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A New Learnheuristic: Binary SARSA - Sine Cosine Algorithm (BS-SCA)
(Springer Science and Business Media Deutschland GmbH, 2022) Becerra-Rozas, Marcelo; Lemus Romani, José Isaac; Crawford, Broderick; Soto, Ricardo; Cisternas Caneo, Felipe; Trujillo Embry, Andrés; Arnao Molina, Máximo; Tapia, Diego; Castillo, Mauricio; Rubio, José Miguel
This paper proposes a novel learnheuristic called Binary SARSA - Sine Cosine Algorithm (BS-SCA) for solving combinatorial problems. The BS-SCA is a binary version of Sine Cosine Algorithm (SCA) using SARSA to select a binarization operator. This operator is required due SCA was created to work in continuous domains. The performance of BS-SCA is benchmarked with a Q-learning version of the learnheuristic. The problem tested was the Set Covering Problem and the results show the superiority of our proposal.
Aproximaciones de la logística en construcción y su impacto en la productividad
(2025) Moukarzel Tormen, Alberto Andrés; Veas Pérez, Leonardo; Lemus Romani, José Isaac; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Construcción Civil
El presente trabajo, aborda un análisis de la productividad en la industria de la construcción a través del estudio de un proyecto específico ubicado en la comuna de La Serena, en el sector de La Serena Golf. El enfoque principal se centró en identificar y analizar problemáticas relacionadas con la instalación de faena, factor clave en el rendimiento de las obras de construcción en extensión.Para llevar a cabo este análisis, se adoptó una metodología mixta que incluyó entrevistas a los profesionales a cargo, encuestas aplicadas a los trabajadores y el uso de aerofotogrametría, herramienta que permitió obtener una visión más precisa y detallada del entorno y las condiciones de la obra. Estas técnicas facilitaron la identificación de las principales dificultades que impactan la productividad, desde la distribución de espacios hasta la organización de recursos y flujos de trabajo.Como resultado, se identificaron factores clave que afectan la productividad y se elaboraron recomendaciones prácticas para mejorar los procesos dentro del proyecto de construcción analizado. Este trabajo busca contribuir al desarrollo de estrategias más eficientes en la gestión de obras, con el objetivo de optimizar recursos y tiempo en la industria de la construcción.
Continuous Metaheuristics for Binary Optimization Problems: An Updated Systematic Literature Review
(2023) Becerra-Rozas, Marcelo; Lemus Romani, José Isaac; Cisternas Caneo, Felipe; Crawford, Broderick; Soto, Ricardo; Astorga, Gino; Castro, Carlos; García, José
For years, extensive research has been in the binarization of continuous metaheuristics for solving binary-domain combinatorial problems. This paper is a continuation of a previous review and seeks to draw a comprehensive picture of the various ways to binarize this type of metaheuristics; the study uses a standard systematic review consisting of the analysis of 512 publications from 2017 to January 2022 (5 years). The work will provide a theoretical foundation for novice researchers tackling combinatorial optimization using metaheuristic algorithms and for expert researchers analyzing the binarization mechanism’s impact on the metaheuristic algorithms’ performance. Structuring this information allows for improving the results of metaheuristics and broadening the spectrum of binary problems to be solved. We can conclude from this study that there is no single general technique capable of efficient binarization; instead, there are multiple forms with different performances.
