“Volando en El Tiempo” es un cuento para niños y niñas (de 3 a 9 años) que se presenta en un novedoso formato: calendario con cuento de pared. La historia narra el viaje de una lora Tricahue desde la Región de O’Higgins a 12 lugares del país, donde conoce e interactúa con diferentes fenómenos meteorológicos y climatológicos. El producto unirá relatos cortos junto a ilustraciones y tendrá una página para cada mes, la identificación de las cuatro estaciones del año y actividades/preguntas para fomentar la observación de las niñas y niños del tiempo meteorológico.
La creación de este producto contempla un equipo multidisciplinario con experiencia en divulgación de la ciencia, ciencias atmosféricas y en divulgación con niños y niñas. Se repartirán 1.500 unidades de los calendarios y además se propone crear un formato digital descargable del calendario y otro del cuento (junto con un audio-cuento) para poder difundir en otros públicos.
Esperamos despertar la curiosidad de las niñas y niños que viven en Chile sobre las Ciencias Atmosféricas y Cambio Climático una manera simple: mirando un calendario y pudiendo observar por la ventana o saliendo a ver el cielo y así conocer sobre el tiempo a través del vuelo que hace la lora.

Sistema Articulado de Investigación en Cambio Climático y Sustentabilidad de Zonas Costeras de Chile CUECH/RISUE RED21992

Chile se ha visto cada vez más afectado por múltiples eventos extremos climáticos que ocurren simultáneamente,
como eventos compuestos, o consecutivamente, como eventos en cascada.
Los eventos climáticos se consideran compuestos cuando ocurren al mismo tiempo. Por ejemplo, el centro de
Chile (la región más poblada del país) se ha visto afectada por sequías frecuentes y severas, agravadas por el
aumento de las olas de calor (HWs) que a su vez han favorecido persistentes incendios forestales. Estos eventos
extremos han afectado la economía al dañar cultivos y provocar escasez de alimentos para el ganado.
Los eventos en cascada actúan como una serie de fichas de dominó que se derrumban. Por ejemplo, en el sur de
Chile, las fuertes lluvias orográficas asociadas con potentes ríos atmosféricos (ARs) han provocado graves
inundaciones que, al arrastrar sedimentos ricos en nutrientes a lagos y fiordos, a menudo han favorecido
floraciones de algas nocivas (HABs). En la misma región, el rápido derretimiento de los campos de hielo
patagónicos no solo está canalizando hierro hacia lagos y fiordos (favoreciendo más floraciones de algas), sino
que también ha formado cientos de nuevos lagos. El vaciamiento repentino de lagos glaciales (GLOFs) han
provocado deslizamientos de tierra e inundaciones que han borrado del mapa pequeños poblados en la
Patagonia.

Water vapor is a key component of the hydrological cycle since it is directly involved in the production of precipitation (rain, snow, hail). The transport of water vapor from the tropics (20ºN-20ºS) is fundamental to produce precipitation in midlatitudes (30ºS-50ºS) were local amounts atmospheric moisture are lower than the water column precipitated during a typical storm. This is especially evident during extreme precipitation events, where precipitation accumulation can surpass 2 or 3 times the local atmospheric water vapor available.
Extreme precipitation events (EPEs) are expected to increase due to the anthropogenic climate change, and therefore studies addressing the dynamics and forcing factors of these events are increasingly important. Current research examining the relationship between water vapor transport and precipitation in central-southern Chile have advanced in this direction. However, there is a lack of research aiming to understand water-vapor-precipitation process at the mesoscale, where changes in the order of hours associated to convection are important. Even more, despite many storms in central-southern Chile show convective characteristics (e.g. precipitation rates of 10 mm/h or larger), studies looking at the mesoscale processes has not been addressed so far, partially due to the lack of ground-based weather radars.
As a result, this research proposal takes the challenge of studying the transport of water vapor and link it with precipitation processes (stratiform and convective) at the mesoscale level in central and southern Chile by using a suit of observations and numerical modeling. To determine the water vapor mechanisms involved in the precipitation processes, the study will employ an atmospheric moisture budget, which involves the balance between a storage term (precipitation in this case) and the linear interaction between local changes, advection, and convergence of water vapor following an air parcel. The budget will be computed using gridded data from a state-of-the-art atmospheric reanalysis (ERA5), numerical simulations with the Weather Research and Forecasting (WRF) model, and mathematical techniques such as finite differences and the trapezoidal integration rule. In addition, a relatively dense network of GPS deployed in central-southern Chile will provide direct estimates of local changes of the column water vapor, allowing us to perform a thorough validation of both ERA5 and WRF.
Precipitation processes will be examined using several sources. The polar orbiting Global Precipitation Measurement (GPM) satellite mission provides global swaths of radar reflectivity using a dual-frequency radar (Ku and Ka bands) in a swath-width of 245 km with 5 km resolution at nadir, and vertical beams spaced at 250 m. Along with radar reflectivity, GPM provides estimates of precipitation rates and a classification of the precipitation type, facilitating the identification of precipitation processes. A vertically pointing precipitation radar (Micro Rain Radar, MRR) is currently installed at Universidad de Concepción and will provide time-height sections of radar reflectivity that will complement GPM observations. In addition, a second MRR is planned to be installed in central Chile to provide further meridional context of precipitation processes. Finally, a couple of optical disdrometers and meteorological stations will deliver surface estimates of precipitation at hourly (and higher) rates. In parallel, ERA5 will provide precipitation estimations and classification (stratiform, convective), while WRF will allow to examine precipitation in detail for selected case studies.
At the end of this project, it will be clear what component(s) of the moisture budget are dominating precipitation during EPE storms, clarify the relative importance of stratiform and convective precipitation during EPEs, and elucidate if EPEs with strong convective precipitation are forced by atmospheric instabilities, advection of moisture being lifted by the complex terrain, or moisture convergence occurring over the ocean and moving inland. These results will provide the basis for future efforts looking to improve precipitation forecasting tools.

