Magíster en Gestión de Operaciones. Ingeniero Civil Industrial / El presente trabajo, trata sobre metodologías de resolución de problemas estocásticos multi-etapa. El objetivo es comparar el algoritmo Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP), con la metodología Progressive Hedging (PH). La diferencia entre metodologías radica en que SDDP corresponde a un algoritmo de descomposición vertical o por períodos, mientras que PH representa una metodología de descomposición horizontal o por escenarios. El estudio se desarrolla en el contexto eléctrico chileno, caracterizado por una red eléctrica compuesta por generadores, demandas y líneas de transmisión. Además de una red hídrica; en la que se modelan todos los generadores hidroeléctricos, flujos hídricos y capacidades de almacenamiento. Para realizar las pruebas, se utilizan instancias de distintos tamaños y horizontes de planificación, bajo el supuesto uninodal (todas las centrales eléctricas y demandas, conectadas a un mismo nodo) y multinodal. Las metodologías fueron testeadas mediante un árbol en común. Los resultados muestran que en general, SDDP presenta tiempos de ejecución mucho menores, atribuibles principalmente al lenguaje de ejecución (Fortran vs Python). En cuanto a la exactitud de la solución, PH muestra un mejor desempeño, con diferencias poco significantes. Un segundo estudio, es la confrontación de generadores de árboles de escenarios. Se compara la metodología actual (nombrada PLP), con dos generadores desarrollados íntegramente en esta investigación. Estas metodologías se basan en probabilidades condicionales por período, y llevan el nombre de Synth y NSG, que corresponden a generación de escenarios sintéticos e históricos, respectivamente. Una de las ventajas de estas metodologías es que consideran tanto la correlación espacial, como la correlación temporal. Bajo escenarios extremos, Synth muestra los menores costos operativos en un 60% de las pruebas realizadas, obteniendo costos comparativos hasta un 7% menores. Por otro lado, bajo escenarios promedios, existe un desempeño muy parecido entre los generadores Synth y PLP, donde PLP muestra mayores ahorros comparativos.

Ingeniero Civil / En esta memoria se presenta un análisis del comportamiento hidráulico de siete sumideros de aguas lluvias, basados en las experiencias realizadas por el Instituto Nacional de Hidráulica entre los años 2004 y 2006, en una plataforma de ensayo en escala 1:1. Para esta memoria se estudiaron 5 sumideros de reja, un sumidero de reja fuera de la calzada y un sumidero de reja en desnivel en relación a la calzada. El objetivo principal es analizar los datos experimentales obtenidos y compararlos con los resultados entregados por diferentes modelos teóricos. Con lo anterior, se obtuvo rangos de validez de los modelos además de proponer una nueva formulación para determinar la eficiencia de captación. Para llevar a cabo lo anterior, se analizaron 6 modelos teóricos existentes en la literatura que permitieron determinar la eficiencia de captación y se compararon con los resultados experimentales. Junto con lo anterior, se realizó un análisis dimensional del fenómeno que busca determinar una relación entre la eficiencia de captación y las demás variables que definen el fenómeno. Finalmente, se pudo concluir qué modelos se adaptan mejor a cada sumidero estudiado, además de determinar los rangos en los cuales son válidos los resultados, encontrándose que el modelo recomendado en la Guía de diseño y especificaciones de elementos urbanos de infraestructuras de aguas lluvias. Servicio de Vivienda y Urbanismo (SERVIU) , es el que entrega los mejores resultados. Además, del análisis dimensional, se propone una nueva relación de tipo potencial de la eficiencia de captación en función del cuociente entre la altura de escurrimiento y el ancho del sumidero.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / La caracterización de riesgo criminal constituye un gran desafío, principalmente porque la ocurrencia de eventos criminales constituye un proceso puntual de difícil predicción con lógicas similares a la de terremotos y otros eventos geográficos. En esta tesis, el estudio se acotó a la caracterización y predicción de riesgo criminal generado por Delitos de Mayor Connotación Social (DMCS) para los agrupados de Robo con Fuerza y Violencia en determinadas comunas de la Región Metropolitana. La elección de este tipo de delitos radicó en su naturaleza cuasi-periódica y con tendencia a la formación de Hot-Spots, lo que los vuelve idóneos para ser caracterizados mediante la teoría de kernels espacio-temporales. El desafío principal fue generar y validar modelos descriptivos y predictivos del riesgo criminal a través de métricas adhoc como AUC (Area Under Curve), curvas TIP (True Incident Percentage) y HRP (High Risk Percentage) y la realización de estudios para determinar los factores más relevantes de la caracterización espacial considerando una caracterización temporal fija. La metodología implementada consta de cuatro pasos fundamentales: procesamiento de eventos criminales e información georeferenciada, generación de modelos espaciales que capten las tendencias históricas y recientes mediante modelos por mezcla de Gaussianas, adición de factores dinámicos mediante el entrenamiento de modelos temporales basándose en estudio de correlaciones y Wavelet y finalmente la implementación de un modelo predictivo que se traduce en mapas de calor (Hot-Spots) para diferentes ventanas temporales. La inclusión de elementos espaciales como calles y el establecimiento de restricciones radicaron en mejorar el conocimiento del riesgo criminal con el objetivo de dar coherencia y sentido físico a los modelos espaciales en pos de mejorar el desempeño predictivo. Cabe mencionar que este trabajo de tesis se desprendió de un proyecto realizado en conjunto con CEAMOS (Centro de Modelamiento y Análisis en Seguridad) y Carabineros de Chile, donde los esfuerzos apuntaron a desarrollar un software funcional que computara predicciones en demanda para ubicar con anticipación recursos policiales. En ese sentido, el trabajo de tesis no solo apuntó a generar una metodología factible teóricamente sino que aplicable proveyendo soluciones eficientes y robustas para un amplio sector geográfico y diferentes ventanas de predicción. Los resultados demostraron que la metodología es capaz de caracterizar y predecir riesgo criminal para las comunas estudiadas, recalcándose que en ciertas comunas la versión estática del algoritmo fue mejor que la dinámica. Por otro lado, mediante los estudios espaciales realizados, se establecen criterios para decidir qué parámetros de la caracterización espacial resultan ser óptimos en pos de un desempeño predictivo adecuado (cantidad de iteraciones del algoritmo de Expectation Maximization, cantidad de componentes óptimas, restricciones sobre valores propios de matrices de covarianza, entre otros parámetros). / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por CONICYT 3841/2016 y Carabineros de Chile

Este trabajo de tesis busca modelar las distribuciones espaciales conjuntas de las leyes de cobre soluble y cobre total en yacimientos cupríferos. El modelamiento descrito posee dos dificultades: la restricción lógica de las variables (la ley de cobre soluble debe ser menor o igual a la ley de cobre total) y la presencia de un muestreo preferencial: generalmente la ley de cobre soluble no es analizada químicamente a bajas leyes de cobre total, resultando en un sesgo al momento de estimar la distribución de los datos existentes de leyes de cobre soluble, mientras que la distribución de la ley de cobre total puede ser estimada sin sesgo alguno. La manera propuesta comienza con el modelamiento de distribuciones representativas para las leyes de cobre soluble e insoluble basado en la distribución representativa de la ley de cobre total y en una distribución teórica gamma bivariable. El conocimiento de las distribuciones de las leyes de cobre soluble e insoluble permite transformar la información disponible a valores gaussianos, lo que es requerido previamente para realizar la simulación geoestadística. El paso siguiente es cosimular las leyes de cobre soluble e insoluble en la zona de estudio, condicionado a los datos disponibles. Primero se realiza la cosimulación en los puntos con solo información de cobre total mediante un algoritmo iterativo (muestreador de Gibbs), luego se cosimula en los nodos de la grilla mediante un algoritmo de simulación gaussiana multivariable tradicional (bandas rotantes). Una vez obtenidas las leyes de cobre soluble e insoluble cosimuladas se obtiene la ley de cobre total cosimulada, obedeciendo a la relación de orden de estas variables. El método propuesto se aplica a un caso de estudio, correspondiente a un yacimiento cuprífero localizado en el norte de Chile, con el fin de demostrar su aplicación en el negocio minero. La metodología aplicada resulta ser eficiente, logrando una evaluación realista del yacimiento a través de las simulaciones. A su vez se compara y contrasta con el cokriging, metodología tradicional ocupada en la industria, el cual subestima los recursos del yacimiento. Además, las simulaciones permiten tener una visión de los riesgos del proyecto, no así el cokriging que entrega un caso promedio. Mediante el conocimiento de las leyes de cobre total y cobre soluble se puede implementar varias alternativas tanto en el proceso extractivo como en el metalúrgico, con lo cual se puede incrementar el beneficio del negocio minero del yacimiento.

