Proyectos

Dislocations are the main source of plastic behavior of metals, however, it is very difficult to quantitatively study their influence. In order to improve this situation, it is proposed to use its interaction with elastic waves as a non-invasive probe in Aluminum and Steel 304L at different strain-rates. The long-term objective of the research presented in this proposal is to obtain a standardized methodology for the characterization of materials by means of ultrasonic tests. The proposed technique is based on in-situ measurements of wave pulse propagation in rectangular samples (with ASTM Standard) under standard tensile tests, with maximum deformations of the order of 3% to 7%, which includes both the elastic regime and the plastic, additionally considers traction speeds between 0.001 mm / s and 0.5 mm / s. The results are contrasted with measurements of ultrasonic resonance spectroscopy (RUS) and density measurements of dislocations by XRD of pieces of the material obtained from the test pieces under traction study, which will be carried out in collaboration with Prof. Claudio Aguilar of the University Santa Maria. We will also explore a correlation of the results with the microstructural characterization using TEM images On the other hand, it is proposed to implement non-linear measures in-situ during tensile tests, which have been shown to be much more sensitive to the presence of dislocations of a material. The non-linear measurements are based on the application of a continuous ultrasonic wave and the analysis is performed on the amplitude of the first harmonic A2ω as a function of the amplitude of incident mode Aω, those that are related of the form A2ω = βAω, with β a non-linear parameter. For this analysis it is proposed to develop the theory, until now non-existent, between the non-linear parameter and the density of dislocations in collaboration with Prof. Fernando Lund of the Physics Department of the FCFM of the University of Chile. Emphasis will then be placed on in situ measurements, where a quantitative and continuous relationship between the density of dislocations and the stress applied during a tensile test has recently been found, as well as an indication of universality and independence of the initial condition once that the system enters the plastic deformation regime.

Dislocations are at the source of plastic behavior of metals and alloys, yet it is very difficult to quantitatively study their behavior. In order to improve this situation, it is proposed to use their interaction with elastic waves as a nonintrusive probe. The long-term aim of the research presented in this proposal is to enable the development of ultrasound technology as a practical non-intrusive tool for the characterization of plastic behavior of materials. In recent years, proposers have shown, using Resonant Ultrasound Spectroscopy (RUS), that an increase of dislocation density in aluminum by a factor of 6 leads to a change for the speed of shear waves on the order of 1%, a quantity that can be measured with an accuracy on the order of 0.1%. They have also shown that local measurements of the speed of shear waves in aluminum under standard testing conditions in tension provide a quantitative, accurate, nonintrusive and continuous relation between dislocation density and externally applied stress, and that an increase in dislocation density by a factor of ten in copper and aluminum leads to an increase in the value of the (nonlinear) parameter that characterizes second harmonic generation by 20 to 60%. This proposal seeks to go one more step towards a practical implementation of the proposed ultrasonic testing tool for pieces in service. Materials of wide use in industry, 304L steel and TWIP steel, will be used. And in addition to bulk ultrasonic and shear waves, surface Rayleigh waves will be tested, in order to develop techniques that are useful when pieces in service have a geometry that does not lend itself to bulk wave measurement. Both linear (wave propagation velocity and attenuation) and nonlinear (second harmonic generation) acoustics measurements will be performed, using bulk and surface waves, ex situ after mechanical treatment, and in situ under standard testing conditions. In addition, dislocation density will be measured using X-ray diffraction (XRD) , using both the modified Warren-Averbach and Rietveld methods. Additional characterization will be performed using transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The expected result of the proposed research is a set of measurements that relate acoustics parameters to dislocation density in 304L and TWIP steels. The specific goal is that these measurements will provide a framework for the development of devices to nondestructively measure the dislocation density of pieces in service.