Basal FB210005

El cáncer es una enfermedad genética compleja y mortal que afecta a un gran número de personas en Chile, con una alta tasa de mortalidad y un aumento constante en el número de casos. Ante esta realidad, es crucial implementar la Medicina de Precisión en el país para brindar un tratamiento personalizado y mejorar los resultados para los pacientes. El Centro UOH de BioIngeniería (CUBI) se propone liderar este avance, enfocándose en la región de O’Higgins, Chile.
El CUBI busca crear mapas moleculares multiómicos de los cánceres prevalentes en la región, utilizando tecnologías de vanguardia y algoritmos avanzados. Esto permitirá comprender los perfiles genéticos y moleculares del cáncer, así como la heterogeneidad y evolución somática de los tumores chilenos. El equipo propuesto por CUBI, con su destacada capacidad de secuenciación genómica, procesamiento masivo de datos y experiencia en biología molecular y computacional, desempeñará un papel protagónico en el logro de estos objetivos.
El CUBI se organiza en tres líneas de investigación principales. La primera línea se centra en las tecnologías genómicas para el mapeo de genotipos, fenotipos y evolución tumoral, dirigida por el Dr. Di Genova. Su objetivo es comprender los factores genéticos que contribuyen al cáncer, así como la variabilidad molecular y la evolución somática de los tumores chilenos. La segunda línea, liderada por el doctor Henao, se enfoca en las tecnologías de imagen para el mapeo y evaluación de fenotipos tumorales. Mediante el uso de imágenes histológicas y de ultrasonido, combinadas con la inteligencia artificial y modelos físico/matemáticos, se busca identificar patrones morfológicos y topológicos asociados a biomarcadores o procesos mutacionales específicos de los tumores. La tercera línea de investigación, liderada por el Dr. Krause, se centra en la utilización de modelos preclínicos para validar las relaciones fenotipo-genotipo desCUBIertas en las líneas de investigación anteriores y la creación de un biobanco regional. Esto permitirá realizar estudios moleculares, clínicos y epidemiológicos en la región de O’Higgins, fortaleciendo la base de conocimientos y facilitando la aplicación de los hallazgos en la práctica clínica.
El CUBI cuenta con un equipo interdisciplinario de investigadores jóvenes, intermedios y senior, con líneas de investigación claras y bien definidas. Además, se ha establecido una sólida red nacional e internacional de colaboración con instituciones líderes en investigación del cáncer, como el IARC de Lyon, Francia, el ICR de Londres, UK y hospitales e instituciones en Chile.
El CUBI busca posicionarse como un centro pionero en la investigación en medicina de precisión oncológica en Chile. Su objetivo principal es comprender y mapear la biología única de los pacientes chilenos/as con cáncer, con el fin de brindar tratamientos más efectivos y mejorar las oportunidades para la región. Con su infraestructura, equipo, red de colaboración y enfoque multidisciplinario, el CUBI tiene el potencial de generar un impacto significativo en la sociedad chilena al avanzar en la comprensión del cáncer y la implementación de estrategias de tratamiento personalizado. Proyectamos que la operación del CUBI tendrá un impacto positivo en la región y país en varios aspectos:
1. Mejorar la atención del cáncer: El CUBI permitirá una mejor comprensión de las características genéticas y moleculares de los tumores en la población regional y nacional. Esto conducirá a un diagnóstico más preciso, una estratificación más efectiva de los pacientes y una selección más precisa de los tratamientos. Como resultado, los pacientes recibirán terapias más efectivas, lo que mejorará sus resultados clínicos y su calidad de vida. 2. Avances científicos y tecnológicos: El centro promoverá el desarrollo y la aplicación de tecnologías de vanguardia y métodos de análisis de datos avanzados. Esto fomentará la investigación científica del cáncer y permitirá descubrir nuevas asociaciones genéticas y moleculares, así como identificar posibles blancos terapéuticos. Estos avances no solo beneficiarán a los pacientes de cáncer en Chile, sino que también contribuirán al conocimiento global en la lucha contra esta enfermedad. 3. Formación y educación: El centro brindará oportunidades de formación y capacitación para estudiantes, investigadores y profesionales de la salud interesados en la medicina de precisión en oncología. Esto fortalecerá la capacidad científica y clínica de la región, permitiendo la formación de especialistas altamente calificados en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. 4. Impacto socioeconómico: La detección temprana, el tratamiento personalizado y la reducción de los efectos secundarios innecesarios pueden mejorar la eficiencia de los sistemas de salud y disminuir los costos asociados con el cáncer. Además, la generación de conocimiento científico y tecnológico puede impulsar la innovación y el desarrollo de la industria biotecnológica en la región, creando oportunidades económicas y empleo especializado.
En resumen, el CUBI tiene el potencial de generar un impacto significativo en la sociedad regional al mejorar la atención médica, impulsar la investigación científica, fortalecer la capacitación y la colaboración, y tener repercusiones socioeconómicas positivas. Al comprender y abordar la complejidad biológica del cáncer en la población chilena, se allana el camino para una atención más efectiva y personalizada, y se brinda esperanza a los pacientes y sus familias en la lucha contra el cáncer.

