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A differentiable adaptive computation time algorithm for neural networks
(2021) Eyzaguirre, Cristóbal; Soto Arriaza, Álvaro Marcelo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
A pesar de las mejoras sustanciales en los resultados que aportan los modelos de redes neuronales, su aplicación generalizada se ha visto limitada por su elevado coste computacional debido a redundancias presentes en este tipo de arquitecturas. M´as a´un, esta tesis postula que dichas ineficiencias no pueden resolverse completamente con métodos estáticos, debido a que algunas redundancias son intrínsecas al problema que se resuelve y, por lo tanto, son dependientes de los datos. Aunque en respuesta a este problema se han propuesto arquitecturas dinámicas que se adaptan a la entrada, todas ellas comparten la limitación de que no son totalmente diferenciables. Ante esta limitación común, nuestro trabajo propone la primera implementación de un algoritmo de tiempo de cómputo dinámico que es totalmente diferenciable: un algoritmo dinámico diferenciable de early exiting que llamamos DACT. Validamos las ventajas de nuestro enfoque, tanto en términos de resultados como de interpretabilidad, utilizando dos de los casos de uso más comunes, y descubrimos que el DACT puede conllevar: i) importantes ganancias de rendimiento cuando sustituye a los enfoques dinámicos existentes, o ii) eliminar las redundancias intrínsecas cuando se utiliza para complementar modelos estáticos. De hecho, en el dominio del procesamiento de lenguaje descubrimos que nuestro enfoque es mejor para reducir el número de bloques Transformer utilizados por los modelos BERT sin pérdida de desempeño en una serie de tareas. Del mismo modo, mostramos una reducción significativa en el número de pasos recurrentes necesarios cuando se aplica a la arquitectura MAC, superando los resultados tanto de los algoritmos adaptativos existentes como de aquellos estáticos comparables, a la vez que se mejora la transparencia del modelo. Además, nuestro modelo muestra una notable estabilidad, respondiendo de forma predecible a los cambios de los hiperparámetros, a la vez que equilibra la precisión y la complejidad de forma razonable.
A study of the mooc-based blended learning approach from student's perspective
(2021) Hernández Correa, Josefina María; Pérez Sanagustín, Mar; Baier Aranda, Jorge Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Lo que los adultos de hoy en día aprendieron en la escuela y en la universidad hace veinte, treinta o incluso sesenta años, no es muy diferente a lo que se enseña hoy en clase, aunque el mundo actual es muy diferente al mundo en que crecimos nosotros. Además, los estudiantes de hoy son nativos digitales, una generación que se caracteriza por estar expuesta a las tecnologías de la información y a los medios digitales desde una edad muy temprana, mayor que la de cualquier generación anterior. Por lo tanto, el sistema educativo debe adaptarse a estos cambios y replantearse las metodologías de enseñanza, para cambiar las clases tradicionales basadas en conferencias unidireccionales, a enfoques de aprendizaje centrados en el alumno. En particular, esta tesis se centra en el modelo de aprendizaje mixto (Blended Learning) basado en MOOCs, que se caracteriza por el uso de tecnologías en el proceso de aprendizaje, que ha ido en aumento en los últimos años. Existe una necesidad urgente de profundizar en el conocimiento del impacto de la metodología Blended Learning con MOOCs en la literatura actual. Esta tesis doctoral propone un estudio en profundidad de la metodología de aprendizaje Blended Learning con MOOCs, para entender el impacto de este modelo de enseñanza en estudiantes de educación secundaria, postsecundaria y superior. Ampliamos la literatura actual en el área mediante la realización de tres estudios de caso y un posterior estudio multicaso que cruza los tres casos individuales en una propuesta de investigación integral. En concreto, exploramos el Blended Learning con MOOCs desde la perspectiva del estudiante, analizando su adopción de la metodología de enseñanza y sus resultados de aprendizaje en estas experiencias. Finalmente, presentamos afirmaciones que resumen los principales hallazgos y resultados de este estudio. En primer lugar, concluimos que la xi metodología de aprendizaje Blended Learning con MOOCs puede ser adoptada con éxito por los estudiantes, y es un método eficaz para la enseñanza y el aprendizaje de los contenidos del curso. Los estudiantes rinden igual o mejor en las evaluaciones del curso con esta metodología que en una experiencia de aprendizaje tradicional, y perciben que aprenden los contenidos del curso con mayor eficacia que en los enfoques de aprendizaje tradicionales. Además, afirmamos que interactuar consciente y eficientemente con un MOOC en una experiencia de aprendizaje Blended Learning está significativamente relacionado con mejores resultados de aprendizaje. Finalmente, concluimos que una vez que los estudiantes adoptan la metodología de aprendizaje Blended Learning con MOOCs, cambian su paradigma de aprendizaje, se comprometen con los MOOCs y se hacen conscientemente responsables de su propio proceso de aprendizaje, mejoran significativamente sus resultados de aprendizaje.
