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Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / Conocer la información modal del campo completo de una estructura permite detectar la localización y magnitud de daño en materiales compuestos. Estos datos pueden ser captados usando cámaras estereoscópicas de alta velocidad usando un sistema de correlación de imágenes digitales (DIC). Este sistema permite medir un elevado número de grados de libertad de manera simultánea de forma óptica sin afectar al sistema.\par La información modal recabada es de interés para el desarrollo de indicadores de daño que sean capaces de identificar el daño por delaminación en un panel compuesto tipo panal de abeja usando el sistema anteriormente nombrado.\par Sin embargo, la información obtenida no está exenta de ruido experimental y es mediante la aplicación de metodologías de suavizado, que se reconstruyen datos faltantes y se reduce el ruido experimental. El objetivo de este trabajo de título consiste en desarrollar, implementar y comparar distintas metodologías de reducción de ruido experimental.\par La información modal utilizada consiste en muestras de paneles de geometría plana tipo sándwich con núcleos del tipo panal de abeja, las cuales fueron excitadas en rangos cercanos a sus frecuencias naturales, captadas por el sistema DIC y se identificaron algunos modos de vibración. Las metodologías de reducción de ruido fueron aplicadas a esta información, luego se utilizó un indicador de daño basado en la curvatura y finalmente se compararon los resultados utilizando el algoritmo \textit{Intersection Over Union}.\par El primer método consistió en realizar un suavizado robusto de datos con valores faltantes, el segundo método consistió en realizar un suavizado de datos utilizando procesos Gaussiano y el tercer método consistió en suavizar los datos de desplazamiento utilizando un modelo basado en elementos finitos. Luego de la implementación de cada metodología, se calcularon las curvaturas de los modos utilizando 2 métodos, el primero basado en diferencias finitas y el segundo basado en point least-square (PLS), finalmente se hizo uso de \textit{Gapped Smoothing Method} (GSM) para construir los indicadores de daño.\par Se concluyó que la metodología de suavizado robusto de datos con valores faltantes presenta los mejores resultados, asociando el cálculo de la curvatura al método PLS, ya que mostró ser sensibles al daño, en comparación al método diferencias finitas que mostró ser sensible al ruido. Los resultados fueron abalados por comparación utilizando el algoritmo \textit{Intersection Over Union}.\par / CONICYT

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniera Civil Eléctrica / La Tomografía de Ruido Ambiente (ANT) consiste en una técnica de busca modelar áreas y estructuras cuya novedad es que utiliza el ruido ambiente como herramienta. Este tipo de señal suele ser eliminada en técnicas como la Tomografía Sísmica (TS), la cual es la más ampliamente utilizada, especialmente en el área de la minería para la exploración de yacimientos. A diferencia de ANT, ésta hace uso señales de alta energía como terremotos y explosiones artificiales, por lo tanto, dentro de su procesamiento elimina este ruido. En zonas con baja actividad sísmica no es posible utilizar TS, por lo que es necesario desarrollar técnicas alternativas. ANT es una de las opciones que cumple, además de ser amigable con el medio ambiente. Una de las problemáticas tanto de ANT es que no cuenta con un ground-truth. Dado esto, no se puede saber con certeza qué tan cercano es el modelo estimado a la realidad. Para intentar resolver esto, actualmente sismólogos contrastran los resultados provenientes de ST o usan información de previo conocimiento del área, pero no es suficiente. Era necesario el desarrollo de una plataforma sintética, que fuera lo más cercano a la realidad posible. Sobre ésta se implementa la técnica de tomografía de ruido, con el objetivo de identificar las variables que influyen en la estimación, tales como la posición de estaciones, la frecuencia de la fuente, velocidad del medio, entre otras. También esta plataforma debe cuenta con un ground-truth para determinar los errores de estimación. En el presente trabajo, ésta plataforma fue implementada en lenguaje Python. Cada etapa de la metodología y fue probada sobre tres escenarios sintéticos con diferentes caracteríasticas de estructura. Se estudiaron las variables de interés y se realizó un análisis sobre cada etapa. También se logró entregar una visualización clara y apropiada de los resultados. Este trabajo sirvió para crear una base de conocimiento sobre esta nueva técnica para que pueda continuar siendo desarrollada y mejorada. Diversas mejoras potenciales fueron identificadas y se entregaron diversas soluciones para su posterior implementación en futuras campañas para el mejor provecho de los recursos existentes. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Proyecto CORFO 14IDL4-300327 EXPLORACIÓN MINERA POR TOMOGRAFÍA SÍSMICA

