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Análisis de la accesibilidad laboral para personas con y sin movilidad reducida en Santiago
(2022) Orellana Rossi, Romina; Galilea Aranda, Patricia Viviana; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El transporte es una actividad cotidiana importante para las personas, abriendo oportunidades para la educación, el trabajo, el entretenimiento, entre otros. Sin embargo, en el contexto chileno, las personas con movilidad reducida no solo enfrentan barreras en la infraestructura de transporte, sino también culturales. Esto los ha llevado a desarrollar ciertos comportamientos que difieren de una persona sin movilidad reducida. En este trabajo se propone modelar la accesibilidad para viajes de trabajo de personas con movilidad reducida en la ciudad de Santiago de Chile y compararla con la accesibilidad de personas sin movilidad reducida. Para obtener los costos y rutas se utilizó el programa ESTRAUS, que es un modelo de equilibrio oferta-demanda de cuatro etapas para múltiples clases de usuarios y varios modos de transporte. Específicamente, se utilizó la base 2012 ya calibrada y se modificó para ejecutar solo la etapa de asignación. Para esta investigación se decidió utilizar una medida de accesibilidad gravitacional con una función de impedancia exponencial negativa. También, se calculó la misma medida, pero agrupada por modo y otra agrupada por modo y tiempo. Además, se realizó un análisis respecto a ciertos parámetros del ESTRAUS. Finalmente, se evaluó un proyecto de transporte para comparar los impactos en la accesibilidad para ambos usuarios. Los resultados fueron diferentes tiempos de viaje y niveles de accesibilidad para ambos usuarios, con peores niveles para las personas con movilidad reducida, que varía según el modo, el tiempo y la zona. La obtención de estas comparaciones es importante dado que el programa ESTRAUS se utiliza para evaluar proyectos como líneas de metro, carreteras, corredores de buses, tarificación vial, entre otros. Por lo tanto, es recomendable poder explorar nuevas metodologías que incluyan a las personas con movilidad reducida a la hora de evaluar proyectos y apunten a un transporte más inclusivo.
Cuantificación de incerteza de modelos de aprendizaje profundo especializados en percepción urbana mediante el método de MC Dropout
(2025) Larraín Aylwin, Vicente; Löbel Díaz, Hans-Albert; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Esta investigación aborda la cuantificación de incertidumbre en modelos de aprendizaje profundo especializados en percepción urbana mediante el método de Monte Carlo Dropout. Utilizando arquitecturas de redes neuronales convolucionales basadas en ResNet, implementamos y evaluamos MC Dropout para estimar la incertidumbre predictiva en modelos que analizan la percepción de seguridad urbana a partir de imágenes. Nuestros experimentos en el dataset PlacePulse 2.0 y en un dataset específico para Santiago de Chile demuestran que MC Dropout no solo mejora la precisión predictiva (de 66.81% a 67.64%) sino que también proporciona valiosas estimaciones de incertidumbre sin requerir modificaciones estructurales significativas en la arquitectura. Integramos la técnica de visualización GradCAM para analizar la relación entre la incertidumbre predictiva y los patrones de atención visual, identificando una correlación estadísticamente significativa (Pearson r:0.2072, p < 0.001) entre estas métricas. Nuestros resultados revelan que el modelo tiende a subestimar la incertidumbre, con aproximadamente 48.7% de las predicciones dentro del intervalo de confianza de 1σ (frente al 68.3% esperado) y 20.3% fuera del intervalo de 2σ (frente al 5% esperado). La aplicación al contexto urbano de Santiago demostró que las estimaciones de incertidumbre varían según características urbanas específicas, con el sector oriente mostrando una calibración ligeramente mejor. Esta investigación contribuye al avance de modelos de percepción urbana más confiables e interpretables, proporcionando un marco metodológico aplicable en planificación urbana y desarrollo territorial donde comprender la confiabilidad de las predicciones es crucial.
