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Recent Submissions
- ItemOptimal design of grid-connected photovoltaic systems for water pumping in agriculture(2024) Contardo Cánepa, Elena; Lorca Gálvez, Álvaro Hugo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl riego es un componente esencial en la producción de alimentos, pero implica un alto consumo de agua y energía, lo que incrementa los costos operativos y el impacto ambiental. Con el mayor acceso a la electricidad en áreas rurales, los sistemas fotovoltaicos emergen como una solución sostenible para reducir los costos eléctricos y las emisiones de gases de efecto invernadero asociados al riego agrícola, al mismo tiempo que promueven la generación descentralizada de energía. Sin embargo, el diseño óptimo de estos sistemas es complejo debido a la necesidad de equilibrar múltiples factores, como la disponibilidad de radiación solar, el consumo de agua, los costos de los componentes, las tarifas eléctricas, las políticas regulatorias y las restricciones técnicas. Para abordar esta complejidad, esta investigación presenta un modelo de optimización desarrollado específicamente para determinar la configuración óptima de sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica para el bombeo de agua en la agricultura. El modelo tiene como objetivo maximizar el Valor Actual Neto de las instalaciones fotovoltaicas optimizando la cantidad, orientación y distribución de los módulos fotovoltaicos y la selección de inversores, teniendo en cuenta los factores antes mencionados. El modelo fue validado mediante dos escenarios experimentales, cada uno con diferentes sistemas de riego y condiciones regulatorias. Los resultados demuestran que alinear la generación de energía fotovoltaica con demandas específicas de consumo puede mejorar significativamente el desempeño económico, especialmente al incrementar el autoconsumo y reducir la dependencia de la electricidad de la red. Además, el estudio destaca el papel crucial de los marcos regulatorios en la determinación del tamaño y configuración óptima de los sistemas fotovoltaicos. Los hallazgos destacan el potencial del modelo de optimización para diseñar sistemas fotovoltaicos eficientes y rentables para aplicaciones agrícolas, ofreciendo un camino hacia prácticas de riego más sostenibles y económicamente viables. Investigaciones futuras podrían refinar el modelo incorporando un modelo de generación más avanzado y adaptándolo a diferentes estructuras tarifarias y entornos regulatorios.
- ItemPredicción de localización de puestos de trabajo con redes neuronales sobre imágenes satelitales(2024) Pizarro Kumpf, Paulina Andrea; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Löbel Díaz, Hans-Albert; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa localización de trabajos dentro de las ciudades es fundamental para planificar adecuadamente los sistemas de transporte. Al ser el propósito laboral el más cuantioso dentro de los motivos de viaje en horas punta, conocer la ubicación y concentración de estos atractores/generadores de viaje permite evaluar el efecto de modificaciones de servicios, infraestructura, políticas de transporte, entre otros. Entre las metodologías tradicionales empleadas para recabar esta información se encuentra la realización de encuestas, las que son costosas de implementar y, por consecuencia, suelen no realizarse frecuentemente por lo que la información se encuentra desactualizada. A modo de enfrentar estas dificultades, en esta investigación se propone el uso de redes neuronales convolucionales (CNN) sobre imágenes satelitales para predecir la localización de trabajos en la ciudad de Santiago. Utilizando una imagen satelital de Santiago, se georreferencia información de empresas y usos de suelo, y se genera un conjunto de datos que se utiliza para entrenar diferentes arquitecturas de redes neuronales convolucionales. Se utiliza transfer learning para hacer más eficiente el entrenamiento y se comparan modelos de una y dos entradas, obteniendo mejores resultados para el segundo. Se proponen y se evalúan tres modelos de clasificación y uno de regresión, obteniendo un balanced accuracy de 27% para el modelo de 10 clases, 52% para el modelo de 4 clases y 85% para el modelo de clasificación binario. Los resultados obtenidos muestran que es posible utilizar CNN sobre imágenes satelitales para interpretar presencia de actividades laborales y por consecuencia localizarlas. Entre las recomendaciones para trabajos futuros, se propone el uso de base de datos con localización laboral más precisa, información de usos de suelo a nivel de predios que permita asignar los trabajos a un área y no a un punto, y probar otras arquitecturas de red, como modelos de clasificación jerárquicos.
