaciones y aplicaciones, resaltando el potencial de los residuos marinos como componentes funcionales y sostenibles en la industria de la construcción.Item Aprovechamiento del vertimiento de energía de centrales energéticas renovables no convencionales con Baterías de Carnot en la descarbonización de una central térmica a carbón convencional.(Universidad de Concepción, 2024) Murillo Ramírez, Marcelo Alexander; Blanco Machín, EinaraEl estudio investiga la viabilidad de reconvertir una central térmica a carbón en un sistema de almacenamiento térmico utilizando Baterías de Carnot, aprovechando los excedentes de energía de fuentes renovables no convencionales (ERNC) como la solar y eólica. Se plantea la sustitución de la caldera a carbón por un sistema de almacenamiento de sales fundidas, evaluando diferentes configuraciones y su desempeño técnico y termodinámico mediante el ciclo Rankine. Los resultados muestran una eficiencia del 72% para el nuevo ciclo, superando ampliamente a las tecnologías convencionales y reduciendo las emisiones de CO₂ hasta un 89%. Desde un punto de vista económico, el proyecto alcanzaría la rentabilidad en un plazo de 20 años, posicionándose como una alternativa sostenible en un plazo coherente para la descarbonización del sector energético. Sin embargo, el estudio también identifica ciertos desafíos relacionados con la interconexión de centrales y la capacidad de transmisión, lo cual sugiere un enfoque gradual que combine sistemas híbridos en plantas existentes. En definitiva, la integración de Baterías de Carnot se presenta como una solución factible, económica y ambientalmente ventajosa, permitiendo un mejor aprovechamiento de las ERNC y promoviendo la descarbonización en el contexto energético chileno.Item Diseño clínico para seguimiento integral de pacientes con enfoque en el área de procesos.(Universidad de Concepción, 2024) Villegas Villegas, Rocío Macarena; Caro Seguel, Juan CarlosEsta tesis se enfoca en identificar y abordar las falencias en los procesos de atención en el área de la salud, con el propósito de crear un seguimiento integral que centralice toda la información del paciente. Para ello, se desarrolló un diagrama de flujo de procesos diseñado para generar un seguimiento integral de un paciente. El objetivo de este diagrama es facilitar la implementación de una aplicación que permita generar el seguimiento integral y analizar cómo afecta e influye en la implementación de la aplicación en la atención de salud en Chile. Se aplicó la metodología de Design Thinking adaptándolas a las perspectivas de los involucrados: Personal clínico, No clínico y Paciente. En la revisión de la literatura, se identificaron procesos genéricos como el agendamiento de hora médica, recepción del paciente, atención del médico, atención post-consulta, entre otros. Estos procesos fueron medidos en la etapa de validación mediante videos explicativos y encuestas de retroalimentación, con el objetivo de evaluar el funcionamiento del flujo del paciente en un centro de salud y cómo interfieren; además de una validación de funcionalidad de la aplicación por parte de los encuestados. Los resultados revelaron que las personas están dispuestas a integrar tecnologías en la atención de salud para mejorar su experiencia y obtener beneficios. Como también, se confirmaron dos procesos claves dentro de esta atención, como lo es: La atención del médico y el trato recibido por parte del personal no clínico al paciente en el área de recepción. La implementación de estas tecnologías tiene como finalidad, optimizar tiempos, diagnósticos y centralizar toda la información de un paciente al sistema. Esto permitirá a los centros de salud o clínicas que adopten estas tecnologías una distinción competitiva.Item Escáner de seguridad y métricas de riesgo operacional para chatbots basados en LLMs.(Universidad de Concepción, 2024) Zapata Schifferli, Pablo Ignacio; Pinacho Davidson, Pedro; Gutiérrez Gómez, FernandoRecientemente han ocurrido enormes avances en el área de los chatbots y grandes modelos de lenguaje (LLM), principalmente potenciado y popularizado por el lanzamiento de ChatGPT el pasado 30 de noviembre de 2022 [1]. Un chatbot es un programa de computador que simula y procesa conversaciones humanas (ya sea escritas o habladas), permitiendo a los humanos interactuar con dispositivos digitales como si estuvieran comunicándose con una persona real [2]. Sin embargo, hasta hace unos meses, la mayoría de estos chatbots constaban con una limitada capacidad de interacción, con respuestas automáticas o muy simples.