Ingeniero Civil / En todo proyecto de ingeniería, el proceso de cómo va evolucionando el trabajo condiciona en parte el éxito del proyecto. A lo largo de los años, la complejidad de los proyectos ha ido en aumento y por lo tanto la cantidad de personas participantes para poder desarrollarlos también ha crecido, fomentado, entre otras razones, por la tecnología existente para poder llevarlos a cabo. Durante el desarrollo del proyecto, la etapa de diseño tiene una mayor relevancia, ya que en ella se produce el mayor intercambio de ideas y modificaciones que condicionan la futura construcción del mismo. Gracias a la tecnología BIM, se puede tener un mejor control del proyecto completo en cada una de sus etapas, teniendo un buen acceso y manejo de la cantidad de información necesaria al nivel que se desee. Se trabaja en base a un modelo virtual con la información del proyecto de cada especialidad, logrando mejorar la manera en que se diseña. En este trabajo de título se proyecta una metodología adecuada para implementar BIM en una empresa de ingeniería de proyectos industriales que comprenda la integración de múltiples disciplinas, con el fin de crear el proyecto en base a un modelo virtual que lo represente y por lo tanto logrando mejorar la coordinación y comunicación de las distintas especialidades que participan, generando de esta manera un flujo de trabajo colaborativo del diseño del proyecto. Para lograrlo se realizó un estudio de documentación existente de diferentes entidades especializadas en esta tecnología, y en forma paralela se documentó el trabajo de una empresa especializada en el rubro especificado. Además, se evidenció el modo de implementación que ha habido en distintos casos nacionales y en diferentes rubros, con tal de identificar tanto buenas prácticas como similitud de errores entre ellos. Con esta información, se realizó una modificación el proceso actual acorde a la implementación y forma de trabajo en base a plataformas BIM, obteniéndose una metodología de trabajo para elaborar modelos en proyectos industriales, enfocado al trabajo conjunto y coordinación durante la etapa de diseño.

Ingeniera Civil en Computación / El Centro de Estudios Isla de Pascua y Oceanía, dependiente del Departamento de Antropología en la Facultad de Ciencias Sociales, se dedica a realizar proyectos relacionados con el patrimonio arqueológico de la Isla de Pascua. Uno de estos proyectos corresponde al proyecto Estatuaria de la Isla de Pascua, el cual, ha recopilado información significativa referente a los Moai y los atributos de estos tales como largo total, largo cabeza, material y localización. De acuerdo a la información recolectada, se ha determinado que existe una tipología de la estatuaria de la Isla de Pascua definida a partir de un conjunto de atributos. Debido a la enorme cantidad de información que existe actualmente y a que los investigadores responsables del proyecto no cuentan con herramientas apropiadas ni poseen la especialización necesaria, no ha habido un avance significativo en un análisis estilístico más detallado de los Moai, de los patrones recurrentes de diseño, proporciones, medidas, ni se ha abordado a la fecha la visualización y/o modelamiento de la data recopilada con respecto a estos. El objetivo de la memoria es desarrollar una herramienta que permita un análisis más riguroso de la información disponible por medio de la visualización científica de datos, la computación gráfica y de algoritmos apropiados para extraer información valiosa. Para cumplir el objetivo de la memoria, primero se realizó una toma de requerimientos y se describieron los casos de uso del sistema. Luego se desarrollaron prototipos basados en los casos de uso lo que involucró la investigación de variadas tecnologías. Posteriormente se creó una base de datos que contiene datos ficticios y una base de datos que contiene un subconjunto de Moai. Finalmente, se diseñó la arquitectura del sistema basándose en los prototipos creados, se implementó la administración de las bases de datos, la búsqueda entre intervalos de atributos, la búsqueda basada en la relación de dos atributos, la clasificación de Moai según su tipo, mapas interactivos con distintos modos de visualización y el modelamiento en 3D de un Moai. La validación de la herramienta se realizó evaluando su funcionalidad sobre los datos ficticios y para ver si efectivamente la herramienta visualizaba de forma correcta la información del catastro. El resultado final es una herramienta de escritorio gráfica e interactiva que permite difundir y analizar el registro arqueológico que se tiene hasta ahora de los Moai ya sea para fines educativos o de investigación.

