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Estudio, Análisis y Discusión de las Tecnologías Utilizadas en el Diseño y Construcción de Edificios Sustentables en Chile

Dados los altos porcentajes que presenta la industria de la construcción, en el consumo energético y emisiones de CO2 a nivel mundial, es que esta se debe reformular y buscar maneras más limpias de continuar con su actividad. Frente a estos antecedentes, es que surge la construcción sustentable, la cual se basa en la utilización de aplicaciones y tecnologías que permitan a los inmuebles reducir su huella de carbono a lo largo de su ciclo de vida, utilizar mayoritariamente energías renovables y mejorar significativamente su eficiencia energética. Los objetivos de este Trabajo de Título corresponden a catastrar seis de los más importantes edificios sustentables, diseñados y construidos en nuestro país en los últimos cinco años y describir las tecnologías utilizadas en éstos, para disminuir su perturbación al medio ambiente a causa de su construcción y ciclo de vida. De forma complementaria se confeccionaron fichas técnicas que resumen las aplicaciones que presenta cada uno de los proyectos. También se realizó una representación sistemática de cada edificio estudiado denominada “gPOP Model”, con el propósito de distinguir los procesos y consideraciones organizacionales que se llevaron a cabo para realizar los proyectos, además de indicar sus requisitos, soluciones escogidas y posteriores desempeños alcanzados. Como resultado del Trabajo de Título se presentan las fichas técnicas de cada edificio estudiado donde se especifican sus características generales y tecnologías empleadas, las cuales junto a la descripción que se realizó de las distintas tecnologías y variantes que éstas poseen, pueden ser de gran ayuda a los diseñadores, proyectistas y mandantes de futuros proyectos sustentables. Del análisis generado por medio de los gPOP Model se concluye que las consideraciones sustentables de los edificios en estudio, corresponden mayoritariamente a los elementos constructivos utilizados y a la forma en que se satisfacen los requerimientos de los proyectos. Por lo que se recomienda que las consideraciones se repartan de manera más equilibrada en las categorías de Product, Organization y Process para alcanzaran mejores desempeños sustentables.
Estudio Exploratorio para la Producción de Bioetanol y Co-Productos de Biorefinería, a Partir de Rastrojos de Maíz

El presente trabajo de título tiene como objetivo estudiar, a nivel exploratorio, la viabilidad de la producción de bioetanol y co-productos de biorefinería en Chile, utilizando rastrojo de maíz como materia prima, logrando obtener resultados concluyentes. El aumento del precio del petróleo, sus impactos ambientales y la incertidumbre de su abastecimiento para el futuro, han incrementado la búsqueda de fuentes de energía renovable, más conocidas como Energías Renovables No Convencionales (ERNC). Dentro de las ERNC están los biocombustibles, los cuales se dividen en biodisel, bioetanol y biogás, entre otros. El bioetanol es un biocombustible que puede sustituir a la gasolina, ya que se adapta al actual sistema de transporte, razón por la cual su uso se ha implementado en varios países. La regulación legal en Chile permitiría una mezcla de 5% de etanol con gasolina y el etanol no se vería agravado con el impuesto específico de la gasolina. Actualmente, la producción mundial de etanol proviene principalmente de maíz y caña de azúcar, lo que implicó el aumento del precio de estos alimentos. Para solucionar este problema se está impulsando el desarrollo de tecnologías para producir bioetanol lignocelulósico y se espera que esta tecnología esté completamente disponible el año 2012 en el mundo. Uno de los problemas en la actualidad del bioetanol lignocelulosico es que no es rentable por sí solo y es necesario tener ingresos adicionales para que éste sea rentable. En este informe se desarrolló un estudio técnico, en el cual se diseñó conceptualmente una planta de biorefinería, realizando el balance de masa asociado y el dimensionamiento de los equipos. Con ésto se obtuvo un costo de equipos de US$ 67,7 millones, considerando una tasa de cambio de US$ 1 a 525 CHP. Al producir bioetanol de residuo de cosecha de maíz se aprovechían los desechos agrícolas del país y no se competiría con la producción de alimentos. Además, se producirían co-productos de biorefinería (CO2 alimenticio, levadura industrial, lignina comercial y xilitol), para aumentar la rentabilidad de una planta productora en estudio. La planta productora antes mencionada estaría ubicada en la VI Región, Libertador Bernardo O´Higgins, debido a la disponibilidad de materia prima, su geomorfología y accesos viales, para funcionar como biorefinería. Su capacidad sería de 75 mil m3 de bioetanol al año, a partir de 345 mil toneladas de rastrojo de maíz. Finalmente, se elaboró un estudio económico de la planta, en donde se estimó la inversión inicial del proyecto en US$ 160 millones. El costo de producción de bioetanol que resultó fue de US$ 540/m3. Si el precio de venta del bioetanol fuese US$ 600/m3, el Valor Presente Neto (VPN) del proyecto es US$ 21 millones en 20 años y la TIR es 18% y un periodo de recuperación de 5 años.
Reestructuración de la Malla de Turnos del Departamento de Prevención de Fraudes de una Operadora de Tarjetas de Crédito Bancarias

