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An open underwater hyperspectral imaging framework and dataset for scientific research
(2023) Eterovich Barra, Francisco Ignacio; Troni Peralta, Giancarlo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Las Imágenes Hiperespectrales Submarinas son un campo emergente, respaldado por la aparición de nuevas cámaras hiperespectrales de bajo costo y código abierto. Su relevancia reside en el potencial para mejorar nuestra comprensión de ecosistemas marinos mediante más de cien imágenes de corta longitud de onda por experimento. Sin embargo, la escasez de datos públicos y una respectiva estructura de manejo de datos presenta un desafío único. Este estudio presenta un nuevo conjunto de datos de 153 experimentos: 55 en aire y 98 submarinos, que capturan imágenes (RGB, estéreo e hiperespectrales) y datos de espectrómetro de objetivos de calibración, así como también de especímenes marinos vivos e inertes. Adicionalmente, examina el rendimiento de una cámara hiperespectral de bajo costo con respecto a sensores calibrados, ensamblados en una configuración conjunta dentro de una botella diseñada e integrada para realizar mapeos submarinos. Esta investigación se enfoca en la colección y análisis del conjunto de datos obtenidos, incluyendo toda la estructura de manejo, visualización y extracción de datos recogidos de la experimentación en laboratorio. Se presentan y discuten distorsiones en la cámara hiperespectral: su rendimiento muestra ligeras discrepancias en mediciones de intensidades espectrales en comparación con un espectrómetro, y distorsiones geométricas en relación con cámaras RGB. Este trabajo allana el camino para refinar las metodologías de estudio y futura integración de algoritmos de clasificación, que pueden potencialmente ser usados en el mapeo de ambientes submarinos. En esencia, subraya la capacidad que presentan las cámaras hiperespectrales de bajo costo como herramientas útiles para entender ecosistemas submarinos complejos, ofreciendo mayor cantidad de datos con respecto a sensores tradicionales, aumentando los conocimientos existentes y estableciendo las bases para futuras investigaciones.
Characterization of texture and flavor compounds of selected Chilean seaweed
(2023) Figueroa Hurtado, Valentina Natalia; Aguilera, José Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Las aplicaciones culinarias tradicionales, los beneficios nutricionales y las condiciones de cultivo excepcionales (sin necesidad de tierra cultivable o agua dulce) hacen de las algas marinas una alternativa atractiva y una fuente de alimento sostenible para el futuro. Aunque el consumo de algas exhibe muchos beneficios, existen problemas con respecto a su aceptación debido a sus sabores y texturas desagradables para los nuevos consumidores. Las algas marinas son una fuente de sabores y texturas únicas que han sido muy valoradas en los países asiáticos desde la antigüedad. Un sabor importante impartido por las algas marinas es el umami, que se aprovecha en varios platos y productos alimenticios. Además, las texturas cartilaginosas y crujientes de las algas marinas hacen de este alimento un ingrediente atractivo e imprescindible en las cocinas asiáticas. Por el contrario, en los países occidentales, las algas marinas son una nueva fuente de alimento bajo exploración. Actualmente, la mayoría de los estudios sobre algas marinas se centran en la caracterización nutricional y sus compuestos bioactivos, pero la información sobre sus características organolépticas es limitada, a pesar de que los investigadores y chefs están comenzando a agregar cada vez más algas a nuevos productos y platos. Además, la producción de algas se ha triplicado en las últimas dos décadas, pasando de 10,6 millones de toneladas en 2000 a 32,4 millones de toneladas en 2018. Estos valores indican un aumento en la producción y uso de algas como alimento. Actualmente en el mercado existe una creciente demanda de alimentos sanos, sostenibles y sabrosos que hacen de las algas marinas un alimento prometedor y novedoso que cumple con estos requisitos. Este trabajo de doctorado persigue tres objetivos: i) evaluar críticamente el papel actual de las algas marinas como fuentes saludables de sabores y texturas únicas, y sus novedosas aplicaciones; ii) caracterizar las propiedades químicas, físicas y organolépticas de tres