Tesis de Doctorado

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    Producción de pellets asociada a la extracción de especies invasoras leñosas en tres interfaces urbano-forestal de la Región del Biobío, Chile
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2023)
    Espinoza-Monje, José
    Los desafíos ambientales y la creciente demanda de combustibles destinados a calefacción domiciliaria hacen necesaria la búsqueda de nuevas fuentes de biomasa con potencial para la fabricación de biocombustibles certificados. En la presente investigación se han estudiado las características fisicoquímicas de las especies Rubus ulmifolius, Ulex europaeus y Teline monspessulana todas abundantes en la Región del Biobío, Chile y catalogadas como invasoras y de naturaleza pirófita. El estudio comienza con conocer el efecto de la extracción de especies de estas características en los principales indicadores de virulencia de incendios forestales. Para ello se ha utilizado el software FlamMap 6.0, obteniéndose como principales resultados disminuciones de un 58–75% en la intensidad de línea de avance del fuego (kW/m), 0–40% en las alturas de llama (m) y descensos de hasta un 86% en el calor por unidad de área (kW/m2) en zonas donde se ha simulado una extracción. En cuanto a la caracterización fisicoquímica de las biomasas de las tres especies, T. monspessulana obtiene el mejor Índice de calidad de biomasa (BQI) siendo la más idónea para la fabricación de pellets en una formulación que consiste en un 80% de aserrín de Pinus radiata y un 20% de T. monspessulana. Los pellets obtenidos a partir de esta mezcla cumplen con la mayoría de los parámetros exigidos por la norma EN ISO 17.225-2 para pellets de uso domiciliario, excepto la durabilidad mecánica, parámetro muy importante en la calidad física del producto. Es por tal motivo que se determinó estudiar el uso de aditivos. Los resultados establecen que el uso de un 4% de almidón de maíz o el uso de un 1% de lignina Kraft ayudan a obtener un pellet con un 97,5% de durabilidad mecánica, cumpliendo con lo exigido por la norma de calidad. Igualmente se ha determinado que el uso de un 1% de CaO disminuye las emisiones de material particulado (MP) en un 66,5% y un 63,1% para MP 2,5 y 10 μm respectivamente. Estos resultados son un gran paso en la búsqueda de nuevas fuentes de biomasa destinadas a calefacción, ofreciendo una alternativa amigable con el medio ambiente desde su génesis hasta su uso final.
  • Publication
    Análisis del proceso didáctico-evaluativo de la escritura académica en educación superior: Bases en la retroalimentación
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2023)
    Sagredo-Ortiz, Sindy
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    Publication
    Spatial and temporal variation of giant kelp, Macrocystis pyrifera, measured from distribution modeling and remote sensing in Chile
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2024)
    González-Aragón, Daniel
    Worldwide climate-driven shifts in the distribution of species are of special concern when it involves habitat-forming species. In the coastal environment, large Laminarian algae—kelps—form key coastal ecosystems that support complex and diverse food webs. Among kelps, Macrocystis pyrifera is the most widely distributed habitat-forming species and provides essential ecosystem services. The Chapter 1 of this thesis aimed to establish the main drivers of future distributional changes on a global scale and use them to predict future habitat suitability. Using species distribution models (SDM), we examined the changes in global distribution of M. pyrifera under different emission scenarios with a focus on the Southeast Pacific shores. To constrain the drivers of our simulations to the most important factors controlling kelp forest distribution across spatial scales, we explored a suite of environmental variables and validated the predictions derived from the SDMs. Minimum sea surface temperature was the single most important variable explaining the global distribution of suitable habitat for M. pyrifera. Under different climate change scenarios, we always observed a decrease of suitable habitat at low latitudes, while an increase was detected in other regions, mostly at high latitudes. Along the Southeast Pacific, we observed an upper range contraction of −17.08° S of latitude for 2090–2100 under the RCP8.5 scenario, implying a loss of habitat suitability throughout the coast of Peru and poleward to −27.83° S in Chile. Along the area of Northern Chile where a complete habitat loss is predicted by our model, natural stands are under heavy exploitation. The loss of habitat suitability will take place worldwide: Significant impacts on marine biodiversity and ecosystem functioning are likely. Furthermore, changes in habitat suitability are a harbinger of massive impacts in the socio-ecological systems of the Southeast Pacific. In Chile, a leading kelp exporter, understanding the dynamics of kelp populations is crucial for sustainable management. The extensive and rugged coastline makes monitoring challenging, but remote sensing offers an effective solution for large-scale observation and management of these essential marine ecosystems. The Chapter 2 of this thesis aims to establish patterns of variation in the surface cover of a M. pyrifera forest off Central Chile by linking satellite observations of decadal and seasonal cover with field data and public repositories. Our 23-year time series of a M. pyrifera forest in Central Chile reveals typical year-to-year area fluctuations without discernible trends and no significant association with the El Niño-Southern Oscillation. Furthermore, the seasonal time series using Sentinel-2 data and the NDREB index demonstrated clear seasonal patterns with summer peaks and winter troughs, influenced by local environmental variables such as temperature, nitrate, silicate, and solar radiation. Understanding the seasonality and variables influencing these underwater forests is crucial for the future conservation of these ecosystems and underscores the potential of remote sensing for monitoring extensive and remote coastlines. This thesis has helped to unveil how the interlinked contributions of environmental variability and climatic oscillations shape the spatio-temporal patterns in global/regional habitat suitability and local seasonal dynamics of M. pyrifera populations. By integrating scientific findings with proactive conservation measures, we can enhance resilience and ensure the future of this crucial habitat.