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Ingeniera Civil / El presente trabajo busca cuantificar los beneficios del uso de la metodología BIM, acrónimo de Building Information Modeling, en la coordinación de edificios habitacionales. Para conseguirlo, se realiza, en primer lugar un análisis de la situación en Chile, aplicando una encuesta a distintos profesionales del área de la construcción y se compara con una encuesta realizada por CDT el año 2011. Para el cálculo de los beneficios monetarios se seleccionarán cinco proyectos: tres proyectos coordinados con BIM y dos no coordinados, buscando que tengan características similares con el objetivo de realizar una mejor comparación. La información de estos proyectos la suministrarán la Unidad de Coordinación de Proyectos BIM de IDIEM, para el caso de los proyectos coordinados y el Área de Inspección Técnica de IDIEM en el caso de los proyectos no coordinados. En los proyectos coordinados se tienen los Requisitos de Información (RDI) y en los no coordinados las Obras Extraordinarias (OO.EE.). Tanto RDI como OO.EE. se clasificarán de dos maneras, la primera clasificación corresponde a Interferencias e Inconsistencias y la segunda clasificación corresponde a 9 categorías según el problema presentado y su complejidad de resolución, definidas por IDIEM. Con el objetivo de que la diferencia en cantidad de proyectos coordinados con los no coordinados no afecte a los resultados, el ahorro se analiza cada 1000 m2 logrando que los resultados sean comparables. Luego se realiza un análisis de los resultados de los dos tipos de clasificación. En la evaluación de los beneficios se utiliza el indicador Retorno sobre la Inversión. Para el cálculo de éste se toman dos escenarios de costo de BIM; costo de implementación en empresa y costo de coordinación por consultora. Finalmente se realizarán las conclusiones correspondientes.

Ingeniero Civil Eléctrico / En el ámbito de interpolación geoestadística, el principal problema para estimar variables regionalizadas es la baja cantidad de datos medidos. Este tipo de problemas están extremadamente indeterminados, es decir, presentan una mayor cantidad de grados de libertad que restricciones, lo que deriva en múltiples soluciones. Este trabajo aborda el problema de interpolación de perfiles de permeabilidad desde un enfoque de reconstrucción de imágenes. En particular, el trabajo es motivado por el reciente desarrollo de la teoría RIPless de Compressed Sensing, herramienta que ha introducido un nuevo paradigma de adquisición de datos, permitiendo muestrear a tasas muy por debajo de las establecidas por las técnicas convencionales. El enfoque consiste en modelar las estructuras multicanal como imágenes que presentan una descomposición sparse en algún dominio transformado y utilizar esta información para reconstruir la imagen original a partir de un muestreo sub-crítico y no estructurado. Ésta es la principal diferencia con los métodos tradicionales, los cuales utilizan modelos estadísticos como información a priori para el proceso de estimación. La principal contribución de este trabajo fue la contextualización del problema de interpolación espacial en el marco de Compressed Sensing, generando claras conexiones con los resultados teóricos de esta nueva herramienta. De este análisis, se formuló el problema de selección de base óptima, el cual indicó que bajo el esquema de medición aleatoria de pixeles, la DCT es la base que permite inducir un determinado error de reconstrucción con la menor cantidad de mediciones, superando incluso a las transformadas wavelet. En la línea de los resultados obtenidos, este enfoque presenta prometedores desempeños, incluso en el régimen sub-crítico del 2% al 4% de datos medidos. En cuanto a los aspectos prácticos de procesamiento, la descomposición en distintos niveles de escala (bloques) para su reconstrucción y posterior promedio, mostró mejorías sustanciales en la estimación de las variables de permeabilidad. También se constató que, dada la naturaleza binaria de las imágenes estudiadas, una etapa de categorización genera importantes mejoras en los desempeños del método. Finalmente, esta memoria abrió diversas ramas de estudio para trabajos futuros, dentro de los cuales destacan: implementación de otros algoritmos; estudio de técnicas de post-procesamiento más elaboradas; extender el análisis a diferentes estructuras o modelos geológicos; incorporación de información a priori en esquemas de reconstrucción; y uso conjunto de métodos convencionales y regularización sparse.