especies de algas chilenas: el alga parda Durvillaea antarctica (cochayuyo), el alga roja Pyropia spp. (luche) y el alga verde Ulva lactuca (lechuga de mar) cuando se someten a cocción, y; iii) caracterizar los cambios en los compuestos volátiles y determinar el contenido de antioxidantes en las mismas tres algas cuando se someten a cocción. El Capítulo 1 analiza las aplicaciones culinarias tradicionales, los beneficios nutricionales, las condiciones de crecimiento, el sabor y la textura de las algas marinas y cómo pueden ser una alternativa atractiva y una fuente de alimentos sostenible para el futuro. Además, analiza cómo los consumidores podrían comenzar a incorporar algas marinas en sus dietas si se presentan en formas atractivas y sabrosas, por ejemplo, como un ingrediente fresco, fermentados, como suplementos para la salud o como condimentos sabrosos y salados, entre otros. debido a que los consumidores tienden a subestimar aquellos alimentos tradicionales (pan, pasta, queso, etc.) a los que se les añaden algas en polvo o extractos. Por lo tanto, se concluye de esta revisión que los estudios de aplicación no solo deben enfatizar las propiedades nutricionales y de salud de las algas, sino también (o simultáneamente) llevar a cabo análisis sensoriales rigurosos. En los capítulos 2 y 3 se discuten los resultados obtenidos de la investigación desarrollada en el laboratorio. Se caracterizaron e identificaron los cambios en tres especies de algas chilenas (Durvillaea antarctica, Pyropia spp. y Ulva Lactuca) con relación a sus sabores y textura. Para el análisis del sabor se utilizó un panel de expertos de nueve miembros. El panel sensorial desarrolló un vocabulario de 25 descriptores para describir la apariencia, el aroma, el sabor, la textura y el regusto de las tres algas. Posteriormente, el vocabulario se utilizó en un análisis de clasificación descriptiva (RDA) para evaluar las propiedades sensoriales y correlacionarlas con datos fisicoquímicos como el contenido de compuestos umami (nucleótidos y aminoácidos), color, aroma y textura utilizando el Análisis General de Procrustes (GPA) y análisis de regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR). Además, se determinó el cambio en el contenido de polifenoles totales (TPC) y la capacidad antioxidante (p. ej., valores de DPPH y ORAC) en las tres algas marinas. Los atributos sensoriales de las tres algas fueron muy diferentes entre sí, pero similares entre los tratamientos (crudos y cocidos). Pyropia spp., tanto cocinada como hidratada, tuvo el mayor contenido de glutamato (310 y 324 mg 100 g-1 d.w., respectivamente), y el panel sensorial la percibió como la que tenía el sabor más umami. La D. antarctica cocinada se percibió como más dulce y cartilaginosa y dura según sus propiedades mecánicas. Por otro lado, U. lactuca fue descrita como amarga. Se identificaron 46, 49 y 47 compuestos volátiles en D. antarctica, Pyropia spp. y U. lactuca, respectivamente. El análisis Procrustes generalizado y el análisis PLSR revelaron que D. antarctica y Pyropia spp. exhibió aromas a caramelo y marinos, mientras que U. lactuca tenía notas herbales y terrosas/mohosas. Los valores de TPC y capacidad antioxidante para estos disminuyeron con la cocción. Las demandas de los consumidores por alimentos saludables y sabrosos, por sistemas de producción de alimentos sostenibles y por una mayor utilización de productos de origen vegetal hacen de las algas marinas una fuente alternativa atractiva de alimento para alimentar a la creciente población mundial. Lamentablemente, la mayoría de los estudios se centran en caracterizar las algas según sus propiedades nutricionales y pocos en sus características organolépticas. Este estudio pretende revertir esta situación y comenzar a ver las algas como un alimento de gran potencial que tiene propiedades organolépticas interesantes más allá de sus propiedades beneficiosas para la salud humana que podrían ser aprovechadas en diferentes productos a base de algas. Caracterizar las algas marinas según sus características sensoriales podría ser útil para los investigadores y el desarrollo de productos que deseen explorar las algas marinas como un ingrediente novedoso. Además, el vocabulario principal puede ayudar a los científicos y chefs alimentarios a tener un vocabulario único al desarrollar productos y platos de algas para el mercado de consumo.