Establecer parámetros de vuelo óptimos para UAV en levantamientos de lotes tipo en la ciudad de Cuenca, Ecuador
(2025) Cabrera Córdova, Carlos Santiago; Lemus Romani, José Isaac; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Construcción Civil
La presente investigación tiene como objetivo optimizar los parámetros de vuelo para vehículos aéreos no tripulados (UAV) en levantamientos fotogramétricos de lotes tipo en zonas urbanas de Cuenca, Ecuador. En un contexto donde los UAV han transformado la captura de datos geoespaciales por su eficiencia y alta resolución, se busca identificar configuraciones que garanticen la generación de productos cartográficos precisos como ortofotos, modelos digitales y nubes de puntos.A pesar del avance en tecnologías de procesamiento fotogramétrico, la calidad de los resultados depende en gran medida de parámetros como altura de vuelo, traslape, inclinación de la cámara y patrón de vuelo. Por ello, se diseñó un experimento con 96 vuelos en un área urbana de 1.5 hectáreas, evaluando combinaciones de altura (60 y 90 m), traslape frontal (70, 75 y 80%), traslape lateral (65, 70, 75 y 80%) inclinación de cámara (90° y 45°) y tipo de vuelo (normal y grilla).La evaluación de las ortofotos se realizará mediante un sistema de puntuación que considera dos criterios principales: la visibilidad y nitidez de las dianas de control colocadas en el terreno, y el tiempo requerido para el procesamiento de las imágenes. Este último factor es relevante, ya que impacta directamente en la eficiencia operativa de los levantamientos fotogramétricos. Se plantea una combinación óptima de parámetros, con énfasis en la calidad de la ortofoto y la eficiencia en el tiempo de procesamiento, considerando además variables complementarias como la duración del vuelo, la cantidad de imágenes capturadas y la distancia total recorrida.En síntesis, este estudio confirma que una adecuada planificación de los parámetros de vuelo, considerando las condiciones del entorno, las restricciones normativas y los objetivos específicos del levantamiento, resulta fundamental para optimizar la eficiencia operativa y maximizar la calidad de los productos generados mediante UAV.
Establecer parámetros de vuelo óptimos para UAV en levantamientos de lotes tipo en la macrozona metropolitana.
(2025) Cortes Castro, Ignacio Alfredo; Lemus Romani, José Isaac; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Construcción Civil
En los últimos años, el uso de Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV, por sus siglas eninglés) se ha consolidado como una herramienta fundamental para los levantamientostopográficos en el ámbito de la construcción y la planificación territorial. Su capacidadpara capturar datos geoespaciales de alta resolución, con menores costos operativos ymayor rapidez que los métodos tradicionales, ha permitido ampliar su aplicación endiversas etapas de desarrollo de proyectos urbanos y rurales. No obstante, en contextosurbanos densamente poblados y morfológicamente diversos, como ocurre en laMacrozona Metropolitana (MZM) de Chile, se ha identificado una carencia en ladefinición de parámetros de vuelo específicos que permitan estandarizar y optimizar lacalidad de las ortofotos generadas mediante UAV.La presente Actividad Integradora de Graduación (AIG) tiene como propósito principalestablecer parámetros óptimos de vuelo para UAV en levantamientos territoriales dentrode la MZM, mediante un enfoque experimental y aplicado. Para ello, se contempla lautilización de un dron DJI Mavic Pro Platinum, apoyado por el software DroneLink parala planificación automatizada de vuelos, y el uso de la plataforma iTwin para elprocesamiento digital y análisis de ortofotos. El trabajo se desarrolla a partir dellevantamiento de predios con distintas morfologías regulares, irregulares, tipo aguja y tipobandera en dos contextos territoriales contrastantes: por un lado, en la comuna de LaFlorida en Santiago, y por otro, en la localidad costera de El Quisco.A través de la ejecución de distintos planes de vuelo que varían en altura, traslape, ánguloy trazo, se evaluará cualitativamente la calidad de las imágenes obtenidas, así como elrendimiento operativo del levantamiento en términos de número de fotografías, duracióndel vuelo y tiempos de procesamiento. El análisis cruzado de estos factores permitirádeterminar configuraciones de vuelo más adecuadas para cada tipología de predio yentregar recomendaciones técnicas que contribuyan a estandarizar metodologías delevantamiento con UAV en entornos urbanos chilenos. Esta investigación representa unaporte relevante a la innovación y eficiencia en la captura de datos geoespaciales, y buscafortalecer las capacidades locales para la toma de decisiones basadas en informaciónespacial precisa y oportuna.Palabras Claves: Vehículos Aéreos No Tripulados, UAV, Levantamientos Topográficos,Ortofotografía, Parámetros de Vuelo, Planificación Urbana, Macrozona Metropolitana.