Ingeniero Civil de Minas / Los desarrollos mineros son esenciales en la construcción de una mina subterránea para que a futuro permitan el inicio y la continuidad de la explotación de sus reservas. Éstos se llevan a cabo mediante operaciones unitarias de manera cíclica, en las que el carguío y transporte de marinas se encargan de remover de las frentes los fragmentos de roca resultantes de las tronaduras. El Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea (PMCHS) es una mina en fase de construcción con múltiples desarrollos en distintos subniveles, que consiste en la transformación del rajo abierto más grande del mundo en una gigante operación subterránea que permitirá explotar los recursos que quedarán bajo el actual yacimiento a cielo abierto, llegando a producir en régimen un total de 140.000 toneladas por día. En el proyecto, la operación de transporte de marina se realiza mediante camiones. En ésta se producen diversas pérdidas operacionales como: esperas en tránsito (ensanches, cruces, estocadas) debido a las dimensiones de las galerías que admiten el tránsito en un solo sentido a la vez, esperas por colas en puntos de carguío y descarga, cargas de combustible, pérdidas por la última vuelta de cada camión, y pérdidas programadas como cambios de turno, colación y detención por tronadura. Comúnmente se realizan simplificaciones del impacto que producen en la operación ya que analíticamente es complejo determinar sus efectos, obteniéndose resultados sesgados al dimensionar flotas de equipos o determinar capacidades. En ese sentido las simulaciones de eventos discretos permiten modelar sistemas complejos como éste, facilitando analizar alternativas sin la necesidad de utilizar recursos para su implementación en la realidad. Además, permiten mejorar el conocimiento del sistema en estudio, ayudar a la identificación de restricciones y por ende posibilitar mejores tomas de decisión. El objetivo de este estudio es determinar la capacidad del sistema de transporte de marinas utilizando como nuevo botadero el banco 2147 del rajo Chuquicamata al que se accede por la Estocada 29 de la Rampa Exploraciones, para establecer si es una alternativa viable para los requerimientos de marina del periodo de septiembre de 2017 a marzo de 2018. Esto debido a que los actuales botaderos de los bancos 2060 y 2080 serán parte del plan minero de la Fase 42 del rajo Chuquicamata. Para esto se realiza un modelo de simulación que incorpora las pérdidas operacionales descritas anteriormente. Al validar el modelo computacional, se determina que la capacidad del sistema con las condiciones actuales de infraestructura y operación del PMCHS, es de 2656 ton por turno. Es decir, no es posible alcanzar el requerimiento de marinas del periodo de estudio logrando un 72,2% del requerimiento máximo (3679 ton). Al incorporar ensanches en la Rampa Exploraciones para mejorar la capacidad obtenida, se comprueba que por cada ensanche adicional el movimiento total de marina se incrementa en 46 ton promedio, llegando a un total de 2838 ton por turno con 7 ensanches. Es decir, se alcanza un 77.1% del requerimiento máximo, por lo que la incorporación de ensanches no es una solución significativa para el requerimiento planificado. Tras lo anterior, se analiza un nuevo escenario que modifica el criterio operacional de priorizar siempre el tránsito de camiones cargados, el que limita el número máximo de camiones cargados que pueden subir a descargar a botadero, logrando una capacidad de 3066 ton por turno. Se realiza una mejora a este último escenario, aumentando la flota a 22 camiones, el factor de carga a los camiones del Contrato 013A a un 95%, y limitando el número máximo de camiones que pueden subir a botadero a un total de 11, obteniendo finalmente una capacidad de 3692 ton por turno, la que logra superar el requerimiento planificado. Finalmente, se concluye que la opción de utilizar el banco 2147 como botadero es viable a partir de septiembre de 2017 bajo las condiciones señaladas anteriormente. Para cumplir la flota de 22 camiones, se debe incorporar un camión de 60 ton a la flota del Contrato 010 y aumentar la utilización operativa de la flota de 60 ton del Contrato 013A para disponer de un camión adicional. / 31/08/2022

