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Thesis Open-source Framework for Chilean Wildfire Spreading and Effects Analysis(Universidad Técnica Federico Santa María, 2021-05-13)Los incendios forestales son un problema de interés global que afectan frecuentemente a nuestro país, quemando miles de hectáreas de bosques, destruyendo la flora y fauna, afectando el aire, los ciclos del agua y el ecosistema. Estos daños han generado importantes pérdidas económicas, ambientales y sociales. Según estadísticas de CONAF, en Chile el 99,7% de los incendios son causados por negligencia humana y, entre 1963 y 2020, se han producido más de 250 mil incendios forestales, con más de 3 millones de hectáreas quemadas. Debido a los problemas generados por este tipo de fenómenos, se han desarrollado diversos enfoques para abordar la problemática, los que pueden clasificarse en: evaluación de riesgos, propagación y efectos. Nuestro enfoque está en los modelos de propagación, los cuales pueden subclasificarse en físicos, empíricos e híbridos. Como ejemplo, dos de los enfoques más explorados durante las últimas décadas son los modelos discretos, como los autómatas celulares, y los modelos continuos basados en ecuaciones diferenciales. El desarrollo de estos modelos ha permitido la creación de una gran variedad de software, aunque solo algunos de ellos son de código abierto. Este proyecto de tesis propone el desarrollo de un marco de trabajo (framework) de código abierto, basado en ecuaciones diferenciales, para apoyar el estudio de la propagación de incendios forestales, incluyendo características geográficas y meteorológicas de Chile. Por la estructura del algoritmo, se implementará en GPU para reducir los tiempos de simulación numérica en la generación de mapas de riesgo. Adicionalmente, este trabajo presenta un método numérico eficiente para el cálculo del modelo de propagación del fuego y la implementación del algoritmo asociado. El algoritmo presenta propiedades positivas de estabilidad, convergencia y complejidad. Además, la implementación en GPU del algoritmo propuesto supera a tres implementaciones diferentes en CPU. Estos resultados satisfactorios permiten concluir que el framework de código abierto es una herramienta válida para el estudio de incendios forestales. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Thesis Exploring Ultraviolet Complete Extensions of a Vector Dark Matter Model via the so(4) algebra(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-03-28)En trabajos anteriores se ha demostrado que un modelo minimalista para una materia oscura vectorial en triplete isospín sufre una pérdida de unitariedad debido al acoplamiento entre el campo vectorial y el bosón de Higgs. Sin embargo, mediante una manipulación algebraica del sector vectorial —al unificar los campos de interacción débil con los campos de materia oscura vectorial— surge una posible vía hacia una completitud ultravioleta (UV). En este trabajo se demuestra que el sector vectorial resultante, construido a partir de combinaciones lineales de estos campos, reproduce el sector gauge de una teoría de Yang-Mills sobre un grupo con álgebra so(4). La isomorfía algebraica so(4) ≃ su(2) ⊕ su(2) implica que es posible formular una completitud ultravioleta utilizando el grupo de recubrimiento SU(2) × SU(2) de SO(4). Hemos logrado construir una teoría de Yang-Mills de este tipo que reproduce el sector gauge deseado. Actualmente, nos encontramos estudiando las restricciones sobre el espacio de parámetros impuestas por los límites experimentales actuales relacionados con la materia oscura y el espectro de masas del Modelo Estándar. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Thesis Predicción de línea de costa por medio de modelos de Deep Learning (The Coastal Parrot Effect)(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-06)Las playas son amortiguadores naturales dinámicos y motores vitales del desarrollo económico y social, pero se encuentran cada vez más amenazadas por el aumento del nivel del mar y la intensificación de eventos meteorológicos extremos. Prever con precisión la evolución de la línea de costa es esencial para una gestión costera sostenible y una adecuada adaptación al cambio climático. Si bien los modelos clásicos a menudo no logran capturar la naturaleza no lineal y abrupta de las dinámicas costeras, los enfoques recientes basados en aprendizaje profundo (DL), en particular los modelos CNN y CNN-LSTM, han mostrado resultados prometedores. Sin embargo, los modelos basados en Transformers siguen siendo en gran medida inexplorados. Más críticamente, aún queda abierta la cuestión de cómo equilibrar la