Adaptación de plataforma para la medición del pensamiento crítico a través del aprendizaje basado en problemas y la evaluación entre pares en estudiantes de ingeniería
(2021) Velozo Céspedes, Sebastián Andrés; Nussbaum Voehl, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El desarrollo de pensamiento crítico (PC) es una de las habilidades más importantes a desarrollar en este siglo. Para ello, es necesario diseñar herramientas y metodologías que permitan tanto su medición, como su desarrollo. Esta tesis buscará diseñar una herramienta que permita la medición del PC integrando la metodología de aprendizaje basado en problemas y la revisión entre pares. Se explorará el aporte y desafío de incluir tecnología como un elemento basal en la construcción de actividades y metodologías que incentiven el aprendizaje y PC en los estudiantes. Para lograr estos objetivos, se detallará el proceso y los desafíos que implicaron la construcción de esta tesis, desde el aporte del autor al diseño de clases para alumnos de educación técnica superior, pasando por la construcción de un sistema de recomendación de clases y finalizando por la adaptación de sistemas para la medición del PC en contexto de pandemia. Esta tesis analizará los resultados obtenidos y, en función de estos, planteará preguntas respecto al desarrollo eficiente de herramientas de medición del PC, además del desafío de incorporar tecnologías en el aula que apunten no solo al facilitar la realización de clases en contextos remotos, sino que también incorporen metodologías inmersivas que permitan a los estudiantes un mayor nivel de aprendizaje y desarrollo del PC.
Adaptation to climate change in basins within the context of water-energy-food nexus
(2021) Jander Palma, Vicente Gabriel; Vicuña Díaz, Sebastián; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los efectos del cambio climático implican incertidumbre sobre diferentes áreas, una de ellas los recursos hídricos y sus actividades productivas asociadas. Además, muchas regulaciones, acuerdos y obras de infraestructura se desarrollaron sin considerar los impactos sobre las temperaturas, los niveles de precipitación y la disponibilidad de caudales ; por lo que es necesario replantear estas herramientas para un uso eficiente del agua bajo un sistema regulatorio dado y diversos intereses productivos. La decisión de qué estrategia de adaptación debe ser implementada para mantener el desempeño de un sistema productivo en una cuenca del nexo Agua-Energía-Alimento debe ser abordada considerando el equilibrio entre el uso productivo del agua y la mantención ambiental del ecosistema. Recientemente, la cuenca del Maule en Chile se ha visto afectada por eventos de escasez hídrica, generando repercusiones negativas sobre la producción de cultivos y la permisividad de los derechos de agua, lo que genera preocupación por los eventos futuros. Este estudio presenta una modelación de la cuenca del Maule y los impactos de catorce escenarios de cambio climático sobre la misma, junto con un análisis comparativo de la implementación de estrategias adaptativas ; tanto desde el punto de vista de la Oferta (Operacion de Embalses) como de la Demanda (Eficiencia de Riego y Derechos de Agua). La modelación de la cuenca, incluyendo las características físicas, productivas y de regulación, se realiza con la herramienta computacional PYWR. Adicionalmente, se utiliza un Algoritmo Evolutivo Multiobjetivo (MOEA) para generar portafolios óptimos de estrategias. Los resultados muestran que existe un trade-off entre los objetivos ambientales y productivos, sin embargo, bajo un enfoque integral, los agentes productivos pueden incurrir en un escenario win-win si el análisis multiobjetivo considera tanto la producción hidroeléctrica como la de cultivos en un contexto agua-energía-alimento
Advanced monitoring of construction safety using UAS and positioning technologies
(2020) Martínez Ribón, Jhonattan Guillermo Tercero; Alarcón Cárdenas, Luis Fernando; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La alta tasa de fatalidad en la industria de la construcción es una de las principales preocupaciones entre los profesionales y los investigadores. La naturaleza dinámica de la construcción, el número limitado de gerentes de seguridad y la dificultad de visitar lugares inaccesibles, de difícil acceso o inseguros son algunos de los factores que afectan negativamente la capacidad de monitorear los sitios de construcción de manera frecuente y, por lo tanto, identificar riesgos. Sistemas aéreos no tripulados (UAS) y las tecnologías de posicionamiento han surgido como herramientas potenciales para mejorar las tareas relacionadas con la seguridad en los sitios de construcción. Este estudio tiene como objetivo el desarrollo, la evaluación y la implementación in situ de UASs personalizados y sensores de posicionamiento para mejorar el monitoreo de seguridad y el proceso de identificación de riesgos en los sitios de trabajo de construcción. Para lograr este objetivo, se realizó un estudio de caso exploratorio para evaluar la percepción de riesgo de los gerentes de seguridad mediante el uso de contenido visual generado