Las dislocaciones son la principal fuente de comportamiento plástico de metales, sin embargo, es muy difícil de estudiar cuantitativamente su comportamiento. Con el fin de mejorar esta situación, se ha propuesto utilizar su interacción con las ondas elásticas como una sonda no invasiva. Recientemente, se han demostrado, utilizando espectroscopia de resonancia Ultrasonido (RUS), que un aumento de densidad de dislocaciones en aluminio por un factor de 6 conduce a un cambio de la velocidad de las ondas de cizalle del orden de 1, una cantidad que puede medirse con una precisión del orden de 0,1%. Se propone entonces estudiar la contribución de las dislocaciones a las propiedades mecánicas en dos sistemas de interés: En primer lugar, metales poli-cristalinos, en particular muestras de cobre y de aluminio. En segundo lugar, se propone estudiar muestras con estructura de capas múltiples, en particular sistemas de capas intercaladas de cobre y de niobio. El objetivo de largo plazo de esta investigación es permitir el desarrollo de la tecnología de ultrasonido como una herramienta no invasiva para la caracterización de materiales. Se investigará en primera instancia la contribución de las dislocaciones a las constantes elásticas de metales poli-cristalinos, continuando un estudio anterior. Se realizarán nuevas medidas con muestras más puras de aluminio y de cobre, utilizando RUS en primera instancia. Como primer objetivo se plantea obtener un número mayor de muestras, con condiciones más extremas que las ya analizadas aumentando el rango de dislocaciones estudiado. Además de las medidas en el régimen lineal usando RUS, se realizarán medidas de parámetros no-lineales que pueden ser caracterizados a mayores amplitudes de excitación. Estas medidas pueden ser realizadas con el mismo montaje experimental de RUS. Además, se propone hacer un análisis ultrasónico tanto lineal como no lineal en un montaje de deformación estándar donde las medidas se realizarán in situ. En segundo lugar, se propone caracterizar muestras de cobre-niobio, con estructura de capas múltiples. La motivación de este tema radica en el hecho que las interfaces del estado sólido juegan un papel importante en la determinación de las propiedades de los materiales compuestos, especialmente de los materiales estructurales destinados para el servicio en aplicaciones de energía. En la actualidad, las muestras multi-capas de cobre-niobio pueden ser preparadas en tamaños útiles para RUS (desde milímetros hasta centímetros). Pueden ser fabricas con pocas capas (del orden de 10 capas) y espesores de décimas de mm cada una, o con muchas capas (del orden de 3.10⁴) y espesores de 10 nm cada una. La motivación es obtener mediciones precisas de las constantes elásticas efectivas de las muestras mediante hipótesis del tipo homogeneización, y correlacionar sus valores con la cantidad de interfaces presentes. A primer orden, si dos muestras tienen la misma cantidad de niobio y cobre pero con diferentes números de capas y espesores, el proceso de homogenización más simple indica que las propiedades mecánicas deben ser iguales. En la práctica, se espera una contribución de las interfaces, lo cual no será despreciable cuando existan una cantidad considerable de ellas. La relación con las dislocaciones radica en el hecho que estas interfases tienen dislocaciones de tipo misfit, y dependiendo de la orientación de su vector de Burgers y de su densidad, su contribución a la elasticidad de la interface será distinta.

