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Análisis económico-energético de la biomasa lignocelulósica en Chile

Las tecnologías hoy en día más desarrolladas para la producción energética a partir de biomasa son las tecnologías de combustión directa, producción de syngas y la producción de etanol a través del proceso de la NREL. Estas tecnologías ya se han puesto a prueba en plantas piloto (NREL, 2011b, 2011c) y por esto se eligen para el análisis económico, energético y ambiental realizado en este trabajo de Tesis. Para el análisis de estas tecnologías, se consideran como materia prima los residuos forestales de la VI región. Se obtiene como resultado que las cantidades potenciales de etanol que se podría producir son importantes, alrededor de 45 mil m3. Esto es, relativas al 1% del consumo nacional de gasolina 93, 95 y 97 octanos. Esta producción sería aprovechada de mejor manera al ser utilizada como combustible de transporte en mezcla E10. Sin embargo, los proyectos de biomasa a etanol-celulósico no son rentables en la actualidad.
Incorporando factores cualitativos de contexto en la estimación de costos de proyectos de construcción

La estimación de costos es el proceso técnico de desarrollar una aproximación de los costos de los recursos necesarios para completar las actividades de un proyecto. Los modelos de estimación de costos existentes tienen algunas falencias en los criterios de manejo de la información histórica disponible. Por consiguiente, existe la necesidad de definir criterios objetivos y consistentes de selección y ajuste de datos obtenidos en proyectos pasados, que incorporen aspectos cualitativos del contexto de ejecución de los proyectos. En esta perspectiva, se propone una metodología para integrar formalmente las variables cualitativas de contexto a la estimación de costos de proyectos de construcción. La metodología define la estructuración, el procesamiento y la recuperación de la información histórica de proyectos, en base a aspectos cualitativos tales como la complejidad del proyecto, las condiciones del entorno, las características de la mano de obra del proyecto, entre otros.
Stress constrained compliance minimization by means of the small amplitude homogenization method

El problema de minimizar la deformación de un elemento o una estructura a través de una mejor distribución del material de refuerzo es muy relevante en muchas ramas de la ingeniería estructural y mecánica. Sin embargo, es usual que las soluciones óptimas para este problema presenten concentración de tensiones en la zona cargada o en la zona apoyada de la estructura. Se propone un método de minimización de cumplimiento capaz de restringir la tensión promedio en una zona arbitraria de la estructura. Este trabajo describe como este algoritmo maneja la restricción sobre la tensión y la formulación necesaria para su implementación. Actualmente, el método propuesto logra reducciones del máximo de la tensión de hasta 45% incurriendo en una pérdida de cumplimiento inferior al 4%. La posibilidad de incluir restricciones puntuales a la tensión queda por explorar.
Análisis de flujos metabólicos para elaborar estrategias de ingeniería metabólica en una cepa de Saccharomyces cerevisiae productora de monoterpenos

Los terpenos son una vasta y diversa clase de compuestos orgánicos con más de 50.000 ejemplos. Estos compuestos pueden ser clasificados según el número de átomos de carbono que presenten, siendo los más importantes los monoterpenos (C5), sesquiterpenos (C15), diterpenos (C20), y los triterpenos (C30). Los terpenos pueden ejercer una amplia variedad de funciones tal que han sido utilizados como anticancerígenos, antivirales, antibióticos, suplementos alimenticios, nutracéuticos, colorantes, cosméticos, o fragancias. Sin embargo, debido a sus bajas concentraciones en el reino vegetal y su compleja purificación se ha justificado el desarrollo de procesos alternativos de producción a gran escala. Entre las alternativas, el enfoque de la ingeniería metabólica para la producción de terpenos en Saccharomyces cerevisiae ha sido considerada como una metodología adecuada para la biosíntesis, extracción y purificación de estos compuestos.
Estimación multimodelo de parámetros estructurales para el diseño y sintonía de amortiguadores de masa sintonizados

La realidad geográfica chilena exige el desarrollo de tecnologías antisísmicas para estructuras civiles de alta prioridad social. Una de estas tecnologías es el dispositivo amortiguador de masa sintonizado (AMS), utilizado cada vez más debido a su simplicidad y eficacia. El principio en el cual este dispositivo se basa es la transferencia y disipación de energía cinética de la estructura al AMS. Este trabajo estudiará varias herramientas computacionales que ayudarán al diseño de esta clase de dispositivo en edificios. Según la teoría de control, un sistema AMS puede ser visto como un actuador pasivo, donde las fuerzas encargadas de compensar el movimiento estructural son generadas por el propio dispositivo según su sintonización. Como ocurre con muchos métodos de diseño de controladores, es requisito contar con un modelo matemático que describa apropiadamente la dinámica del sistema.
Captura de cambios de diseño y construcción a nivel de terreno a través de instrucciones bidireccionales de trabajo

