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Accesibilidad y equidad : herramientas para ampliar la evaluación social de proyectos de transporte

En Chile, la infraestructura y los servicios de transporte presentan falencias y una calidad dispar, los cuales están exigidos a responder además a una inequitativa distribución espacial tanto de oportunidades como de ingresos en la ciudad. En términos de evaluación de proyectos, la metodología tradicional cuenta con limitaciones para poder considerar efectos distributivos. Por definición, el método utilitario busca cancelar transferencias entre grupos y apuntar al bienestar general. Existe consenso respecto a abrir la metodología tradicional a impactos económicos más amplios en el análisis de proyectos y políticas. Como respuesta a lo anterior, esta investigación genera formas de medir la accesibilidad y construir indicadores de aporte a la equidad que permitan mejorar el análisis de proyectos de movilidad urbana en Chile. Primero se deriva y selecciona una metodología desarrollada con medidas de accesibilidad potencial, a base de cambios en tiempos de viaje, espera, caminata y tarifa de simulaciones con y sin proyectos de transporte. Asimismo, se emplean poblaciones generadas sintéticamente e indicadores de impacto en la equidad para poder contar con un análisis desagregado de cómo se distribuirían los impactos.El análisis de las herramientas propuestas se basa en casos de estudio, un conjunto de modelaciones de proyectos evaluados oficialmente en Santiago, entre ellos proyectos de Metro o uno de tarificación vial por congestión. El resultado son visualizaciones para facilitar el análisis territorial, distribuciones de impactos y el valor cuantitativo de indicadores de aporte a la equidad de acceso. En conjunto facilitan un mejor análisis y modelación de los proyectos en etapas preliminares y de diseño, junto a un mayor respaldo de una planificación urbana con una mirada de equidad. Las conclusiones remarcan recomendaciones metodológicas y de política pública. Entre los caminos de investigación, por un lado, se identifican los elementos que se podrían mejorar, ampliar o profundizar en las metodologías desarrolladas. Por otro lado, se levantan temáticas alternativas que derivan de la medición de accesibilidad, entre ellos el fenómeno de gentrificación, las de economías de aglomeración, un valor social de la accesibilidad y el uso de mediciones ex-post.
Technology-supported learning strategies with self-paced learning and formative assessment

La evaluación formativa es un conjunto de prácticas usadas en el proceso de enseñanza-aprendizaje, que toman en cuenta la calidad el trabajo producido por los alumnos para modelar y mejorar sus habilidades. Esta estrategia no siempre reporta niveles óptimos de aprendizaje, porque definir e implementar evaluación formativa en la sala de clases es un proceso complejo que debe respetar las condiciones propias del aula. Una de esas condiciones es el uso de tecnología. La tecnología no es neutral, y por ello es crítico entender cómo diferentes tecnologías influyen en prácticas pedagógicas específicas. Dentro de las tecnologías disponibles, los Tablet PCs actualmente tienen el nivel más alto de penetración en educación. Una tecnología alternativa es el Computador Interpersonal (Interpersonal Computer, IPC), que permite tener múltiples usuarios localizados en el mismo espacio físico interactuando en forma simultánea usando un solo computador.En este trabajo se estudió cómo la tecnología usada para dar soporte a la implementación de evaluación formativa afecta el aprendizaje de ortografía en enseñanza básica siguiendo la metodología “Integrative Learning Design”. Los resultados obtenidos muestran que una estrategia que considera aprendizaje a su propio ritmo y evaluación formativa con soporte tecnológico promueve el aprendizaje entre los estudiantes a quienes va dirigida la componente formativa. Los datos revelan la importancia de los contenidos de la clase de repaso, y de comenzar la ejercitación en el software considerando el nivel de conocimiento previo de los estudiantes. Esto es consistente con lo reportado en la literatura respecto a la necesidad de diferenciar los contenidos de la clase para adaptarse a un aula heterogénea. Por otra parte, ciertas características de las plataformas tecnológicas las hacen más adecuadas para ciertas estrategias de aprendizaje. Dada la estrategia de evaluación formativa diseñada para este estudio, en este caso particular se observa que las Tablets promovieron aprendizaje significativo.
Metadata relevante para educación básica y media en Chile