Development and testing of LoRa Technology for satellite communications
(2022) Dunford Pabst, Antonia Kate; Vanzi, Leonardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Dada la topografía particular de Chile, hay muchas áreas rurales/remotas sin conectividad IoT porque es demasiado costoso instalar la infraestructura necesaria para una red terrestre. De este modo, para establecer un país verdaderamente conectado, las redes terrestres deben complementarse con redes satelitales. LoRa es una tecnología prometedora para conseguir este objetivo y está recién empezando a ser testeada para comunicación satelital alrededor del mundo. Por lo tanto, el objetivo principal de esta tesis es desarrollar un prototipo de comunicación inalámbrica de bajo costo con LoRa y probarlo para evaluar su viabilidad con tal de tener una red satelital de IoT en Chile. Para ello, se evaluaron diferentes órbitas, se propusieron diseños de enlaces de comunicación y se construyeron los nodos del prototipo. Luego, se probó la comunicación Tierra-espacio con la construcción de una estación terrestre que puede recibir paquetes de datos de satélites en órbita. El precio final de un dispositivo (nodo + antena) resultó ser ∼ $60000 CLP (US$ 70). Se concluyo que la órbita óptima (considerando cobertura y altitud) es una órbita geosíncrona, pero en la práctica las órbitas bajas (LEO) son la opción más factible. Los parámetros de diseño de LoRa seleccionados para los enlaces de comunicación son SF = 12, BW = 125 kHz y CR = 1 para la órbita geosíncrona y SF = 9, BW = 125 kHz y CR = 1 para LEO. Los nodos desarrollados funcionaron con éxito en pruebas de comunicación punto-a-punto y la estación terrestre estuvo operativa durante 18 días en un sector urbano y durante 29 días en un sector remoto. Se recibieron correctamente un total de 252 paquetes y no se requirió ningún mecanismo de seguimiento para la antena. Con todo esto, se puede concluir que es posible contar con una red satelital de IoT económicamente asequible en Chile, dado que está demostrado que los satélites en LEO pueden comunicarse exitósamente con nodos colocados tanto en áreas urbanas como remotas, con un alcance máximo estimado de aprox. 1200 km usando 500 mW de potencia de transmisión.
Efecto de la rigidez de las losas en el diseño sísmico de edificios de hormigón armado
(2024) Eissmann Peña, Javier; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En Chile, al momento de modelar edificios de hormigón armado cuya estructuración se basa en muros y losas de hormigón armado, una práctica común es considerar una rigidez a flexión reducida en las losas. Sin embargo, esta práctica no está normada, y el supuesto respecto a la rigidez a flexión de las losas de edificios de hormigón armado queda a criterio de cada ingeniero. Estudios recientes han demostrado que los supuestos de rigidez de las losas generan cambios relevantes en los esfuerzos sísmicos obtenidos en los muros. El objetivo general de esta investigación es evaluar el efecto del supuesto de rigidez de las losas en el diseño sisimico de edificios de muros de hormigón armado. Para esto se estudian tres edificios con la misma planta de 10, 16 y 22 pisos. En primer lugar, se realizan modelos de elementos finitos de los edificios considerando un 100%, 25% y 10%de la rigidez flexural en las losas. En segundo lugar, se comparan las propiedades dinámicas y la respuesta sísmica de los edificios bajo las diferentes consideraciones de modelación de las losas. En tercer lugar, se diseñan los muros según la norma propuesta prNCh430 y se compara la armadura utilizada en los muros. Finalmente, se evalúa el desempeño sísmico de los edificios diseñados a través de un análisis estático no lineal utilizando los modelos con las distintas rigideces consideradas en las losas. Los resultados de esta tesis demuestran que el supuesto de rigidez en las losas tiene efectos en el diseño y desempeño sísmico de edificios de hormigón armado. En el caso de los edificios de 10 pisos, los resultados no muestran una relación directa entre el supuesto de rigidez considerado para las losas y el diseño y desempeño sísmico del edificio. En los casos de 16 y 22 pisos, la disminución de la rigidez considerada en las losas en los modelos implica la necesidad de mayor confinamiento y en algunos casos de mayor armadura longitudinal. Al requerir mayor confinamiento, las estructuras presentan un mejor desempeño sísmico.