Our interest in this project is to obtain two-dimensional models for a three-dimensional thin structures involving situations:
• Magnetoelastic plates which are heterogeneous and whose heterogeneity occur at a small scale which depends of the thickness of the plate. Depending on energy scaling and the ratio between these two small parameters, different theories can be obtained.
• Poroelastic shell containing a viscous fluid.
• Quasistatic evolution problems for linearly elastoplastic shell with hardening.

One goal is to enhance the methods being currently developed by Espı́ndola (Physics), Krause (Physiology), and Xavier (Biomedical Engineering) for reconstructing capillary networks with ultrasound. The super-resolution is needed for early detection diseases such as cognitive decline, cancer, or liver fibrosis. They perfuse lipid-encapsulated microbubbles as contrast agents and then localize the bubbles in the ultrasound images with the singular value filter. However, that method leaves a non-negligible percentage of bubbles undetected. Here we propose to complement the singular value filter for the detection and tracking of microbubbles with the sophisticated and mathematically sound Mumford-Shah method for image contour detection, which stems from the conceptually-insightful and numerically-robust perspective of the minimization of energies. In the reconstruction of the capillary network from ultrasound, it is impossible to directly distinguish the microbubbles, or even the blood vessels, in each frame separately, due to the attentuation and degradation in this imaging technique. It is essential to take into account the dynamic nature of the problem, distinguishing the slowly-varying signals emitted by the tissue from those emitted by the microbubbles, which flow rapidly, behave nonlinearly, and have a much shorter coherence length. We therefore propose to regard the collection of two-dimensional frames as a single three-dimensional image, where a moving bubble becomes a tubular neighbourhood of a filament, which the Mumford-Shah model is expected to recover. From these filaments, bubbles can be detected and tracked, and the vertical inclinations of theses filaments will yield the microbubbles velocities. From the velocity profiles it is possible to estimate the shear wall stresses (their ‘tangential elastic rigidities’) of the blood vessels, and anomalies in these stresses are commonly good indicators of the presence of specific diseases.
A fortunate encounter between mathematics and mechanics led to the observation that the problem of
finding the path that the propagation of a crack will follow inside a structure upon loading could be solved with the mathematical theory (the analysis of free-discontinuity problems) developed for the apparently unrelated image segmentation Mumford-Shah model. The variational fracture theory initiated by Francfort and Marigo is by now (20 years after) very well established. The second goal of this proposal is to further develop the ongoing collaboration between Song (Pharmaceutics), Siegel (Pharmaceutics), Sánchez (Numerical analysis), Calderer (Applied mathematics), and the PI on the study of the debonding of polymer gels from rigid substrates (relevant in the design of the synthetic polymers coating the metallic parts of pacemakers and other medical prostheses) from this variational fracture theory perspective.
The third main goal is to apply the mathematical analysis of free-discontinuity problems to the modelling of the evolution of the cavity in the block caving technique in underground rock mining. This has been pursued by Ortega, Lecaros, and coworkers from the side of applied mathematics in academia, in collaboration with Gaete from the Geomechanics Research Department at El Teniente, research group to which Gutiérrez and the PI have joined in the last months. We propose to study the seismic activity induced by the fracture of the rock mass due to gravity, following the works in the last decade within the variational fracture theory that incorporate the inertia effects. The final aim is to optimize the injection of water jets for the aminoration of the seismic events near the operation sites.
The three research lines are applications of the phase-field regularization by Ambrosio and Tortorelli of the Mumford-Shah free-discontinuity model, a different variant being required in each of the three contexts. The first stage of the implementation is of mathematical modelling and high-level numerical simulation abilities, in which the intuition and first-hand knowledge from the members of the research team that are experts in vascular function, ultrasound imaging, polymer chemistry, and mining geomechanics is translated into particular mathematical concepts and concrete computational methods. This is followed by a stage of calibration and validation, where the full interplay with experiments is required. The product of a robust and validated computational method will constitute then an advancement in the capabilities, available resources, and understanding in each of the applied disciplines.

