Memoria para optar al título de Arquitecto

Memoria para optar al título de Periodista / La vida bomberil chilena está compuesta por una serie de sucesos destructivos que gatillaron la necesidad de contar con una institución dedicada a ayudar a la comunidad. A partir de grandes incendios –y a medida que crecían los asentamientos urbanos– las ciudades de Valparaíso, Santiago y Valdivia se dieron a la tarea de formar una organización de ciudadanos voluntarios que se encargarían de controlar las llamas que amenazaban con destruir las vidas y bienes de quienes habitaban dichas regiones…éstas son sus historias

Arquitecto / Valparaíso es un excepcional testimonio de la fase temprana de globalización de fines del siglo XIX, cuando llegó a ser el principal puerto mercante en las rutas marítimas de la costa Pacífica de América del Sur. En nuestro país este período se caracteriza por la búsqueda de una institucionalidad y un modelo de desarrollo basado en los países europeos, cuya influencia se dejó sentir con fuerza en Valparaíso pues fue el punto de entrada para miles de personas desde el viejo continente. De este modo el valor de la ciudad se relaciona con su tradición cultural y su auge en un momento determinado, donde fue el lugar de confluencia de distintas culturas que dejaron su sello en ella, tanto en la arquitectura como en las tradiciones de su gente. Una característica importante que impuso esta época es el anhelo de progreso reflejado en el pionerismo que experimentó la ciudad, siendo la primera en Sudamérica en tener alumbrado público a gas, estar dotada de un sistema de ascensores para subir los cerros, etc. Sin embargo, esta serie de adelantos vino acompañada de numerosos desastres debido a las escasas condiciones de seguridad. En este contexto de crecimiento acelerado hacen su aparición las primeras compañías de Bomberos voluntarios creadas en Valparaíso. De este modo se da inicio a una de las instituciones más tradicionales de la ciudad con la creación de la Primera Compañía de Bomberos de Valparaíso el 30 de Junio de 1851, que también fue la primera del país. Esta compañía nace como respuesta a la gran cantidad de incendios que ocurrían en la ciudad, debido a las precarias condiciones de vida y lo ligero de muchas construcciones. Lamentablemente esta situación continúa produciéndose hoy, con el crecimiento de la ciudad, lo difícil de su geografía, y lo obsoleto de sus instalaciones siendo una amenaza constante al Patrimonio de Valparaíso. La preservación de este patrimonio arquitectónico se debe en gran medida a las Compañías de Bomberos voluntarios, pero por otra parte ellos mismos se han convertido en patrimonio de la ciudad y en una seña de su identidad. Sin embargo, a pesar de ser una institución muy apreciada por la comunidad, éste también es un patrimonio amenazado, principalmente por dificultades económicas, obsolescencia de instalaciones y material, o simplemente falta de idoneidad de las mismas.

Memoria para optar al título de Arquitecto / En Chile, en la actualidad existe un déficit importante de cuarteles de bomberos, por lo que hace sentido la generación de un sistema que permita la replicabilidad de soluciones arquitectónicas y/o constructivas para facilitar la tarea de abastecer esa falta. Los cuarteles de bomberos tienen un programa arquitectónico bien definido, variable dependiendo de requerimientos específicos como numero de carros o voluntarios. Dentro de los espacios necesarios destaca la Sala de Máquinas (donde se estacionan los carros), que requiere un área de 4 x 12m para cada carro. En ese sentido se propone la generación de un módulo base de 4 x 4 m, que se desprende del espacio para el almacenamiento de los carros y permite una agrupación variada, que pueda adaptarse a las necesidades específicas de cada lugar, con un programa definido. En el caso específico del cuartel para la 8va compañía de Metrosur, se propone además la puesta en valor de un hito local preexistente y la generación de un parque que configure un acceso al barrio y un lugar de interacción entre los vecinos, en un espacio actualmente desocupado.

