Rodrigo Lagos, Cristóbal Möenne, Diego Cosmelli.
JI3 2013, número 3, páginas 88-93.

Abstract

En esta investigación se obtuvieron registros electroencefalográficos para dos tareas de atención distintas: atención externa y atención interna. A partir de estos registros se obtuvieron las redes cerebrales funcionales entre electrodos. Se encontraron diferencias significativas en las propiedades topológicas de densidad de conectividad, coeficiente de agrupamiento y camino promedio. Esto sugiere que existe un mecanismo neuronal diferencial para ambas condiciones atencionales.

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José Luis Domínguez, Cristián Escauriaza, Maricarmen Guerra.
JI3 2013, número 3, páginas 79-87.

Abstract

El río Mapocho es uno de los tres cauces más importantes en la cuenca del río Maipo [1] y tiene una gran relevancia histórica para el país, ya que la ciudad de Santiago fue fundada a sus orillas para el aprovechamiento de sus aguas. Lamentablemente, hasta hace pocos años, el río mantenía altos niveles de contaminación y, a pasar del tratamiento de la mayor parte de sus aguas, todavía conserva este estigma por parte de la población [2]. Con el proyecto «Mapocho Pedaleable» [3] se pretende superar es te problema, proponiendo la construcción de una ciclovía en el cauce del río, que se acerque a los ciudadanos a un río limpio y más integrado a la ciudad. Actualmente, la zona en la que se ubicaría la ciclovía es una zona de alta congestión, por lo que resultaría una solución apropiada para este problema, además de promover la vida sana y el deporte. La importancia de este proyecto radica en que se estaría aprovechando un espacio que la mayor parte del año no se utiliza, el mismo lecho del río, como se ve en la Figura 1. Si ésta se hace de un material suficientemente resistente, solo se requerirá mover los sedimentos arrastrados por el río después de las crecidas importantes, las que este estudio pretende calcular. Además, la ciclovía no altera mayormente la capacidad de transporte de caudal del río, puesto que es una intervención menor y el talud seccionador ya está construido en gran parte del río, remanente de la construcción de la Costanera Norte. Concretamente, la ciclovía recorrerá 7 km desde el parque Bicentenario a la estación Mapocho, como se muestra en la Figura 2. Su diseño considera que la ciclovía podría inundarse en condiciones de tormenta, cuando el caudal del río se incremente de forma considerable. En estas condiciones, el análisis del flujo y de las zonas de inundación durante las crecidas adquiere gran relevancia para el diseño de la ciclovía y su posterior operación.

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Magdalena Muñoz, Felipe Sánchez, Rodrigo Pascual.
JI3 2013, número 3, páginas 70-78.

Abstract

Las condiciones en las que se encuentran los quipos mineros difieren dependiendo de la mina en la que estén operando. Sin embargo, las condiciones físicas, ambientales o de operación no son consideradas en el plan de mantención de los equipos y se desconoce el riesgo de falla que agregan estas condiciones en la vida de los componentes. En este trabajo se estudia el comportamiento de falla de ciertos componentes, en distintas faenas mineras del país, para determinar si es que las condiciones de algunas de ellas son efectivamente más riesgosas para los equipos. El estudio de caso considera componentes de camiones y, las condiciones estudiadas, fueron el modelo de camión, la altura a la que se encuentra la faena donde operan y si el camión sube, o no, cargado. El primer paso para estudiar el comportamiento de falla fue determinar un caso de base entre los distintos casos que se tenía para el estudio. Se eligió la faena Pelambres y el modelo de camión Komatsu 930E-4 como caso base. Luego, se realizó un análisis de Weibull para ajustar la distribución de fallas y, finalmente, a partir de esos parámetros, se llevó a cabo un estudio de confiabilidad a través del Modelo de Cox. De este modo, se pudo relacionar todos los casos al caso base. Del análisis se concluye que operar a alturas sobre 4.000 metros sobre el nivel del mar (msnm), aumenta significativamente el riesgo de falla, mientras que el efecto contrario se produce al operar en faenas donde los camiones suben cargados. La metodología que se describe en el artículo se muestra eficaz para la evaluación de riesgos locales en la gestión de los equipos y permite un uso de alto impacto de la data disponible. Actualmente, ni las empresas dedicadas al mantenimiento de equipos, ni las empresas mineras, le han dado importancia al efecto de las condiciones locales en la vida de los componentes, sin embargo, este que considerarlas dentro de los planes de mantención podría permitir que los tiempos entre intervenciones se determinen de manera más precisa.