por UASs y contenido visual tradicional. Más tarde, se desarrolló y probó un sistema de posicionamiento basado en ultrasonido en un sitio de construcción real. El objetivo principal del sistema fué determinar la posición de los trabajadores y calcular su tiempo de exposición al peligro en un ambiente interior, especialmente donde los UAS no pueden operar para recopilar datos visuales. Finalmente, se diseñaron, desarrollaron y probaron dos UASs utilizando software y hardware de código abierto disponibles comercialmente. El primer UAS fue equipado con un GNSS de doble frecuencia (L1/L2) y tecnología de post procesamiento cinemático (PPK), cuyo objetivo fue aumentar la calidad y precisión de la representación visual en 3D de los sitios de construcción. Un segundo UAS conocido como iSafeUAS fue diseñado y probado para minimizar los riesgos potenciales de seguridad asociados con el despliegue de UASs para aplicaciones relacionadas con la seguridad de la construcción. El resultado de esta investigación mostró que el uso sistemático de UASs y tecnologías de posicionamiento en los sitios de construcción permite mejorar la percepción de riesgo de los gerentes de seguridad, reduce el tiempo y los esfuerzos durante el proceso de recopilación de datos, aumenta la cantidad y calidad de la información recuperada y minimiza el riesgo asociado con el proceso de recolección de datos.
Análisis costo beneficio de la adopción de la electromovilidad en la Región Metropolitana
(2023) Yunis Ebner, Constanza Daniela; Pereda Torres, Javier Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En Chile, el transporte representa un alto consumo de energía y emisiones de Gases de Efecto Invernadero. Ante esta situación, el Gobierno ha planteado una meta ambiciosa: lograr que el 100% de las ventas de vehículos livianos, medianos y transporte público urbano sean cero emisiones el 2035. La presente actividad de graduación tiene como objetivo evaluar el impacto de la adopción de la electromovilidad en la Región Metropolitana para el periodo 2023-2050, con foco en el transporte urbano, mediante un análisis costo-beneficio (ACB). La evaluación de los impactos se realiza comparando la diferencia entre un escenario con políticas, que considera una adopción acelerada que permita alcanzar la meta planteada y mantenerla hasta el 2050, y un escenario business as usual, que considera la adopción en base al precio de los vehículos y la capacidad económica de las personas. Los principales resultados muestran que, aunque existen beneficios asociados a la implementación de la electromovilidad acelerada en la RM, la razón total de beneficios/costos es de 0,64, indicando que los beneficios no son suficientes para cubrir los costos. Cabe destacar que en el caso de taxis la proporción beneficio/costo es de 0,96, cercano a 1, y en el caso de buses se obtiene una razón de 4,53. Dado que los resultados anteriores están inevitablemente sujetos a incertidumbre, se sensibilizan las variables claves, teniéndose que para los valores optimista de estas variables el panorama es más alentador, obteniéndose una razón beneficio/costo de 1,14. Los resultados para valores pesimista de las variables claves muestran un panorama desafiante, ya que los beneficios esperados no superan los costos de manera significativa, obteniéndose una proporción de 0,41. Finalmente, se concluye que, con una planificación cuidadosa y la consideración de los impactos económicos, ambientales y sociales, la electromovilidad tiene el potencial de contribuir a sistemas de transporte urbano más sostenibles y resilientes.
Análisis de la Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde en Chile
(2023) Soto Berindoague, Camila María; Jahn von Arnswaldt, Wolfram Michael; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El hidrógeno verde surge como una apuesta de vector energético, proponiéndose distintas estrategias internacionales para su desarrollo, entre ellas la de Chile. Considerando esto, el objetivo principal de este trabajo es revisar las barreras y oportunidades de la Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde en Chile. En primer lugar, se realizó un análisis cualitativo para caracterizar el contexto nacional e internacional del desarrollo de la industria del hidrógeno verde, a partir de un análisis PESTEL y FODA. Posteriormente, se desarrolló un análisis cuantitativo, evaluando técnica y económicamente una planta de hidrógeno verde referencial, considerando dos escenarios: conectado y desconectado de la red. Los resultados muestran que la principal condición habilitante en Chile para la producción de hidrógeno verde es su alto potencial de generación renovable. No obstante, las proyecciones para lograr el desarrollo de la industria nacional y la exportación a largo plazo, dependen de las condiciones del entorno, asociados a la disminución de los costos de la tecnología, la gobernanza y los procesos de certificación. Finalmente, los objetivos de la Estrategia deben definir una hoja de ruta multidisciplinaria que habilite un avance sustentable y disminuya la incertidumbre de la inversión en torno a la industria del hidrógeno verde en Chile.