El eslabón más débil en el ciclo de comunicación entre diseñadores, planificadores y ejecutores de proyectos de construcción es la retroalimentación desde terreno. La ausencia de una formalización de la potencial retroalimentación y de un mecanismo para capturarla, dificulta la actualización de la información de diseño y construcción. Esto causa que problemas de diseño, ejecución, coordinación, etc., que se detectan en terreno no sean transmitidos a las personas que pueden hacer algo para que estos problemas no se vuelvan a repetir o tomar medidas para minimizar sus impactos. El propósito de esta investigación es formalizar la información de retroalimentación generada en terreno y proponer una metodología para capturarla, de forma de mejorar continuamente la información de diseño y construcción del proyecto.
Generación mareomotriz distribuida en el sur de Chile integrada con la utilización de vehículos eléctricos utilitarios como fuente de almacenamiento de energía

Chile posee gran potencial energético marino gracias a la longitud especialmente larga de sus costas. Esto lo hace interesante para investigar y desarrollar las diferentes tecnologías de extracción de energía marina. Dentro de estas tecnologías se encuentra la generación en base a corrientes marinas, cuyas condiciones de factibilidad se cumplen a cabalidad en el extremo sur del país. Un aspecto principal de la zona austral del país es el suministro eléctrico. Las complicaciones que presenta no son menores: la red eléctrica no llega a la zona de demanda por lo que se debe recurrir a generadores diesel, lo cual trae consigo grandes costos de operación y poca confiabilidad de suministro dado sus problemas de logística. Entonces, se propone un diseño de generador eléctrico basado en corrientes marinas que sea económico, de fácil transporte e instalación, que permita una rápida puesta en marcha y la posibilidad de ser reubicado en otra zona de ser necesario. Se prueba que este diseño no solo es capaz de suplir la demanda eléctrica de un pueblo de 31 hogares, utilizando las condiciones de recurso marino de la zona sino que incluso lo hace a un menor costo. Además, se determina que la integración de un vehículo eléctrico en la zona disminuye aun más los costos en comparación con la opción de un conjunto vehículo y generador diesel. Finalmente, el diseño propuesto significa un gran aporte para la sociedad y para el medio ambiente.
Design guidelines for a classroom multiplayer presential game

La industria de los videojuegos se encuentra en constante crecimiento en el mercado. La capacidad de entretenimiento de estos puede provocar grandes niveles de inmersión, que muchas veces no se encuentran en la sala de clases. Se han realizado diversos experimentos para intentar llevar estas capacidades a la sala de clases sin lograr niveles de integración adecuados. Para realizar esta tarea con éxito es necesario contemplar los elementos de diseño de un videojuego educativo en la sala de clases. Nuestra propuesta consiste en definir reglas de diseño que deben ser consideradas al momento de diseñar un CMPG (Classroom Multiplayer Presential Games). Para esto se utilizó la revisión bibliográfica existente y se realizaron pruebas de un CMPG en terreno. La prueba se realizó sobre 40 alumnos a los cuales se les midió su desempeño curricular, correcta utilización de las reglas y motivación al jugar. Los resultados demuestran que la utilización de la guía de diseño incrementa las posibilidades de efectividad al diseñar un CMPG.
Actitudes y conductas ambientales de los estudiantes de la Escuela de Ingeniería de la PUC

La integración de tópicos de educación ambiental en la formación de los ingenieros civiles es esencial debido a su estrecha relación con el desarrollo sustentable. El objetivo de esta tesis es evaluar actitudes y conductas pro-ambientales de los alumnos de ingeniería civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile, según el tipo de diploma de especialización que cursen -relacionados o no con el ambiente- , el año de carrera en que se encuentran y el género. La muestra está conformada por 383 alumnos de primer, tercer y sexto año que respondieron dos instrumentos diseñados para medir actitudes y comportamientos pro-ambientales.
Inteligencia de negocios en el desarrollo de sistemas de monitoreo de mercado para el sector eléctrico.