La crisis socioecológica global ha desembocado en un proceso de transición hacia la sustentabilidad, en un primer momento esta transición busca reemplazar el uso extensivo de combustibles fósiles por la utilización de energías provenientes de fuentes verdes. En este contexto, el Litio y otros minerales cada vez son más demandados internacionalmente, debido a su funcionalidad en la elaboración de artefactos e infraestructuras de almacenamiento y funcionamiento energético. Ahora bien, es paradójico que a pesar de que la transición sustentable es un fenómeno deseable a escala global, la extracción del Litio y de otros recursos y minerales necesarios para realizar dicha transición, genere tensiones e impactos locales negativos. En la discusión pública muchas veces emerge un discurso tecno-optimista, que posiciona a las tecnologías emergentes, como la solución a estas controversias. Nuestra propuesta, sostiene que las tecnologías denominadas como emergentes, por sí mismas, sin un proceso de evaluación, no necesariamente resolverán las tensiones en torno a la extracción y procesamiento de Litio. Por el contrario, argumentamos que se debe elaborar un sistema de indicadores de estas tecnologías emergentes que integre indicadores de desempeño tecnológico y sociales ambientales construidos mediante procesos de participación con las comunidades territorialmente situadas. En este contexto, existe una robusta literatura científica predominantemente retrospectiva que documenta los impactos socioambientales de la extracción y procesamiento de Litio en Chile. Ahora bien, incluso a nivel internacional existen pocos esfuerzos por comprender desde una perspectiva situada, cuáles son los posibles impactos de la implementación de tecnologías emergentes en la extracción y procesamiento de Litio. Así, este trabajo propone un enfoque desde las Ciencias Sociales para abordar estas tecnologías emergentes, que se nutre de propuestas desde la Ingeniería, Sociología territorial y ambiental y el Management. El proyecto agrupa a las dos universidades más importantes de la Región de Antofagasta y a la principal universidad pública-estatal del país, así, el equipo se compone por investigadores e investigadoras de la Universidad Católica del Norte, Universidad de Antofagasta y Universidad de Chile. Atendiendo al requerimiento de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo del Gobierno de Chile que en las bases concursales solicita abordajes multidisciplinarios, el equipo cuenta con el aporte disciplinar de la Economía, el Management, la Sociología, la Ingeniería Química, Ingeniería Industrial y Ciencias de la Tierra. Esta propuesta de investigación tiene como objetivo transferir un modelo para la implementación de una evaluación socioambiental territorial para la potencial adopción de tecnologías emergentes en la extracción y procesamiento de litio a partir de salmueras en Chile. Los Objetivos Específicos (O.E.) del proyecto son los siguientes: i) Sistematizar el avance científico-comercial en tecnologías convencionales y emergentes para la extracción y procesamiento de litio desde salares, considerando sus distintas escalas de madurez y desempeño tecnológico; ii) Definir participativamente un conjunto de indicadores de sostenibilidad social y ambiental que permitan evaluar las tecnologías convencionales y emergentes para la extracción y procesamiento de litio desde salares sistematizadas en el objetivo específico 1; iii) Diseñar un modelo para la evaluación de tecnologías emergentes con bajo impacto socioambiental para la industria del litio en Chile que contenga políticas y estrategias organizacionales basadas en el conjunto de indicadores territoriales definidos en el objetivo específico 2. Sustentados en la propuesta teórica, metodológicamente se estructuran tres momentos en la investigación, en los cuales se emplean técnicas de recolección y análisis de información cuantitativas y cualitativas. A nivel general, estos momentos se encuentran articulados mediante sus productos, es decir, cada momento genera insumos para el que continúa. Existe una red de colaboración internacional del proyecto, compuesta por LUT University de Finlandia, Bauhaus Weimar y University of Augsburg en Alemania, con los cuales se realizará colaboración en investigación y en formación de capital humano avanzado. Al mismo tiempo, se ha construido una ecosistema al proyecto, compuesto por organizaciones no académicas, entre ellas, “ SQM, Mesa técnica de la mesa multiactor del salar de Atacama, Asociación Atacameña Regantes y Agricultores del Río Vilama y Fundación Chile”, quienes participarán como colaboradores activos en actividades de difusión, investigación y transferencia del proyecto. Este proyecto es un aporte y una contribución científica al entendimiento de los procesos de innovación y evaluación de tecnologías emergentes en la extracción y procesamiento de Litio desde las Ciencias Sociales. También aporta a la sociedad, debido a que provee de un sistema de indicadores socioambientales elaborados en base a participación social, una evaluación y sistematización de las tecnologías que existe a nivel internacional y un modelo de transferencia e innovación enfocado en la industria del Litio. Así, sus resultados son relevantes para la toma de decisiones actuales en Chile.

Frailty is increasingly becoming an important public health challenge worldwide because it is associated with older age, and with adverse outcomes such as reduced quality of life, increased mortality rates, hospitalizations, falls, depression, and dementia. Frailty is defined as dynamic state affecting an individual who experiences losses in one or more domains of human functioning (physical, psychological, social) that are caused by the influence of a range of variables, and which increases the risk of adverse outcomes. This more integral conceptual definition promotes the collaboration of scientists, social and behavioral professionals as well as clinicians from diverse specialties. In this proposal an interdisciplinary group (Biochemistry, Geriatric, Occupational Therapist, Kinesiologist, social worker, bioengineer, statistician among others) aims to evaluate frailty in Chile with a biopsychosocial approach with the final purpose to identify and manage frailty while taking into consideration all the dimensions. Additionally, we aim to design a multidomain personalized person-base intervention for a healthy aging that can uncover a circulating microRNA biomarker panel that can allow an early-detection of frailty, leading to a new multidimensional geriatric assessment. We propose the following hypothesis: A personalized multidimensional training program reduces the frailty prevalence, increasing adherence and participation in the program among community-living older adults. This intervention will be paralleled by a distinctive miRNA profile reflecting the multiple domains of frailty, as well as improvements in diverse psychosocial traits.