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / Este proyecto consiste en la modelación e implementación de un simulador de conjunto de instrucciones, funcional atemporal, de la unidad de procesamiento de un DSP Texas Instruments TMS320C55. Este simulador tiene por objetivo proveer de una herramienta de desarrollo de software independiente del diseño y elaboración del hardware, para no retrasar la primera por la indisponibilidad del último. Importante es que el usuario tenga una experiencia, en cuanto a capacidades y tiempos de respuesta, lo más cercana al producto final. Esto se logra mediante la abstracción de las características irrelevantes del hardware y emulación de lo mínimo necesario para la correcta operación del software. Para desarrollar este simulador se utiliza la herramienta ArchC en conjunto con la documentación técnica del DSP. Considerando las características de estos, se realiza una evaluación sobre que elementos del DSP es necesario, factible y prioritario implementar en el marco de tiempo. Durante el trascurso del proyecto, para verificar que cada instrucción opere acorde a lo especificado por la documentación oficial, se somete cada una de estas a pequeñas pruebas, cuyos resultados son contrastados con los ejemplos encontrados en la especificación de cada instrucción. Así, en este caso particular se obtuvo como resultado un simulador con un soporte parcial del total del ISA pero que abarca un gran número de funcionalidades. Este ha sido evaluado mediante la verificación de sus operaciones en valor y modificación del estado. En términos concretos esto se traduce en 115 instrucciones implementadas, de las cuales 78 pasan exitosamente todas las pruebas. Adicionalmente, el código y sus métodos se han estructurado de tal forma que la definición de nuevas instrucciones se pueda realizar mediante la concatenación simple de métodos y se han dejado programadas una serie de funciones que abarcan la gran mayoría de operaciones definidas en el hardware, dejando una base solida para trabajos futuros. En conclusión, se tienen dos aportes en este trabajo: una metodología para la abstracción de hardware y un simulador de conjunto de instrucciones, funcional atemporal, operativo. Estos dan pie para futuros trabajos en el perfeccionamiento del propio proyecto o en trabajos análogos en las áreas de electrónica digital y desarrollo de software.

Uno de los principales problemas en la minería corresponde a la determinación de la dilución operativa, la cual genera un impacto en el beneficio económico, haciendo que muchas veces se incurra en menores retornos de los esperados en la planificación. La planificación de corto plazo debe lidiar con esta problemática, la cual se hace más difícil al contar sólo con datos de la planificación de largo plazo, en donde la dilución es estimada como un porcentaje para la generación de la envolvente económica. El objetivo general del presente trabajo de título es analizar la aplicación de técnicas de simulación geoestadística considerando estadísticas de múltiples puntos para determinar la dilución de corto plazo en una operación minera a cielo abierto. La metodología consiste en la generación de imágenes de entrenamiento a partir de datos de los pozos de tronadura existentes para un determinado banco. Estas imágenes, en conjunto con los sondajes que interceptan el banco inferior, son los datos de entrada para realizar simulaciones con estadísticas de múltiples puntos. Dichas imágenes de entrenamiento discriminan mineral y estéril, por medio de una ley de corte. Al igual como se definieron las imágenes de entrenamiento, las simulaciones categóricas están hechas en términos de mineral y estéril, de forma que el análisis de la calidad predictiva de la simulación pasará por evaluar la reproducción de la conectividad y continuidad espacial de las categorías simuladas respecto al banco que se simuló, ya explotado, razón por la que se cuenta con la información de pozos de tronadura para realizar dichas validaciones. Se concluye que la aplicación de estadísticas de múltiples puntos es una técnica que posee muy buenas expectativas para predecir el comportamiento de la continuidad y conectividad entre mineral y estéril, para efectos de modelar dilución y/o selectividad. Sin embargo, para la correcta aplicación de esta técnica, se requiere que el muestreo realizado al banco que se desea simular, posea un importante número de datos, así como proporciones de mineral y estéril que sean representativas de lo que realmente ocurre en el banco a simular.

