La gestión de relaves, subproductos de la concentración de minerales, conlleva a la creación de grandes depósitos para su almacenamiento. La ubicación de estos tranques o embalses presenta desafíos significativos. Los riesgos por contaminación son primordiales, los que incluyen la contaminación del agua a través del drenaje ácido y la contaminación del aire por partículas. Además, existe el riesgo crítico de colapso o derrumbe de estos depósitos, lo que representa un escenario particularmente grave. En el presente trabajo de tesis se realiza un análisis empírico de la distancia peligrosa de un relave una vez que el depósito ha colapsado, a partir de un modelo físico a escala de laboratorio. Con el fin de evaluar la influencia de las variables geométricas, reológicas y fluidodinámicas. Para esto, se construye un canal rectangular, horizontal y abierto que dispone de un contenedor con una compuerta, donde se vierte el relave y se simula dicha falla, luego el fluido escurre libremente hasta su detención total. Se emplean métodos de medición basados en láser, donde la distancia peligrosa se calcula en función de la cantidad de relaves descargados, la concentración de peso en sólidos. Los hallazgos indican que la distancia peligrosa está directamente influenciada con la cantidad descargada de relave, el diámetro de partícula y la pendiente del canal, pero inversamente relacionada con la concentración de peso en sólidos. El relave se define por sus características reológicas y granulométricas. En el caso de de los parámetros reológicos del relave y realizando un ajuste del flujo al modelo plástico de Bingham. El estudio muestra que a medida que se incrementa la concentración de sólidos y la velocidad de corte, tanto el esfuerzo de fluencia como la viscosidad efectiva aumentan. En el caso de los parámetros granulométricos, el tamaño de la partícula del 80% (d80) del relave utilizado es de 150 micrones. Se observa que(...).

Se presenta un enfoque de modelado integrado para apoyar la toma de decisiones en una cadena de suministro agrícola, que considera cosecha, procesamiento y distribución de fruta fresca a diferentes mercados en escenarios disruptivos. El problema incluye la delimitación de predios en zonas de manejo y planificación de la cosecha basada en ventanas óptimas de cosecha para cada zona, en función de la calidad de la fruta. El Procesamiento consiste en prolongar la vida útil de la fruta, un proceso utilizado en el sector frutícola exportador para retrasar la oxidación de frutas y hortalizas, conocido como recubrimiento o Coating. El problema de distribución incluye posibles interrupciones en los puertos, lo cual es crucial para los productos frescos que se exportan. La metodología propuesta considera un modelo de optimización estocástica entero-mixto de dos etapas, para crear un marco de planificación resiliente de cadenas de suministro de fruta fresca. Además, el modelo neutral al riesgo se extiende mediante la aplicación de dos formulaciones cuantitativas que integran medidas de riesgo: una basada en Condicional Value at Risk (CVaR) y otra enfocada en Minimization of Total Absolute Deviation (MOTAD). El Valor de la Solución Estocástica (VSS) demuestra que la incorporación de la incertidumbre permite al modelo encontrar mejores soluciones. Además, la integración de medidas de riesgo en el programa estocástico de dos etapas obliga al modelo a adoptar estrategias operativas más conservadoras para gestionar escenarios disruptivos en la cadena de suministro. El enfoque CVaR permite tomar mejores decisiones operativas para el envío de fruta fresca con mayor vida útil restante a destinos clave en escenarios adversos específicos, mientras que el método MOTAD prioriza la estabilidad general para cumplir con la vida útil requerida en todos los escenarios.