Development of high-performance algorithms to characterize air bubble resonances
(2022) Jeréz Boudesseul, Rudyard; Wout, Elwin van't; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Las resonancias acústicas de las burbujas de gas en un fluido juegan un papel importante en aplicaciones físicas como vigilancia subacuática o desarrollo de metamateriales. Estos interesantes problemas se pueden modelar con ecuaciones diferenciales. Esta tesis presenta un algoritmo de alto rendimiento basado en el método de los elementos de frontera para simular la reflexión y transmisión acústica en problemas a gran escala. El algoritmo propuesto fue validado contra el conocido modelo de masa resorte, mostrando diferencias menores a 3% en la frecuencia de resonancia. El rápido algoritmo reduce la complejidad computacional de tiempo de calculo y memoria para una matriz estructurada con N burbujas de O(N2) a O(N). Por lo tanto, el método rápido de elementos de frontera, que es más preciso y versátil que el método de masa resorte, puede simular la dispersión acústica en arreglos con más de 289 burbujas.
Estimación del área de inundación por tsunamis a partir del principio de conservación de energía
(2024) Estrada Carrasco, María Fernanda; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El análisis de la amenaza de tsunamis mediante enfoques probabilísticos es de vital importancia para la planificación urbana y planes de evacuación en zonas costeras. Sin embargo, el uso de modelos computacionales precisos implica costos prohibitivamente altos. En este contexto, este estudio se propone implementar y evaluar un modelo simplificado que se basa en el uso de perfiles topobatimétricos (multi-1D) para la generación de mapas de inundación por tsunami. El enfoque se construye a partir de la metodología de la ASCE (2022), que estima las profundidades de inundación a lo largo de perfiles topobatimétricos a partir de la cota máxima de inundación. Se propone modificar la metodología invirtiendo el proceso, calculando las distancias de inundación máxima a partir de las profundidades de inundación en la línea de costa con el objetivo de estimar mapas de inundación con un muy bajo costo computacional. La metodología modificada se implementó en tres ciudades de la Reión de Valparaíso y se comparó con simulaciones de tsunami completas, que abordan la inundación desde la zona de ruptura hasta el punto de runup, integrando las ecuaciones no lineales de aguas someras. Durante esta evaluación, se identificaron limitaciones relacionadas con las pendientes del perfil topográfico cercanas a la línea de costa, las cuales contribuyen a la sobrestimación de las inundaciones. En respuesta, se proponen ajustes a la metodología para abordar estas limitaciones y mejorar la precisión. Además, la metodología modificada se calibra usando los resultados de las simulaciones completas de tsunami, lo que permitió reducir los errores en el cálculo de área de inundación en las ciudades de estudio a menos del 10%. En conclusión, la metodología propuesta es aplicable y ofrece errores acotados, lo que la hace adecuada para la construcción de mapas de inundación. Su capacidad para reducir el tiempo computacional de simulaciones de meses a horas la posiciona como una opción viable para un enfoque probabilístico. Además, ofrece una alternativa eficiente para explorar escenarios relacionados con cambios en el nivel del mar.