  • Publication
    Evaluation of ecological niche equivalence among populations of a Diadromous fish
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2023)
    Ramírez-Alvarez, Rodrigo
    Understanding the distribution of species in different regions of the planet has been a central question in biology. In recent decades, ecological niche theories have driven the use of correlative models to describe the ecological spaces occupied by populations by analyzing relationships between known locations and environmental data. However, such correlative models often assume ecological equivalence among populations, which limits their ability to take into account diverse sources of variation inherent in population dynamics. The main objective of this dissertation was to evaluate niche equivalence among populations of Galaxias maculatus, an amphidromous fish with wide distribution and trophic resource use variation. We investigated the sources of niche variation at individual, population and species level, considering different niche definitions (existing fundamental, realized and occupied). Furthermore, we assessed the impact of loss of equivalence in existing fundamental, realized and occupied niche ecological spaces. In terms of the existing fundamental niche, the biogeographic assessment provided evidence of synergy between vicariance and marine dispersal as explanatory mechanisms for the disjunct distribution of G. maculatus in America and Oceania. This suggest the conservation of the existing fundamental niche and consequently its population equivalence since approximately 30 million years ago. The evaluation of the trophic niche revealed first source of niche variation among populations. Specifically, the variation of isotopic niches (food resource uses) among populations was significantly associated with the characteristics of riverine habitats they occupied within each river system and the selection of specific life-history strategies. We detected loss of equivalence at realized niche level among populations with different life-history strategies. The selectivity of specific habitats that offer freshwater recruitment conditions, trophic specialisation and the loss of amphidromy due to local adaptation processes may have driven to the complex patterns of ecological differentiation detected in realized niche of G.s maculatus. This study highlights the need to evaluate niche variation at different hierarchical levels and to consider the sources of variation. Furthermore, it points out that loss of population equivalence may affect niche estimates, especially in species with complex life history strategies.
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    Evaluación fisicoquímica y toxicológica de extracto ceroso de la corteza de Pinus radiata D. Don con potencial cosmético
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2022)
    Sandoval-Rivas, Daniel
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    Morales-Montecinos, Daniela
    La corteza de Pinus radiata D. Don es un biorecurso de gran abundancia a nivel mundial. Si bien se han estudiado diversas formas de aprovechamiento, aún sigue siendo un biorecurso subaprovechado. Debido al poco uso de este biorecurso, este es acumulado como residuo lo que produce problemas ambientales como cambios en la química del suelo, problemas ecológicos como la alteración de comunidades de artrópodos y riesgo de incendios. La oportunidad para el aprovechamiento de este biorecurso podría estar en su contenido de ceras, las que podrían ser un remplazo para las principales materias primas usadas en la elaboración de cosméticos. Estas ceras en la actualidad corresponden a sustancias derivadas del petróleo, como es la vaselina, parafina y aceite mineral. La importancia de reemplazar estas materias primas radica en diversos estudios que reportan a las ceras de origen sintético como principales causantes de enfermedades a la piel humana, como el síndrome de hipersensibilidad química y la dermatitis alérgica por contacto. En el presente estudio se busca probar que los extractos cerosos de la corteza de pino pueden ser utilizadas para reemplazar las ceras derivadas del petróleo usadas en cosmética. Para ello, se caracterizó la corteza de pino y se investigó las condiciones de secado y el rendimiento de la extracción de ceras por diversos procesos. A las ceras obtenidas se les determinó su densidad, viscosidad, punto de fusión y solubilidad en medios de cultivo. Además, los extractos cerosos fueron caracterizados químicamente mediante FT-IR y GC-MS, y se estudió