Ingeniero Civil en Computación / Bomberos de Chile es una institución encargada de brindar asistencia a los habitantes del país durante diversas emergencias. La Junta Nacional de Bomberos de Chile, en adelante JNB, se encarga de representar institucionalmente a los cuerpos de bomberos del país, quienes se comportan de manera autónoma. Dada la naturaleza de la misión de Bomberos de Chile, se hace imprescindible conservar un registro de las emergencias a las que asisten. Estas emergencias se denominan actos de servicio y cada cuerpo es encargado de almacenar sus datos de manera independiente. Para hacerlo, la gran mayoría lo hace con lápiz y papel a través de informes de servicio. Esta forma de gestionar los actos de servicio hace que la información se vuelva vulnerable ante errores humanos de escritura o pérdidas por desastres. Además, provoca algunos inconvenientes al momento de unificar datos o revisar información antigua. Este problema lo vive día a día la JNB al tratar de obtener información estadística para apoyar su toma de decisiones. Basado en la necesidad de la JNB de realizar una mejor gestión y almacenamiento de datos de los actos de servicio, este trabajo de memoria busca desarrollar un sistema informatizado Web que permite a los cuerpos de bomberos ingresar dicha información de manera estandarizada. El sistema unifica la información de todos los cuerpos de bomberos en una sola plataforma, permitiendo gestión de datos y el acceso a estadísticas. La aplicación tiene un diseño modular e incorpora las funciones necesarias para almacenar y gestionar esta información en sus diferentes etapas y a través de los distintos actores participantes. Los servicios provistos por el sistema utilizan tanto información capturada a través de la misma plataforma, como datos administrados por sistemas legados. Este sistema fue validado continuamente por la JNB buscando ajustar de la mejor manera a la necesidad planteada. Esta solución ha sido probada por los miembros de la JNB, quienes han mostrado su conformidad con el desarrollo realizado. Sin embargo por razones operativas, esta solución aún no ha sido puesta en producción. Se espera que ayude a la JNB a reducir tiempos y errores en la gestión de actos de servicio, y a aumentar la disponibilidad de dicha información para quienes la requieran. Así mismo, se espera que la JNB pueda tomar decisiones en forma más rápida, informada y efectiva, pudiendo entregar un mejor servicio a la comunidad.

Ingeniero Civil en Computación / Bomberos de Chile es una institución con una profunda significancia en nuestro país. Su labor en el combate de incendios y otros incidentes los pone constantemente en riesgo, sin recibir por ello remuneración alguna. A pesar de esto, los bomberos de Chile continuamente muestran una formación y temple que es ejemplo para otros países de la región, y que está a la altura de naciones desarrolladas. Si bien esta organización muestra una capacidad técnica y operativa excelente, sus procesos de gestión aún distan mucho de ser los apropiados. Por ejemplo, no existen registros formales y actualizados de sus voluntarios, material menor (por ejemplo mangueras, pitones, etc.) y material mayor, correspondiente a su flota de vehículos. Al no tener esta información, Bomberos opera con incerteza respecto a sus recursos, lo que aumenta los gastos para la organización y el riesgo para sus voluntarios. Por ejemplo, el no conocer el estado de mantenimiento de un carro bomba aumenta la probabilidad de que este tenga desperfectos técnicos graves y requiera reparaciones costosas. Por otra parte, la reciente promulgación de la Ley Marco de Bomberos obliga a la institución a informar al Estado, de manera detallada, acerca de su patrimonio y operaciones; información que actualmente está incompleta y es engorrosa de recopilar. Para apoyar a Bomberos en el cumplimiento de estas necesidades este trabajo de memoria ha desarrollado un sistema de información para la Junta Nacional de Cuerpos de Bomberos de Chile (JNCB). Dicho software es capaz de gestionar el ciclo de vida de todo el material mayor de la JNCB y los cuerpos bomberiles del país. Para cada vehículo, este ciclo incluye su dada de alta con sus características técnicas y documentación digitalizada, sus asignaciones a cuerpos y compañías, sus mantenciones técnicas, y eventualmente su dada de baja. La funcionalidad principal del sistema es el hacer una revisión constante del estado de cada uno de los vehículos de la JNCB. Si el software detecta que le corresponde mantenimiento programado a alguno de estos carros, emite automáticamente las órdenes de mantención apropiadas. Dichas órdenes y su posterior ejecución son almacenadas permanentemente en la hoja de vida del vehículo para su futura referencia, manteniendo así un registro actualizado y permanente de toda la flota. Este sistema, actualmente en producción, está siendo alimentado con la información de los cerca de 2.500 carros con los que cuenta Bomberos de Chile actualmente. Esto permitirá a la Junta Nacional de Bomberos hacer seguimiento de cada uno de ellos y, eventualmente, obtener reportes y estadísticas sobre esta información, apoyando con métricas concretas sus procesos de toma de decisiones.