El uso de Sistemas de Monitoreo de Mercado (SMM) en el sector eléctrico se ha convertido en un tema cada vez más importante para el control del ejercicio de poder de mercado, la eficiencia y la seguridad en la operación. Desafortunadamente, el desarrollo de SMM normalmente ha sido basado en extensiones de plataformas informáticas propias del sector, que no han logrado abordar efectivamente las dificultades de consolidación y estructuración de grandes volúmenes de datos, provenientes de fuentes dispersas; y su efectiva visualización y análisis.
Apoyo para la escritura de ensayos académicos mediante hipermedios

Uno de los mayores desafíos de la educación universitaria es cómo habilitar a los estudiantes para realizar ensayos académicos de calidad. Las principales debilidades detectadas en estos escritos derivan de la falta de estructuración de los argumentos y de una narrativa adecuada. Indagamos cómo apoyar el proceso de escritura a través de la elaboración de objetos multimodales, donde el estudiante además de la redacción iterativa del ensayo, aprende a representar los contenidos bajo distintos medios (imagen, video, sonido, texto e hipervínculos).
Modelos conjuntos de elección de modo y hora de inicio del viaje con datos combinados de preferencias reveladas y declaradas

Los factores que influencian la elección de hora de inicio del viaje son cada vez más relevantes dado el aumento en la aplicación de estrategias de gestión de demanda para mitigar la congestión. Extendiendo el trabajo de Arellana (2012), se estimaron modelos conjuntos de elección de modo y hora de inicio del viaje al trabajo combinando datos de preferencias reveladas (PR) y preferencias declaradas (PD). A partir de una encuesta tipo diario de viajes realizada a más de 500 trabajadores del Gran Santiago, se generó un banco de datos de PR consistente de nueve modos y hasta 11 períodos de tiempo.
Design of solar pond for water preheating used in the copper cathodes washing process at Spence mine

La minería chilena del cobre depende cada vez más en combustibles fósiles para la generación eléctrica y térmica y por lo tanto, sus emisiones de gases de efecto invernadero han aumentado significativamente en los últimos años, lo que se suma a la escasez de fuentes energéticas menos contaminantes. Sin embargo, la energía solar se está abriendo paso en procesos mineros que requieren calor de proceso. En la mina Spence, se produce el 6% de del cobre fino del país para lo cual se queman 1,400 toneladas de diésel sólo para calentar el agua con que se lavan los cátodos al final de la etapa de electroobtención.
Modelación de preferencias respecto a la aceptabilidad de la tarificación vial en Santiago

Estudiar formas de mejorar la aceptabilidad de la tarificación vial ha tomado creciente importancia debido al fuerte rechazo inicial que suele causar esta medida, a pesar de su efectividad para enfrentar los crecientes problemas de congestión en ciudades. Los objetivos de esta tesis son determinar qué esquemas de tarificación vial podrían suscitar mayores preferencias en la población, segmentando a esta última en grupos homogéneos de acuerdo a las distintas actitudes manifestadas hacia la medida. Para ello, se utiliza un enfoque de preferencias declaradas (PD), en particular el banco de datos recolectado por Bascuñán (2009) en Santiago, para estimar diversos modelos de elección discreta, incluyendo modelos híbridos incorporando variables latentes. La muestra considera 227 individuos que viajaban al centro de Santiago en auto, al menos una vez a la semana, por motivo de trabajo. Los atributos incluidos en el experimento de PD tenían relación con la extensión del área a tarificar, el periodo de cobro, los ahorros de tiempo generados, el nivel de la tarifa y el uso de los fondos recaudados.
Structural characterization of liquid food foams stabilized by proteins

El trabajo desarrollado en esta tesis se ha enfocado en un elemento reconocido hoy como un ingrediente esencial en innumerables alimentos: burbujas. Las burbujas son elementos estructurales fundamentales en varios productos, y durante los últimos años hemos sido testigos de un creciente interés académico e industrial para estudiar burbujas y su influencia en alimentos. Las espumas son sistemas muy complejos que entremezclan una amplia gama de escalas, que van desde el molecular hasta el nivel macroscópico, pasando por las películas líquidas y las burbujas mismas. Es por tanto necesario desarrollar conocimientos y herramientas que puedan ayudar a entenderlas para controlas y utilizarlas para nuestro beneficio.
Análisis de las condiciones para implementar una estrategia de postponement en la línea productiva