Extreme sea level projections In Cartagena Bay towards mid and end of the twenty-first century under RCP8.5 scenario
(2023) Esparza Acuña, César Antonio; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este estudio examina los cambios proyectados en los niveles extremos del mar (ESLs) y sus componentes en la Bahía de Cartagena, Chile, bajo el escenario RCP 8.5 hacia mediados y finales del siglo XXI. Se observan diferencias significativas entre las proyecciones en aguas profundas y aquellas transferidas cerca de la costa en términos de alturas de ola significativas y runup de las olas, atribuidas a la influencia de la batimetría y la línea de costa en la propagación de las olas y las pendientes de las playas en el runup. Además, se prevé una subida gradual del nivel del mar de 19 cm a mediados de siglo y de 75 cm a finales de siglo. Se constata que la contribución asociada a las mareas meteorológicas (storm-surge) es insignificante, siendo los cambios proyectados en esta componente inferiores a 5 cm. También se observa un aumento generalizado de los ESLs hacia mediados y finales de siglo. El factor de amplificación (FA), que indica la frecuencia esperada de eventos de ESLs en el futuro, revela que áreas como Playa Chica, Playa Grande y Playa San Carlos experimentaran eventos que históricamente ocurrían en promedio una vez cada 100 años, con una frecuencia anual hacia fin de siglo. Las posibles consecuencias que pueden tener las tendencias proyectadas de ESL en esta bahía son discutidas en base a la metodología propuesta para transferir climas de oleaje de aguas profundas hacia puntos específicos de la costa para distintos GCMs. En conclusión, este estudio proporciona información valiosa sobre los cambios proyectados en las ESLs en la Bahía de Cartagena, enfatizando la importancia de considerar los factores locales en la dinámica de las olas y las pendientes de las playas para una estimación precisa de la contribución del runup de las olas. Estos resultados constituyen una alerta en relación a los rápidos cambios que las solicitaciones de diseño en ingeniería costera y marítima estarán experimentando en lo que queda del Siglo XXI.
Forward-looking sonar ego-motion estimation using deep learning
(2023) Muñoz Rojas, Bastián; Troni Peralta, Giancarlo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Las operaciones de robótica submarina demandan capacidades precisas de navegación y localización para una amplia gama de actividades, incluyendo mapeo, inspección y exploración. Dado que los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) no están disponibles bajo el agua, estas tareas generalmente dependen de Sistemas de Navegacion Inercial (INS) y Registradores de Velocidad Doppler (DVL). Desafortunadamente, estos sistemas son susceptibles a la deriva y errores, y sus variantes de bajo error a menudo plantean desafíos de integración significativos y costos, especialmente en vehículos más pequeños. Esta tesis explora la aplicación de una cámara acústica, conocida en inglés como Forward-Looking Sonar (FLS) para tareas de navegación, con un enfoque específico en la estimación de odometría a través del Aprendizaje Profundo (DL, por sus siglas en inglés). Con este fin, se desarrolla un marco de datos integral para la recopilación y gestión de datos FLS tanto sintéticos como de terreno. Basadas en el estado del arte, se proponen dos arquitecturas distintas de aprendizaje profundo diseñadas para estimar el movimiento propio entre imágenes FLS. Se implementó un procedimiento para el entrenamiento y evaluación de estos modelos, considerando particularmente la escasez de datos de terreno. Los hallazgos de este estudio demuestran que las arquitecturas propuestas, cuando se entrenan con datos sintéticos, pueden aprender la relación entre imágenes FLS y el movimiento propio correspondiente. Importantemente, este aprendizaje se puede generalizar a datos del mundo real. Además, los resultados sugieren que estos modelos podrían beneficiarse de un proceso de ajuste fino utilizando un subconjunto de datos de terreno. Este trabajo contribuye de manera significativa a la comprensión y avance de los sistemas de navegación basados en FLS en la robótica submarina.