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Javier Cueto, Sebastián Arentsen, Loreto Valenzuela, Ximena Hidalgo, Tamara Rabi.
JI3 2013, número 3, páginas 62-69.

Abstract

En el marco de la implementación de un currículo basado en competencias en la Escuela de Ingeniería, el diseño de cursos debe ser consistente con el perfil propuesto a sus alumnos [1]. La comisión de acreditación ABET (Accreditation Board for Engineering and Technology) precisa el concepto de competencias según la siguiente definición: «Las competencias describen lo que los estudiantes deben saber y ser capaces de hacer al momento de la graduación Éstas se relacionan con las habilidades, conocimientos y conductas que adquieren los estudiantes a medida que progresan a través del programa» [2]. Establecer un conjunto de competencias bien definidas permite a los docentes diseñar, correcta y efectivamente, sus cursos y definir las metodologías coherentes para el logro de éstas [3]. Así, la concepción de enseñanza deberá considerar que el alumno se involucre en su proceso de aprendizaje, por lo que las metodologías deben adquirir un carácter activo. El aprendizaje activo se define como cualquier método de enseñanza que comprometa a los estudiantes en el proceso de aprendizaje [4]. En este sentido, cobra relevancia que el mismo alumno evalúe y reflexione entorno a cómo progresa en cuanto a la adquisición de las competencias definidas para el curso, El incorporar instrumentos que apunten a recabar esta información permite entender, en gran parte, el comportamiento de los alumnos y sus percepciones, ya que el sentirse «competente» en un cierto ámbito de aprendizaje, se asocia a las actividades en las cuales participan, al nivel de esfuerzo utilizado, grado de persistencia, rendimiento e interés [5]. Dentro del contexto del uso de metodologías activas, esta investigación busca conocer cómo su implementación afecta la percepción de los alumnos acerca del logro de competencias, su desempeño real, las diferencias que se perciben entre distintos grupos de alumnos y el efecto de factores como la asistencia.

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Javier Cueto, Sebastián Arentsen, Loreto Valenzuela, Ximena Hidalgo, Tamara Rabi.
JI3 2013, número 3, páginas 56-61.

Abstract

El volcanismo y la deformación tectónica son procesos geológicos fundamentales que han contribuido a la formación de Los Andes. Estos procesos ocurren a escalas de tiempo muy variables, desde unos pocos minutos (como ocurre con erupciones volcánicas, terremotos y aluviones) a millones de años (tales como la formación de cordilleras), por lo que entender su naturaleza es un gran desafío para el hombre. En muchos casos no hay suficientes antecedentes históricos sobre el comportamiento de los volcanes y su relación con las fallas geológicas. No obstante, estos procesos pueden tener un impacto muy significativo e influir, tanto en las personas, como en el medio ambiente (erupciones volcánicas, terremotos, energía geotérmica). En un país como Chile, ubicado en el llamado «Cinturón de Fuego del Pacífico», estudiar estos procesos resulta crucial para mejorar su entendimiento y conocer la historia geológica del entorno. Para estudiar la interacción entre tectónica y volcanismo, se visitó la zona donde se ubican los volcanes Lonquimay y Callaqui (ubicados en el límite entre las regiones de Bío-bío y de la Araucanía). Además de la evidencia geológica e histórica de volcanismo, existen registros de deformación tectónica marcados por el sistema de falla Liquiñe – Ofqui (SFLO). El SFLO, es un sistema de falla intra-arco de rumbo dextral, que ha estado activo, al menos, durante los últimos 25 millones de años (Ma). Se extiende por, aproximadamente, 1.200 km entre los 38° y 47°S, a través de numerosos segmentos discretos, y representa el sistema de falla activo mas extenso de Chile [1,2]. El SFLO se ha formado, principalmente, por el efecto que produce la subducción de la Placa de Nazca bajo la Placa Sudamericana (Ver figura 1). El sector visitado se encuentra, entonces, en el extremo norte del SFLO. Durante el trabajo en terreno, se pudieron analizar y constatar elementos de las últimas erupciones de los volcanes, así como evidencias de movimientos tectónicos.