Análisis de la relación entre las componentes de creatividad y madurez lingüística en escolares de octavo básico y primero medio
(2022) Castillo Gutiérrez, Franco Fabián; Nussbaum Voehl, Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El papel de la creatividad en el medio educativo es innegable. Es una herramienta facilitadora de medios y procesos (Lara, 2012). A pesar de estas cualidades, el sistema educativo chileno no se ha encargado de fomentar esta característica en sus estudiantes y solo ha cumplido con los aspectos curriculares que exige el estado (Araya, 2020). En investigaciones recientes, se ha buscado implementar nuevas metodologías de enseñanza, que buscan fortalecer el pensamiento creativo. Una de ellas, corresponde a la metodología de enseñanza por analogía, donde se busca enseñar un concepto desconocido, a través de un concepto conocido, teniendo en cuenta que ambos conceptos pertenecen a áreas de conocimiento distintas. Sin embargo, las áreas de conocimiento en cada estudiante son subjetivas, y en versiones anteriores de la aplicación de esta metodología se planteaba la interrogante de cómo estandarizar estos dominios. Ante la problemática anterior, aparece el concepto de madurez lingüística, que es una variable ideal para medir el conocimiento del mundo, además de ser un aspecto cuantificable. Así, en esta investigación, se plantea la necesidad de analizar la relación que existe entre la creatividad y la madurez lingüística, a partir de la respuesta de 249 alumnos de octavo básico y primer año de enseñanza media de 7 colegios de la ciudad de Santiago de Chile. A través de la aplicación de análisis estadísticos a los resultados de las pruebas que miden madurez lingüística (test SELMA y pruebas de fluidez verbal) y creatividad (Test de usos múltiples de Guildford), se logró observar que ambos conceptos están correlacionados positivamente y de manera significativa con un valor de 0,76. Además, de que la madurez lingüística permita explicar significativamente el concepto de creatividad, en diversas regresiones lineales realizadas.
Análisis de la sintaxis aprendida por BETO, un modelo de lenguaje en español basado en transformers
(2021) Quiñones, Alejandro; Soto Arriaza, Álvaro Marcelo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Avances en la interpretabilidad y comprensión de modelos como BERT han sido de utilidad para el desarrollo de mejores herramientas, más seguras y comprensibles. Sin embargo, muchas explicaciones del funcionamiento del modelo son en base a capacidades lingüísticas aprendidas, significando que los resultados son solo aplicables para los modelos basados en el inglés. En esta tesis se estudian las capacidades sintácticas de BETO, la versión de BERT en español, desarrollando la comprensión del modelo. Se muestra que BETO posee capacidades sintácticas, incluso mayores que las de BERT, presentes en distintas heads del modelo. Además, se realizan estudios con respecto a las competencias, limitaciones y estructura de este conocimiento. Se encuentra que las activaciones del modelo se producen en patrones similares cuando se procesan relaciones parecidas. Se indica que la principal causa para que el modelo falle en reconocer relaciones sintácticas es cuando éstas se estructuran de manera poco común. Se muestra que el modelo posee parte del contexto sintáctico que falla en reconocer, sugiriendo un desacuerdo en la formación del árbol sintáctico con respecto a las anotaciones originales. También, la falta de conocimiento sintáctico del modelo podría significar una reducción en su rendimiento al evaluarlo en responder preguntas. Por último, se demuestra que heads con bajo conocimiento sintáctico logran un alto reconocimiento de la sintaxis cuando trabajan en conjunto, indicando la presencia de un conocimiento distribuido.
Análisis del comportamiento de agentes económicos racionales bajo distintos esquemas de incentivos en un contexto de transporte público
(2021) Ramírez Garat, Vicente Nicolás; Galilea Aranda, Patricia Viviana; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los esquemas de incentivos tienen un impacto directo en la toma de decisiones de agentes racionales, pues buscan maximizar su utilidad personal realizando el menor esfuerzo posible (Bolton & Dewatripont, 2005). El efecto de los distintos esquemas de pago, además, depende del tipo de organización en el que sean aplicados, ya sean públicas o privadas (Burgess, 2003). Un ejemplo particular que muestra cómo distintos contratos e incentivos afectan a una organización es el caso del transporte público. Investigaciones previas muestran que recompensar a los conductores basándose en su desempeño individual induce a los agentes a competir por pasajeros (Díaz et al., 2004; Muñoz & Gschwender, 2008), provocando carreras entre choferes en las calles, incluso cuando pertenecen a la misma institución. Por otro lado, cuando los conductores son recompensados a través de un esquema por salario fijo, se desincentiva la competencia entre agentes. En esta investigación se compara el desempeño de los dos esquemas de compensación mencionados con una configuración grupal con pago por producción conjunta. Se analizan las decisiones operacionales adoptadas por los agentes y cómo afectan al sistema. Lo anterior se lleva a cabo a través de un experimento de laboratorio, donde los participantes deben decidir su comportamiento considerando un trade-off entre esfuerzo y producción. Los resultados muestran que, en general, la configuración de pago grupal es capaz de inducir niveles de esfuerzo similares al esquema individual. Además, el contrato grupal genera consecuencias positivas para un sistema de transporte público, tales como intervalos regulares de tiempo entre buses y una distribución uniforme en la carga de pasajeros, incluso considerando la aparición del fenómeno del free-rider.