Magíster en Ciencias, Mención Computación / En el mundo en que vivimos es imposible pensar que no van a ocurrir emergencias, ya sean éstas producidas por las personas o por eventos naturales. Cuando hay personas afectadas en estos eventos, el impacto percibido de dichas emergencias es mucho mayor. Los centros urbanos son áreas particularmente vulnerables a estos eventos. Año tras año estos centros aumentan su densidad, tanto de población e infraestructura civil, como de redes de servicios a la comunidad (por ej. energía eléctrica, gas, telefonía, etc.). Esto hace que el número y el impacto de las emergencias también aumenten en estos centros urbanos. En ese escenario se vuelve cada vez más necesario contar con una respuesta rápida y efectiva por parte de bomberos, que es la organización encargada de combatir la mayoría de estos siniestros. Es por esto que un número importante de investigadores del área de administración de emergencias ha identificado la necesidad de mejorar el proceso de toma de decisiones durante estos eventos, como una forma de mejorar la velocidad y efectividad de la toma de control de una emergencia y de esa manera, reducir su impacto sobre las personas y sus bienes. Las principales limitaciones que afectan al actual proceso de toma de decisiones son las siguientes: (1) la falta de información de apoyo (sobre el siniestro y su entorno) a la hora de tomar las decisiones y (2) el reducido número de canales de radio con que se cuenta para poder llevar a cabo y poner en práctica las decisiones. Este trabajo de tesis busca mejorar la toma de decisiones durante una emergencia mediana, a través de la entrega de información adecuada al Comandante de Incidente que está a cargo del proceso de respuesta. Para ello se desarrolló un sistema colaborativo móvil, que entrega información de apoyo e incorpora además recomendaciones para el Comandante de Incidente. Esta solución corre sobre laptops y tablet PCs y utiliza mapas digitales para la presentación de la información relacionada con el contexto de una emergencia. Además, el sistema utiliza como entrada la información presentada en los mapas digitales, para luego, en base a reglas particulares definidas en los procedimientos de los bomberos, entregarle información que probablemente es útil para el Comandante de Incidente. El sistema desarrollado fue evaluado utilizando un análisis de las emergencias pasadas, a cargo del Cuerpo de Bomberos de Ñuñoa, y también a través de un focus groups realizado con comandantes del Cuerpo de Bomberos de Ñuñoa y de Santiago. Aunque los datos obtenidos no son suficientes para sacar conclusiones definitivas, toda la evidencia indica que la solución propuesta debiera ayudar a mejorar la velocidad y efectividad del proceso de toma de decisiones. Es importante aclarar que el foco de este trabajo son las emergencias urbanas de tamaño mediano. A futuro se analizarán posibles extensiones a otros tipos de emergencias.