Work on the open problem of proving existence of minimizers in nonlinear elasticity in the paradigmatic neoHookean model.
Finite element simulations, modelling, and experiments for swelling of polymer gels bonded to rigid substrates.
Finite element simulations, modelling, and asymptotic analysis for Schallamach waves in the detachment of thin hydrogels.
Proof that the transition, in elastomers and ductile materials, from multiple independent spherical cavitation to the coalescence stage occurs when the size, in the deformed configuration, of the opened cavities is comparable to the distance, in the reference configuration, between the cavitation singularities.

La fabricación digital es un concepto que está revolucionando el modo en que se producen piezas y objetos. Hace referencia a procesos de manufactura en los que se usan máquinas controladas por una computadora para fabricar un objeto, previamente diseñado en algún software. La fabricación digital incluye tecnologías como impresión y escaneo 3D, corte láser y mecanizado CNC (control numérico computarizado); que junto al diseño CAD (diseño asistido por computadora) y programación permiten procesar archivos digitales para construir objetos tangibles. También se relaciona con el modelo educativo STEAM (ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemática) y con tecnologías que definen la próxima revolución industrial, la industria 4.0.
La fabricación digital puede ser considerada un medio para desarrollar competencias como la creatividad, la colaboración y el trabajo en equipo, la proactividad y el emprendimiento. Numerosas experiencias internacionales y nacionales en fabricación digital han demostrado ser eficaces en fomentar competencias transversales en estudiantes, a diferencia del simple uso de dispositivos electrónicos (por ejemplo, smartphones). La eficacia de la fabricación digital radica en que, si bien también implica el uso de dispositivos electrónicos, pone el foco en conceptualizar, desarrollar y construir un producto físico. En consecuencia, esta nueva filosofía basada en el “aprender haciendo” aumenta la motivación, otorga autonomía y brinda competencias laborales fundamentales para el siglo XXI.
La pandemia Covid-19 ha traído pérdidas irreparables, pero también grandes aprendizajes y desafíos tecnológicos. Se ha acelerado la transformación digital y se ha manifestado un gran potencial de desarrollo tecnológico local. Por otra parte, también se han visualizado brechas digitales y de género en la educación chilena. Desde el punto de vista del impacto en aprendizaje en contexto de pandemia, se ha determinado que la Región de O’Higgins podría ser una de las más perjudicadas por el cierre prolongado de los establecimientos educacionales (MINEDUC, 2020). Sumado a ello, es particularmente preocupante la diferencia, en detrimento de las niñas y las adolescentes, que ocurre con el desempeño en áreas STEAM, por lo crucial que estas resultan en las futuras oportunidades, nivel de ingresos y calidad de vida a la que podrán acceder (UNESCO, 2019).
La Estrategia Regional de Innovación identifica la baja formación e incorporación de nuevas tecnologías 4.0 como una brecha que limita la puesta en marcha de proyectos innovadores y la asociatividad entre los actores regionales. Indicadores comunes para medir la efectividad de la innovación empresarial y emprendimiento tecnológico son instrumentos de propiedad industrial, como patentes, y surgimiento de empresas de base tecnológica. Las estadísticas de la Región de O’Higgins no son buenas. Según los últimos datos de INAPI, apenas el 1,33% de las patentes solicitadas en Chile provienen de la Región de O’Higgins. Por otro lado, no existen registros de emprendimientos regionales de base tecnológica.
La incorporación de las tecnologías de fabricación digital en la formación de jóvenes makers puede fortalecer la educación STEAM, reducir la brecha digital y de género y potenciar los procesos de innovación empresarial y emprendimiento tecnológico en la Región de O’Higgins.