Alejandra González, César Sáez.
JI3 2012, número 2, páginas 45-48/em>

Abstract

La universidad está inserta en un mundo con alto crecimiento económico y poblacional, fenómeno que incentiva el consumo excesivo, provocando un gran impacto en la capacidad de producción de recursos en el planeta. Por esta razón, se han creado diferentes indicadores que permiten cuantificar cuánto se está afectando al planeta, siendo la Huella Ecológica (HE) uno de ellos. La HE es una herramienta que agrupa varios tipos de consumo y los traduce en hectáreas biológicamente productivas necesarias para la mantencion de bienes y servicios. A pesar de que cálculos de indicadores como la HE se generan constantemente en otros países (EE.UU., Inglaterra, etc.) existen casos nacionales que son importantes de destacar. En el año 1998 Mathis Wackernagel, creador de la HE, realizó un estudio para la ilustre Municipalidad de Santiago, Chile, con el objetivo de calcular la Huella para la ciudad de Santiago [1]. Casi una década despues, en el año 2007, la estudiante Silvia Mabel junto con el profesor Jonathan Barton de la Ponrtificia Universidad Católica (UC), realizaron una evaluación similar [2]. Debido a que la UC es una de las universidades más respetadas del país, es necesario que sea partícipe de este cambio hacia un mundo más sano y equilibrado, y que a su vez se transforme en ejemplo para otras universidades e instituciones. Considerando que la Huella Ecológica es un indicador que permite comunicar fácilmente los impactos, se decidió realizar la primera evaluación de este indicador en el campus San Joaquín, con el objetivo de evidenciar los impactos preliminares para el año 2009 relacionados a los consumos de energía, transporte, agua, papel, gas natural, café, residuos generados y superficie de construcción.

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Pablo Fernández, Camilo Huneeus.
JI3 2012, número 2, páginas 40-44.

Abstract

El perro, primer animal domesticado por el hombre [1], puede ser clasificado según su nivel de vinculación con éste en supervisado, callejero, de vecindario o vagabundo [2]. En Latinoamérica existe una alta población de perros que deambulan por las ciudades, representando, tanto un problema de salud y seguridad pública, como un dilema ético acerca de la relación del hombre con la naturaleza y su entorno. Los últimos estudios realizados en Chile estiman la población canina en las calles de Santiago en alrededor de 215.000, de los cuales el 21,6% está en situación de absoluto abandono sin ningún tipo de dueño vinculado (Figura 1). La presencia de perros no supervisados se explica por diversos factores, destacando entre ellos la poca educación en tenencia responsable de los dueños [4] y la falta de políticas públicas a nivel nacional que aborden eficientemente la problemática, la cual exige además una legislación adecuada a la realidad de Chile. Debido a lo mencionado, desde la comunidad han surgido variadas organizaciones que de forma descentralizada intentan hacer frente a la situación. Las universidades, a través de iniciativas estudiantiles, no han estado ajenas a la problemática del abandono, maltrato y reproducción desregulada de canes. Las organizaciones allí creadas han desarrollado diferentes métodos de trabajo para tratar a los perros que habitan al interior de sus propios campus, pero dado el impacto que la universidad tiene en la sociedad, tanto en el corto como largo plazo, los autores estiman que estas agrupaciones también deben aprovechar el capital intelectual en un sentido educativo y propositivo. El objetivo de esta publicación es evaluar a través de una modelación matemática cómo las actividades realizadas por la organización estudiantil Animalia UC afectan en cantidad y tipo a la población de perros al interior del Campus San Joaquín de la Pontificia Universidad Católica de Chile, para así estimar el futuro comportamiento demográfico.

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Sebastián Garrido, Rodrigo Pascual.
JI3 2012, número 2, páginas 36-39.