comprensión física con la flexibilidad de las redes neuronales en la modelación costera. Este estudio evalúa la arquitectura basada en Transformers PatchTST en comparación con los modelos CNN y CNN-LSTM, bajo diversas configuraciones de entrada que varían según la inclusión de variables hidrodinámicas, datos de la línea de costa y la propia variable objetivo. El modelo está diseñado para evitar el uso directo de la variable objetivo, basándose en su lugar en estadísticas de la línea de costa para centrar las predicciones, lo que obliga a extraer patrones significativos a partir de entradas exógenas. También se introduce un mecanismo de Atención por Canal para evaluar dinámicamente la relevancia de las entradas. Los resultados muestran que PatchTST supera a los modelos de referencia cuando se incluye información de la línea de costa, pero también revelan los compromisos que surgen al limitar el uso de información física previa. Estos hallazgos subrayan la importancia de estrategias híbridas que equilibren la modelación basada en datos con el conocimiento del dominio, ofreciendo nuevas perspectivas para el diseño de herramientas de predicción robustas y explicables en entornos costeros. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Thesis Nueva metodología para la estimación de la precipitación máxima probable, utilizando la distribución generalizada de valores extremos y análisis regional(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-05-30)Una estimación precisa de la Precipitación Máxima Probable (PMP) es fundamental para diseñar infraestructuras hidráulicas resilientes y minimizar los riesgos hidrológicos. Los enfoques estadísticos tradicionales, como lo es el ampliamente utilizado método de Hershfield, se basan en supuestos simplificados que no necesariamente caracterizan correctamente los eventos extremos de precipitación, las cuales presentan una naturaleza asimétrica de los datos. Este tipo de simplificaciones frecuentemente conducen a sesgos sistemáticos, lo cual lleva a una sobreestimación en zonas húmedas el valor de PMP y subestimaciones en zonas áridas. Este estudio propone un método robusto para la estimación de la PMP, que integra un modelo de distribución Generalizada de Valores Extremos (GEV por sus siglas en inglés) y métodos de agrupamientos, con el fin de abordar las limitaciones de los métodos tradicionales. Esto consiste en estimar los parámetros de la distribución GEV mediante método de “L-moments”, corregir el parámetro de forma en función de la longitud de registro para finalmente en estimar el resto de los parámetros. Posterior a esto, el algoritmo “K-means” (KMA por sus siglas en inglés) divide el área de estudio en regiones de precipitaciones homogéneas, basadas en atributos geográficos (Latitud y Altura) y estadísticos, lo cual reduce la influencia de los valores atípicos y proporciona estimaciones de PMP con mayor sentido físico. El caso de estudio de este análisis es Chile continental, el cual tiene el desafío de ser un país con una variabilidad climática latitudinal y longitudinal relevante, lo que constituye contexto idóneo para verificar la aplicabilidad y robustez del método propuesto. Referente a la corrección de sesgo, se redujo sustancialmente la variabilidad del parámetro de forma de la distribución GEV en estaciones que presentan longitudes de registro cortos, lo cual mejora la estabilidad en las estimaciones de valores extremos usando el modelo estadístico. El KMA logra delimitar seis regiones coherentes, cada una con patrones de precipitación distintos. En cuanto a la comparación con el enfoque tradicional de Hershfield, el método propuesto produjo estimaciones de PMP más consistentes espacialmente, particularmente en áreas áridas o semiáridas con alta asimetría. En general, el nuevo método evitó las sobreestimaciones extremas que se observan frecuentemente con los enfoques estadísticos sin corrección. Al combinar el modelado GEV corregido de sesgos con el agrupamiento regional y distribuciones con límites superiores, este estudio ofrece una metodología más robusta para la estimación de la PMP. La alineación verificable con patrones climáticos establecidos, junto con una reducción sustancial de sobreestimaciones extremas, subraya su aplicabilidad en diversos contextos hidrológicos. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Thesis Actualización, Aplicación y Sensibilización de las Metodologías de Valorización del Patrimonio Vial para Túneles de Carretera Concesionadas(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-12)En Chile, la infraestructura vial, incluidos los túneles de carretera, es fundamental para el desarrollo económico y la conectividad del país. Sin embargo, la gestión efectiva del patrimonio vial enfrenta desafíos debido a la escasez de recursos y a la necesidad de una adecuada valorización de los activos. La Dirección de Vialidad ha utilizado modelos de depreciación simple, lo que limita la precisión en la representación del valor real de estos activos a lo largo del tiempo. La valorización adecuada permite asignar recursos de manera eficiente y priorizar las inversiones en conservación y mantenimiento. La metodología actual de valorización no contempla de manera precisa las características específicas de los túneles de carretera y no considera adecuadamente el impacto de las intervenciones necesarias a lo largo de su vida útil. Esto puede conducir a decisiones subóptimas en la gestión y conservación de la infraestructura vial, afectando su valor a largo plazo y la calidad del servicio prestado a los usuarios. El objetivo principal de este trabajo es ajustar y desarrollar metodologías de valorización para los componentes de túneles de carretera, utilizando un modelo que permita reflejar el valor real de estos activos. Se busca elaborar un manual técnico que facilite la implementación de estas metodologías, cumpliendo con el objetivo de plasmar el modelo de valorización enfocado en túneles de carretera en la documentación necesaria para su aplicación por parte de la Dirección General de Concesiones (DGC) en futuras licitaciones. La implementación de la Metodología de Valorización Propuesta Actualizada (MVPA) mejorará la precisión en la valoración de túneles de carretera, permitiendo una gestión más eficiente de los recursos públicos destinados a la infraestructura vial. Además, el manual técnico desarrollado será una herramienta clave para estandarizar el uso de estas metodologías en las bases de licitación, asegurando que las decisiones sobre inversión y mantenimiento estén fundamentadas en una valorización precisa y actualizada de los activos.
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Publication Gender heterophily and equality: a contribution to gender equality in the Chilean scientific sector(2023-01-01)Women’s insertion or consolidation in science has been thoroughly researched. Such discussion could be particularly relevant concerning sustainable development goal five (SDG 5) on Gender Equality advancement. However, the debate is focused on women percentages inserted into scientific labor, leaving the issue of symbolic experience for women in research unaddressed and with little empirical support. The data come from a survey developed under a FONDECYT project, which studied knowledge production in Chile. Researchers obtained contacts through invitations on social networks such as Twitter, Facebook, and LinkedIn and databases containing scientists’ emails working in Chile. The non-probabilistic sample collected 583 cases, with participants residing in 15 of the 16 country regions. As a result, this document presents the findings of a study on symbolic experience using an instrument to determine whether there are any homophily patterns. It aims to determine if scientists tend to cite others as referents only when they encounter a situation like their own. The findings reveal a clear way scientists estimate the effect of others in terms of their gender homophily. This intervening factor could be crucial in reproducing the disparities and asymmetries that characterize Chile’s scientific field. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Thesis Modelación de los pisos subterráneos en un edificio de media altura(Universidad Técnica Federico Santa María, 2021-06)En la práctica ingenieril, se tiende a obviar la interacción suelo-estructura en diseño de edificios, modelando la fundación como apoyos empotrados y diseñando las fundaciones en base a las reacciones que se obtienen del modelo en los apoyos. En algunos casos, si los subterráneos del edificio tienen una alta densidad de muros, se modela éste como si se comportara como cuerpo rígido, empotrando la base de los elementos verticales del primer piso. El efecto de los pisos subterráneos en la respuesta sísmica de los edificios, es un tema poco explorado en la literatura y por lo tanto, no considerado en las actuales disposiciones de diseño. En este trabajo, se analizó el efecto de los distintos tipos de modelaciones de los pisos subterráneos en la respuesta de un edificio de media altura sometido a registros de sismos chilenos. Las modelaciones están en el rango desde considerar la estructura empotrada al suelo en el primer piso, hasta modelar la estructura considerando o no el suelo como un cuerpo rígido que se mueve de forma homogénea. El