Autorizado por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el año 2020 / Diversos conceptos se han implantado en el proceso de innovación tecnológica de la minería, siendo uno de ellos la Minería Continua, es así como IM2 Codelco, solicita estudiar el comportamiento del flujo gravitacional asociado a esta nueva forma de extracción. Este trabajo tiene por objetivo analizar, cuantitativa y cualitativamente, los resultados obtenidos de los experimentos realizados relacionados con el de flujo gravitacional, que simulan la extracción continua, a través de un punto de extracción, por medio de un equipo extractor continuo frontal, y un extractor continuo que empuja desde la parte interior del punto de extracción, desarrollados en un modelo 2-D. Los experimentos realizados arrojan como resultado lo siguiente: Descripción d80 (mm) d80/d10 Masa total extraída (Kg) Masa(gr/ciclo) Tiempo (s/ciclo) Velocidad (mm/s) Fuerza Empuje (KN) Exp 3 P2-G1 19 5,6 30,3 36,9 (±44) 10,7 (±2,9) 5,9 (±1,6) 57 MC Mina - 25 6,9 - 63 (± 37,6) 11 5,4 (±1,2) 16,6 -7,1 Comparación experimento y escala mina sistema dozer (los valores MC Mina están escalados a valores de modelo) Donde se observa que la masa extraída en la experimentación es menor que la obtenida del prototipo. Los experimentos logran emular la cinemática del sistema dozer, donde el sistema de extracción escalado y el sistema de extracción real arrojan resultados que están dentro del orden de magnitud del sistema de MC Mina. Donde se aprecia que los parámetros de mayor incidencia en el modulo experimental corresponde a la granulometría y a la ubicación espacial del sistema. Por último se recomienda incluir nuevas variables de diseño a estudiar, como también realizar un estudio comparativo entre el flujo gravitacional asociado a un LHD contrarrestado con el generado por un extractor continuo.

Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo tiene como objetivo analizar el efecto que tendría la congestión de camiones en una operación minera a cielo abierto. Dadas las tasas de producción que se planifican actualmente en la minería a cielo abierto, se requiere una gran cantidad de camiones, mas no se considera la interacción que estos equipos tendrán ni el efecto de congestión que se pueda producir. En la investigación se realiza la simulación de una mina actualmente en operación, con el objetivo de validar el modelo de microsimulación a utilizar y se estima la desviación estándar del tiempo empleado en cada uno de los procesos. La validación considera los principales aspectos que influyen en el ciclo de un camión, es decir, tiempos de carga, descarga y de viaje, además de restricciones físicas que se puedan presentar, tales como un número máximo de camiones en un punto de carga o descarga, número de vías por ruta, velocidades máximas permitidas; así como también las características propias de los camiones utilizados, tales como, aceleración, capacidad de carga y tamaño del equipo. Con el modelo ya calibrado se realiza una serie de pruebas para el caso de la mina Antamina, ubicada en Perú, donde se necesita estimar la capacidad máxima que tiene el sistema, al operar un conjunto de chancadores de mineral y de estéril en el sector llamado valle Antamina. Para este análisis se realizan diferentes pruebas en las cuales se varía el flujo de camiones que transportan mineral y estéril. La planificación de Antamina tiene considerado para el año 2014 el envío de 45Mt al chancador de mineral y de 76Mt a los chancadores de estéril. Una vez realizadas las simulaciones, se logra establecer que el límite de tonelaje, para una geometría establecida, que puede procesar el chancador de mineral es de 52Mt por año, que corresponde a aumentar el envío de camiones en un 20% respecto al caso base. A partir de los siguientes incrementos en el flujo hacia el chancador de mineral, se observan pérdidas en el tiempo que el camión se encuentra en la zona de chancado. Por su parte, los chancadores de estéril pueden procesar 92Mt por año, lo cual se consigue aumentando un 30% el número de camiones enviados respecto al caso base. Un procesamiento mayor afecta las descargas que se tienen en el chancado de mineral. Es muy importante considerar la interacción que presenten los camiones, ya que ésta puede llegar a ser un tiempo no menor en el tiempo total del ciclo de un camión y si esta situación se hace constante durante la vida de la mina, se deberá buscar alternativas de diseño o de transporte de mineral que ayuden a disminuir estos tiempo perdidos por congestión.

