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Recent Submissions
- ItemHigh energy costs in insular energy systems and the potential for integrating innovative renewable solutions: The case of Chile(2024) Villarroel Labraña, Nicolás Ignacio; Watts Casimis, David Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLos sistemas energéticos insulares son fundamentales para una transición energética eficiente debido a sus características geográficas y estructurales y a su dependencia de los combustibles fósiles. La literatura indica que las energías renovables pueden mitigar los elevados costes de explotación y la dependencia de los combustibles fósiles. Sin embargo, los sistemas insulares de los países en desarrollo se enfrentan a retos políticos, técnicos y económicos específicos que requieren un estudio más profundo. Este artículo analiza exhaustivamente los sistemas energéticos insulares chilenos, ofreciendo recomendaciones para aumentar eficientemente la penetración de la generación renovable. Se realiza un análisis detallado del perfil de consumo eléctrico, las políticas actuales y la operación del sistema. Además, se investiga la baja penetración de las energías renovables en estos sistemas, levantando barreras como las limitaciones técnicas, la obstrucción política y la percepción de riesgo en las inversiones. Se presentan recomendaciones políticas para superar estos obstáculos, promoviendo la integración efectiva de las energías renovables en los sistemas insulares de Chile y a nivel global. Las soluciones propuestas incluyen el modelo de negocio de Build-Operate-Transfer (BOT), el modelo de negocio Third-Party-Owned (TPO), la fijación de precios mediante Long-Run Incremental Cost (LRIC) y la concordancia regulatoria. La investigación destaca que, aunque las energías renovables pueden reducir los costes de explotación, las barreras a la integración son el principal reto para aumentar la penetración de la generación renovable. Este estudio aporta valiosas ideas para tomadores de decisión políticos, investigadores e inversionistas interesados en la viabilidad de la generación renovable en sistemas insulares.
- ItemInstrumentos flexibles para abordar la seguridad hídrica en un contexto de incertidumbre climática un estudio de caso de contratos de opción en la cuenca del río Aconcagua(2024) Ávila Troya, Antonia Ignacia; Vicuña Díaz, Sebastián; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl cambio climático afecta a una gran variedad de fenómenos meteorológicos y climáticos extremos en todo el mundo, provocando diversas consecuencias adversas en la seguridad alimentaria e hídrica. Esto ha afectado especialmente a algunos países, como Chile, que sufre actualmente la sequía más larga de su historia. El posible agravamiento futuro de esta situación ha motivado diversos estudios que evalúan distintas medidas de adaptación para evitar problemas de seguridad hídrica. Un ejemplo de estas medidas es la implementación de contratos de opción. Este instrumento corresponde a una transferencia temporal de agua de un usuario (normalmente un usuario agrícola) a otro (normalmente un proveedor de agua potable). Un contrato de opción es probable que se ejecute cuando exista una condición climática que lo amerite y se considera una compensación monetaria para los usuarios que entregan el agua. Los contratos de opción permiten al titular posponer las decisiones de compra de agua hasta disponer de más información. Esta tesis presenta un estudio de caso sobre la aplicación de este instrumento como herramienta para reducir el impacto de la sequía en el consumo humano en un contexto de incertidumbre climática, en la cuenca del río Aconcagua durante el periodo 2019-2060. Los resultados muestran que, dependiendo del escenario climático, el contrato se activa de 0 a 49 veces durante el período de estudio. En caso de activación, aumenta el volumen de agua recibido por la empresa de saneamiento. De este estudio se concluye que los contratos de opción reducen los niveles de demanda insatisfecha que presentará la empresa de saneamiento debido a las condiciones futuras, mejorando la seguridad hídrica de los habitantes de la zona donde se aplica la medida.
- ItemEnhanced prediction of model-based vocal features using a probabilistic bayesian neural network with uncertainty estimation(2024) Sepúlveda Riquelme, Joaquín; Cuadra Banderas, Patricio de la ; Zañartu, Matías; Mery Quiroz, Domingo Arturo; Espinoza, Víctor; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo AlbertoThis thesis presents a thorough investigation into the modeling and estimation of vocal function variables, providing advances in the field of non-invasive ambulatory voice monitoring. Two related studies are involved in the thesis. One of the studies is aimed to resolve the discrepancies between the Triangular Body-Cover Model (TBCM) of vocal folds and clinical data. The study explores theimpact of physical properties, particularly the attenuation factor of the vocal tract, in accurately replicating clinical data, offering insights into the optimization of synthetic voice models for more accurate clinical representation. The second study introduces a novel application of a Probabilistic Bayesian Neural Network (PBNN) for estimating vocal function variables such as subglottal pressure,vocal fold contact pressure, and muscle activation variables, which are challenging to measure in ambulatory settings. The PBNN is trained on both synthetic and clinical data, demonstrating strong performance in predicting these variables with accurate es timations and narrow confidence intervals in synthetic contexts. In contrast, clinical contexts, incorporating transfer learning, present wider, more realistic confidence in tervals due to the inherent variability in human phonation. Furthermore, an observable correlation between prediction errors and both aleatoric and epistemic uncertaintieshighlights the ability of the network to forecast inaccuracies. Increased uncertainty at points of non-linear behavior, especially at higher subglottal pressures, suggests the need for improved input features to capture these nonlinear effects, indicating avenues for future research to enhance measurement fidelity.