la toxicidad de las ceras en cultivos de células humanas. Los resultados revelan que la humedad máxima de la corteza es de un 14,54% (secado por convección forzada), los mejores rendimientos de extracción se obtienen mediante el uso de agua a 120°C y 1,2 atm y éter de petróleo (3,12%), hidrólisis alcalina 1M (NaOH) y éter de petróleo (3,53%) y acetato de etilo (3,23%), valores cercanos a la referencia de estudio utilizando el método de Bligh & Dyer. La densidad de la cera es de 0,845 g/mL y su viscosidad de 530 cP (24°C), el punto de fusión varió de acuerdo con el proceso extractivo entre 25 y 40°C. El estudio incluye el uso de técnicas XTT que evalúan la actividad mitocondrial, tinte de cristal violeta que mide la integridad de la membrana celular y el ensayo triple ApoTox-Glo™ que se basa en la medición de citotoxicidad, viabilidad y apoptosis utilizando señales fluorescentes y luminiscentes. Se concluye que existen extractos cerosos cuyo proceso extractivo se basa en el uso de hidrólisis ácida y posterior maceración con éter de petróleo (T3) y otro que se basa en un ciclo de vapor saturado, hidrólisis alcalina y maceración por éter de petróleo (T9), que no son tóxicos para las células HaCaT cultivadas in vitro, también demostradas por estudio por microscopía.
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    Caracterización taxonómica, genética y de patogenicidad de Anisakis presentes en Chile
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2024)
    Lugo-Pérez, Luisana
    Los nemátodos del género Anisakis son parásitos zoonóticos con un ciclo de vida complejo, donde intervienen múltiples especies marinas en el desarrollo de cuatro estadios larvales. Lo anterior ha permitido el reporte de sus larvas en más de 200 especies de peces y 25 cefalópodos a nivel global. Dentro de las nueve especies descritas para el género, destacan A. simplex sensu stricto (s. s.), y A. pegreffii, por sus reportes como agentes etiológicos de una zoonosis conocida como anisakiasis. Pese el potencial patógeno de sus larvas, el conocimiento de la biodiversidad de Anisakis sp., Chile aún resulta escasa. Por tanto, esta tesis doctoral, busca identificar y caracterizar las larvas de Anisakis spp. en diferentes hospedadores a través de técnicas moleculares, para determinar su diversidad y el potencial patógeno que rigen su viabilidad, y alergenicidad asociada a humanos, mediante ensayos que replican técnicas de conservación y manipulación de alimentos. En base a lo planteado, el primer objetivo busca conocer la diversidad del género Anisakis en la costa chilena, para ello, se recolectaron larvas de Anisakis spp. en la cavidad abdominal de seis especies de importancia comercial, procedentes de diversos terminales pesqueros del país. La identificación de las larvas se obtuvo mediante la caracterización morfométrica de 4 caracteres y análisis genéticos de la región mitocondrial (COX2) y nuclear (ITS). Ambos análisis concuerdan la identificación de A. pegreffii para todos los hospedadores, y con una escasa variabilidad genética. El segundo objetivo fue conocer el impacto de diferentes temperaturas (5°C, 60°C y 70°C) y acidez (pH4) en la viabilidad y expresión genética de genes asociados la trehalosa, disacárido asociado a la protección contra estrés oxidativo, térmico y acidez. Para ello se colectaron las larvas de hospedadores Trachurus murphyi (Jurel), Merluccius gayi (Merluza) y Thyrsites atun (Sierra). Los resultados evidenciaron una mayor viabilidad en las larvas expuestas al tratamiento de refrigeración. Así mismo, se detectó altos valores expresión de la trehalosa para todos los tratamientos, siendo las larvas provenientes de sierra y jurel las que presentaron una mayor expresión, posiblemente como consecuencia de la gran cantidad de ácidos grasos totales y polinsaturados, respectivamente. El tercer objetivo, buscó evaluar la patogenidad de los nemátodos bajo cambios de temperatura y acidez anteriormente descritas, utilizando los genes que codifican alérgenos asociados con la respuesta inmune humana a la anisakiasis. Se evidenció una elevada expresión genética a bajas temperaturas (5°C) en larvas provenientes de sierra. Esta investigación proporciona información sobre la expresión alergénica de las larvas de A. pegreffii ante tratamientos que simulan las condiciones de preparación cotidiana de estos peces por la población, abriendo puertas a estudios epidemiológicos, y sumando conocimientos sobre los mecanismos moleculares involucrados en la patogenicidad de A. pegreffii, a través de la interacción hospedador parásito.