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Ingeniero Civil en Biotecnología / Los receptores TLR4, participantes de la respuesta innata inmune, son capaces de reconocer patrones exógenos altamente conservados, además de otros ligandos de carácter endógeno. Dicho reconocimiento repercute en la formación del homodímero de TLR4, lo cual da inicio a una cadena de señalización celular que finaliza en la expresión de citoquinas pro-inflamatorias e interferones que inducen la síntesis de prostaglandinas, potentes mediadores pro-inflamatorios. Su producción sobre los niveles normales es un factor común en enfermedades autoinmunes tales como sepsis y artritis reumatoide cuyo tratamiento actual en base a drogas antiinflamatorias trae efectos secundarios perjudiciales en su uso prolongado. Estudios previos han identificado que los loops BB, secuencias ubicadas entre la hélice alpha-B y la lámina beta-B presentes tanto en el receptor TLR4 como en las proteínas adaptadoras MyD88, TRAM y MAL, son fundamentales en la formación de los complejos proteicos necesarios para la vía de señalización celular. El diseño de péptidos bloqueadores en base a estas secuencias ha sido presentado en la literatura como un mecanismo inocuo e innovador para el tratamiento de este tipo de patologías. En el presente trabajo se identifican los sitios de acoplamiento y el tipo de interacciones proteína-ligando generadas entre el homodímero de TLR4 y diferentes péptidos de bloqueo basados en los \loops BB mediante el uso de programas de acoplamiento y dinámica molecular, estableciendo paralelamente su energía libre a través de la metodología MM-PBSA para determinar su factibilidad termodinámica. Los resultados obtenidos señalan que los péptidos estudiados establecen interacciones de elevada permanencia con los sitios de unión del homodímero descritos para las proteínas MAL y TRAM, pudiendo ser calificados como pepMAL > pepTRAM > pepTLR4 > pepMyD88. Específicamente, si bien todos establecen contactos hidrofóbicos con los loops BB del homodímero con diferentes tiempos de permanencia, pepMAL y pepTRAM presentan un comportamiento más estable producto de la formación de puentes de hidrógeno, puentes salinos e interacciones catión-pi adicionales de carácter estable con otras regiones del homodímero, destacándose la participación del aminoácido E24 perteneciente a la hélice alpha-A de la cadena A. En lo que respecta a sus valores absolutos, la energía libre de unión de los complejos proteína-ligando presentan errores asociados principalmente a la extensión insuficiente de las simulaciones de dinámica molecular y la estimación de la variación de entropía y variación de energía libre de solvatación del sistema. Sin embargo, sus diferencias relativas son consistentes con el estudio de interacciones realizado, asignándole a dicha metodología una labor netamente de comparación de factibilidad termodinámica. Los péptidos de bloqueo lograron representar en gran medida los contactos reportados para las proteínas MAL y TRAM en estudios de acoplamiento y pruebas experimentales. Sin embargo, la jerarquización realizada en este trabajo presenta discrepancias con respecto a la evidencia experimental reportada en los estudios de Toshchakov y cols., lo cual es atribuible a tiempos insuficientes de simulación en la etapa de dinámica molecular y las diferencias de carácter puntual que existen en las secuencias que definen los péptidos. Según esto, este trabajo introduce nueva evidencia acerca del tipo de interacciones y regiones del homodímero involucradas en el efecto inhibitorio que ejercen estos péptidos. De esta manera, se establece como conclusión que la metodología aplicada logra establecer resultados confiables acerca del efecto inhibitorio de dichos péptidos de bloqueo, pudiendo proceder a etapas posteriores de búsqueda computacional de otros estados conformacionales y pruebas de carácter experimental. Específicamente, este trabajo sienta un precedente importante en la integración exitosa de varias herramientas de modelamiento molecular que puede ser aplicada en el estudio de otros sistemas bioquímicos, destacándose la influencia de otros dominios en las vías de señalización.