El presente trabajo se desarrolla en el Departamento de Prevención de Fraudes de Nexus S.A., una Operadora de Tarjetas de Crédito Bancarias. Este Departamento se encarga de que las transacciones efectivamente estén siendo realizadas por sus titulares, mediante un sistema especializado en la detección de anomalías en los cargos que se registran. El problema es que en algunos períodos la cantidad de casos catalogados como riesgosos supera la capacidad de atención y en otros períodos el número de personas excede esta demanda. Estos desajustes generan una demanda insatisfecha estimada de cerca de 240 casos por día y tiempos de respuesta del orden de una hora, que se traduce en riesgo de pérdidas en el patrimonio de los clientes, Bancos o Instituciones Financieras. En este trabajo se reestructura la malla de turnos del equipo de Prevención de Fraudes, con el objetivo adaptarse mejor a las variaciones que presenta la demanda a lo largo del tiempo. Este problema se resolvió en dos etapas. Inicialmente se calcula la cantidad de personas por cada día, con un horizonte de 6 semanas, mediante un algoritmo heurístico. Posteriormente se determinan los horarios de cada persona para los 7 días de esas semanas, a través de un modelo de Programación Matemática resuelto con Generación de Columnas. Así, se pueden conocer los turnos más eficientes de acuerdo a cómo evoluciona la demanda proyectada. El problema se resolvió en dos escenarios: La situación actual de 16 personas y una situación ideal de 18 personas. Para la situación actual se disminuye en un 40% la demanda insatisfecha y se baja de 60 a 40 minutos en el tiempo promedio de respuesta. Cuando se contratan dos personas adicionales, la demanda insatisfecha disminuye en un 80% y el tiempo de respuesta promedia menos de 15 minutos.
Diseño de un Sistema de Procesamieno para Correlación y Espectrometría en Radioastronomía, Basado en ASIC y FPGA

Este trabajo forma parte del proyecto “A radio interferometer design and construction, for know-how acquisition, training, and teaching experiences design, at the Electrical Engineering Department of the University of Chile”, el cual cuenta con financiamiento del Fondo ALMA – CONICYT. Este proyecto tiene el objetivo de diseñar, construir e instalar un interferómetro de dos antenas para fines de docencia en el Departamento de Ingeniería Eléctrica (DIE) de la Universidad de Chile. Se contempla la instalación de dos receptores de señales radioastronómicas, diseño y construcción de un circuito analógico que traslada en frecuencia las señales recibidas, conversor analógico digital de dos canales que digitaliza la información a una alta taza de muestreo, un circuito digital que realiza el proceso de correlación y finalmente un sofware que se encargará del post proceso de la información, lo que incluye el cálculo de una FFT (Fast Fourier Transform) para obtener una Función de Visibilidad. El objetivo general del presente trabajo de título es el diseño del circuito digital que albergará el Correlacionador de este Interferómetro. Los objetivos específicos que involucra esta labor son: el diseño del esquemático detallado del circuito digital y el diseño de su correspondiente circuito impreso en cuatro capas (Printed Circuit Board - PCB); la configuración de cinco FPGA (Field Programmable Gate Array) incluidas en el circuito, en un lenguaje de descripción de Hardware. Como elemento fundamental del diseño se incluyeron cuatro ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) donados por ALMA (Atacama Large Milimetric Array) que realizan los cálculos para la correlación, lo que implicó el estudio acabado de su funcionamiento. Como resultado del proceso de diseño se logró confeccionar una primera versión del PCB de cuatro capas. Esta será validada y luego construida, etapas que exceden los alcances del presente trabajo de título. Además se diseñó un sistema de control y monitoreo del proceso de correlación y de etapas de entrada y de salida, mediante configuraciones en cada una de las cinco FPGAs. Las “personalidades” de estos dispositivos configurables fueron verificadas mediantes simulaciones, las cuales arrojaron resultados apropiados. Además se comprobó que las implementaciones son factibles en cada circuito configurable, mediante el cálculo de ocupancias y frecuencias máximas. El trabajo que queda por hacer es la validación del diseño de esquemático y PCB. Luego implementar el diseño y someterlo a pruebas básicas. Finalmente configurar los dispositivos programables que contiene y probar las personalidades diseñadas. Como aporte a este proceso posterior, todos los resultados experimentales, fuentes y originales de diseño de este trabajo de título se han ordenado y almacenado en un disco compacto.
Detección, Evasión y Manejo de Caídas en Robots Bípedos Humanoides