En industrias intensivas en activos, la integración del Mantenimiento Basado en Condiciones (CBM) y el Modelo de Riesgos Proporcionales (PHM) es crucial para mejorar las estrategias de mantenimiento predictivo. Esta integración se emplea para predecir la confiabilidad, las tasas de falla y orientar las decisiones de mantenimiento. Este análisis requiere conocer los parámetros de distribución y los pesos de las covariables; la estimación de parámetros puede tener múltiples soluciones factibles. Por lo tanto, las estrategias para el acotamiento y valores semilla requieren de especial atención. Una vez que se estiman estos parámetros, es necesario definir las probabilidades de transición de las condiciones/estados del activo a lo largo del tiempo. Considerar más de una covariable implica una medida compuesta cuya magnitud física es difícil de interpretar para el juicio experto, lo cual dificulta la estimación de bandas de estados para construir la matriz de probabilidad de transición. Así, esta investigación aborda los desafíos de órdenes de magnitud asociadas al uso de múltiples covariables en la ponderación de parámetros y estimación de la matriz de probabilidad de transición del modelo Weibull PHM utilizando algoritmos Data-Driven con el fin de robustecer la estimación del impacto de las condiciones en la vida útil de los equipos. Se plantean estrategias innovadoras de estimación de valores iniciales y cotas con Gradient Boosting, Random Forest e IPCRidge, incrementando la robustez de la ponderación de covariables. Para la estimación de bandas se utiliza clustering GMM como innovación, proporcionando resultados significativos como complemento a los criterios expertos. Por lo tanto, se contribuye al avance del mantenimiento predictivo, usando Data Science para mejorar la interpretación de la salud de los activos, de modo que la toma de decisiones de mantenimiento sea en el instante óptimo y, de esta forma, aumentar la vida útil remanente de los mismos.

Se desarrolló un modelo hidrogeoquímico innovador para una planta concentradora que emplea agua de mar como fuente de abastecimiento y recircula agua desde su depósito de relaves. Este modelo constituye un aporte importante al área de investigación, al incorporar por vez primera un enfoque combinado de balance estequiométrico del depósito de relaves, balance iónico de la planta concentradora y un submodelo cinético, con la finalidad de calcular la progresión de la calidad del agua en relación con los minerales existentes en el depósito de relaves. Estos elementos no han sido tratados de manera integral en la literatura existente, lo que refuerza la originalidad del trabajo. El modelo se aplicó a las corrientes principales de la planta bajo dos escenarios: i) caso base, se replicaron las condiciones de las referencias, determinando qué minerales precipitan según sus índices de saturación, y cuantificando las masas de los minerales en equilibrio y ii) caso alternativo, se implementó un estanque mezclador antes de la piscina de procesos, con el propósito de disminuir la concentración de Mg2+ a través de la precipitación de brucita, empleando lechada de cal, un agente habitual en las plantas de concentración. Se repitió el estudio del caso inicial para este contexto. Este enfoque permite abordar desafíos industriales comunes, como la gestión de sales disueltas y la optimización de procesos, temas que han recibido poca atención, desde el punto de vista de la calidad del agua de procesos en investigaciones previas. Los errores registrados en los balances iónico y estequiométrico fueron del 0,38%, 0,003% y 0,003% respectivamente para el caso base y alternativo. Además, se notó que(...).

El transporte óptimo ha sido tema de interés durante los últimos años [Villani, 2008] por sus aplicaciones en gestión de operaciones y en procesamiento de imágenes. En particular, en [Ekeland and Queyranne, 2015] se plantea un modelo de transporte óptimo para la extracción de un pozo minero a cielo abierto. El objetivo de este trabajo es presentar un modelo similar al descrito anteriormente, pero agregando restricciones de capacidad de extracción. Utilizando el esquema de dualidad de [Pennanen and Perkkiö, 2019] para problemas en el espacio de medidas de Radón, se consiguen condiciones de optimalidad para las soluciones, las cuales generan un pozo. Numéricamente se consiguen resultados para la optimalidad del pozo en el problema discretizado tanto para el problema irrestricto como para el problema con la restricción de capacidad.