Doctor en Ingeniería Eléctrica / In this work a set of robust tools for noise reduction and feature detection in radar and ladar environment data for outdoor robotic applications have been developed. One of these tools is a new noise reduction technique for radar data which combines the well known spectral noise subtraction with the standard constant false alarm rate (CFAR) detectors and binary integration. The resulting method exhibited a relatively low time complexity compared to other state-of-the art noise reduction techniques, the Wiener filter and Wavelet denoising, while retaining a higher Signal-to-Noise ratio. The method was tested with real data from a local park captured with a scanning radar mounted on a robot platform and with SAR data available from NASA/JPL UAVSAR missions. The second component of this framework is the extension of the standard CFAR detectors used in radar data to be used with 3D ladar point cloud data. More generally, these extensions can be used with any kind of 3D point cloud data which comply with the stochastic CFAR assumptions. The extended CFAR detectors are capable of processing a 2D projected version of the 3D data or they can work directly on the 3D point cloud. The main modifications to the original methods include making the CFAR window size parameter an adaptive one and adding the capability to work with sparse data, in contrast to dense data which is what the original methods expect. The extended CFAR detectors show a more robust performance than other methods when the point cloud data contains high noise and clutter rates. The output of these detector applied to ladar 3D data could then be used for algorithms requiring high accuracy in the detection, for instance, the Iterative Closest Point (ICP) registration method. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el Programa de Becas para estudios de Doctorado año 2010 de CONOCYT

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración (MBA) / Pablo Opitz [Parte I], Matías Orellana [Parte II] Autores no autorizan el acceso a texto completo de su documento / El presente proyecto tiene como finalidad el apoyar a un equipo de 4 jóvenes recién egresados de ingeniería acústica, en la creación de una nueva empresa para la prestación de servicios relacionados a su profesión. Zonacústica será una empresa de ingeniería y consultoría que aprovechará los conocimientos y habilidades del equipo de ingenieros acústicos recién egresados. Los servicios contemplados en el presente trabajo serán el core de negocio de la empresa y por ello se excluye del proyectos los servicios adicionales que podrían prestar los ingenieros. El mercado abordado es bastante específico y ha tenido una creciente alza, por un lado se encuentran las nuevas tendencias a llevar vidas más saludables, como también nuevas normas que rigidizan el control de fuentes emisoras de ruido. Esto último ha llevado a que los temas acústicos y de control de ruidos, en espacios abiertos y cerrados, hayan tomado tal relevancia que generan a una creciente demanda por los servicios considerados el siguiente trabajo. En paralelo se plantea un nuevo modelo de operación, en que todo trabajador “core”, o sea que esté en función de proveer soluciones de negocio, tendrá una participación en acciones de la sociedad. Con esto se busca que la empresa pueda operar a bajos costos, y traspasarlo en parte a precio a los clientes. Esto se puede ver, ya que cada consultor no tendrá jefaturas, implicando una estructura más plana, que será ágil y omitirá costos de operación. A su vez se generará un sentimiento real de compromiso hacia la compañía, que debiese traspasarse en aumento en la cantidad de proyectos y su calidad, factor que nos distinguirá sobre otras compañías. Como una ventaja destacable a desarrollar en el proyecto, es que se incluye una alianza estratégica con Christian Gerard, quien es socio fundador de una de las consultoras más importantes del rubro y experto en temas de acústicas, Control Acústico. Esta alianza consiste en que de esa consultora se nos derivará todos los proyectos que la empresa no pueda o quieran tomar, esto será a cambio de un porcentaje de los ingresos y en el tiempo participación en la compañía. En la actualidad los integrantes de esta sociedad ya han realizado algunos trabajos, pero de manera particular. Financieramente el proyecto es rentable y genera crecimiento en el tiempo, esto se explica a la relativa baja inversión inicial de $13.309.990, los cuales serán provistos en partes iguales por los 5 socios fundadores. Esta inversión se asignará principalmente para compra de equipamientos para ofrecer los servicios, sonómetros, software de modelación sonométrica, computadores y una camioneta. Dado que estamos en el rubro de consultoría y el conocimiento y experiencia tienen alto valor, los costos fijos son relativamente bajos, pudiendo alcanzar el punto de equilibrio vendiendo 102 hh en el mes, equivalentes a 6 - 7 proyectos estándar. El proyecto presenta estado resultados bastante convenientes, un VAN a 5 años de 111 millones de pesos con una TIR de 93,83%. Por lo tanto la recomendación es ejecutar el proyecto. También es importante considerar que este proyecto dará trabajo a 5 personas, de los cuales 4 son ing. acústicos, carrera reconocida por la baja empleabilidad y por lo mismo, para el equipo de este proyecto se hace más atractivo aún. Finalmente el proyecto desarrollará para servir de fuente laboral a los socios ingenieros acústicos, ya que actualmente la remuneración en promedio de la carrera es baja y por ello a través de esta empresa se les podrán alcanzar salarios más elevados y a su vez obtener las utilidades generadas. Es por esto que el proyecto no está abierto a nuevos inversionistas.