A lo largo de los años, el postponement se ha ido posicionando lentamente como una estrategia de planificación de producción que consiste en que se posterga parte del proceso productivo para reducir el stock y disminuir el riesgo de quedarse sin productos al momento de tener cambios en la demanda. Es por esto que la estrategia permitiría una disminución significativa en la variabilidad del stock a su vez con disminuir la cantidad. En este estudio, se busca analizar bajo qué condiciones es posible aplicar esta estrategia y su comportamiento al mezclarla con la producción convencional en un modelo de programación lineal entero mixto para evaluar las condiciones bajo las cuales es recomendable su uso. Se aplicó el modelo al caso de una importante via chilena, específicamente en la línea de embotellado y etiquetado, ya que corresponde a una industria, producto y proceso perfectos para aplicar la estrategia.
Metodología para cálculo de curva de potencia de turbina eólica de eje vertical.

En los últimos tres años se ha comenzado a desarrollar un potente mercado de energía eólica en Chile. En él existen varios terrenos censados que han mostrado un gran potencial eólico, por lo que se proyecta la construcción de nuevos parques. Los VAWT comenzaron en el mercado de pequeños aerogeneradores, impulsados por su fácil construcción, baja emisión de decibeles, e independencia de la dirección del viento. Últimamente se han desarrollado prototipos de esta tecnología de mayor envergadura en busca de eficiencia y economías de escala; Esta tesis tiene por objeto buscar una metodología estandarizada para la obtención de la curva de potencia de los VAWT que se base en la ya realizada para los HAWT.
Learning discriminative features for face recognition.

Muchos algoritmos del estado del arte en reconocimiento de caras emplean descriptores basados en características conocidas come Patrones Locales Binarios (PLB). Aunque existen muchas variaciones de los PLB, hasta el momento ninguno puede adaptarse automáticamente a los datos de entrenamiento. En esta tesis introducimos y analizamos dos métodos supervisados para aprender discriminativos descriptores tipo PLB para cada región facial. El primer método representa un conjunto de comparaciones entre pixeles como un árbol de decisión que es construído con un método codicioso para maximizar un criterio basado en la entropía. Este método, Patrones Locales Binarios basados en Árboles de Decisión (PLBAD), obtiene resultados superiores a PLB y otros descriptores similares en bases de datos estándar en reconocimiento de caras. Sin embargo, estos resultados tienen un costo relativamente alto en términos del espacio ocupado por los descriptores. El segundo método, Patrones Locales Binarios Discriminativos (PLBD) es una versión simplificada de PLBAD que usa una representación no jerárquica de las comparaciones entre pixeles. Busca un conjunto discriminativo de comparaciones usando un método de búsqueda local estocástico para optimizar un criterio de separabilidad tipo Fisher. Esto crea descriptores más compactos que PLBAD y otros descriptores tipo PLB que obtienen resultados superiores o comparables en bases de datos de reconocimiento de caras estándar.
Sistema motor-inversor "sensorless" para el arranque de vehículo híbrido "plug-in"

Esta tesis presenta el desarrollo e implementación de un sistema \201Csensorless\201D de partida para un motor de combustión interna (ICE) en un vehículo híbrido serie \201Cplug-in\201D. Al no poseer torque a la partida, el ICE requiere ser acelerado externamente hasta la velocidad de encendido, usando generalmente un motor eléctrico de corriente continua. El vehículo desarrollado dispone de un rectificador de frente activo que carga las baterías utilizando la máquina síncrona como generador. En el trabajo se elabora el control que permite al rectificador funcionar como inversor trifásico para operar momentáneamente el generador síncrono de imanes permanentes acoplado al ICE como motor de partida, sin necesidad de hardware extra. Dado que esta operación requiere del conocimiento de la posición instantánea del rotor, se desarrolló una alternativa que no utiliza sensor de posición (\201Csensorless\201D).
A principled approach to bridging the gap between RDF data and their schemas.