Los sistemas de recomendación (SR) constituyen hoy una herramienta útil cuando se quiere buscar u ofrecer algún producto o servicio en Internet. Amazon y Netflix son buenos ejemplos de plataforma que utilizan fuertemente sistemas de recomendación, para ayudar a los usuarios en la búsqueda y selección de los productos y servicios que ofrecen. En el ámbito de la educación, hay esfuerzos por poner al servicio de la comunidad plataformas con repositorios de material educativo, complementarios a los materiales tradicionales, como libros de texto. Esto con el objetivo que sean de apoyo para los estudiantes, en especial a nivel de primaria y secundaria. En Chile, el Ministerio de Educación, a través de los portales Educar Chile y Catálogo Red, ha puesto a disposición de la comunidad educativa una gran cantidad de recursos digitales tales como libros, presentaciones, fotos, videos, y material multimedia en general, para que los profesores y alumnos los utilicen en clases, o bien los usen como apoyo a las clases tradicionales.A pesar de este esfuerzo, la búsqueda de material educativo apropiado es tediosa debido a la gran variedad y cantidad de recursos disponibles en Internet. Es difícil para un profesor navegar e inspeccionar decenas de recursos (algunos de ellos sitios Web, otros, links a otros repositorios, etc.), para encontrar el recurso más apropiado. En esta tesis se busca diseñar un SR en un contexto educativo e identificar elementos claves para la organización de la información, es decir, metadata, sobre la cual opera el SR. Este trabajo busca contribuir en el diseño de software dedicado a profesores de educación básica y media. El público objetivo de este estudio se centra en Chile aunque creemos que los alcances de esta tesis se pueden aplicar a otros sistemas de educación primaria y secundaria en Latinoamérica.
Vehicle routing problems with product mixing and extensions

Esta tesis se proponen modelos de programación matemática y métodos eficientes para resolver distintos problemas de ruteo de vehículos con mezcla de productos. Esta investigación aborda tres problemas que consideran mezcla de productos: Un Problema de Recolección de Leche con Mezclas; El Problema de Recolección de Leche con Mezclas y Puntos de Recolección; y El Problema de Recolección de HAZMAT con carga de múltiples productos. El problema de ruteo con mezcla de productos considera transporte productos de distinta calidad/tipo ofrecidos o demandados por un conjunto de clientes utilizando una flota de vehículos. A diferencia de los problemas tradicionales de ruteo de vehículos multi-producto, la mezcla de dos o más productos puede producir cambios en el estado de cada vehículo. Se requiere realizar un seguimiento de cada vehículo a lo largo de una ruta. En el problema de recolección de leche con mezcla, donde una compañía recolecta leche utilizando una flota de vehículos no-homogénea, desde un conjunto de predios organizados como cooperativa. Existen tres calidades de leche, donde cada predio produce sólo una calidad. Los ingresos aumentan con la calidad de la leche. Además, se requieren cantidades mínimas de cada calidad en la planta. Los predios están distribuidos en una extensa zona geográfica, haciendo que el costo de transporte sea relevante.La novedad del problema es permitir la mezcla de distintas calidades de leche en los camiones, donde la calidad de la mezcla equivale a la leche de más baja calidad cargada. Utilizamos una heurística para resolver el problema, que busca maximizar el beneficio. Se propone un modelo de programación entera y se resuelve con branch-and-cut. El método se prueba en instancias test y en un caso real en el sur de Chile. En el problema de recolección de recolección de leche con mezclas y puntos de recolección, la leche también se mezcla en los camiones. La recolección desde predios lejanos puede generar altos costos de transporte. Se propone ubicar puntos de recolección para que algunos predios lejanos puedan trasladar su producción a esos puntos. Luego, la leche acumulada en esos puntos es recolectada por un camión, evitando así largos recorridos. Se presenta un modelo de programación entera y se resuelve con branch-and-cut en instancias pequeñas. También presentamos una heurística para resolver instancias rápidamente.En el problema de recolección de materiales peligrosos, un grupo de materiales peligrosos de distinto tipo son recolectados con una flota de camiones homogénea. Cada residuo posee expone a la población en distinta medida ante un accidente. Los residuos peligrosos pueden ser transportados en un mismo vehículo, a menos que la legislación actual lo prohíba. El riesgo generado por un vehículo hacia las personas y el ambiente, cambia cuando se agregan a éste nuevos residuos con otros tipos de riesgo. Se propone un modelo de programación entera que minimiza la población expuesta, y los costos de transporte. Presentamos un caso de estudio en Santiago de Chile.
Robust optimization in production planning problem