Durante las últimas décadas, la expectativa de vida promedio ha aumentado dramáticamente, mientras que la salud no ha aumentado proporcionalmente. Para Chile se espera que para el 2050 el número de adultos mayores superará el 30% de la población con un incremento del 109% respecto al 2015, superando el 75% proyectado para la población mundial. Entender el proceso de envejecimeinto y encontrar marcadores biológicos con capacidad diagnóstica y pronóstica, permitirá promover estrategias para aumentar el número de años de vida saludable, disminuyendo los gastos en salud asociado al envejecimiento. Varios estudios han permitido avanzar y entender los mecanismos moleculares de pérdidad de función muscular durante el evenjecimiento, más conocida como sarcopenia. Sin embargo, la complejidad del proceso y el insuficiente conocimiento de los mecanismos subjacentes dificultan el diseño de estrategias terapéuticas eficaces. Hasta el momento, la actividad física y el ejercicio siguen siendo la estrategia más eficaz para previnir y tratar la sarcopenia. Por lo cual, identificar nuevos biomarcadores musculares en combinación con marcadores clínicos bien establecidos de parámetros físicos y funcionales, fortalecería la actual evaluación geriátrica, al utilizar un enfoque interdiciplinario. Los microRNA (miRNA, 18–25 nt de largo) han ganado interés debido a que son moléculas altamente conservadas en todas las especies, y actúan como reguladores positivos y/o negativos de la expresión génica. Entender la relación reguladora directa entre los miARN y el ARN mensajero (mRNA) desempeña en el músculo esquelética es fundamentaltanto para el proceso de transcripción del ARNm y traducción de proteínas como para entender el deterioro de la función muscular. Sin embargo, la regulación de la red post-transcripcional miARN-ARNm y los mecanismos genéticos involucrados en el proceso de envejecimiento del músculo esquelético humano están lejos de ser elucidados. En el presente estudio, nuestro objetivo es explorar e integrar coperfiles emparejados de miARN y ARNm durante la pérdida de función muscular producidad durante el envejecimeinto en personas mayores. Este análisis integral permitirá la identificación de nuevos blancos de miARN y estrategias reguladoras que controlan la expresión génica en la pérdidad de función del músculo esquelético y cómo éstas son modificadas por el entrenamiento de fuerza. Se hipotetiza que existen redes de regulación post-transcripcional miRNA/mRNA que se expresan de manera diferencial en el músculo esquelético de personas jóvenes y personas mayores, que estarían asociadas con cambios en la función muscular durante el envejecimiento. Además, el entrenamiento de fuerza modifica estas redes de regulación, lo que podría contribuir a la mejora de la función muscular y la prevención o atenuación de la sarcopenia. Objetivos generales - Identificar las redes de regulación post-transcripcional miRNA/mRNA involucradas en la pérdida de función musclular en personas mayores que son moduladas por un entrenamiento de fuerza, para proponer nuevos biomarcadores de función muscular durante el envejecimeinto que se correlacionan con parámetros clínicos/funcionales. Objetivos específicos 1. Determinar las redes de regulación post-transcripcional miRNA/mRNA que se expresan diferencialmente en el músculo esquelético de personas jóvenes y personas mayores. 2. Identificar las redes de regulación post-transcripcional miRNA/mRNA que se modifican después de 12 semanas de entrenamiento de fuerza en personas mayores 3. Correlacionar las redes miRNA/mRNA identificadas con parámetros bioquímicos, físicos y funcionales de función muscular, antes y después de 12 semanas de entrenamiento de fuerza en personas mayores Este proyecto busca Identificar nuevos biomarcadores de función muscular durante el envejecimiento, podrían ser utilizados en futuros estudios y en la práctica clínica para evaluar la salud muscular en personas mayores. Además, de contribuir a una mejor comprensión de los mecanismos moleculares que subyacen a la pérdida de masa muscular en el envejecimiento y cómo la intervención del entrenamiento de fuerza puede modificar esos mecanismos. Finalmente, el uso de tecnologías avanzadas de secuenciación (mARN y miARN) y bioinformática permitirá impulsar el desarrollo y la mejora de técnicas de secuenciación y análisis de datos en el campo de la genómica y la transcriptómica en el área del envejecimiento, como también, promover la colaboración a nivel nacional e internacional a través de las bases de datos y recursos bioinformáticos generados que estarán a disposición de investigadores del área.