Análisis del conformado láser por multipasada en aleaciones metálicas avanzadas
(2021) Hoffmann Bouchon, Joaquín; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El objetivo de este trabajo fue analizar el proceso de conformado láser aplicado a dos materiales relevantes para la industria del transporte: Acero IF de alta resistencia y la aleación de aluminio AA 6013. El estudio incorporó trabajo experimental y simulaciones numéricas, considerando dos escenarios distintos de operación, conseguidos al variar la velocidad en el escaneo lineal del haz. Se incorporaron ensayos metalográficos, de GDOES y de difracción de rayos X para la caracterización microestructural. Además, el comportamiento del material durante el proceso se describió usando una formulación termomecánica-plástica. El objetivo final de los resultados numéricos y experimentales es establecer correlaciones entre el ingreso de energía, la microestructura resultante y el ángulo final de conformado. En este espíritu, para poder validar primero los resultados numéricos se realizaron simulaciones de conformado láser en AISI 304, un material que fue adoptado como referencia en este trabajo debido a su extensivo uso en operaciones de plegado láser; mediante la comparación de los resultados numéricos con los correspondientes resultados experimentales y correlacionando además los perfiles de temperatura y microestructura a lo largo del espesor de la placa. Luego, la misma metodología se usó para las muestras de acero IF y AA 6013. Los resultados obtenidos destacan el uso de nuevos enfoques de modelación para tratamientos de conformado láser en aleaciones metálicas avanzadas.
Análisis multicriterio de la factibilidad de una central nuclear en Chile bajo la política energética 2050
(2021) Fernández González, Claudio Antonio; Vergara Aimone, Julio; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En este trabajo se analiza la factibilidad de una central nuclear en Chile y su compatibilidad con las metas de generación eléctrica de la Política Energética 2050 considerando la incertidumbre asociada a la entrada de nuevas tecnologías renovables variables y el cambio climático. La metodología utilizada separa tres etapas: selección de escenarios, simulación de sistemas energéticos y análisis multicriterio de reactores nucleares de potencia. El punto de partida son los escenarios del Ministerio de Energía (2015) utilizados para validar la política, pero actualizados y reevaluados con datos al 2020. Además, se aborda el problema de selección de sitio para una central nuclear incorporada en el Sistema Eléctrico Nacional, tal que se propone la instalación en la Región de Antofagasta. Para estudiar el comportamiento del sistema energético la etapa de simulación incorpora modelos geográficos, climáticos, de redes, de mercados eléctricos, de eventos y de conversión de energía particulares para cada tecnología. La última etapa de análisis multicriterio incorpora la metodología MULTIMOORA para comparar y generar rankings de desempeño de seis alternativas de reactores. A partir de este trabajo se ha podido determinar que la factibilidad de la energía nuclear en el país está condicionada principalmente a las medidas de seguridad frente a los desastres naturales. Por otra parte, se identifica que hay reactores que son económicamente competitivos, que hay sitios aptos para la construcción de una central, y que la incorporación de energía nuclear permitiría desplazar carbón, lo que es compatible con las metas de la Política Energética. A partir de la comparación, se concluye que el reactor NuScale presentan el mejor desempeño. Sin embargo, la selección de un reactor apropiado para Chile dependerá de sí los fabricantes y el país que proporciona la tecnología mantienen las condiciones al momento de comercializarla. Finalmente, a partir de este estudio se evidencia que la planificación que valida la Política Energética, presentada en la Hoja de Ruta 2050 requiere ser revisada.