El objetivo general del presente trabajo de título es el desarrollo e implementación de un sistema para el manejo de caídas en robots humanoides, que incluya la detección de inestabilidades en la postura del robot, junto con reflejos que permiten evitarlas o disminuir los daños en el caso de que la caída sea inevitable. El contexto en el cual se enmarca este trabajo es la competencia internacional de fútbol robótico Robocup, categoría humanoide. El sistema se implementa en el firmware del controlador de bajo nivel de un robot HR18 de Hajime Research Institute. El sistema de detección de caídas considera un sensor virtual, que entrega la inclinación y velocidad angular del robot, en los ejes lateral y sagital, combinando a través de un filtro de Kalman los datos obtenidos de un acelerómetro y un giróscopo de 3 ejes. Se presentan 5 métodos de detección de caídas basados en las lecturas del sensor virtual, de los cuales, en base a pruebas preliminares realizadas en MATLAB®, se seleccionan 3 para su implementación en el firmware del robot. El primero de ellos, se basa en la modelación de la inclinación a partir de la lectura de los ángulos de los motores. El siguiente, en el cálculo del punto de momento cero del robot y el último de ellos, en el test de de Hotelling. Para la evasión de caídas se implementa un reflejo en el cual se disminuye la altura del centro de masa del robot y se detiene la caminata hasta que se logra pasar a un estado estable. De manera similar, se implementa un reflejo para la disminución de daños, que consiste en la amortiguación de la caída con los motores de los brazos con torque reducido. Como conclusión principal, se puede afirmar que los objetivos fueron cumplidos exitosamente, pues se implementa en el firmware del robot un sistema completo para el manejo de caídas en robots humanoides, en que se abarca la detección, la evasión y la reducción del impacto de una caída, el cual queda completamente funcional, con parámetros ajustados para el normal funcionamiento del robot en un partido de fútbol robótico con tasas prácticamente nulas de falsos positivos y falsos negativos.
Desarrollo y Evaluación de una Empresa Recicladora de Envases Plásticos Desechables Pet y Envases de Bebidas Enlatadas

En el presente trabajo de titulación consiste en desarrollar y evaluar una empresa recicladora de envases plásticos desechables PET y bebidas enlatadas. El amplio mercado de estos residuos y su poca explotación hacen de estos modelos una excelente oportunidad de negocio. En efecto, en el país se producen anualmente cerca de 50.000 toneladas de envases desechables PET y 10.000 toneladas de bebidas enlatadas. Estos envases vacios pueden ser reciclados para ser utilizados, para el caso del PET como: nuevos envases, fibras textiles, sacos de dormir, etc. y para las bebidas enlatadas en materia prima y nuevos envases de aluminio. Se evaluó una empresa de reciclaje que consiste en recibir y pagar por cada envase que es depositado en una máquina de acopio que se encuentra en supermercados. Los resultados de la evaluación económica de esta empresa son de un VPN de –M$15.612.554. De acuerdo a esto se plantearon 2 modelos de negocios. Ambos consisten en incentivar el reciclaje de envases desechables PET y bebidas enlatadas mediante la implementación de un sistema depósito reembolso. Cada consumidor que deposite estos envases post consumo en máquinas de acopio que se encontrarían al interior de supermercados que participen del negocio, recibirán un ticket con el valor económico correspondiente al envase depositado. El primer modelo tiene como socios a supermercados y productores de bebidas. En este modelo, el cliente deposita el envase post consumo en una máquina de acopio que se encuentra en el interior del supermercado y recibe un pago por dinero equivalente al envase depositado. El segundo modelo tiene como principal socio a los supermercados. En este modelo, el cliente devuelve el envase en la máquina de acopio, recibe un ticket con el valor económico del envase, que puede ser cambiado por puntos o descuentos en compras al interior del supermercado. Los envases recolectados son llevados a una planta de acopio y luego son vendidos a compradores de materias primas nacionales o internacionales. Ambos modelos son evaluados económicamente desde la perspectiva de la empresa de reciclaje, en ambos se obtuvieron rentabilidades positivas con un VPN de M$35.743.662 pesos y una TIR de 342% para el primer modelo y para el segundo modelo un VPN de M$5.098.088 pesos con una TIR de 93%. Para el futuro desarrollo de estos modelos de negocio se recomienda realizar una evaluación económica de la perspectiva de los supermercados y productores de bebidas y también determinar el costo de oportunidad de los consumidores de depositar estos envases post consumo en las máquinas de acopio.
Análisis Estructural del Sector Occidental de la Faja Plegada y Corrida de Malargüe en el Curso Superior del Río Colorado de Lontué (35°18’ y 35º23’s), Región del Maule, Chile