Full three-axis magnetometer and gyroscope bias estimation using angular rate measurements
(2023) Rodríguez Martínez, Sebastián A.; Troni Peralta, Giancarlo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La exploración oceánica ha experimentado avances significativos debido al desarrollo de los vehículos submarinos, sin embargo, los elevados costos de los actuales vehículos de gama alta limitan su uso generalizado. Como alternativa, se han explorado vehículos de bajo costo, pero su limitada navegación restringe su uso a misiones de baja precisión, para lo cual esta tesis propone una metodología novedosa que busca una navegacion precisa. Los sistemas de referencia de actitud y rumbo (AHRS, por sus siglas en inglés) basados en sistemas microelectromecánicos (MEMS, por sus siglas en inglés) son ampliamente utilizados para determinar la orientación de un sistema, sin embargo, su precisión se ve limitada por los sesgos en las medición de los sensores que lo componen. Esta tesis propone el método de calibración iterativa de magnetómetro y giróscopo, denominado MAGICAL, por sus siglas en inglés, el cual utiliza medidas de velocidad angular, permitiéndole ser menos restrictivo en cuanto a los movimientos necesarios para la calibración, no requiere conocimiento del campo magnético local ni de la orientación del sistema, y puede integrarse en algoritmos de grafos de factores. Este método puede ser implementado de cuatro formas, utilizando mínimos cuadrados iterativos lineales y no lineales, y utilizando grafos de factores, tanto en forma incremental como incluyendo todas las mediciones. El método propuesto se compara con el estado del arte tanto en simulaciones numéricas como en evaluaciones experimentales en terreno, utliizando un sensor a bordo de un vehículo submarino. Con MAGICAL, el error de estimación de la posición del vehículo submarino se redujo del 10% al 0,5% de la distancia recorrida, demostrando que MAGICAL puede mejorar significativamente la precisión de los sistemas de navegación de bajo costo y dar pie a uso más generalizado de los vehículos submarinos en misiones oceanograficas.
In vitro and ex vivo study of the emamectin benzoate absorption in the intestine of Atlantinc salmon (Salmo Salar)
(2022) Molina Regalado, Leidy Victoria; Franco, Wendy; Pérez C., José Ricardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El Salmón Atlántico representó el 80,7% de la salmonicultura en Chile en 2021, generando más de 2.500 millones de dólares en ventas. Sin embargo, la alta densidad de los cultivos ha proliferado el piojo de mar Caligus rogercresseyi, que infesta al salmón y causa Caligidosis. El benzoato de emamectina (EB) se ha utilizado para controlar la enfermedad; sin embargo, ha generado resistencia en el parásito debido a sus dosis subletales provocadas por su baja solubilidad acuosa e inestabilidad en pH ácidos, lo que implica baja absorción y un tratamiento incompleto. La microencapsulación puede proteger el fármaco y permitir su liberación en un sitio específico. Además, forma dispersiones sólidas amorfas en las que aumentan el área superficial y los sitios activos entre el fármaco y el polímero, mejorando la disolución del fármaco. La microencapsulación, mediante secado por aspersión (SD) o gelificación iónica (IG), es crucial para proteger y mejorar la disolución de fármacos poco solubles en agua. Este estudio plantea la hipótesis de que se pueden aplicar técnicas de optimización multicriterio para diseñar micropartículas de EB con varias propiedades mejoradas. Las propiedades consideradas fueron digestión intestinal (ID), digestión gástrica (GD), rendimiento (Y), eficiencia de encapsulación (EE) y capacidad de carga (LG). La metodología para obtener micropartículas EB óptimas con secado por aspersión Soluplus® y gelificación iónica de alginato (ALG) consistió en: i) la aplicación y comparación de dos métodos de optimización multicriterio que priorizaban la digestión, el enfoque de función de deseabilidad (DFA) y la optimización multiobjetivo (MOO ) que buscan el frente de Pareto, ii) evaluación de disolución/permeación de EB en el medio intestinal de salmón usando membranas sintéticas y biológicas (intestino proximal), iii) caracterización física y química (estado físico de EB dentro de micropartículas, interacciones EB/polímero , forma, carga superficial, distribución de tamaños y estabilidad