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Johanna Coronado, Leonardo Vanzi, Krysztof.
JI3 2013, número 3, páginas 51-55.

Abstract

Los espectrógrafos son instrumentos que entregan una gran cantidad de información en astronomía pues, al observar un espectro, se puede medir y obtener las líneas características de un elemento químico en particular y de esta forma, por ejemplo, inferir qué elemento está presente en una determinada estrella o galaxia o, también, como es el caso de este trabajo de investigación, medir las velocidades radiales a las que se mueven las estrellas a partir de los espectros observados. PUCHEROS es un espectrógrafo echelle de alta resolución para el espectro visible, desarrollado en el Centro de Astro.Ingeniería UC [1], siendo el primer instrumento astronómico construido completamente en Chile. Presente un gran desafío al ser diseñado para trabajar con un telescopio relativamente pequeño, el ESO-50 cm, ubicado en el Observatorio Docente UC Santa Martina. Además, abre las puertas a desarrollar investigación científica a nivel de pregrado y postgrado e, incluso brida la oportunidad de complementar observaciones realizadas con telescopios de mayor tamaño. Los componentes ópticos y el detector CCD (Charge-Coupled Device) fueron adquiridos en EE.UU., pero la mayoría de los componentes mecánicos fueron y construidos en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Metalurgia UC [2]. La señal de entrada de PUCHEROS es alimentada por una fibra óptica, lo que permite instalarlo en un entorno estable y controlado, alejado del telescopio, mejorando la precisión en las mediciones. El rango espectral va desde 4.000 a 7.000 Angstroms alcanzando una resolución de 20.000. La luz de la estrella ingresa al instrumento a través de una interfaz telescopio-fibra óptica. En ella un espejo metálico con un diafragma circular, permite el ingreso de la luz al instrumento y la adquisición de una imagen de la porción de cielo observada. El espectrógrafo constituye una herramienta muy útil y eficiente en el estudio y caracterización de estrellas variables brillantes que no requieren ser observadas con telescopios de mayor tamaño. Esto permite usar telescopios pequeños como instrumento efectivo de investigación. En tal contexto se desarrolla este proyecto de investigación cuyo objetivo es la caracterización del desempeño del instrumento y la observación de dos sistemas binarios nunca antes caracterizados, a partir de los cuales se logró obtener modelos y parámetros físicos importantes, como la masa y el radio de las estrellas.

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Javiera Anguita, Ignacio Vargas.
JI3 2013, número 3, páginas 44-50.

Abstract

En el norte de Chile existen lugares con altas concentraciones de arsénico. Un ejemplo es el río Lluta, en la Región de Arica y Parinacota, donde el arsénico proviene, principalmente, de fuentes geotermales, afectando la productividad agrícola de la cuenca y la salud de sus habitantes. Para que las concentraciones se encuentren dentro del límite aceptado por la Organización Mundial de la Salud (WHO), 50 ugL^-1 en agua [1], es necesario monitorear y controlar las fuentes naturales de arsénico y su reactividad con los sedimentos cercanos a las fuentes geotermales. El arsénico es un metaloide que se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza, con predominancia en ambientes acuosos de arsenito [As(III)] y arseniato [As(V)]. Destaca por su toxicidad en humanos y otras formas de vida, pudiendo provocar cáncer e incluso la muerte, siendo más tóxico el arsenito que el arseniato debido a la estabilidadde sus reacciones. Sin embargo, existen microorganismos capaces de tolerar altas concentraciones, llegando incluso a utilizarlo en su metabolismo para la obtención de energía, mediante reacciones redox. Microbial Fuel Cells (MFC) emerge como una nueva alternatica para estudiar microorganismos extremófilos y sus interacciones con los ciclos geoquímicos de elementos o contaminantes de interés, en particular aquellos que participan en la química del arsénico Una MFC es un reactor electroquímico-biológico que actúa como una batería, transformando energía química, presente en desechos orgánicos, en energía eléctrica. Los microorganismos capaces de catalizar estas reacciones son denominados «electroquímicamente activos» [2]. Actualmente esta técnica puede ser aplicada para la producción de energía, el desarrollo de biosensores [3] o, incluso, la biorremediación de aguas contaminadas al cambiar, in situ, la especiación de un contaminante [4].