Evaluación de la gestión documental en la etapa de diseño de los proyectos para la Subgerencia de estaciones de servicio de Copec
(2025) Almonacid Espinoza, Mariana Beatriz; Lemus Romani, José Isaac; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Construcción Civil
El diseño de un proyecto de construcción requiere de orden y coordinación precisos al revisar los entregables de las distintas especialidades que participan en la etapa de diseño. Las organizaciones implementan diversos procesos para almacenar documentos cargados de conocimientos mediante sistemas que permitan su fácil recuperación. Copec no es la excepción. La gerencia de ingeniería busca establecer un proceso definido de gestión documental en la etapa de diseño de proyectos de estaciones de servicio, debido a deficiencias en la administración documental e indefiniciones en los flujos de trabajo entre los principales interesados, lo que genera improductividad en iteraciones de versiones del y duplicidad de documentos en la versión de licitación.Este trabajo tiene como objetivo evaluar el modelo actual de gestión documental en la etapa de diseño de proyectos para la subgerencia de estaciones de servicio de Copec, identificando las principales brechas y problemáticas. Para ello se definen tres pasos principales: 1) Revisión de literatura sobre metodologías de evaluación en gestión documental organizacional, que permita evaluar detalladamente cada etapa del proceso y detectar etapas no gestionadas; 2) Identificación del flujo de trabajo actual, documentando los procesos existentes en el almacenamiento de información, utilizando como marco las bases de licitación y directrices organizacionales; 3) Análisis de resultados para diagnosticar las principales brechas de mejora.De los resultados obtenidos se pudo identificar que las principales brechas que presenta el sistema de gestión documental actual de Copec son la capacidad de crear, gestionar y optimizar los procesos documentales; su infraestructura tecnológica y la falta de una componente importante en la definición de los sistemas de gestión documental que son los metadatos.Palabras Claves: Sistema de Gestión Documental, Etapa de Diseño, Proyectos de Construcción, Gestión Documental.
Optimization of UAV Flight Parameters for Urban Photogrammetric Surveys: Balancing Orthomosaic Visual Quality and Operational Efficiency
(2025) Lemus Romani, José Isaac; Rueda Cárdenas, Eduardo José; Becerra Rozas, Marcelo; Cabrera, Carlos; Jingwei Liu; Gino Astorga
Unmanned Aerial Vehicles are increasingly used for urban photogrammetry, yet bestpractice guidance on flight-planning parameters in dense city blocks remains limited. However, the quality of generated orthomosaics is strongly dependent on the proper configuration of flight parameters, highlighting the need for evidence-based guidance in consolidated urban environments. This study evaluated the impact of various flight configurations on orthomosaic visual quality and operational efficiency. A total of 96 automated flights were conducted over a 1.5-hectare urban area, systematically varying height, frontal overlap, lateral overlap, camera angle, and flight pattern. Orthomosaic photogrammetric reconstructions were generated and assessed using a multi-criteria scoring system based on the image processing time and the visual clarity of control targets. Results show that a flight height of 60 m, 70% frontal overlap, 80% lateral overlap, nadir 90◦ camera angle, and a grid flight pattern provide the best balance between image quality and operational efficiency. Lower heights improved visual detail but increased processing time, while excessive overlaps did not necessarily enhance final image quality.
Planificación de la instalación de faenas y funcionamiento de una obra de edificación en condiciones de uso permanente
(2025) Altamirano Reyes, Claudio Andrés; Veas Pérez, Leonardo Eugenio; Lemus Romani, José Isaac; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Construcción Civil
Actualmente el rubro de la construcción en Chile posee grandes problemas de productividad en comparación a otros sectores productivos y a otros países.El presente trabajo de titulación tiene como objetivo analizar el impacto de la logística en la productividad del sector de la construcción y como esto se va afectado por la instalación de faena de una obra, con un enfoque particular en el contexto nacional. A través de una revisión del estado del arte, se identifican las principales barreras que limitan la productividad en la industria, así como las estrategias utilizadas para medir y mejorar la eficiencia en los proyectos.El estudio también incluye un caso práctico en el cual se evaluaron las dificultades logísticas enfrentadas durante el proyecto, su repercusión en la productividad y las condiciones de la instalación de faenas. Para ello, se diseñó y aplicó una encuesta a los actores involucrados, cuyos resultados fueron analizados para proponer recomendaciones orientadas a optimizar los procesos logísticos y, por consiguiente, aumentar la productividad en proyectos futuros.Los hallazgos de este trabajo indican que una gestión eficiente de la logística no solo mejora el flujo de trabajo en las obras, sino que también tiene un impacto directo en la reducción de costos y plazos, siendo clave para aumentar la competitividad de las empresas constructoras en Chile.Palabras claves: Productividad, logística y planificación.
