Proyectos

La contaminación ambiental extradomiciliaria es un importante problema de salud ambiental ya que es responsable del 7,6% de la mortalidad anual total y de la pérdida de 103,1 millones de años de vida saludable. Entre algunos de los efectos adversos que se han reportado para el Material Particulado, uno de los principales contaminantes, se encuentran aumento en la mortalidad, morbilidad, muerte prematura, enfermedades cardiovasculares y respiratorias, cáncer de pulmón, impacto adverso en la actividad del sistema nervioso central que resulta en deterioro cognitivo, y efectos nocivos sobre el desarrollo fetal y el embarazo, afectando mayormente a grupos más vulnerables. Si bien, a nivel global, se cuentan con estrategias y criterios de monitoreo de calidad del aire para identificar la concentración de los contaminantes relacionados con la salud, es posible que estos no permitan analizar con mayor profundidad las diferencias en la distribución geográfica de los contaminantes y su impacto en poblaciones específicas. En ese sentido, el presente proyecto tiene el objetivo de establecer una metodología para la generación de un mapa confiable de la contaminación del aire a partir de una red de monitoreo, el cual permita correlacionar de manera más precisa a través de modelos de interpolación, la contaminación del aire con los problemas de salud respiratorio de las personas del sector considerado, hacer una validación de la metodología propuesta con un programa piloto en un área a determinar de la comuna de Rancagua y realizar divulgación de resultados en colegios y jardines de la región con la finalidad de generar un debate más amplio y democrático sobre tanto de prácticas personales así como de las nuevas políticas relacionadas con la contaminación del aire. Para esto se propone emplear diversos métodos propios de cada disciplina. Primeramente, se estimará un radio máximo de cobertura de un sensor dentro del cual se garantice cierto grado de confianza (Variograma empírico) respecto de los valores entregados por el sensor como promedios representativos, para así determinar el tamaño/forma del área geográfica total donde instalar la red de sensores (Obj 1). Con esta información se determinará una configuración inicial de los sensores en un área geográfica determinada considerando la capacidad de la red, usando como ubicación potencial establecimientos educativos. Luego se hará un análisis estadístico con los datos proporcionados por la red y por sensores móviles para determinar una nueva configuración que maximice la confianza de la nueva interpolación. Una vez instalados los sensores y a partir de los datos entregados por ellos se escogerá una nueva configuración a través de un análisis estadístico de covarianzas (Obj 2). Además, se realizará un estudio ecológico para correlacionar las mediciones de contaminación de aire y algunos indicadores de salud respiratoria y atención de salud considerando distintos puntos geográficos de la sexta región (Obj 3). Finalmente, el proyecto desarrollará un plan de educación ambiental para concientizar sobre el tema y favorecer el cambio de comportamientos a nivel individual y comunitario (Obj 4). Con este proyecto se espera abordar con una visión interdisciplinaria un tema que es de especial preocupación en la región, como es la contaminación ambiental, fortaleciendo esta línea de investigación tanto en el instituto de ingeniería como en el de Salud, involucrando de forma activa también a estudiantes de pregrado.

Stochasticity in optimization and game theory is a very important aspect to model more accurately real-world problems in many different areas (see for instance [6]). In optimization problems as well as in one-level games, namely, Nash equilibrium problems, stochasticity aspects have received quite a lot of attention for a while and have also been well studied [22]. However, for the branch of bilevel games quite few studies have included in their analysis stochastic aspects in their models. A bilevel game is basically to split a finite set of players into two levels: the leaders or upper-level players, and the followers or lower-level players. In the model, the followers react in a passive way to the leaders' actions, while the leaders compete in the upper level trying to actively anticipate the followers' reaction. Moreover, in each level, the interaction is non-cooperative as in Nash equilibrium problems. Bilevel games have been recognized as one of the most complex and at the same time very useful models in the literature [17]. Bilevel games, and more precisely the problem of the leaders in a bilevel game, face an ambiguity/uncertainty whenever the followers' reaction is not necessarily uniquely determined for each leaders' decision. To deal with this ambiguity two main approaches are well-known the optimistic and the pessimistic. The weakness of these two approaches is that both are quite extreme and the optimistic one lacks of real modeling foundations, putting the leaders in a quite naive position. Recently, in [9] a general stochastic approach has been proposed to solve this ambiguity, which is seen as an uncertainty of the problem, providing also a specific approach that seems to be more reasonable than the optimistic one, from a modeling point of view. The stochasticity in the stochastic approach is an endogenous one since it corresponds to a decision-dependent uncertainty [1, 23]. But, of course, stochasticity might also come from an exogenous side, that is, when some of the parameters defining the game, such as future demand and prices, 1 forecasts of winds and clouds, are uncertain and possibly follow some probability distribution. This has been considered in [34, 12, 13, 16]. In the second part of the project, which is the applied part, we are interested in using the developed theoretical framework of bilevel games with stochastic aspects to a problem of contaminated water resource management, which has high levels of stochasticity. The scarcity of water resource and its efficient use has been recognized as an extremely important problem in Chile and the whole world, for agricultural, industrial, and human use. Moreover, after any use, there is an outflow of water which has generally more contaminants than the inflow. Depending on the type and quantity of contaminants the outflow of water could be reused, but sometimes giving less profit to the entity. The general situation is full of uncertainties, since the entities do not share their information. Moreover, the main source of information for us will be measurements on the quality of water at different strategic points and punctual events of contamination registered by inspection, which is simply a qualitative data. Therefore, we propose first to apply predictive models and machine learning to do inverse engineering in order to understand the game played by the different actors. Then we want to study the underlying one-level game and study the design of mechanisms (bilevel game) so that we can move the equilibrium to a desired goal. In a somehow similar spirit, in [30, 31, 10] game theory techniques have been used to analyze the behavior of companies sharing contaminated water in the context of eco-industrial parks, while in [36] also a bilevel model is used for a water resource optimal allocation problem.