La Optimización Robusta (RO, por sus siglas en inglés) es una metodología para incluir la incertidumbre en modelos de optimización. La incorporación de la incertidumbre en los modelos de toma de decisiones es de interés. Esto se debe a que asumir datos conocidos puede llevar a decisiones incorrectas, que se traducen en altos costos, importantes pérdidas e incluso infactibilidades para aplicar las acciones a seguir. En esta tesis, se exploró la hipótesis de que la RO es una herramienta eficiente para la planificación bajo incertidumbre. Específicamente, se estudió el uso de esta metodología en la industria forestal. El objetivo de la investigación fue analizar la aplicabilidad de la RO en la Gestión de la Cadena de Abastecimiento. Para alcanzar el objetivo y validar la hipótesis, se abordaron dos problemas típicos de la industria: la planificación de la producción de aserraderos y de bosques. Ambos problemas se abordaron a nivel táctico y la incertidumbre considerada afecta los rendimientos y disponibilidad de bosques respectivamente. Para evaluar la metodología, los problemas se formularon, resolvieron y compararon en sus versiones deterministas y robustas en términos de optimalidad, factibilidad y estabilidad (estructura) de la solución.Adicionalmente, ya que la planificación de la producción incluye decisiones en distintos niveles jerárquicos, que interactúan entre sí; se resolvió un caso específico para dos niveles de planificación (táctico y operativo). Esto con el objetivo de analizar la RO como herramienta para mejorar la coordinación y coherencia entre distintos niveles jerárquicos de planificación. En este sentido, se comparó el desempeño de modelos deterministas en ambos niveles, con una combinación de un modelo robusto a nivel táctico y uno determinista a nivel operativo. Los resultados obtenidos indican que se validó la hipótesis y se cumplió el objetivo de la tesis. Por lo tanto, se concluyó que la RO: i) es una herramienta eficiente para el manejo de la incertidumbre, ii) es de simple aplicación, iii) no aumenta la dificultad de resolución de los modelos respecto al problema determinista ya que conserva la estructura del problema original, iv) facilita la interacción entre distintos niveles de planificación, v) a nivel de optimalidad no genera importantes pérdidas, vi) a nivel de factibilidad, mejora este indicador y vii) a nivel de estabilidad, genera soluciones en cierta medida constantes que facilitan la operación.
Estudio de la interacción entre plastificantes y polímeros formadores de una película comestible mediante la correlación entre sus parámetros espectroscópicos y mecánicos

La influencia de un plastificante sobre el comportamiento físico de una película comestible está dada por su interacción con los polímeros formadores. Por otro lado, el análisis de imágenes químicas por espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR-CI) permite caracterizar la interacción entre compuestos mediante el análisis de la abundancia de los componentes y su variabilidad. Es por ello que en este trabajo se estudiaron las características estructurales y funcionales de películas comestibles de quitosano y gelatina en función de la adición de plastificantes (glicerol, sorbitol, polietilenglicol (PEG) 400 y triacetina), puros o en mezclas binarias. Además, se correlacionaron los parámetros de abundancia y de variabilidad con la resistencia a la tracción, el porcentaje de elongación y el módulo elástico de las películas. Los cambios observados en los valores de abundancia de los polímeros y en las propiedades mecánicas permitieron concluir que la triacetina presenta la menor interacción con los polímeros, mientras que PEG400 y glicerol mostraron alta interacción con ellos. Mediante el estudio de correlación se observó que la resistencia a la tracción se relaciona con la abundancia de los componentes y su variabilidad. En particular, el modelo y = 21 + 11,6 STD(Ge) - 12,9 STD(Ch) permitió conocer la alta correlación que existe entre la resistencia a la tracción y la variabilidad de la abundancia de la gelatina y el quitosano (R2 = 0,691 y valor p = 0,009). La caracterización mecánica de las películas con técnicas espectroscópicas mediante un análisis rápido y no invasivo se presenta como una nueva herramienta de caracterización en el ámbito del desarrollo industrial de películas comestibles.
Interacciones mediadas por prebióticos en un consorcio modelo del microbioma intestinal infantil