Análisis técnico-económico del reemplazo del sistema de propulsión de un vehículo liviano a uno de tecnología alternativa
(2023) González Bravo, Víctor Andrés; Jahn von Arnswaldt, Wolfram Michael; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este trabajo surge en el contexto del calentamiento global y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El sector del transporte en Chile contribuye cerca de un 25% de las emisiones totales del país. En particular, en la Región Metropolitana de Chile, la flota de vehículos ligeros alcanzó la cifra de 1.504.177 unidades en el año 2020, donde casi la totalidad de estos funciona con motores de gasolina y diésel. Dentro de las alternativas disponibles en el mercado para reemplazar estas tecnologías, se encuentran los vehículos eléctricos, los vehículos de combustión dual, los vehículos con tecnología de celdas de combustible y los vehículos híbridos. Este trabajo busca proporcionar información para que los usuarios de vehículos ligeros puedan tomar decisiones informadas sobre la tecnología más conveniente a largo plazo. Esto implica considerar aspectos técnicos, como el rendimiento, la eficiencia y el poder calorífico del combustible, así como aspectos económicos, como el costo de adquisición, el costo de mantenimiento y el costo de combustible durante un período de 12 años. Los resultados obtenidos en este estudio indican que, cuando los costos de inversión son similares para vehículos de la misma gama y categoría, los vehículos eléctricos a batería representan la mejor alternativa. Se concluye que los vehículos eléctricos son una opción atractiva para la transición tecnológica debido a sus beneficios medioambientales y su eficiencia energética. Sin embargo, existen desafíos y riesgos potenciales como el costo de adquisición y la dependencia de la cadena de suministro de vehículos eléctricos, que está dominada por China. También la necesidad de desarrollar una infraestructura de carga eficiente y asequible, considerando además que el origen de la energía debe ser renovable. Se mencionan alternativas como el uso de combustibles sintéticos para lograr la neutralidad de carbono o la incipiente tecnología de hidrógeno, que aún no cuenta con la madurez tecnológica, la infraestructura y la viabilidad económica necesarias para su adopción generalizada a nivel local.
Análisis y estudio de modelos econométricos de la oferta secundaria refinada de cobre
(2022) Rivera Bonilla, Nilza; Sauma Santis, Enzo Enrique; Lagos, Gustavo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Analysis of the microstructure and electrochemical properties of Cu-NiAl used for molten carbonate fuel cell
(2024) Arcos Segura, Camila Fernanda; Sancy, Mamié; Martínez, Carola; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Global population growth has influenced further technological and scientific challenges, where the exponential increase in electricity demand stands out. In this context, it is necessary to continue researching alternatives to conventional energy generation to reduce greenhouse emissions. Fuel Cell technology is promising for lowering and storing carbon dioxide emissions in this context. It is a backup system to avoid intermittent problems with wind, solar, or other technologies. Fuel cells correspond to an electrochemical device that converts the chemical energy of a fuel directly into electrical energy. Their main components are the electrodes (anode and cathode), electronically conductive, and electrolyte. In particular, molten carbonate fuel cells use hydrogen as fuel, highlighting their excellent power. However, the high working temperature, close to 650 °C, is a disadvantage due to the reduction of the component’s lifetime. Therefore, for a long-term operation, electrode corrosion behavior must be considered. This thesis aims to study Cu-Ni-Al alloys' microstructure and electrochemical behavior for molten carbonate fuel cells. The metal samples were manufactured using powder metallurgical techniques, such as hot pressing and additive manufacturing. The porosity was analyzed using the Archimedes method. The micro-macrostructure of the samples will be studied before and after exposure to Li2CO3-K2CO3 at 550 °C using surface analysis, such as optical microscopy, field emission scanning electron microscopy, and X-ray diffraction. Moreover, gravimetric measurements before and after exposure and electrochemical impedance spectroscopy at open circuit potential were used to analyze the corrosion of the anodes in an aerated and controlled environment.
Aplicación de minería de procesos y optimización del proceso de mantención de equipos LHD
(2021) Velásquez Aedo, Nicolás Felipe Alfonso; Anani, Angelina; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Existe un amplio desarrollo de técnicas orientadas a definir cuáles son los componentes críticos de un equipo, y cuándo y cómo deben pasar por un proceso de mantenimiento, sin embargo, aún existe una oportunidad de mejora en cuanto al desarrollo y eficiencia del proceso mismo de mantención. La investigación, desarrollada con el apoyo de una importante minera subterránea en Chile, tiene por objetivo poner a prueba la hipótesis de que la implementación de técnicas de minería de procesos (sub-disciplina de las Ciencias de Datos) en los ciclos de mantenimiento de equipos mineros (LHD - Load Haul Dump) permitirá optimizar el flujo de trabajo. Esto se logra mediante análisis orientado a procesos. Para ello, se requiere llevar datos de bajo nivel a un log de eventos apropiado. Este trabajo presenta la primera integración de DES y minería de procesos para generar un log de eventos desde data de bajo nivel y determinar los cuellos de botella y su impacto en el ciclo de mantenimiento de los equipos de minería subterránea. El diagnóstico generado desglosa pérdidas operativas de aproximadamente 23.800 hrs de equipo detenido por año, con un costo, por no producción de cerca de 1,12 MUSD/año. La detección de estas brechas permite identificar oportunidades de mejora, evaluar cada caso y definir acciones correctivas para lograr una mejor gestión del proceso de mantención.