Aunque grafos RDF tienen información de su esquema asociados a ellos, en la práctica es muy común encontrar situaciones en que los datos no se conforman totalmente a su esquema. Un ejemplo conspicuo es el de DBpedia, que son datos RDF extraídos desde Wikipedia, una fuente de información públicamente editable. En tales situaciones, se torna interesante estudiar las propiedades estructurales de los datos en sí, dado que el esquema de una descripción incompleta de la organización de una base de datos. En este trabajo nos hemos acercado al estudio de la estructura de un grafo RDF desde primeros principios: proponemos un marco teórico para especificar funciones de estructura, que miden el grado de conformancia entre un grafo RDF y un esquema. En particular, primero se define un lenguaje formal para la especificación de funciones de estructura mediante expresiones que denominamos reglas. Este lenguaje permite a un usuario o a un administrador de una base de datos especificar una regla a la cual un grafo RDF puede conformarse de forma total o parcial.
Optimization of semantic web queries using SPARQL pattern trees

SPARQL es el lenguaje de consulta estándar para datos en la Web Semántica. Dado que la información en la Web es inherentemente incompleta, es crucial para los usuarios poder obtener respuestas parciales sin que la evaluación de la consulta fracase, y poder restringir sus respuestas a aquellas que les parecen relevantes. Mientras que la facultad de filtrar resultados es estándar en lenguajes de consulta clásicos, como SQL en bases de datos relacionales, la característica de opcionalidad es uno de los operadores más complejos de SPARQL, y hace a este lenguaje significativamente distinto de otros. Por lo tanto, las técnicas habituales de optimización para consultas relacionales no se pueden aplicar directamente, y necesitan ser revisadas.
Simulación térmico-microestructural de la solidificación y transformación en estado sólido de la fundición gris

La fundición gris es el material más utilizado dentro de las fundiciones, abarcando prácticamente la mitad de la producción mundial. Es por esto que el proceso de solidificación de la fundición gris ha sido objeto de varios estudios de modelación, sin embargo casi todos los modelos disponibles tratan sólo con la composición más utilizada, la hipoeutéctica. Además los modelos relacionados con la fundición de fierro hipereutéctica de grafito laminar, sobre todo para la zona proeutéctica y eutectoide, son bastante difíciles de encontrar en la literatura. Por lo tanto, en esta tesis, junto con presentar las propiedades y características de las fundiciones de fierro además de sus beneficios frente a otros materiales, se propone un modelo térmico-microestructural multiescala para describir la solidificación y transformación eutectoide de una fundición gris con una composición ligeramente hipereutéctica, donde las principales predicciones fueron: (a) las evoluciones de la temperatura, (b) las fracciones de grafito, ferrita y perlita, (c) la densidad y (d) tamaño de grano del eutéctico gris, de la ferrita y de la perlita, (e) el espacio interlaminar promedio del grafito y (f) su grosor. La predicción de las curvas de enfriamiento y las fracciones involucradas para fundiciones con dos diferentes composiciones y dos temperaturas de colada distintas fueron validadas con mediciones experimentales. Además se discuten las diferencias de este modelo con otros desarrollados para composiciones hipoutécticas.
Weighted real-time heuristic search

Multiplicar la función heurística por un peso mayor que uno es una conocida técnica en Búsqueda Heurística. Cuando se aplica a A* con una heurística admissible ella produce considerables ahorros de tiempo, a costo de sacrificar optimilidad de la solución. Pocos trabajos han estudiado la aplicabilidad de esta técnica a Búsqueda Heurística en Tiempo Real, un enfoque de búsqueda basado búsqueda heurística. En esta tesis, presentamos dos nuevos enfoques para usar pesos en Búsqueda Heurística en Tiempo Real. El primero, weighted lookahead, es una variante del existente enfoque de Shimbo e Ishida. El incorpora pesos a la fase de lookahead del algoritmo de Búsqueda en Tiempo Real. El segundo, weighted update, incorpora los pesos en las aristas del grafo de búsqueda durante la fase de learning. Ambas técnicas son aplicables a una amplia clase de algoritmos de Búsqueda en Tiempo Real. Acá las implementamos a LSS-LRTA*, obteniendo dos nuevos algoritmos.
A new iterative method for pricing American option

En esta tesis es propuesto un novedoso, simple, rápido y preciso método iterativo para valorizar opciones Americanas, el cual se basa en una solución directa del precio crítico. El rendimiento del método iterativo propuesto es comparado con otras aproximaciones numéricas ampliamente estudiadas en la literatura. Un análisis numérico exhaustivo de las principales metodologías se lleva a cabo. Las puebas arrojan que el método propuesto presenta un desempeño significativamente mejor. Además es estable, robusto y converge monótonamente. Del mismo modo, se muestra que la eficiencia del método se puede mejorar aún más mediante el uso de la extrapolación de Richardson. El método es muy adecuado para ser programado en forma vectorizada y paralela, de tal forma de poder sacar ventaja no solo a los procesadores multi-core sino que también a los procesadores de tarjetas gráficas.