Si se equipara la geo-referenciación descubierta de los establecimientos educacionales con su cercanía a las vías urbanas, que son fuentes emisoras de sonidos de dB por sobre lo recomendado, se obtiene que el ruido se transforma en otro factor que incide en la percepción auditiva de los estudiantes. Problemas como la pérdida de concentración, lenta adquisición del lenguaje o efectos somáticos como la frustración y el aumento en la presión sanguínea, son algunas de las consecuencias que conlleva la exposición al ruido en los sujetos. Para invertir esta situación, se actuará sobre la adaptabilidad. En donde esta se ve conjugada por un factor de personalización en el objeto o sistema a diseñar y en la capacidad del ver al usuario, su contexto y la fuente de ruido como parámetros insertos en un Sistema Complejo, y que consiguientemente pueden ser relacionados para alcanzar formas emergentes. Se disminuirá la intensidad de ruido, medida en dB, que existe en una sala de clases. Esto para mejorar la calidad acústica del aula y permitir a los alumnos de ese contexto un mejoramiento en su de aprendizaje. Se generarán instrumentos y un método que permita la captura, análisis e ingreso de datos en un software generativo y se realizará mediante el diseño generativo una definición reglada de parámetros y componentes, que permita el desarrollo de una solución acústica con forma emergente. Así se podrá explorar la Personalización Masiva como método de fabricación, para así generar una solución dedicada al contexto.

Ingeniero Civil Electricista / Actualmente la industria se esfuerza por disminuir la tasa de enfermedades laborales, con especial énfasis en el caso de la silicosis. Para ello el principal elemento de control es la máscara de protección respiratoria. Sin embargo ésta, introduce otro problema: bloquea la salida clara de la voz e impide la comunicación. Además, como el ambiente está dominado por altos niveles ruido, los trabajadores optan por no usarla a la hora de transmitir los mensajes, perdiendo toda protección. En este contexto nace la idea de resolver esta disyuntiva: proteger y simultáneamente permitir la comunicación. El objetivo de este trabajo es desarrollar un nuevo dispositivo para máscaras respiratorias, que permita comunicarse por voz sin la necesidad de quitársela. Estando además acoplado a los sistemas de radios portátiles, permite la comunicación sin tener que hacer uso del botón push-to-talk , liberando al operario de tener que ocupar sus manos al comunicarse. Se propone una solución en forma de un detector de comandos de voz que active/desactive el canal. Para ello, se analiza la necesidad de mejorar la calidad del audio ante efectos como la respiración del operario y ruidos externos. El trabajo se divide en cuatro etapas: cancelación de ruido, para disminuir los niveles de ruido externo que enmascaran la voz; filtrado de señales, para disminuir el paso de sonidos molestos que no estén en el rango de la voz; reconocimiento de voz, para crear un detector de comandos y finalmente, la activación del canal, con el propósito de abrir el canal de la radio con la voz remplazando al botón push-to-talk . Los resultados indican que es posible reducir hasta en 20 dB los niveles de ruido externo manteniendo los de la voz, bajo ruido ambiental de hasta 100 dB. El filtrado elimina considerablemente las frecuencias de audio no deseadas, pudiéndose aplicar en diferentes rangos volviendo el sistema adaptable. El detector de comandos en ambientes con bajos niveles de ruido funciona correctamente. Sin embargo, para aquellos en los cuales las condiciones de ruido son muy adversas los resultados no son tan positivos. La activación del canal de comunicación logra el objetivo final y ante un correcto reconocimiento abre la comunicación entre las radios. Dado que el sistema de activación entrega la suficiente independencia como para ser integrado a cualquier dispositivo, se propone controlar otros sistemas de interés a través comandos de voz dictados desde la máscara. De todos modos, como punto de partida, debe considerar la mejora del sistema de reconocimiento por uno mas robusto que no falle ante condiciones de ruido extremo.