El objetivo general del presente trabajo es establecer un modelo y evolución estructural del sector occidental de la faja plegada corrida de Malargüe (FPCM) entre los 35°18’ y 35°25’S con el objeto de entender la arquitectura del orógeno andino en esta zona y compararlo con la reportado en otras latitudes. Actualmente existen dos modelos extremos que proponen distintas geometrías para la configuración y construcción de los Andes. Mientras uno plantea que la estructura que controla la evolución morfotectónica corresponde a un despegue a escala cortical de vergencia este, el otro plantea una estructura de vergencia oeste responsable de la deformación y alzamiento del orógeno. El área de estudio puede ser dividida en 2 dominios estructurales: el Dominio Cuenca de Abanico, donde las estructuras presentan un rumbo NNE-SSW; y el Dominio Faja Plegada y Corrida de Malargüe, donde presentan rumbos NNW-SSE y N-S. Lo anterior indica la distinta orientación que tuvieron los depocentros extensionales mesozoicos, asociados a la Cuenca de Neuquén, respecto a los depocentros cenozoicos, y en consecuencia la distinta orientación que habrían tenido los principales esfuerzos de la extensión mesozoica respecto de la extensión cenozoica. Sobre la base de las características de la Falla El Novillo, relación de corte de la misma y la ausencia de rocas pertenecientes a la Formación Abanico al este de la falla, se establece que el borde oriental de la Cuenca de Abanico para el área comprendida en este estudio corresponde a la Falla El Novillo, la cual corresponde a una falla normal que controlo el depósito de la Formación Abanico y que posteriormente fue invertida, durante un episodio de deformación compresivo. A partir del análisis estructural realizado se puede establecer al menos 3 eventos de deformación para el ámbito de la Cordillera Principal en la región considerada en este trabajo: Evento de deformación D1 (Mioceno Temprano-Mioceno Medio): inversión de la Cuenca de Abanico y se deposita en el antepaís la Unidad Estratos del Colorado; Evento de deformación D2 (Mioceno Medio-Mioceno Tardío): comienzo de la faja plegada y corrida de Malargüe en el área de estudio y acumulación de la Unidad Estratos del Colorado en una cuenca de piggy-back. Evento de deformación D3 (Mioceno Tardío-presente): deformación fuera de secuencia.
Implementación y Comparación de Descriptores para Búsqueda en Video

Hoy en día existe una gran cantidad de videos en formato digital, al igual que un gran interés por utilizar estos medios en ambitos tan diversos que van de las ciencias a la entretención. Junto con reproducir videos y para obtener el máximo de beneficios de esta enorme cantidad de información digital, se necesita de métodos efectivos para consultar y navegar en ellos. Esto permite implementar aplicaciones como buscadores en colecciones de videos, detectores de reproducciones ilegales en canales de televisión, gestores de contenidos para edición de video, entre otras. Una manera de abordar este problema de búsqueda, es mediante el uso de descriptores de video, los cuales han surgido en investigaciones desde hace algunas décadas atrás. Los descriptores de video son funciones matemáticas que reducen la información contenida en el video, manteniendo el máximo de información relevante y generalmente se expresan mediante vectores sobre algún espacio matemático particular. Esto permite un orden relativo de los datos, facilitando la posterior búsqueda. Actualmente existen muchos descriptores en distintas publicaciones científicas, todos ellos con distintas características y obteniendo distintos grados de efectividad al momento de realizar búsquedas en colecciones. Esta memoria pretende estudiar, implementar ycomparar un sub - conjunto de descriptores -aparecidos en publicaciones recientes-, utilizando medidas de correctitud, eficiencia, eficacia y robustez a través de experimentación.
Factores de Riesgo y Seguridad para Barrios de la Comuna de La Pintana