Abstract

El estudio de confiabilidad y disponibilidad de los sistemas permiten predecir el momento de falla o reemplazo de los componentes. Desde hace mucho tiempo las empresas suministradoras de equipos y servicios de mantención han tenido problemas en la estimación de la demanda de componentes dada su naturaleza intermitente. Esto se debe a la secuencia de fallas y reemplazos programados que tienen los equipos, por lo que una mala estimación de la demanda tiene un impacto en los costos de inventario, produciendo pérdidas millonarias en el corto y largo plazo. Esta investigación, una de las primeras en su tipo, desarrolla un modelo de estimación de demanda basado en el análisis de confiabilidad de los sistemas, utilizando como input la o las fuentes de demanda. El modelo fue probado para un solo componente de los camiones mineros que se encontraban operando durante el 2011 en Chile. Se predijo la demanda de los componentes con intervalos de medición cuatrimestral y anual, logrando una diferencia porcentual promedio menos a 15% y 7% respectivamente, lo que significa un avance en la estimación de demanda intermitente utilizando data de mantenimiento y análisis de confiabilidad, al tener estimaciones más cercanas a la realidad.

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Fernando Henríquez, Carlos Jerez, Fernando Altermatt.
JI3 2012, número 2, páginas 32-35.

Abstract

Dentro de las técnicas desarrolladas en los últimos años en el campo de la anestesiología, destaca la anestesia regional periférica [1] . Este procedimiento consiste en la ubicación de los nervios, con el fin de proveer directamente una solución anestésica que logre bloquear la conduccion nerviosa y así producir una falta de sensibilidad en una región del cuerpo humano. A grandes rasgos, los médicos son capaces de estimular eléctricamente las estructuras nerviosas aprovechando la naturaleza eléctrica de los fenómenos de conducción nerviosa, produciendo flujos de cargas iónicas a través de las membranas neuronales mediante diferencias de voltajes. Lo último se obtiene con el uso de agujas conductoreas conectadas a fuentes de corriente de baja potencia. Así los medicos producen una respuesta motora que entrega información de la distancia que separa la aguja del nervio. Se trabaja con la hipótesis de que, si al mover la aguja por el tejido humano, disminuye la corriente necesaria para producir una respuesta por parte de la musculatura,k esto implica que la punta de la aguja está mas cerca del nervio. Los médicos entonces pueden formarse una idea de la ubicación de esta estructura y decidir en qué momento liberar la anestesia. Una variante de este procedimiento incorpora el uso de catéteres conductores [3] insertados a través de las agujas, mediante los cuales es posibles realizar una segunda estimulación para asegurar su correcta ubicación con respecto al nervio. El objetivo de estos dispositivos es proveer anestesia en forma continua, por ejemplo, en procedimientos postoperatorios. El uso de ultrasonido para apoyar el posicionamiento de la punta de la aguja en las vecindades del nervio indica que la interacción entre el tejido humano, la aguja y el catéter es de un grado de complejidad tal que la hipótesis fundamental en la que se sustenta el procedimiento puede no ser adecuada. En este trabajo se busca modelar la interacción entre el tejido humano, la aguja y el catéter con el fin de dar un primer paso en la comprensión de las propiedades eléctricas de las agujas, que en definitiva son las que determinan el éxito del procedimiento.

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Claudia Stuckrath, Loreto Valenzuela, Mauricio López.
JI3 2012, número 2, páginas 29-31.

Abstract

La precipitación microbiana de carbonato de calcio es una nueva técnica que se está investigando para sellar grietas y disminuir la porosidad del hormigón. Esta técnica ha sido usada exitosamente para reparar estructuras de piedras [1-4]. La primera aplicación in situ fue realizada sobre piedra caliza de Tuffeau, en el año 1993 en la torre de la Iglesia Saint Médard [5]. Además, se está estudiando su uso para mejorar suelos [6-7]. EL hormigón es un material con algunas caracteristicas particulares. Está constituido por dos fases: áridos o agregados y pasta de cemento. La estructura de la pasta de cemento, porosa y frágil está dada por una matriz amorfa de silicatos de calcio hidratados (C-S-H) que da la resistencia al hormigón. En los poros se alojan diferentes compuestos, uno de ellos es el hidróxido de calcio, el cual de el pH de 10-13 al hormigón [8]. Este pH básico hace que no proliferen con facilidad microrganismos en él. La precipitación microbiana de calcio ocurre debido a la utilización de bacterias Gram positiva que actúan como sitio de nucleación. Estas bacterias se caracterizan por tener una pared bacteriana electronegativa que atrae los iones calcio por lo que se incentiva la formación de cristales de mayor dimensión y más estables. Además, a pH básicos, la solubilidad del carbonato de calcio es menor, por lo que altos pH propician la formación de cristalbes [9]. Para remediar piedra y suelos, es necesario utilizar bacterias que pueden aumentar el pH de su entorno, por por esto se utilizan bacterias que son ureolíticas. En el caso del hormigón es diferente debido a su alto pH. El desafío en el caso del hormigón está en encontrar microrganismos alcalófilos que sobrevivan en él, y no en aumentar su pH como lo es para los demás materiales. En el presente documento describimos la caracterización del crecimiento de una bacteria alcalófila del género. Bacillus y cómo ésta actúa en muestras del hormigón agrietadas sellando las grietas mediante la precipitación del carbonato de calcio.