Magíster en Ciencias, Mención Computación. Ingeniero Civil en Computación / La existencia de efectos generados por la interacción entre las zonas urbanas y la atmósfera, hace que la urbanización sea un tema de interés. Estos efectos provocan variados fenómenos, como aumento de temperatura y cambios de turbulencias dentro de la urbes, los cuales repercuten de manera tanto directa como indirectamente en la calidad de vida de las personas. Características como la geometría de la ciudad y el cambio en el uso de suelo que genera, son aspectos que provocan ciertamente cambios en los flujos de gases de la atmósfera. El uso de simuladores como el Weather Research and Forecasting Model (WRF), intentan reproducir por medio de sus modelos urbanos esta interacción, y de esta forma poder entender y predecir el comportamiento de la atmósfera frente a distintos factores urbanos. Para ello es imperativo definir de la mejor forma la zona urbana en la región, para lo cual se utiliza un dosel urbano que contiene toda la información relevante. Sin embargo, no todas las zonas urbanas poseen la cantidad suficiente de datos disponibles, siendo ésta la principal barrera para realizar estudios. El presente trabajo trata sobre la implementación de un sistema de generación de dosel urbano llamado CityCanopy, el cual busca generar de manera automática la información necesaria que modele la zona urbana de estudio, a partir de fuentes de mapas digitales de libre acceso. Para ello se propone un algoritmo capaz de extraer y generar información de ciudades a partir de OpenStreetMap. Se diseña e implementa un programa computacional que lleva a cabo la tarea extracción y generación del dosel urbano utilizando como núcleo el algoritmo propuesto. Luego, el programa se pone a prueba con la ciudad de Santiago de Chile y Buenos Aires, observando y verificando los resultados. Se utiliza el dosel generado de la ciudad de Santiago de Chile para incorporarlo en una simulación utilizando el simulador WRF. Los resultados que se obtienen permiten observar los efectos que provoca la incorporación de datos de ciudad. Finalmente se presentan las conclusiones y trabajos propuestos.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería - Mención Eléctrica / El presente proyecto de tesis se centra en el estudio de diferentes estrategias de control droop de potencia activa y reactiva monofásica para aplicar en micro-redes de 4 hilos. El proyecto consiste en implementar las estrategias de control droop monofásico en un sistema simulado en el software Plecs y en un sistema experimental de 4 hilos construido en el Laboratorio de Control de Micro-Redes, de la Universidad de Chile. El control droop de potencia activa tradicional opera modificando la frecuencia de las tensiones que generan cada una de las unidades de generación, con lo cual se logra que las diferentes unidades compartan la potencia activa que se encuentran generando de acuerdo a sus capacidades nominales y sin necesidad de contar con un canal de comunicación entre ellas. Adicionalmente, en esta tesis se estudia la estrategia de control droop de potencia activa modificando el desfase entre las tensiones, con lo cual se cumple el mismo objetivo final mencionado previamente. Por otro lado, el control droop de potencia reactiva tradicional se realiza modificando la amplitud de la tensión que genera cada unidad, logrando el mismo objetivo de compartir la carga reactiva sin necesidad de contar con un canal de comunicación. Si bien el control droop tradicionalmente se realiza de forma trifásica, esto presenta inconvenientes en las micro-redes de 4 hilos (principalmente redes de distribución) debido a la gran cantidad de cargas desbalanceadas presentes en estas topologías, ya que es posible que se comparta la potencia de forma trifásica pero no de forma monofásica. Es así como surge la necesidad de mejorar las técnicas existentes y lograr el mismo resultado en redes con un grado de libertad extra como son las micro-redes de 4 hilos. Debido a que las estrategias de control droop operan sobre variables como la frecuencia, desfase o amplitud de la tensión, es posible que el sistema se encuentre compartiendo la potencia, pero operando en un punto diferente al nominal. Es así como se hace necesario implementar un lazo extra de control llamado control secundario, el cual se encarga de restablecer las variables globales del sistema a su valor nominal. En este caso de estudio debido a que cada fase puede tener una frecuencia o una fase diferente, es necesario contar con un lazo extra de control secundario que se encargue de restablecer los desfases entre las tensiones, es decir, que asegure que el sistema opere de forma balanceada. De este modo es posible evitar incrementos ficticios en la corriente circulante por el neutro o cuarto hilo. Se identifican al menos 2 aportes en este trabajo de tesis. El primero es la implementación de estrategias de control droop monofásicas en micro-redes de 4 hilos, logrando que las unidades compartan su potencia por fase y sin perder la condición nominal de operación del sistema eléctrico. Además, se considera un aporte la implementación de la micro-red experimental en el laboratorio, la cual será la base para futuras investigaciones en el área de micro-redes.