El microbioma intestinal infantil es una compleja comunidad de microorganismos que es clave en el desarrollo del recién nacido. La dieta y tipo de interacción de los microorganismos son los principales factores que modulan la composición de este durante los primeros años de vida. En general se sabe poco sobre la relación entre la dieta e interacciones bacterianas. Con el objetivo de entender esta se desarrolló un modelo in vitro para el estudio de las interacciones de un consorcio de bacterias representativas de los cuatro filos más abundantes del microbioma intestinal infantil formado por Bifidobacterium longum subsp. infantis, Lactobacillus acidophilus, Escherichia coli y Bacteroides vulgatus. Se adaptó un medio de cultivo (mZMB-1) que simuló algunas de las condiciones del colon proximal y permitió el buen crecimiento de las cuatro bacterias. Luego, éste se usó para evaluar las interacciones entre las bacterias del consorcio en respuesta a prebióticos de la dieta del recién nacido, como 2-fucosil-lactosa (2FL) y fructooligosacáridos (FOS), característicos de la leche materna y fórmula infantil, respectivamente.Siguiendo este propósito se realizaron experimentos en mono y co-cultivo para cada bacteria con estos sustratos, se midió su abundancia por qPCR y estimó el consumo porcentual de estos prebióticos. Por último se utilizó el modelo ecológico de Lotka-Volterra para predecir el tipo de interacción entre ellas. Los resultados indicaron que en 2FL como fuente de carbono, B. infantis dominó la fermentación, mientras que en FOS B. vulgatus y B. infantis actuaron como fermentadores primarios. 2FL fue un prebiótico más específico para B. infantis, mientras que en FOS el consumo fue más activo. Las interacciones predominantes en ambos prebióticos fueron negativas, mientras que 2FL produjo cambios más sutiles al interior de la comunidad, en FOS fueron más profundos. La naturaleza química de estos prebióticos moduló el tipo de interacción entre las bacterias del consorcio infantil.
Modelación de preferencias por diseño de infraestructura ciclista utilizando variables latentes perceptuales.

A pesar del aumento del uso de la bicicleta y construcción de infraestructura para éstas en Santiago, organizaciones de ciclistas han criticado su diseño, argumentando que no considera sus preferencias y necesidades. Dado este contexto, el presente trabajo busca cuantificar las preferencias de los santiaguinos por distintos tipos de ciclo facilidades con el uso de modelos de elección discreta, de tal forma de guiar la política pública a futuro. En específico, este estudio consideró tres tipos de modelos: logit multinomiales, con variables latentes, y con clases latentes. Mientras que el primer y tercer tipo se estimaron utilizando la metodología descrita en la literatura, para el segundo tipo se propone una nueva metodología que permite la estimación de variables latentes perceptuales, casi no exploradas en la literatura, a un bajo costo en términos de recolección de datos. Estos modelos se estimaron con datos obtenidos mediante una encuesta de preferencias declaradas. Los resultados obtenidos indican que los usuarios tienen preferencias importantes por calles con ciclo facilidades anchas y rutas más cortas, y rehúyen de calles donde existan velocidades máximas altas o buses del transporte público. Además, demuestran que existe heterogeneidad en las preferencias de los ciclistas que la política pública debe considerar. Asimismo, los modelos estimados logran establecer una relación causal, mediante el uso de una variable latente, entre la seguridad percibida y la relevancia que ella tiene en la elección de ruta de ciclistas. A pesar de que esta variable no contribuye a un mejor ajuste a los datos, logra generar modelos que explican de mejor forma el comportamiento de las personas. La propuesta metodológica de este trabajo resultó ser útil en este caso específico,y fácilmente puede aplicarse en otros ámbitos, tales como productos de consumo o localización residencial.
Design optimization of a reinforced concrete frame building to minimize the drift.