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Benjamín Lagos, Gonzalo Reyes.
JI3 2011, número 1, páginas 44-46.

Abstract

En la minería, uno de los métodos para transportar el mineral desde la mina a la planta de procesamiento es en forma de pulpa (mineral molido y mezclado con agua) por medio de mineroductos. Tal es el caso de la mina Los Bronces ubicada al norte de Santiago, la cual envía el material a la plana de procesamiento Las Tórtolas a través de un ducto de 56 km. La vida util de estos mineroductos se ve profundamente afectada por la acción de la pulpa que se transporta. En particular, la pulpa se desgasta el acero usado para la construcción de los mineroductos a través de mecanismos de corrosión y abrasión. El objetivo de este estudio es comparar la respuesta de diferentes aceros sometidos al desgaste de una pulpa mineral en diferentes valores de pH para estimar las condiciones de mayor y menor desgaste con el objeto de obtener condiciones óptimas de operación en mineroductos. Los cuatro materiales estudiados son un acero estructural A36, un acero estructural de alta resistencia XABO 500 utilizado en fabricación de tuberías, un acero antibrasivo XAR PLUS y una placa bimetálica, estos últimos, diseñados para tener una buena respuesta al desgaste.

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Germán Villarroel, Rodrigo Pascual.
JI3 2011, número 1, páginas 42-43.

Abstract

Los sistemas turbogeneradores son generadores de energía eléctrica que funcionan a grandes velocidades de rotación movidos por turbinas de gas o vapor vitales para la matriz energética de nuestro pais. Son estructuras complejas con distintos sistemas eléctricos, mecánicos e hidráulicos los cuales son críticos al momento de la operación. Un ejemplo de componente crítico es el entrehierro, separación entre rotor y estator del generador, el cual evita que estos elementos entren en contacto y se genere una falla en el sistema. El turbogenerador posee velocidades críticas o frecuencias naturales, las cuales son intrínsecas a características elásticas e inerciales del sistema, las cuales no pueden coincidir con la velocidad de operación sino el sistema comenzaría a resonar y podría colapsar. Es por esto que el correcto posicionamiento de las velocidades críticas de un rotot durante la etapa de sieño es fundamental para no tener problemas de vibraciones. En este trabajo se caracterizó la operación de un turbogenerador analizando su respuesta a distintos tipos de desbalance, y se construyó un diagrama que muestra como varían las frecuencias naturales en función de la velocidad de rotación para así identificar una zona segura de operación (Diagrama de Campbell). Para modelar el turbogenerador se planteó un modelo de Elementos Finitos. A partir del Diagrama de Campbell se pueden identificar las velocidades críticas de rotación 8donde se corta la velocidad de rotacion con las frecuencias naturales) y con la respuesta forzada al desbalance se puede determinar la zona de seguridad de operación del turbogenerador donde las amplitudes de las vibraciones son pequeñas. Tambien se observa que las amplitudes de giro maxima ocurren a las primeras velocidades críticas, por ende gran cuidado se debe tener en las partidas y detenciones del sistema, ya que se debe pasar por estas velocidades.

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Carolina Urzúa, Carlos Jerez
JI3 2011, número 1, páginas 40-41.