de las micropartículas con sales del medio intestinal) de las micropartículas de EB con la mayor disolución/permeación. Los principales resultados de esta investigación son: i) Cada método de optimización produjo diferentes soluciones óptimas. En SD, la solución óptima DFA arrojó LC, GD y ID más altos que MOO, en un 7,5 %, 9,3 % y 2,1 %, respectivamente. Por el contrario, la solución óptima de MOO obtuvo Y y EE más altos que DFA en un 6,2 % y un 10,1 %, respectivamente. En IG, el método DFA arrojó una solución con mejores respuestas que MOO en LC (3.7%), GD (7.4%) y ID (3.2%), mientras que la solución MOO fue mejor en Y (14.2%) y EE (19.3 %). ii) Las micropartículas de IG mostraron una disolución/permeación de 0,45 mg/mL (80,2 %), una permeación aparente de 6,2 mg/mL en RS–L (solución Ringer-membrana lipofílica), una captación de 7,3 % en RS (solución Ringer), y una solubilidad aparente del 53,1% en medio EM (emulsión). Estas micropartículas reducen la dosis terapéutica a 3,0-2 mg/mL y 1,1-2 mg/mL para EB en EM y RS, respectivamente. La encapsulación de EB por gelificación iónica es una opción prometedora para aumentar la absorción de EB. iii) EB microencapsulada por gelificación iónica modificó su estado físico. Los nuevos enlaces entre EB y ALG mejoraron su afinidad hidrofílica y lipofílica. Se detectó el intercambio iónico entre Ca2+ y los iones de algunas sales del intestino. El estado físico, la forma, la interacción y el intercambio de Ca2+ aumentaron la disolución de EB. Nuestros resultados indican que las micropartículas de EB alginato son una mejor opción para dosificar EB al salmón Atlántico que EB libre o las micropartículas de EB Soluplus®. La metodología aplicada en esta tesis es útil para diseñar micropartículas de fármacos poco solubles que muestran varias propiedades mejoradas.
Respuesta toxicológica de microalgas salinas ante concentraciones residuales de florfenicol y su biodegradabilidad a 14°C: caso de estudio
(2024) Andreani Campos, Agustín; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Las enfermedades infecciosas en salmones son una de las principales perdidas de producción en la acuicultura nacional. El Florfenicol (FF) es el principal antimicrobiano utilizado para su mitigación, suministrado mediante alimento medicado en jaulas de fase de agua salada. Esta práctica constituye una fuente de liberación de antibióticos a medios acuáticos naturales, lo que tiene un efecto tóxico y nocivo sobre los ciclos biogeoquímicos y en el microbioma local. Esto promueve la aparición de genes e resistencia al antibiótico en bacterias, los que representan una gran amenaza de la salud pública del futuro. En el presente estudio, se evaluó la respuesta toxicológica del FF sobre el crecimiento y síntesis de pigmentos de microalgas salinas específicas constitutivas del fitoplancton, a saber, Dunaliellia tertiolecta, Tetraselmis striata, Tetraselmis suecica e Isochrysis galbana; y su influencia en decaimiento del fármaco en el medio acuoso, a concentraciones de 250 y 2500 µg/L, representativas del inicio y final de un tratamiento con FF, a 14ºC, temperatura del sur de Chile lugar que concentra la acuicultura nacional. Se determinó que a 250 µg/L ya existe un efecto inhibitorio en el crecimiento de hasta 12% para la especie D. tertiolecta y su síntesis de clorofila decae en un 50%. El efecto contrario se observó para T. suecica e I. galbana, cuyo crecimiento y contenido de pigmentos es estimulado. A 2500 µg/L los efectos inhibitorios observados fueron significativos para D. tertiolecta, T. suecica y T. striata, alcanzando valores de 47.3%, 48.5% y 55.6%, respectivamente. Sin embargo, se observa mayor crecimiento de I. galbana a medida que aumenta la concentración, estimulándose un 39% y 16.7% a 2500 y 250 µg/L, respectivamente. En cuanto a la remoción del fármaco, se determina que, a las condiciones trabajadas, no hay influencia considerable por la respuesta toxicológica de ninguna de las microalgas en la disipación del fármaco. El principal mecanismo de degradación observado corresponde a factores abióticos, removiendo un 40 y 49% en 14 días, para 2500 y 250 µg/L, respectivamente. Se estima que sería por fotodegradación indirecta, sin embargo, existe un vacío en la literatura respecto a la sensibilidad del proceso de fotodegradación FF ante factores como intensidad de luz y componentes del medio.