Reinforcement Learning Based Whale Optimizer
(Springer International, 2021) Becerra Rozas, Marcelo; Lemus Romani, José Isaac; Crawford, Broderick; Soto, Ricardo; Cisternas Caneo, Felipe; Embry, Andres Trujillo; Molina, Maximo Arnao; Tapia, Diego; Castillo, Mauricio; Misra, Sanjay; Rubio, Jose Miguel
This work proposes a Reinforcement Learning based optimizer integrating SARSA and Whale Optimization Algorithm. SARSA determines the binarization operator required during the metaheuristic process. The hybrid instance is applied to solve benchmarks of the Set Covering Problem and it is compared with a Q-learning version, showing good results in terms of fitness, specifically, SARSA beats its Q-Learning version in 44 out of 45 instances evaluated. It is worth mentioning that the only instance where it does not win is a tie. Finally, thanks to graphs presented in our results analysis we can observe that not only does it obtain good results, it also obtains a correct exploration and exploitation balance as presented in the referenced literature.
Robust Metaheuristic Optimization for Algorithmic Trading: A Comparative Study of Optimization Techniques
(2025) Hernández Romo, Kaled; Lemus Romani, José Isaac; Vega, Emanuel; Becerra-Rozas, Marcelo; Romo, Andrés
Algorithmic trading heavily relies on the optimization of rule-based strategies to maximize profitability and ensure robustness under volatile market conditions. Traditional optimization methods often face limitations when dealing with the nonlinear, high-dimensional, and dynamic nature of financial search spaces. This study introduces a Metaheuristic-based framework for financial strategy optimization that focuses on the modeling and resolution of the problem through population-based search algorithms. The framework evaluates four Metaheuristic optimization techniques within a unified design, enabling a consistent and fair comparison of their performance in optimizing trading rules. To ensure realistic and time-consistent evaluation, the experimental setup incorporates a Rolling Windows Validation approach, allowing the assessment of model performance across successive market periods. Beyond improving convergence behavior, Diversity is employed as a metric to assess the quality and exploration capability of the search process, providing deeper insight into algorithmic performance. Experimental results, obtained from real market data, demonstrate substantial improvements in profitability consistency and risk-adjusted performance compared to conventional optimization approaches. The findings confirm that Metaheuristic optimization offers a robust and flexible alternative for the design and refinement of algorithmic trading systems in complex and dynamic financial environments. Interestingly, Differential Evolution exhibited persistently high Diversity, suggesting the presence of multiple distant yet competitive optima in the financial search space, where functional convergence coexists with geometric dispersion.
Uso de fotogrametría mediante UAV y GPS RTK en la estabilización de taludes con hormigón proyectado. Caso de estudio: estabilización del cerro San Eduardo
(2024) Vélez Manrique, Santiago; Lemus Romani, José Isaac; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Construcción Civil
El presente trabajo de tesis tiene como objetivo evaluar la efectividad del uso de tecnologías avanzadas, como la fotogrametría mediante UAV y el GPS RTK, en la estabilización del talud del Cerro San Eduardo en Guayaquil, Ecuador. A través de un análisis comparativo entre métodos tradicionales y modernos, se pretende determinar la precisión, viabilidad económica y ventajas operativas de estas tecnologías en proyectos de estabilización de taludes. La metodología incluye la captura de datos topográficos con un dron DJI Mavic Air 2s y equipos GPS RTK, procesados posteriormente en software especializado como Agisoft Metashape Professional. Los resultados permitieron generar modelos tridimensionales precisos, comparados con mediciones tradicionales. Además, el análisis de costos mostró las ventajas económicas y operativas de los métodos modernos. Los hallazgos sugieren que el uso de UAV y GPS RTK no solo mejora la precisión de las mediciones, sino que también optimiza recursos, reduce costos y acorta los tiempos de ejecución, proponiendo una metodología más eficiente y segura para la estabilización de taludes en entornos urbanos.

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