Project Management is becoming increasingly crucial in competitive environments such as manufacturing and the service industries. The resource-constrained multi-project scheduling problem (RCMPSP) consists of assigning start times to jobs corresponding to two or more projects that must be executed simultaneously while respecting the precedence between jobs and limited resources. The existing rise in the study of the RCMPSP resulted in numerous works on the topic while proposing different problem features. This thesis presented a study of the RCMPSP and its variants, the base problem is initially described, and the solution methods and benchmarks used to solve RCMPSPs are classified and analyzed. The implications of the RCMPS with practice and its connection are also discussed. In addition, this research analyzed different variants of the problem based on aspects related to jobs, projects, relationships, resources, and time management, and based on the problem variants considered in the reviewed works, a taxonomy allowing (i) the identification and positioning of each RCMPSP variant and (ii) the analysis of the current state-of-the-art of the problem was proposed. Subsequently, it delved into the research of one of the most studied variants in the literature, RCMPSP with local resources (RCMPSP-L), describing the problem in detail and exposing its corresponding mathematical formulation. To solve the RCMPSP-L, a hybrid algorithm that integrates ant colony optimization with a hill-climbing first-improvement algorithm was proposed, and the experimentation process was carried out using a set of instances taken from the MPSPLib. The proposed algorithm presented low variability values, the construction phase provided good-quality solutions, and the local search constantly improved the constructive algorithm, with the results compared with other well-known approaches in the literature, evidencing that for different existing metrics, the proposed approach presents competitive results. Later, new variants of the problem that consider resource mixed accessibility, total resource allocation, delay costs, and resource costs were presented: RCMPSP-MT-W and RCMPSP-MT-W+RC, respectively, both variants described and mathematically formulated. A hybrid algorithm that integrates priority rules, simulated annealing, and tabu search as part of an iterated local search was proposed to solve the variants, where simple perturbation and joint perturbation were proposed as different perturbation intensities as part of the ILS. To validate the model and the algorithm, 36 instances based on the MPSPLib library were modified, and the results show that the application of joint perturbation yields better or equal results than simple perturbation, making greater use of resources with global accessibility, and although it may not be the only factor, the global accessibility of resources may imply greater freedom of allocation, allowing better results to be obtained.

La segmentación automática de lesiones de esclerosis múltiple en imágenes de resonancia magnética es una tarea fundamental para el diagnóstico, el monitoreo de la enfermedad y la evaluación de tratamientos. No obstante, la presencia del efecto del volumen parcial, el solapamiento de intensidades entre tejidos y el alto desbalance de clases, dificultan la segmentación de las lesiones de EM. En esta tesis se propone una nueva función de pérdida, denominada Mahalanobis Distance Loss (MDL), basada en el Mapa de Distancias de Mahalanobis (MDM), también propuesto, que integra información espacial y textural mediante características radiómicas extraídas de la modalidad FLAIR. A diferencia de los mapas de distancia construidos con la distancia euclidiana, el MDM incorpora dependencias estadísticas entre características, capturando mejor las variaciones sutiles en regiones ambiguas cercanas a los bordes de las lesiones. La MDL es combinada con la Generalized Dice Loss mediante un parámetro $\epsilon$ que regula el equilibrio entre solapamiento global y precisión en los bordes. La evaluación en los conjuntos de datos públicos ISBI-MS y MSSEG2016, utilizando una U-Net, demuestra que la función de pérdida propuesta supera a las basadas en mapas de distancia euclidiana, como Boundary Loss y Hausdorff Loss, en métricas de solapamiento (Dice, precisión), de borde (HD95, ASSD) y de detección bajo desbalance de clases (AUC-PR), además de reducir los falsos positivos. Los resultados validan que incorporar información de textura en la función de pérdida mediante el MDM mejora la segmentación automática de lesiones de EM y ofrece un marco prometedor para generalizar estas ideas a otros tipos de lesiones, tejidos y órganos.

El presente estudio aborda el desarrollo de un sistema operativo de respuesta ante emergencias Search and Rescue (SAR) en ambientes marítimos, basado en el uso de Modelos Hidrodinámicos Globales (MHG) y un Modelo Hidrodinámico Local (MHL), específicamente FVCOM. Se diseñaron algoritmos para procesar las salidas de estos modelos y utilizarlas como entrada en el Estimador Múltiple de Deriva de Partículas (EMDP), con el objetivo de delimitar zonas de búsqueda ante eventos de deriva en el mar. La evaluación del sistema se realizó utilizando datos del accidente aéreo del 2 de septiembre de 2011, ocurrido entre Isla Santa Clara e Isla Robinson Crusoe. Los resultados evidencian una buena concordancia entre trayectorias simuladas y observadas, con variaciones asociadas a las condiciones océano-atmosféricas. Se observó mejor desempeño de los modelos influenciados por mareas en condiciones de calma, y de los modelos impulsados por viento cuando este superó los 7 km·h⁻¹. El uso del MHL permitió una resolución espacial fina (hasta 46 m), capturando con mayor precisión la distribución de trayectorias. Este trabajo representa el primer aporte científico en Chile orientado a emergencias SAR marítimas, y propone una herramienta de apoyo eficiente para autoridades responsables en la toma de decisiones.