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Trinidad Schlotterbeck, Verónica Dueik, Loreto Valenzuela, Pedro Bouchon.
JI3 2013, número 3, páginas 38-43.

Abstract

Actualmente, la sociedad estpa interesada en llevar una vida mas saludable y, con ello, exige alimentos mas sanos. En este contexto, es de amplio interés estudiar la cantidad de aceite que absorben los productos fritos y los posibles mecanismos que permitan reducirlo, tal como la incorporación de fibras dietéticas. Las fibras dietéticas son ingredientes cada vez más usados en los productos alimenticios, con la finalidad de aportar beneficios nutricionales a los alimentos que la contienen. La fibra dietética corresponde a la fracción de pared celular de plantas y está compuesta por lignina y polisacáridos no almidónicos [1]. Ésta puede clasificarse en dos grandes grupos según su solubilidad en agua: fibra soluble e insoluble, estando sus principales propiedades determinadas por su capacidad de retención del agua. La fibra soluble es aquella que forma una dispersión en agua; la cual conlleva a la formación de geles viscosos en el tracto gastrointestinal [1]. Están compuestas, principalmente, por polisacáridos no celulósicos, mientras que la insoluble está compuesta de celulosa, hemicelulosas y ligninas y se caracteriza por retener agua sin dispersarse en ella. Para efectos de esta investigación se analizó la incorporación de un tipo de fibra soluble, llamada inulina, en un producto frito elaborado a base de gluten y almidón, con el fin de poder estudiar si existe relación entre la adición de la fibra y la disminución en la absorción de aceite durante el proceso de fritura. Dicha premisa se respalda con la hipótesis de que la incorporación de inulina permitiría reducir la absorción de aceite, debido a que promueve la formación de estructura, atrapando los gránulos de almidón dentro de una matriz y formando una barrera efectiva a la absorción de aceite. Al respecto, cabe destacar que la incorporación de inulina se ha estudiado en pastas, estudios que concluyeron que la adición de esta fibra disminuye la liberación de glucosa durante la digestión, posiblemente debido a la menos disponibilidad del almidón en estas matricies [2]. Además, se observó que la textura, estructura, características de cocción y la calidad nutricional de las pastas están intrínsecamente ligadas con la incorporación de fibras. Otro estudio concluyó que la incorporación de inulina en masa de galletas reduce la degradación in vitro del almidón, provocando una disminución significativa en la liberación de azúcar [3]. El presente artículo resume los efectos benéficos de la incorporación de inulina en una matriz de almidón nativo y gluten, en relación a la absorción de aceite, textura y color, en comparación a las muestras sin fibra (control).

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Martín Fuenzalida, J. Ricardo Pérez, José Cuevas.
JI3 2013, número 3, páginas 36-37.