El objetivo de este proyecto es estudiar desde un punto de vista teórico problemas de asignación de recursos en el contexto de tareas dos-dimensionales, con aplicaciones principalmente en el área de gestión de recursos energéticos.

El objetivo de este proyecto es el estudio de problemas de gestión de recursos energéticos desde un punto de vista teórico y aplicado, con el fin de entender el perfil de demanda energética en la región de O'Higgins y diseñar métodos para optimizar dicha gestión.

The project deals with commutation principles in Euclidean Jordan Algebras, Normal Decomposition systems and Fan-Theobald-von Newman systems. It propose to deal with the generalization of these principles and the application to variational analysis and the Marcus-de Oliveira determinantal conjecture.

The research project "Matrices, Optimization, and Randomness with Applications in Data Science (MORA-DataS)" is composed of research teams from Bolivia, Chile, France, and Peru. This project is funded by the regional program MATH-Amsud in cooperation with UMSA (Bolivia), ANID, CMM (Chile), MEAE (France), and CONCYTEC (Peru). The aim of this project is to study diverse optimization models, deterministic and stochastic, and to investigate various problems in matrix analysis with potential applications in data science. Some of the research topics are computing angles between convex cones, inverse eigenvalue problems, proximal algorithms for symmetric cone optimization, nonlinear second-order cone programming problems, nonsmooth joint chance constrained optimization problems, and Euclidean Jordan algebras for optimization.

La fabricación digital es un concepto que está revolucionando el modo en que se producen piezas y objetos. Hace referencia a procesos de manufactura en los que se usan máquinas controladas por una computadora para fabricar un objeto, previamente diseñado en algún software. La fabricación digital incluye tecnologías como impresión y escaneo 3D, corte láser y mecanizado CNC (control numérico computarizado); que junto al diseño CAD (diseño asistido por computadora) y programación permiten procesar archivos digitales para construir objetos tangibles. También se relaciona con el modelo educativo STEAM (ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemática) y con tecnologías que definen la próxima revolución industrial, la industria 4.0. La fabricación digital puede ser considerada un medio para desarrollar competencias como la creatividad, la colaboración y el trabajo en equipo, la proactividad y el emprendimiento. Numerosas experiencias internacionales y nacionales en fabricación digital han demostrado ser eficaces en fomentar competencias transversales en estudiantes, a diferencia del simple uso de dispositivos electrónicos (por ejemplo, smartphones). La eficacia de la fabricación digital radica en que, si bien también implica el uso de dispositivos electrónicos, pone el foco en conceptualizar, desarrollar y construir un producto físico. En consecuencia, esta nueva filosofía basada en el “aprender haciendo” aumenta la motivación, otorga autonomía y brinda competencias laborales fundamentales para el siglo XXI. La pandemia Covid-19 ha traído pérdidas irreparables, pero también grandes aprendizajes y desafíos tecnológicos. Se ha acelerado la transformación digital y se ha manifestado un gran potencial de desarrollo tecnológico local. Por otra parte, también se han visualizado brechas digitales y de género en la educación chilena. Desde el punto de vista del impacto en aprendizaje en contexto de pandemia, se ha determinado que la Región de O’Higgins podría ser una de las más perjudicadas por el cierre prolongado de los establecimientos educacionales (MINEDUC, 2020). Sumado a ello, es particularmente preocupante la diferencia, en detrimento de las niñas y las adolescentes, que ocurre con el desempeño en áreas STEAM, por lo crucial que estas resultan en las futuras oportunidades, nivel de ingresos y calidad de vida a la que podrán acceder (UNESCO, 2019). La Estrategia Regional de Innovación identifica la baja formación e incorporación de nuevas tecnologías 4.0 como una brecha que limita la puesta en marcha de proyectos innovadores y la asociatividad entre los actores regionales. Indicadores comunes para medir la efectividad de la innovación empresarial y emprendimiento tecnológico son instrumentos de propiedad industrial, como patentes, y surgimiento de empresas de base tecnológica. Las estadísticas de la Región de O’Higgins no son buenas. Según los últimos datos de INAPI, apenas el 1,33% de las patentes solicitadas en Chile provienen de la Región de O’Higgins. Por otro lado, no existen registros de emprendimientos regionales de base tecnológica. La incorporación de las tecnologías de fabricación digital en la formación de jóvenes makers puede fortalecer la educación STEAM, reducir la brecha digital y de género y potenciar los procesos de innovación empresarial y emprendimiento tecnológico en la Región de O’Higgins.

The project covers the following topics: vibrations, multiphase flow, and pipes. All of them are strongly related to Mechanical Engineering and its applications.

El objetivo de la presente propuesta es investigar el desarrollo de competencias profesionales de estudiantes UOH de Ingeniería Civil Mecánica a través de acciones de intervención mediante diseño ágil y fabricación e investigación mediante técnicas de psicología cognitiva y análisis de contenido.

Investigation in free-surface flow in an annular-channel