edificio se modeló en un software mediante elementos finitos, considerando el estado de carga solo peso propio, ya que la estructura se encontraba solamente con obra gruesa durante todo el tiempo que estuvieron instalados los instrumentos de registro. Los resultados analíticos obtenidos se contrastaron con los registros de aceleraciones obtenidos para el edificio Alcázar de Viña del Mar, Chile, en instrumentos que fueron instalados en los pisos -3, 1, 3, 6 y 16; que registraron 72 réplicas del terremoto del Maule del 27 de febrero de 2010, entre el 27 de marzo de 2010 y el 19 de abril de 2011. Se dio énfasis al estudio de las respuestas de 11 sismos de diversos hipocentros y magnitudes, que se consideraron representativos de diferentes fuentes y magnitudes. Con los datos obtenidos, se elaboraron recomendaciones de diseño a objeto de modelar de mejor forma, los pisos subterráneos de un edificio de condiciones similares al desarrollado en este trabajo. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication A Bayesian Filtering Method for Wiener State-Space Systems Utilizing a Piece-wise Linear Approximation(2023-07-01)In this paper, we develop a filtering algorithm for Wiener systems written in state-space form which considers correlated noise sources. The output non-linearity is approximated by using a piece-wise linear function. The probability function of the output signal conditioned to the system state is written as a Gaussian mixture distribution. A Gaussian sum filter algorithm to obtain the a posteriori probability density function of the state given the current and past output is developed. The associated statistics of the system state are obtained. The benefits of our proposal are illustrated via numerical simulations. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication A methodology to implement a closed-loop feedback-feedforward level control in a laboratory-scale flotation bank using peristaltic pumps(2023-01-01)This paper describes the implementation of a level control strategy in a laboratory-scale flotation system. The laboratory-scale system consists of a bank of three flotation tanks connected in series, which mimics a flotation system found in mineral processing plants. Besides the classical feedback control strategy, we have also included a feedforward strategy to better account for process disturbances. Results revealed that the level control performance significantly improves when a feedforward strategy is considered. This methodology uses peristaltic pumps for level control, which has not been extensively documented even though: (1) peristaltic pumps are commonly used in laboratory-scale systems, and (2) the control implementation is not as straightforward as those control strategies that use valves. Therefore, we believe that this paper, which describes a proven methodology that has been validated in an experimental system, can be a useful reference for many researchers in the field.•Preparation of reagents to ensure that the froth stability of the froth layer is representative of an industrial flotation froth.•Calibration of instruments - convert the electrical signal from PLCs to engineering units.•Tuning PI parameters using SIMC rules by performing step-changes in each flotation cell. - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Considerations on the modified Maxwell electrodynamics in the presence of an electric and magnetic background(2023-04-01)The properties of the modified Maxwell electrodynamics (ModMax) are investigated in the presence of external and uniform electric and magnetic fields. We expand the nonlinear theory around an electromagnetic background up to second order in the propagating fields to obtain the permittivity and permeability tensors, dispersion relations, group velocity and refractive indices as functions of external fields. The case with perpendicular background fields is contemplated. The phenomenon of birefringence is discussed and the fundamental role of the ModMax parameter becomes clear. We calculate the difference of the refractive indices in terms of this parameter and the external fields. Finally, we set up a scenario where the axion is present and compute the interaction energy for the coupled axion-ModMax electrodynamics if a magnetic background field is considered. This calculation is carried out in the framework of the gauge-invariant, but path-dependent variables formalism. Our results show that the interaction energy contains a linear component, leading to the confinement of static probe charges where the interference between the ModMax parameter, the axion mass, and the axion-photon coupling constant is pointed out.