- ItemConvex metamodelling for Lagrangian cut generation in stochastic integer programs(2024) Canales Echeverría, Diego; Angulo, Gustavo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaA medida que programación entera ha llegado a ser una herramienta de uso extendido para problemas con escala cada vez mayor, desigualdades válidas y planos cortantes han sido de importancia fundamental para optimización rápida. En este trabajo consideramos la clase de cortes Lagrangianos que surge en el campo de programación entera estocástica, desigualdades fuertes derivadas de un problema dual similares a los cortes de Benders, mas su costo computacional formidable puede ser prohibitivo. Alguna forma de aproximación es necesaria y varias propuestas existen en la literatura demostrando éxito sobre una gama relativamente limitada de programas enteros estocásticos. Proponemos una aproximación de carácter distinto conocido como metamodelación: como el cuello de botella reside en evaluaciones costosas de la función objetivo dual, la sustituimos con un regresor entrenado asignando variables duales y parámetros del problema a un valor objetivo estimado. Luego de imponer ciertos supuestos sobre la estructura del problema comúnmente observados en la práctica, se demuestra exactitud de cierta subclase de cortes Lagrangianos y adicionalmente los datos de dicho regresor son cóncavos, permitiendo uso de maquinaria de regresión convexa para entrenar modelos grandes en mayores dimensiones con escaso gasto computacional comparado con alternativas genéricas como lo son por ejemplo las redes neuronales. Un conjunto de datos para el metamodelo se genera adaptando el método cuasi-Monte Carlo, y a continuación parámetros se ajustan a través de una heurística establecida debidamente modificada para nuestros propósitos. Instancias de un problema de prueba se resuelven con dos algoritmos, el Integer L-Shaped Method (estándar para resolver programas estocásticos enteros de dos etapas) y el método de Kelley (aplicable pero inferior al anterior en el caso entero de dos etapas), encontrando que mejora sobre el primero pero se ve superado por una alternativa más simple, mientras que resultados bajo el segundo son bastante impresionantes.
- ItemProfit-driven optimal segment churn prevention actions for a financial institution. A multi-action and shared-segment budget constraint approach(2024) Abraham, Fuentealba; Mac Cawley Vergara, Alejandro Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaCustomer attrition is a significant source of revenue loss for organizations, and attracting new customers is estimated to be five to six times more expensive than retaining an existing customer. This paper presents a profit-driven optimization approach to prevent customer churn using a multi-action customer retention action portfolio subject to a budget constraint. The proposed approach integrates the problem of predicting customer churn through analytical models with the issue of selecting specific customer retention actions from a set of defined actions with different costs and effectiveness while enforcing budgetary constraints. The main contribution is developing an optimization framework that matches the customer with the actions, maximizing the expected Customer Lifetime Value retention by applying a given action to a set of customers subject to a budget constraint. This proactive approach is compared with industry customer-action matching heuristics such as sorting by Expected Profit of a Customer, churn ratio, and Customer lifetime Value. Results show that the proposed model significantly outperforms the mentioned heuristics, using a shared budget over a specific campaign budget is preferred, an adequate portfolio of retention actions is crucial for maximizing value, and overestimating a campaign’s effectiveness can reduce the value. The proactive model was tested in a set of 150,000 customers and increased the return on investment of the retention actions by over a 185% compared to the reactive approach of the company.
- ItemMorfoestratigrafía fluvial y génesis de placeres de oro en el cordón Baquedano, Tierra del Fuego, 53°S(2024) Del Valle Lagos, Felipe Ignacio; Marquardt R., Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLos placeres de oro son yacimientos formados por procesos sedimentarios que liberan el material aurífero de las rocas o sedimentos que los contienen; que lo transportan, concentran y depositan en sedimentos. En el Cordón Baquedano al este de Porvenir, Tierra del Fuego se encuentran placeres de oro que han sido explotados intermitentemente desde fines del s. XIX con un intento de industrialización inglesa a comienzos del s. XX. En este trabajo se busca definir la metalogénesis del oro en esta zona a partir de: i) la obtención de una distribución de leyes a partir de la perforación de una malla regular de pozos de hasta 6 m de profundidad; ii) la generación de un modelo morfo-estratigráfico a partir de la estratigrafía de los pozos y de un modelo de superficie generado con drone; y iii) un estudio de proveniencia de partículas de oro y clastos. En la perforación de los pozos se hallaron tres niveles estratigráficos significativos: i) horizonte vegetal arcilloso oscuro de entre 30 y 50 cm; ii) manto de gravas arcillosas a arcillas gravosas, ausente en algunos pozos y de más de 6 m en la planicie superior del área de estudio; y iii) un basamento arcillo-arenoso semi consolidado con contenido fosilífero marino. Se hallaron leyes de hasta 1524 mg/m3 en el manto de gravas y arcillas. Las leyes se encontraron asociadas a las siguientes unidades morfoestratigráficas, de mayor a menor prevalencia de altas leyes: i) quebradas y lechos de rio; ii) terrazas fluviales; iii) laderas de degradación de terrazas fluviales; iv) la planicie superior sobre el que se labra la morfología fluvial. Se observó que las partículas de oro encontradas en la planicie superior presentan menor índice de transporte que aquellas halladas en niveles inferiores, localizando en el primero la fuente local de las partículas.