Abstract

Los desafíos del mundo moderno han llevado a fisicos, matemáticos e ingenieros a estudiar distintos métodos de resolución de ecuaciones diferenciales parciales, como los elementos finitos (FEM) y elementos de fronter (BEM), entre muchos otros. Evidentemente, todos estos métodos tienen sus fortalezas y debilidades y, acorde a las mismas, el contexto que favorece su aplicación. En particular, para el caso de los elementos de frontera, pasamos de resolver una ecuación diferencial a una ecuación integral, utilizando para ello los operadores simple capa y doble capa, con la ventaja de que estos satisfacen las identidades de Calderón y, de este modo, se simplifica su resolución y obtenemos precondicionadores, facilitando asi su implementacion computacional. Entre los muchos usos que se le da a los elementos de frontera, se encuentra el analisis del efecto que tienen obstaculos en lo que, en condiciones ideales, son campos uniformes, como es el caso de la difracción de ondas en un objeto rígido (por ejemplo para diseñar un radar). Sin embargo, en muchos de estos problemas los obstáculos son demasiado finos, como es el caso de las fracturas, por lo que la complejidad del problema aumenta. El precondicionamiento de Calderón ha sido utilizado exitosamente en el pasado para la resolución de integrales de frontera sobre superficies sin borde [1,2]. La situación cambia drásticamente cuando se consideran fronteras abiertas como ocurre en el caso de fracturas o pantallas. De hecho, las identidades de Calderón fallan debido a la desaparición del operador doble capa y su adjunto. Por otro lado, los operadores singulares restantes ya no transforman los espacios fraccionales de Sobolev en una forma dual, sino que degeneran en distintos subespacios acorde a su extensibilidad por cero. Recientemente, Jerez-Hanckes y Nédélec [3], demostraron que descomponiendo la solución de volumen en un salto y un promedio se obtienen resultados de coercividad precisos en los espacios fraccionales de Sobolev asociados y se caracteriza el desajuste que ocurre entre ellos. Más aún, los autores presentan una forma explícita y exacta para las formulaciones variacionales cuando se considera un intervalo abierto. Del mismo modo, se presentan sus formulaciones inversas y se definen naturalmente relaciones de tipo Calderón para cada caso. Este trabajo consiste en estudiar principalmente la implementación numérica de dichos operadores actuando como precondicionadores y discutir sus futures extensiones.

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Francisco Morales, Leandro Herrera, César Sáez.
JI3 2011, número 1, páginas 37-39.

Abstract

Chile es el mayor exportador de cobre en el mundo (aproximadamente el 36 por ciento mundial). Es por ello que nuevas técnicas de obtención de este mineral, que permitan abaratar costos y disminuir la contaminación provocada por los métodos tradicionales de obtención [1] (como la liberación de sulfuros en fase gas al ambiente), son un tema importante para la nueva minería chilena. Entre las tecnologías en boga, la biolixiviación, definida como un proceso hidrometalúrgico en donde la movilización de metales se lleva a cabo desde la fase sólida (mineral) a una fase líquida (fluido lixiviador) por reacciones de óxido-reducción aceleradas bajo actividad microbiana [2] , es una alternativa aplicable a nivel industrial para obtener el cobre en disolución proveniente de minerales sulfurados de baja ley sin causar gran impacto en el medio ambiente. De forma natural se puede apreciar que, en el mineral lixiviado, se encuentra consorcios microbianos (grupos de diferentes microbios capaces de vivir de forma simbiótica) que permiten, mediante reacciones de óxido-reducción, la difusión del cobre al medio acuoso. Dentro de los microorganismos importantes encontrados en los consorcios se pueden apreciar: Acidithiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, sulfobacillus thermosulfidooxidans y Desulfovibrio vulgaris. Pero el microorganismo de mayor aporte en la biolixiviación es el Acidithiobacilus ferroxidans, bacteria gram negativa que metaboliza hierro y sulfuro para su metabolismo energético. Esta bacteria permite recuperar el férrico reducido, acelerando el proceso de lixiviación [3]. El objetivo de este estudio fue realizar una evaluación comparativa respecto a la capacidad lixiviadora de tres grupos microbianos: una cepa aislada de Acidithiobacilus ferroxidans, un consorcio microbiano mixto y un consorcio perteneciente al mineral sulfurado a lixiviar. Todo esto fue realizado en una columna de lixiviación que permite estudiar de forma diferencial lo ocurrido en un pequeño cerro ordenado (pila) del mineral para poder asi obtener resultados concretos y extrapolables a la gran industria minera.

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