Bomberos de Chile es la organización encargada de mitigar emergencias cotidianas en el país, por ejemplo: incendios, accidentes de tránsito, derrames químicos, etc. El Comandante de Incidente (CI) es el responsable de organizar, coordinar y tomar decisiones en el lugar de la emergencia. Para cumplir esta tarea, este comandante mantiene comunicación radial con la Central de Alarmas (CA) de bomberos y con los equipos de respuesta asignados a la emergencia. Para poder tomar decisiones el CI requiere información del contexto, la cual debe ser entregada en forma rápida y precisa; por ejemplo la ubicación de los grifos de agua, hospitales, carros que acuden a la emergencia y las características del área circundante al evento. El problema que se presenta en este tipo de escenarios, es que la cantidad de información que intercambian los involucrados para hacer frente a la emergencia, satura el canal de comunicación radial. En caso de ocurrir dos o más emergencias simultáneamente en un radio menor a 2 o 4 kilómetros dependiendo de la potencia del dispositivo, las frecuencias se superponen. Típicamente el dispositivo de mayor potencia anula al de menor potencia, o bien los mensajes de una emergencia interfieren con los de otras emergencias, generando mensajes inentendibles. Otro problema asociado a la comunicación radial se hace presente cuando la CA tiene que atender a 2 o más emergencias simultáneamente, ya que para ello se cuenta sólo con un canal de comunicación radial que abarca unos 30 kilómetros aproximadamente. La concurrencia en el acceso al canal generalmente produce demoras en el intercambio de información. Este trabajo de tesis busca determinar el tipo de información de apoyo, y su forma de representación, que es requerida en terreno para poder tomar decisiones en forma rápida. Contar con dicha información a tiempo permite no sólo mejorar la toma de decisiones en terreno, sino también reducir el tráfico radial en una emergencia. Esto permite soportar un mayor número de interacciones entre los involucrados. Para determinar la información relevante de compartir durante una emergencia, se analizaron los audios grabados de las emergencias del año 2009 del Cuerpo de Bomberos de Ñuñoa. En las grabaciones se encontraron algunos patrones de comportamiento de solicitud/respuesta por cada tipo de emergencia. Además se identificaron los tipos de solicitudes que son más repetitivas. En base a los resultados de este análisis se embebió en la herramienta MapaMóvil, la información considerada como importante para apoyar la toma de decisiones. La herramienta dispone de información precargada en el dispositivo celular y se comunica con la CA mediante una red 3G o bien WiFi para obtener información extra. La validación de la herramienta se hizo a través de un focus group con 5 comandantes del Cuerpo de Bomberos de Ñuñoa y Santiago. Los resultados obtenidos muestran que al usar la herramienta MapaMóvil en un dispositivo celular, es posible reducir el tiempo de uso del canal de la radio en un 20% aproximadamente. Además la información precargada en la aplicación reduce el tiempo de acceso a la misma y de esa manera mejora el proceso de toma de decisiones en terreno durante una emergencia.

Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Industrial / Encontrar el camino mínimo en un grafo dirigido es un problema clásico pero de tremenda repercusión e importancia para un sistema de emergencia, donde cada segundo es vital para poder minimizar las pérdidas humanas. De esta forma, este trabajo de tesis se enfoca en el desarrollo de un algoritmo de caminos mínimos para el Cuerpo de Bomberos de Santiago basado en un Dijkstra inverso implementado con Binary Heaps. Además, se construye un grafo dirigido de la Región Metropolitana de Chile donde, con información de las velocidades de buses del sistema público chileno, se puede recrear la velocidad en cada uno de los arcos a distintas horas del día. Esto permite obtener por primera vez un orden de despacho para cada emergencia que enfrenta el Cuerpo de Bomberos de Santiago, considerando aspectos de congestión. Además, y debido a la diferente naturaleza de los tiempos de traslado entre Transantiago y CBS, se comparan los tiempos obtenidos por el algoritmo con los datos históricos del Cuerpo para calibrar dichas velocidades. Así, estos análisis llevan a la construcción del "Factor Bomberos'', una función de corrección que depende del horario de la emergencia, la zona de Bomberos que se está atendiendo y la distancia total recorrida por el carro elegido para asistir. Por otra parte, se estudia el sistema de zonas que utiliza el Cuerpo de Bomberos de Santiago para sus despachos y se logra comprobar que esto le resta eficiencia y flexibilidad a su despacho. El sistema vigente no considera variaciones a través del día, lo que se comprobó es un factor importante al momento de definir el orden de despacho. Además, la gran mayoría de las zonas presentan diferentes "sub-zonas'' de atención, lo que es muy alto en los sectores de alta concentración de compañías. Adicionalmente, se estudia cómo se comportan los sistemas (actual y el propuesto) ante estándares internacionales (90% de los despachos por debajo de 5 minutos). El primero de ellos tiene sólo un cumplimiento del 56.6 % y el segundo eleva este cumplimiento hasta el 68.45%. Factores como la reubicación de ciertas compañías permitirían elevar dicho estándar hasta un nivel mayor.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Transporte. Ingeniero Civil / El ruteo y modelación de la operación de vehículos de emergencia ha sido un tema de interés, aunque no muy presente en la literatura científica en el pasado. Los viajes involucrados se realizan con el propósito de atender urgencias y por ende es comprensible que se quieran realizar de la manera más rápida y eficiente posible. Para lograr esto, es necesario conocer el tiempo o costo asociado a cada calle que se recorre. Esto corresponde al desafío que actualmente presenta el sistema de ruteo que ocupa el Cuerpo de Bomberos de Santiago (CBS), dicho sistema se apoya en un algoritmo de rutas mínimas que se aplica sobre un grafo de calles de Santiago. Con el fin de estimar, corregir o validar los tiempos de viaje de dichas calles, tanto actuales como a futuro, es una buena idea el uso de un simulador microscópico de tráfico, herramienta que permite simular el tráfico real. En este trabajo de tesis se desarrolla una API en C++ que modifica un software de simulación de forma que pueda reproducir el comportamiento anómalo que presentan vehículos comunes al enfrentarse a un vehículo de emergencia, dicho comportamiento está documentado en la literatura y se puede observar en terreno. Éste consiste en cruzar intersecciones sin tener la preferencia, usar pistas exclusivas o vías solo bus, forzar maniobras de cambio de pista a vehículos cercanos u obligar a éstos a cruzar con luz roja. Adicionalmente, se desarrollan técnicas de minería de datos para procesar los datos GPS registrados por distintos vehículos del CBS con el fin de alimentar el microsimulador y para mejorar las estimaciones de tiempos de viaje en el sistema de ruteo que ocupa el Cuerpo de Bomberos actualmente. En paralelo, se codifica una red real del centro histórico de Santiago en el Software de Microsimulación PARAMICS para usarse a futuro en la estimación de tiempos de respuesta del CBS en la red de calles de esta zona. Por último, se propone y aplica una metodología de estimación y calibración de parámetros para simular un viaje hacia una emergencia real. Se ocupan videos capturados por cámaras de la UOCT en distintas intersecciones como información de terreno, que se complementa con el registro de pulsos GPS y videos tomados desde el carro bomba que efectúa la expedición que se pretende simular. Como resultado, se calculan los flujos de la red codificada de manera de maximizar la bondad de ajuste, cuantificada mediante el error cuadrático de la distancia recorrida en el tiempo (entre la simulación y los pulsos GPS). De esta forma se obtiene un error porcentual promedio de 16.3%. Un objetivo a mediano plazo de este trabajo es producir un impacto en la evaluación de efectos sobre los tiempos de respuestas de los vehículos del Cuerpo de Bomberos bajo distintas modificaciones potenciales en la red tales como: cierre de calles, mejora de veredas e implementación de nuevas vías para buses de transporte público.