Aplicación de procesamiento de lenguaje natural sobre una encuesta de satisfacción
(2021) Álvarez Arismendi, Carlos; Gazmuri S., Pedro; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Se emplearon técnicas de Procesamiento de Lenguaje Natural sobre una encuesta de satisfacción de la industria del retail con el objetivo de obtener información relevante del texto contestado que no se puede obtener a partir de los indicadores de nivel de satisfacción tradicionales. El trabajo se enfocó en el análisis de diferentes modelos de clasificación multi-label de texto y de resumen extractivo de texto. Se construyó un baseline de clasificación de texto en que se utilizó FastText para modelar el lenguaje. Se expone un análisis de cómo distintos factores del preprocesamiento de texto afectan en el rendimiento de clasificación. Los resultados indican que la corrección de faltas de ortografía mejora la clasificación de los textos y el aumento artificial de datos aumenta la precisión, pero disminuye la exhaustividad. La implementacion del modelo de propósito general BERT mejora sustancialmente el rendimiento de clasificación de textos respecto del baseline. Se muestra que la corrección ortográfica es relevante en el rendimiento de clasificación y que los textos cortos se clasifican de mejor manera. Los experimentos de resumen extractivo de texto logran resumir los hechos relevantes mejor que métodos propuestos en otros trabajos y mejor que seleccionando al azar. La incorporación de información de clasificación de texto mejora la calidad del resumen extraído. Se comparan los resultados de la clasificación de las encuestas con los índices de satisfacción tradicionales. Se encuentra que los clientes comentan sobre más aspectos negativos que positivos y que éstos no se ven reflejados en el índice de satisfacción.
Asistencia de un haz láser como método de tratamiento térmico en un proceso de soldadura por fricción
(2021) Mullo Casillas, José Luis; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El proceso de soldadura por fricción FW (Friction Welding), tiene gran aplicación en la soldadura de elementos que son utilizados en la industria del transporte, aeronáutica y espacial. Las uniones soldadas con este proceso han sido estudiadas evaluando sus propiedades mecánicas y caracterizando la microestructura, dichas uniones muestran resultados aceptables en comparación a los métodos de soldadura por fusión. Sin embargo, por un control inadecuado de los parámetros de soldadura, o incompatibilidades metalúrgicas se pueden generar compuestos intermetálicos, fases no deseadas o un crecimiento inadecuado del grano. Los defectos enunciados no han sido controlados totalmente, y a su vez, van a afectar la calidad de la junta soldada, limitando su aplicación futura. Los métodos alternativos de generación de calor como la asistencia de un haz láser en los procesos de soldadura por fricción son muy limitados y se enfocan solamente en los procesos de soldadura por fricción-agitación FSW (Friction stir welding) mostrando grandes beneficios. Por lo tanto, en esta investigación se realiza la asistencia de un haz láser en un tipo de proceso de soldadura de fricción denominado por accionamiento directo CDFW (Continuous drive friction welding), y se utiliza un proceso denominado LAFW (Laser assisted friction welding) desarrollado por el autor. En el proceso implementado se realizan uniones acero-aluminio, analizando las propiedades mecánicas respecto a las del material base sobre la base de un análisis estadístico. Las uniones soldadas son evaluadas por ensayos mecánicos de tracción, análisis metalográfico, microdureza, microscopía electrónica de barrido SEM (Scanning electron microscopy), espectroscopía de energía dispersiva EDS (Energy dispersive spectroscopy), espectroscopía de dispersión por longitud de onda WDS (Wavelength dispersive spectroscopy), difracción de rayos X (XRD) (X-ray diffraction analysis) y espectroscopía de emisión óptica por descarga luminiscente GDOES (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy). Los resultados indican que este proceso es más eficiente que un proceso de soldadura por fricción convencional, determinando así un efecto favorable de la asistencia láser en los parámetros de soldadura y las propiedades mecánicas de las uniones soldadas.