- ItemComplex event recognition meets hierarchical conjunctive queries(2024) Pinto Araya, Dante; Riveros Jaeger, Cristian; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLas consultas conjuntivas jerárquicas (HCQ) son un subconjunto de las consultas conjuntivas (CQ) con propiedades algorítmicas robustas. Berkholz, Keppeler y Schweikardt, entre otros, han demostrado que HCQ es la subclase de CQ mas grande que admite la evaluación dinámica de consultas con constant update time y constant dealy enumeration. Por otra parte, nos encontramos con el concepto de Complex Event Recognition (CER), una tecnología prominente para la evaluación de patrones sobre streams de datos. Dado que un stream de datos puede interpretarse como una secuencia, potencialmente infinita, de inserciones para la evaluación dinámica de consultas, es natural preguntarse si es posible aprovechar las propiedades de las HCQ para encontrar una clase robusta de consultas que puedan evaluarse de forma eficiente en el setting de CER. En esta tesis buscamos combinar las HCQ con patrones de secuencia para encontrar una clase de consultas de CER que tengan lo mejor de ambos mundos. Con este objetivo, proponemos un modelo de autómata, llamado Parallelized Complex Event Automata (PCEA), para evaluar consultas de CER con correlación (i.e., joins) sobre streams de datos. Este modelo nos permite expresar patrones de secuencia y comparar valores entre tuplas, pero además incorpora una definición alternativa de no determinismo que llamamos paralelización. Mostramos que para toda HCQ, utilizando bag semantics, es posible construir un PCEA equivalente. Adicionalmente, mostramos que HCQ es la clase de consultas conjuntivas acíclicas más grande que este modelo puede definir. Por lo anterior, PCEA es un modelo que captura precisamente las HCQ y las extiende con patrones de secuencia. Finalmente, mostramos que PCEA hereda las propiedades algorítmicas de las HCQ, presentando un algoritmo de evaluación para PCEA bajo sliding windows con logarithmic update time y output-linear delay.
- ItemOptimal Control of the Modular Multilevel Matrix Converter with Distributed Energy Storage for Grid Supply and Machine Drives(2024) Gajardo Rojas, José Ignacio; Pereda Torres, Javier Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa integración de sistemas de almacenamiento híbridos desempeña un papel fundamental en el aprovechamiento de energías renovables, la electrificación de procesos y el fortalecimiento de la red eléctrica. Los conversores de potencia juegan un papel crucial al posibilitar la integración de nuevas tecnologías. En este contexto, los conversores modulares multinivel en cascada están siendo objeto de estudios recientes debido a sus beneficios en la incorporación de sistemas de almacenamiento a la red. Destaca el conversor modular multinivel matricial (M3C), que esta ganando popularidad gracias a su capacidad para ofrecer las ventajas de un conversor multinivel y la conexión directa entre dos redes de corriente alterna (AC). Además, este conversor facilita la integración de un sistema de almacenamiento distribuido (DES) en sus sub-módulos, simplificando la gestión de las fuentes de energía. A pesar de sus notables beneficios, este tipo de aplicación especıfica del conversor no ha alcanzado una amplia popularidad en el ámbito académico. Esta tesis se enfoca en examinar la integración de un DES mediante un algoritmo de control fundamentado en el desequilibrio de potencia inter-clúster en el M3C. En una primera fase, se lleva a cabo un análisis de las ecuaciones delineadas en investigaciones recientes, seguido de un desarrollo matemático para deducir las ecuaciones de corriente y las expresiones de potencia instantánea. Por último, se formula un método de control optimo basado en cada sistema de ecuaciones propuesto. El sistema de control propuesto se evalúa inicialmente mediante simulaciones y posteriormente se valida en un entorno experimental. Esta validación incluye la inyección de potencia a la red eléctrica y la operación de un motor a velocidad variable, todo ello en conjunto con un desequilibrio de potencia inter-clúster.