Ingeniero Civil en Computación / El presente trabajo de memoria presenta el diseño, implementación y validación de un framework de integración de un simulador de transporte, Quadstone Paramics con un simulador de redes comunicaciones inalámbricas, OMNeT++, para la simulación y estudio de Sistemas Inteligentes de Transporte. Los Sistemas Inteligentes de Transporte surgen como una respuesta a la necesidad de optimización, modernización y mejoramiento de los actuales sistemas de transporte. Los Sistemas de Transporte Inteligente pretenden proveer servicios innovadores que otorguen información a los usuarios y les permitan utilizar el sistema de transporte de manera más segura, coordinada e inteligente. Resulta fundamental la recopilación y transmisión de información en estos sistemas, lo cual se realiza mediante implementación de redes comunicación inalámbrica, tanto entre vehículos como entre vehículos e infraestructura. Es necesario entonces el desarrollo de entornos de software de modelamiento y simulación de estos sistemas, para su estudio previo a su implementación en el mundo real. Este trabajo de memoria presenta un framework que posibilita la simulación y análisis de los Sistemas Inteligentes de Transporte. PVEINS, como se denomina el software desarrollado, permite el estudio de la integración bidireccional de un sistema de transporte con un sistema de comunicaciones inalámbricas. En ese sentido, el framework permite determinar tanto el impacto de la comunicación entre vehículos sobre el modelo de transporte, como el impacto del movimiento de los vehículos sobre el medio de comunicación entre estos. Adicionalmente, el presente trabajo de memoria presenta un análisis de eficiencia del software desarrollado, y un estudio para verificar su validez para la simulación de sistemas de transporte de alta complejidad. Los resultados son positivos y demuestran que PVEINS tiene el potencial para posicionarse como una opción competitiva para la simulación de Sistemas Inteligentes de Transporte en la academia. En particular, se demuestra su eficiencia para simular grandes sistemas de transporte ejecutando un escenario de 15 minutos de tiempo simulado, con aproximadamente 900 vehículos presentes en la red en cada instante de simulación, en apenas 11 minutos de tiempo real. Se demuestra también su austeridad en uso de recursos del sistema al realizar una simulación con un promedio de 1400 nodos utilizando menos de 600 MB de memoria RAM y menos del 20% de la capacidad total del procesador. Finalmente, se expone su utilidad para el análisis y estudio de Sistemas Inteligentes de Transporte extrayendo información y estadísticas de los escenarios simulados. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por NIC Chile Research Labs y el Área de Transportes del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / Actualmente los programas de producción de minas a cielo abierto se calculan suponiendo una productividad constante para cada equipo de carguío; siendo la productividad invariante frente a variables de diseño y operación. Este supuesto genera desviaciones operacionales del plan de producción, que en particular gatilla movimiento de minerales desde sectores no planificados de la mina para alimentar la planta concentradora. Estas desviaciones generan aumentos en los costos de operación actual en minas a cielo abierto. El tema desarrollado en este trabajo de título consiste en evaluar la influencia de variables de diseño y parámetros operacionales sobre la productividad de un equipo de carguío, en base a datos históricos recopilados de la mina Chuquicamata. La base de datos utilizada corresponde a los datos de producción de la mina de Chuquicamata entre los años 2006 al 2008, de donde se obtienen 19.263 registros. Las variables de diseño estudiadas son: el ancho de una fase, el largo y la altura de un banco, y si la fase se encuentra interferida o no (derrame de material sobre ella). Los parámetros operacionales estudiados son: el número de camiones, la ubicación del banco, la utilización efectiva en base disponible, el tamaño de la pala, la disponibilidad del equipo de carguío, el tipo de equipo (pala, excavadora o cargador frontal), la fase origen dónde está operando el equipo de carguío, la distancia media a recorrer por los camiones que transportan el material desde la fase origen, y el tipo de material que cargan (mineral o estéril). Se realiza un análisis de componentes principales sobre las variables en estudio, con el fin de seleccionar aquellas que más influyen en la productividad del equipo, y generar un modelo de regresión lineal múltiple que predice un tonelaje a extraer diario por tipo de equipo de carguío. Finalmente los parámetros que mayormente influyen en la productividad de los equipos de carguío son la utilización efectiva en base disponible, el número de camiones con los que opera el equipo, y la disponibilidad del equipo de carguío. Al utilizar el modelo propuesto el ajuste a los datos actuales de la operación del plan PND2009 implica una mejora del 24% con respecto a los datos de producción para ese año. Las mejoras que se recomiendan incluir en la planificación es una estimación más precisa de utilización y disponibilidad de equipos, junto a una mejor estimación de flota de camiones.