Abstract

Termodinámica es un curso fundamental en la formación de los alumnos de la Escuela de Ingeniería UC. En este curso, los alumnos (de segundo y tercer año, sin especialidad definida) desarrollan las competencias para analizar y diseñar, conceptualmente, máquinas térmicas como plantas de poder, motores, sistemas de refrigeración y bombas de calor de gran relevancia para la industria. Una de las competencia fundamentales es aplicar balances de energía y entropía (primera y segunda leyes de la termodinámica) para describir el funcionamiento y eficiencia de máquinas térmicas y determinar, asi, parámetros relevantes para su diseño. Para ello, los alumnos deben conocer, previamente, las propiedades de los fluidos involucrados en la operación de las máquinas térmicas que se están analizando. Dichas propiedades pueden ser obtenidas a partir de bases de datos experimentales (por ejemplo, tablas o programas que compilan este tipo de información) o calculadas usando modelos termodinámicos estándares. Para el caso de compuestos comunes, como el agua, existe vasta información experimental compilada en tablas que permiten estimar sus propiedades en función de temperaturas y presiones. Sin embargo, existen compuestos para los que, prácticamente, no existe información experimental o ésta no está disponible para los alumnos. En estos casos, se debe recurrir a modelos, como la ecuación de gases ideales o ecuaciones de estado (EoS), como van der Waals (vdW), Peng-Robinson (PR) o Redlich-Kwong (RK). La ecuación de gases ideales es un modelo simple y fácil de aplicar, lo que la convierte en una herramienta de enseñanza de gran valor. Por otro lado, las ecuaciones de estado vdW, PR y RK son modelos más complejos que requieren un análisis mas profundo y cuya aplicación y entendimiento exigen el uso de herramientas computacionales sofisticadas. Éstas deben facilitar el proceso de aprendizaje de los laumnos y fortalecer el desarrollo de las competencias del curso. En este trabajo se describe la implementación, aplicación y evaluación de XSEOS [1], una herramienta computacional fácil de usar y de libre acceso para todos los alumnos. XSEOS es un complemento deExcel que permite calcular propiedades termodinámicas a partir de EoS como vdW, PR y RK y modelos de energía libre de Gibbs que, de otra forma, tomaría bastante tiempo y esfuerzo resolver. Comp primera etapa, se analizan en profundidad las características y capacidades de esta herramienta. Luego, se desarrollan nuevas funciones y aplicaciones de XSEOS, útiles para la enseñanza de EoS en el curso de Termodinámica. Finalmente, se evalúa el uso de XSEOS y su contribución al desarrollo de competencias en el curso de Termodinámica del segundo semestre de 2012.

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Daniel Werner, Rodrigo Gomila, Gloria Arancibia.
JI3 2013, número 3, páginas 32-37.

Abstract

Las Tierras Raras (conocidas como REE por su nombre en inglés, Rare Earth Elements) corresponden al grupo de 17 elementos químicos que incluye a los lantánidos, escandio e itrio. Estos elementos no son tan escasos como parece, pero encontrarlos en una concentración económicamente viable, es poco común. Las REE pueden encontrarse en distintas concentraciones en la naturaleza: como elementos constituyentes básicos de un mineral, en cuyo caso su concentración será de elemento mayor (porcentaje en peso); o como reemplazo de algunos átomos de la red cristalina, en cuyo caso su concentración química será de elemento menor, o traza (ppm y ppb). El uso principal de estos elementos se da en la fabricación de variados dispositivos tecnológicos de última generación y en industrias metalúrgicas. Su negocio está siendo cada vez mas rentable, ya que sus precios han subido, hasta en un 650%, entre 2002 y 2008. Estos valores varían desde US$6.600/Kg para el europio a US$165/kg para el lantano. Países como Estados Unidos, China y Australia tienen las mayores reservas mundiales, mientras que Chile no tiene un ambiente geológico que favorezca la formación de yacimientos de estos minerales [1]. Sin embargo, el aumento de los precios de mercado y el avance del desarrollo tecnológico han despertado nuevamente el interés por la exploración geológica de estos elementos [2]. Estudios previos muestran que en el caso de Chile (situado en un ambiente geológico de margen convergente de placas), existe una concentración significativa entre REE en un cierto tipo de mineralización, conocida como yacimientos de Óxido de Hierro-Cobre-Oro (IOCG por sus siglas en inglés, Iron Oxide Copper Gold) [3].

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