Power system optimization and sub-hourly simulation of solar photovoltaic plants with battery energy storage systems considering ancillary services
(2024) Ibarra Alemany, Martín Felipe; Lorca Gálvez, Álvaro Hugo; Castillejo Cuberos, Armando; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La integracióon de fuentes de energía renovable variable en la red eléctrica presenta desafíos y oportunidades significativos. Entre las soluciones más prometedoras se encuentra el despliegue de Sistemas de Almacenamiento de Energía con Baterías, que pueden ofrecer múltiples servicios. Su instalación se ha visto obstaculizada por desafíos regulatorios y altos costos, los cuales están disminuyendo año tras año. Este trabajo examina los marcos regulatorios, los incentivos del mercado y las métricas operativas y financieras necesarias para hacer que las plantas de energía solar fotovoltaica con BESS sean económicamente viables. Se propone un modelo operativo en dos etapas de una red eléctrica que considera reservas, la instalación de baterías y la expansión de plantas PV existentes, utilizando también como entrada la carga y el estado de las baterías basado en un modelo de simulación PV+BESS usando el software System Advisor Model, para incorporar las no linealidades de BESS. El modelo se prueba con la red eléctrica chilena, con 26 nodos para la etapa de instalación de BESS y 212 para la etapa de operación. Al abordar estos factores, la investigación busca proporcionar información sobre cómo las plantas PV+BESS pueden integrarse efectivamente en el mercado energético, apoyando en última instancia la adopción más amplia de tecnologías de energía renovable. Los resultados muestran que, bajo los marcos regulatorios y de remuneración considerados, la ubicación no afecta significativamente la viabilidad económica, las soluciones favorecidas por el ISO pueden no ser adecuadas para los operadores de plantas, la degradación varía significativamente entre plantas y escenarios, y hay factores importantes a considerar al diseñar plantas PV+BESS en tales mercados, como la probabilidad de activación de reservas.
Predicción de localización de puestos de trabajo con redes neuronales sobre imágenes satelitales
(2024) Pizarro Kumpf, Paulina Andrea; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Löbel Díaz, Hans-Albert; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La localización de trabajos dentro de las ciudades es fundamental para planificar adecuadamente los sistemas de transporte. Al ser el propósito laboral el más cuantioso dentro de los motivos de viaje en horas punta, conocer la ubicación y concentración de estos atractores/generadores de viaje permite evaluar el efecto de modificaciones de servicios, infraestructura, políticas de transporte, entre otros. Entre las metodologías tradicionales empleadas para recabar esta información se encuentra la realización de encuestas, las que son costosas de implementar y, por consecuencia, suelen no realizarse frecuentemente por lo que la información se encuentra desactualizada. A modo de enfrentar estas dificultades, en esta investigación se propone el uso de redes neuronales convolucionales (CNN) sobre imágenes satelitales para predecir la localización de trabajos en la ciudad de Santiago. Utilizando una imagen satelital de Santiago, se georreferencia información de empresas y usos de suelo, y se genera un conjunto de datos que se utiliza para entrenar diferentes arquitecturas de redes neuronales convolucionales. Se utiliza transfer learning para hacer más eficiente el entrenamiento y se comparan modelos de una y dos entradas, obteniendo mejores resultados para el segundo. Se proponen y se evalúan tres modelos de clasificación y uno de regresión, obteniendo un balanced accuracy de 27% para el modelo de 10 clases, 52% para el modelo de 4 clases y 85% para el modelo de clasificación binario. Los resultados obtenidos muestran que es posible utilizar CNN sobre imágenes satelitales para interpretar presencia de actividades laborales y por consecuencia localizarlas. Entre las recomendaciones para trabajos futuros, se propone el uso de base de datos con localización laboral más precisa, información de usos de suelo a nivel de predios que permita asignar los trabajos a un área y no a un punto, y probar otras arquitecturas de red, como modelos de clasificación jerárquicos.

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