El presente trabajo, financiado por la Dirección de Equidad de Género y Diversidades de la Universidad de O’Higgins (Convocatoria 2022), busca evaluar las principales motivaciones y dificultades de las mujeres para ingresar a carreras de las Ciencias de la Ingeniería, titularse y continuar una carrera académica en la Región de O’Higgins. La Universidad Estatal de O’Higgins es una institución de 7 años que desde sus inicios ha promovido políticas para la equidad de género, sin embargo estas medidas pareciera ser aún insuficientes o no se le ha dado un seguimiento para ver su verdadero impacto en esta materia. La diferencia en el número de matrículas de mujeres vs hombres en carreras de Ciencias de la Ingeniería de Universidades chilenas es abismante, a pesar de la no existencia de diferencias inherentes/innatas entre hombres y mujeres que expliquen las brechas en los aprendizajes o trayectorias académicas en las matemáticas ( Bakker et al., 2021; Kersey et al., 2019; Lachance & Mazzocco, 2006; Spelke, 2005). Según Ing2030 (2018), el aumento de mujeres en carreras de ingeniería en Chile no ha sido significativo en un lapso de 10 años: 20% el año 2004 y 24% el año 2014. Tanto así que en el año 2019, el 7% de las mujeres que se titularon de pregrado en Chile, lo hicieron en las áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM), siendo el país con el porcentaje más bajo de los miembros de la OCDE (Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación, 2022). Para llevar a cabo este estudio se han usado metodologías cuantitativas y cualitativas. El estudio cuantitativo se realiza mediante encuestas online mientras que el estudio cualitativo es a través del desarrollo de Focus group. Se analizaron 468 encuestas online a estudiantes de enseñanza media de la Región de O’Higgins, 94 encuestas a estudiantes de las carreras de Ingeniería de la Universidad de O’Higgins y 25 encuestas a académicos(as) e investigadores del Instituto de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de O’Higgins. Adicionalmente, se analizaron los resultados de 3 focus groups a alumnas de enseñanza media de la comuna de Rancagua y 3 focus groups a alumnas de las carreras de Ingeniería de la Universidad de O’Higgins. Dentro de los resultados se observa que un 83% de los y las estudiantes de enseñanza media de la Región de O’Higgins considera que tanto hombres como mujeres avanzan con igual rapidez en sus carreras, un 84% de las y los estudiantes de carreras de Ingeniería de la Universidad de O’Higgins considera que mujeres y hombres tienen igualdad de avance en sus carreras, mientras que un 76% de académicos(as) e investigadores(as) estima que los hombres avanzan más rápido en su carrera. Se constató que estudiantes de enseñanza media, estudiantes de las carreras de ingeniería y académicas e investigadoras de la Región de O’Higgins experimentan brechas y barreras, sumado a la falta de confianza en sus capacidades y logros (Síndrome de la Impostora; Paterson & Vincent-Akpu, 2021). Adicionalmente, a pesar de considerar que en la Región de O’Higgins y en la Universidad de O’Higgins se promueve una cultura para la igualdad de género, el grupo en estudio tiene la creencia que las estudiantes y académicas de las Geociencias y Ciencias de la Ingeniería son más propensas a sufrir acoso. Asimismo, las estudiantes y científicas enfrentan importantes dificultades para compatibilizar la vida familiar y laboral. A través de este estudio buscamos visibilizar las principales dificultades que enfrentan estudiantes e investigadoras de esta área durante el desarrollo de su carrera. Tomar conciencia de la realidad de las mujeres en áreas STEM en la Región de O’Higgins permitirá tomar medidas más eficientes y eficaces tanto para la atracción como para evitar la fuga y/o estancamiento de estudiantes y científicas con alto potencial, permitiendo un acceso más igualitario en carreras STEM y un desarrollo en un espacio seguro y de respeto.

Proyecto interno de la UOH de carácter multidisciplinario que busca crear mapas moleculares multiómicos de los cánceres prevalentes en la región, utilizando tecnologías de vanguardia y algoritmos avanzados.

El proyecto tiene como objetivo desarrollar e implementar modelos de aprendizaje automático (Machine Learning, ML) para analizar datos ómicos generados a partir de plantas agronómicas, con el fin de identificar patrones moleculares clave asociados a su productividad, resistencia a estreses abióticos (como sequía y salinidad) y bióticos (como plagas y enfermedades), y su adaptación a condiciones climáticas cambiantes.

The main objective of this proposal is to study the miRNA:mRNA post-transcriptional regulatory networks in non-model plant species associated with the process of climate change stress resilience.The proposal integrates the development of computational algorithms, the use of massive data of public non-coding RNA sequences, and the use of a biological model to study post-transcriptional regulatory networks (at the genome-scale) in biological processes associated with climate resilience and adaptation of endemic plant species.