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    Memoria oral como enfoque didáctico para la comunicación intercultural intermediada por tecnologías de información y comunicación desde las trayectorias de vida del profesorado de la ecorregión Chiquitana de Bolivia
    (2024)
    Vaca-Flores, Claudia
    Esta tesis estudia la memoria oral como enfoque didáctico desde las trayectorias de vida del profesorado de la ecorregión chiquitana de Bolivia (una zona de frontera y transculturación), de 5 generaciones de profesorado de 1960 al 2020, con el objetivo de conocer, analizar e interpretar las condiciones jurídicas, políticas, semióticas, pedagógicas, tecnológicas, comunicacionales y didácticas en las que el profesorado ha ejercido y desarrollado su profesión. La problemática de esta investigación está relacionada con la vulneración de derechos laborales del profesorado y la ausencia de marcos epistémicos y didácticos sistematizados desde la misma ecorregión, para reconocer la praxis didáctica y cultural del profesorado cuyo eje es la memoria oral, la tradición oral, el patrimonio inmaterial (musical y lingüístico). Todo ello genera que la formación de los educadores a lo largo de la historia de la educación y las trayectorias de vida del profesorado se enfrente a la necesidad de adaptarse a los cambios generados por la tecnología, la diversidad cultural y de género, se enfrente a brechas educativas y laborales que muchas veces persisten porque son medidos desde marcos epistémicos y de desarrollo que están alejados de la realidad de cada localidad, en este caso de la ecorregión chiquitana de Bolivia. Se realizó esta tesis utilizando un diseño metodológico sistémico fenomenológico, ecológico y participativo (Bertalanffy, 1976; Bronfenbrenner, 1992; Fals Borda Orlando, 1980; Tuhiwai & Lehman, 2016) articulado con el modelo de praxis didáctica intercultural y trayectorias de vida (Fals Borda, 1980; Vitón de Antonio, 2021) que permitió una recogida y análisis relacional de los datos biográficos del profesorado y datos estadísticos (Vaca & Careaga, 2023). Se adoptó un enfoque fenomenológico y de epistemología de la complejidad, considerando principios derivados de la teoría de sistemas, el modelo bioecológico (Bronfenbrenner., 1992; Kurzweil, 2021), el conectivismo y el modelo pedagógico de gestión del conocimiento en entornos interculturales. Los resultados de la investigación muestran la creación de un modelo de interculturalidad educativa mediado por la cultura digital, así como un modelo metodológico participativo para identificar necesidades investigativas locales. Estos modelos permiten cartografiar, reflexionar y editar las prácticas didácticas y culturales de los docentes chiquitanos a lo largo de cinco generaciones, también permiten identificar patologías jurídicas que vulneran los derechos laborales del profesorado y derechos educativos del estudiantado. Así mismo se identificaron las fortalezas y desafíos del profesorado, para comprender la complejidad de sus enfoques pedagógicos. Se concluye que la educación intercultural mediada por las tecnologías de la información y la comunicación, las tecnologías disruptivas y la mediación de la cultura digital facilita la transferencia de la memoria oral y el patrimonio inmaterial, visibiliza las problemáticas políticas educativas locales a escala global, convirtiéndolas en herramientas pedagógicas y políticas. Este enfoque promueve la divulgación global del patrimonio local y contribuye a superar brechas educativas, a visibilizar violaciones de derechos laborales y humanos que persisten hacia el profesorado de Bolivia. En resumen, la integración de la memoria oral y la cultura local mediada por la cultura digital genera nuevos marcos teóricos sobre la educación intercultural en el que las identidades digitales, locales convergen con las singularidades de cada región e impactan en la formación docente, todo ello representa un desafío y una oportunidad para enriquecer la educación intercultural en la era digital. Se hace visible la tensión entre identidades globales y locales, junto con las fronteras epistemológicas intergeneracionales e interculturales.
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    Componentes motivacionales de la identidad docente en futuros profesores de educación especial en Chile
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2023-10)
    Valdenegro-Fuentes, Lidia
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