El problema de la Seguridad Ciudadana es uno de los más importantes para la ciudadanía, relevante para todos los sectores sociales. Por esto las mejoras que aquí se pueden lograr son significativas. Esta memoria tiene como objetivo principal identificar los factores de riesgo y seguridad relevantes para las personas, tomando al barrio como elemento de estudio. Se parte del supuesto que mientras más pequeña es la unidad, más homogénea es su población y sus necesidades, por lo que las políticas que se implementen podrían ser más efectivas. Por lo mismo esta investigación se enfocó en barrios de la comuna de La Pintana, una de las más inseguras del país. En el trabajo de terreno, para encontrar los factores de riesgo, se escogieron ocho barrios de la comuna, cuatro seguros y cuatro inseguros, dos de cada tipo en los cuatro sectores de La Pintana. Luego se realizaron visitas a terreno para encontrar factores relacionados con el entorno. Además se llevaron a cabo grupos focales con habitantes de los barrios escogidos con el objetivo de encontrar factores de riesgo y seguridad relevantes para ellos. Una de las conclusiones más importantes encontradas es que, si bien los barrios fueron clasificados como seguros o inseguros a partir de las denuncias de delitos, la percepción de sus habitantes no siempre coincide con este indicador. Un aspecto común que tienen los barrios en donde la percepción es de seguridad, es que sus vecinos tienen una historia común, se conocen desde antes o a principios de la llegada al barrio. Esto ayuda a la unión y confianza entre ellos, lo que produce un sentimiento de seguridad dentro del barrio y ayuda a tener mayor control sobre este. Por esto se propone, con el fin crear barrios más seguros, dividirlos en unidades más pequeñas y crear instancias donde los vecinos participen y se conozcan para así generar lazos entre ellos. Los factores de riesgo encontrados se agruparon en cinco dimensiones: psico social, institucional, económica, cultural y físico espacial. Las propuestas se enfocan en la dimensión físico espacial, ya que son medidas menos complejas y de mediano plazo, a diferencia de otras dimensiones, donde factores como desempleo, drogadicción y educación son más complejos de resolver. En barrios inseguros las áreas verdes y canchas tienen que estar cerradas, bien iluminadas y tener elementos que sean atractivos para fomentar su uso. Asimismo es necesario asegurar que la inversión esté ligada a una organización comunitaria responsable, que se encargue de la mantención e incentive su utilización. Otras medidas a considerar son la eliminación los sitios eriazos, mejorar la seguridad en los paraderos y aumentar la vigilancia tanto por parte de Carabineros y la Municipalidad.
Diseño, Construcción y Calibración de un Generador de Vibraciones y su Aplicación en una Pasarela Peatonal

Una estructura que presenta vibraciones excesivas genera en los usuarios la sensación de inseguridad y disconformidad. Las maneras de disminuir estas vibraciones son múltiples y una de las alternativas es el uso de disipadores de vibración de masa sintonizada. Este trabajo busca solucionar el problema que existe para evaluar la efectividad de un dispositivo disipador de vibraciones, pues las mediciones sin y con dispositivo normalmente corresponden a excitaciones diferentes. Se hace necesario, entonces, contar con un dispositivo excitador para realizar mediciones que sean homologables de un caso a otro. En este trabajo se diseña y construye un dispositivo que genera vibraciones verticales estandarizadas y replicables en una pasarela peatonal ya existente. La pasarela donde se instala el generador de pulsos sinusoidales es de hormigón post tensado, se encuentra ubicada en la comuna de San Bernardo, emplazada sobre una vía férrea, y presenta problemas de vibraciones excesivas. El generador de vibraciones utiliza un mecanismo que convierte el movimiento rotacional de un motor eléctrico en un movimiento vertical que desplaza masas que generan una fuerza periódica en la estructura. Este dispositivo cuenta con un sistema de control de frecuencias que permite adaptarse a las frecuencias propias de la estructura. Con esto se solicita dinámicamente a la pasarela de forma controlada y reproducible logrando medir la efectividad de un disipador de vibraciones instalado en ella, comprobando que su uso permite reducir vibraciones según la configuración que adopta el disipador.