Los marcos de hormigón armado son un sistema estructural utilizado en todo el mundo, especialmente en los países en desarrollo, debido al costo relativamente bajo del sistema en comparación con otras alternativas. Como reflejo de esta ubicuidad, los investigadores han propuesto métodos de optimización basados en diferentes marcos de optimización, que son capaces de proporcionar buenas soluciones para el problema de optimización, sin embargo, su uso en la práctica por parte de los ingenieros estructurales ha sido escaso. Esta situación se ha producido debido a que estos métodos utilizan modelos estructurales no lineales para evaluar el desempeño sísmico y que son difíciles de implementar para el ingeniero estructural promedio. Además, éstos no pueden proporcionar resultados dentro de los plazos utilizados en la práctica de la ingeniería. Esta investigación presenta un método de optimización para mejorar el rendimiento sísmico de edificios de marcos de hormigón que utiliza la optimización de frecuencias propias para formular el problema y optimización geométrica y el método de homogenización de proponer algoritmos de solución eficientes. El método se aplicó para optimizar edificios con varias configuraciones de altura y planta. Los beneficios de optimización se evaluaron mediante análisis tiempo historia no lineales los análisis aplicados a modelos de fibras de los edificios, cuyos resultados se utilizan para llevar a cabo evaluaciones basadas en la ingeniería sísmica basada en desempeño. Los resultados muestran que la aplicación del método reduce las derivas y desplazamientos de entrepiso en los pisos inferiores y que la fragilidad a colapso de los edificios se reduce. Además, los edificios optimizados tienen una distribución más uniforme de la deriva a lo largo de la altura de los edificios, como consecuencia de la distribución de resistencia que resulta de la aplicación del método. El trabajo futuro en este tema puede llevarse a cabo investigando la aplicación de la optimización de frecuencias propias para marcos de acero, así como evaluar si la formulación del problema se puede extender para incluir más variables de diseño sin comprometer la simplicidad en la formulación y el rendimiento computacional.
Modelo de costo basado en actividades para la gestión de operaciones de una mina subterránea expoltada por block caving.

La gestión de costos de operación destaca por su complejidad e importancia para la sustentabilidad económica de cualquier empresa industrial. Mayor es su relevancia en una industria como la minera, caracterizada por ser tomadora de precios. Las metodologías tradicionales se basan mayoritariamente en técnicas y herramientas como el criterio experto y benchmarking, respondiendo solo a las obligaciones de reportabilidad financiera y contable de la empresa, que carecen del detalle y profundidad necesarios para hacer gestión. Debido a esta situación han surgido diversas metodologías con un nuevo enfoque en base a las necesidades de cada compañía.Esta investigación tiene como objetivo plantear, diseñar e implementar una metodología de gestión Activity-Based Costing (ABC) a una faena minera subterránea explotada por Block/Panel Caving. La metodología ABC no asigna los recursos consumidos a un producto final, sino a las unidades de producción intermedias de las actividades unitarias necesarias para generarlo, entregando resultados más específicos, detallados y útiles. Adicionalmente, a partir de los indicadores operacionales de cada actividad se pretende incorporar la noción del riesgo a los resultados mediante simulaciones Monte Carlo. En el caso de estudio, el modelo ABC logra mejores resultados que las herramientas tradicionales en la estimación del costo de operación de la actividad de Producción, reduciendo el margen de error a un 3,7%. Además, entrega de manera detallada cómo se construye el costo de cada actividad en cuanto a sus distintos gastos por naturaleza, brindando mayor capacidad de gestión y análisis. Finalmente, a partir de simulaciones, se obtiene una curva de distribución del costo de la actividad, incluyendo la noción del riesgo al resultado.El modelo propuesto fue validado a partir de su aplicación en el III Panel de la mina subterránea de Codelco División Andina.