Terrazas marinas cuaternarias y variabilidad en las tasas de alzamiento en la zona costera andina (23°S)
(2022) Vergara Torrejón, Paulina Judith; Marquardt R., Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Durante el Cuaternario gran parte de la región costera occidental de los Andes se ha estado alzando, principalmente por procesos de subducción. En el norte de Chile, la geomorfología de la Península de Mejillones y sus alrededores se caracteriza por la existencia de Terrazas Marinas Cuaternarias (TMQ), acantilados, diques, escarpes, etc. Estos elementos geomorfológicos se preservan debido a la hiperaridez del área desde el Plio-Pleistoceno. Las TMQ han sido estudiadas para entender la deformación permanente del antearco y calcular tasas de alzamiento a lo largo de la costa. Un análisis morfométrico utilizando sensores remotos ALOS-PALSAR, levantamiento topográfico con drone y GPS diferencial, muestreo de fósiles, además del uso de software, han permitido definir las secuencias de terrazas marinas (TM) mejor preservadas y calcular tasas de alzamiento. A partir de este análisis se propone una nueva distribución de las TM y se calculan tasas de alzamiento para estudiar el rol de las fallas en el alzamiento diferencial y la relación de estas estructuras con la distancia a la fosa. Para el análisis se ha considerado 2 áreas representativas: Morro Mejillones, al noroeste de la Peninsula de Mejillones (~12x10 km2) y la zona de Hornitos – Punta Chacaya (~16x7 km2), al norte de la Bahía de Mejillones. Se evidencian diferencias en características morfoestructurales y en tasas de alzamiento: se han identificado 12 TMQ en Morro Mejillones con tasas de alzamiento entre 0.31 a 0.76 m/ka para los últimos 600 ka; 3 TMQ en Hornitos con tasas de alzamiento entre 0.28 a 0.4 m/ka para los últimos 220 ka; y 4 TMQ en Punta Chacaya con tasas de alzamiento entre 0.25 y 0.39 m/ka para los últimos 350 ka. Las diferencias en tasas de alzamiento podrían estar relacionadas a la distancia de la fosa y la actividad de fallas durante el Cuaternario.
Underwater laser scanner segmentation: a robust AI method for 3D seafloor reconstruction
(2023) Lecaros Saavedra, Fernanda; Troni Peralta, Giancarlo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Obtener mapas submarinos de alta resolución es esencial para comprender el ambiente bajo el agua y enfrentar desafíos actuales como la exploración de recursos y la conservación de hábitats. Un método común para lograr este objetivo es la utilización de un escáner laser, esta técnica detecta líneas generadas por un laser en imágenes para posteriormente calcular la reconstrucción 3D. Sin embargo, este método enfrenta desafíos debido a las distorsiones del agua y las variaciones de iluminación que presenta el ambiente acuático. Para mejorar la detección de líneas láser en imágenes del entorno submarino y lograr un mapeo mas preciso, se propone un enfoque innovador que integra técnicas de procesamiento de imágenes con algoritmos de inteligencia artificial. El método propuesto se basa en la arquitectura de red neuronal U-Net y utiliza técnicas de segmentación y reconocimiento de pixeles para representar las coordenadas en 3D con mayor eficiencia y robustez. El método fue evaluado utilizando imágenes sintéticas y de laboratorio bajo diferentes condiciones de iluminación y características del terreno, y los resultados demuestran que el método es más efectivo y robusto que los métodos convencionales, obteniendo errores más bajos en las reconstrucciones 3D que los métodos actuales. Finalmente, validamos el método propuesto entrenado con datos sintéticos y de laboratorio para luego testearlo con imágenes reales en un entorno submarino obteniendo segmentaciones precisas y verificando la robustez del método en diferentes escenarios sin la necesidad de ajustar parámetros del método propuesto.

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