Assessment and correction of endogeneity problems in discrete choice models
(2021) Guerrero Barbosa, Thomas Edison; Ortúzar Salas, Juan de Dios; Guevara, C. Ángelo; Cherchi, Elisabetta; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El término endogeneidad se utiliza cuando existe correlación entre una o más variables explicativas observadas y el término de error de un modelo econométrico. La endogeneidad se considera un fenómeno prácticamente inevitable en modelación econométrica, ya que hay muchas causas potenciales detrás de ella: variables omitidas, errores de medición o especificación, estimación simultánea y autoselección. El problema es que puede dar lugar a la estimación de parámetros inconsistentes y si sus efectos no se consideran al estimar los modelos, el analista puede llegar a pronósticos y conclusiones erróneas. La corrección de endogeneidad se ha abordado ampliamente en la literatura sobre modelos lineales (LM), pero los LM tienen un alcance limitado en ciertas áreas. En particular, este es el caso en planeación y evaluación social de proyectos de transporte, donde los Modelos de Elección Discreta (DCM), que son altamente no-lineales, juegan un papel fundamental. Desafortunadamente, rara vez se corrigen los DCM por endogeneidad, por lo que se ha identificado una brecha en el estado de conocimiento que esta tesis pretende cerrar. Así, el objetivo general de esta tesis doctoral es desarrollar un conjunto de pautas que permitan evaluar y corregir problemas de endogeneidad en DCM. Con base en las brechas de investigación identificadas, los objetivos específicos de esta investigación son: a) Determinar el impacto de la endogeneidad en modelos de elección modal estimados a nivel estratégico. Aquí se considera el enfoque de Funciones de Control (FC) y se proponen instrumentos válidos para corregir endogeneidad. También se aborda el problema de predicción en DCM corregidos por endogeneidad, utilizando datos simulados. b) Desarrollar una metodología para detectar instrumentos débiles en DCM utilizando el método CF y experimentos de Monte Carlo, ampliando los enfoques propuestos para modelos lineales. c) Caracterizar el impacto de indicadores discretos para corregir endogeneidad en DCM. Para ello, utilizamos simulaciones de Monte Carlo y datos reales provenientes de una encuesta de preferencias declaradas (SP) especialmente desarrollada para tal fin. Luego, se estima DCM corregidos con el método de Soluciones de Indicadores Múltiples (MIS) usando indicadores discretos y continuos por separado. Finalmente, se evalúa el comportamiento econométrico de ambos tipos de indicadores. Establecemos conclusiones de carácter teórico, empírico y metodológico. En primera instancia, se desea determinar variables instrumentales adecuadas para corregir endogeneidad en modelación de transporte y medir su impacto en modelos estratégicos de partición modal. Además, logramos reducir los errores asociados a la estimación de DCM, mejorar su capacidad de pronóstico y estimar parámetros consistentes que resulten en estimaciones corregidas de medidas de valoración del modelo, como el valor subjetivo del tiempo (SVT) que se utiliza para evaluar proyectos de transporte. También, formulamos una metodología empírica, apoyada en simulación de Monte Carlo, para predecir usando DCM corregidos por endogeneidad con una versión adecuada del método CF. Por otro lado, definimos pautas para aclarar en qué condiciones funcionan (o no) indicadores discretos cuando se corrigen DCM por endogeneidad utilizando el método MIS. Finalmente, estructuramos una metodología para detectar instrumentos DCM débiles en base a lo propuesto para modelos lineales.
Augmenting deep learning models using continual and meta learning strategies
(2022) Hurtado González, Julio Andrés; Soto Arriaza, Álvaro Marcelo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los modelos de aprendizaje profundo son entrenados con conjuntos de datos finitos con una distribución fija, y se prueban en conjuntos que siguen la misma distribución. Este proceso difiere mucho de como aprendemos los humanos, donde nos enfrentamos a diferentes situaciones que debemos aprender a resolver continuamente. Los modelos de aprendizaje profundo no son capaces de adaptarse continuamente a nuevas tareas o situaciones. Cuando un modelo ya entrenado se enfrenta con una nueva tarea, debe ser re entrenado para adaptarse a los nuevos datos. Este entrenamiento modifica completamente los pesos del modelo para enfocarse en la nueva tarea, causando que el modelo olvide lo previamente aprendido. Este problema es conocido como olvido catastrófico, y es el responsable de que el rendimiento de tareas entrenadas previamente baje drásticamente. En esta tesis nos enfocamos en dos ideas para aliviar el problema del olvido. La primera idea es aprender pesos que favorezcan la transferencia de conocimiento entre tareas, lo que disminuye la necesidad de modificar los pesos del modelo, reduciendo el olvido. La segunda idea es facilitar la reutilización de los pesos del modelo, es decir, entregar herramientas al modelo para que una nueva tarea utilice la información ya adquirida y la complemente con aprendizaje de la propia tarea. Las dos grandes contribuciones de esta tesis consisten en dos métodos que utilizan estas ideas para aliviar el problema del olvido catastrófico en problemas de aprendizaje continuo. Estas contribuciones muestran que incentivar la reutilización de los pesos es un factor importante para reducir el olvido.

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