Tesis Pregrado
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Item Análisis del efecto de la temperatura ambiente en LT de alto voltaje.(Universidad de Concepción, 2025) Palma Matus De La Parra, Mario Andrés; Morán Tamayo, Luis AlejandroLa presente Memoria de Titulo tiene como objetivo evaluar el impacto que determinadas condiciones ambientales y geográficas tienen sobre el comportamiento eléctrico y mecánico de las líneas de transmisión aéreas de alta tensión. En particular, se estudia la influencia de la temperatura ambiente sobre tres variables técnicas clave: la resistencia eléctrica del conductor, la distancia vertical entre este y el suelo, y la capacidad de transmisión de la línea. Adicionalmente, en el caso de esta última variable, se analiza también el efecto asociado a la altura sobre el nivel del mar a la cual se encuentra instalada la infraestructura. Para llevar a cabo esta evaluación, se realiza una revisión técnica y conceptual de los fundamentos asociados a las variables mencionadas, con el fin de establecer el marco teórico necesario. Posteriormente, se emplean modelos de cálculo desarrollados y promovidos por instituciones internacionales relevantes del sector eléctrico, tales como el IEEE (a través del IEEE Std 738) y la CIGRE, que permiten representar el comportamiento físico y eléctrico de los conductores bajo distintas condiciones de operación. A partir de estas metodologías, se llevan a cabo simulaciones que consideran distintos escenarios de temperatura y elevación, lo cual permite analizar la respuesta del sistema frente a estas condiciones. Los resultados obtenidos permiten identificar las tendencias de comportamiento de cada aspecto técnico evaluado y su interrelación, lo que a su vez posibilita reflexionar sobre las implicancias que estos efectos tienen para el diseño, la operación y la seguridad de los sistemas de transmisión eléctrica. Finalmente, se presentan conclusiones que refuerzan la importancia de considerar estas variables ambientales y geográficas en el dimensionamiento térmico de las líneas, junto con recomendaciones sobre posibles ajustes a los criterios normativos actualmente utilizados en el sector.Item Proyección del costo marginal utilizando el estudio de seguridad de abastecimiento.(Universidad de Concepción, 2025) Farías Escalup, Michell Darlin; Roa Sepúlveda, Claudio AndrésLa presente memoria de título tiene por objetivo evaluar la viabilidad del uso de técnicas de aprendizaje automático para proyectar el costo marginal por barra en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN), a partir de los resultados entregados por el Estudio de Seguridad de Abastecimiento (ESA) elaborado por el Coordinador Eléctrico Nacional (CEN). Con propósito de lo anterior, se desarrolla el trabajo utilizando MATLAB R2024b como software para el procesamiento y simulación. Se emplean los datos del Estudio de Seguridad de Abastecimiento (ESA), los cuales son filtrados por barra, hidrología y bloque. A partir de estos datos, se implementan dos enfoques de aprendizaje para la predicción del costo marginal: Mapas Autoorganizados de Kohonen (SOM), como técnica no supervisada, y Redes Neuronales con Función de Base Radial (RBFNN), como técnica supervisada. Finalmente, los resultados obtenidos se comparan con datos reales publicados por el Coordinador Eléctrico Nacional (CEN), y su precisión se evalúa mediante métricas de error, lo que permite analizar el desempeño de ambas técnicas frente a distintos escenarios. Los resultados y el análisis realizado respaldan que el uso de Aprendizaje Automático (AA) aplicado a las salidas del ESA representa una alternativa viable para la proyección del costo marginal. Específicamente, el enfoque no supervisado demostró ser útil para capturar patrones generales en los datos, mostrando un mejor desempeño que el supervisado. Sin embargo, aún requiere mejoras para alcanzar una mayor precisión. Como sugerencia, se plantea la exploración de enfoques híbridos que combinen distintas técnicas de modelado, con el objetivo de mejorar los resultados en escenarios con mayor incertidumbre.Item Uso de sincrofasores en sistemas de protecciones.(Universidad de Concepción, 2025) Maureira Chamorro, Michael Daniel; Morán Tamayo, Luis AlejandroLa complejidad que han alcanzado los sistemas eléctricos ha puesto en evidencia las limitaciones de las protecciones convencionales. En este contexto, el uso del concepto sincrofasores surge como una buena alternativa para mejorar la detección y el análisis de contingencias, ya que permite obtener mediciones complejas sincronizadas en tiempo real a lo largo del sistema eléctrico. En este trabajo se analiza el concepto de sincrofasores y su implementación en esquemas de protecciones eléctricas, evaluando sus ventajas frente a esquemas convencionales. Se revisan los estándares y documentos científicos, además de simulaciones en MATLAB/Simulink y ETAP para demostrar las ventajas de usar sincrofasores en la detección de distintos tipos de fallas en un sistema de distribución industrial que cuenta con generación propia. Los resultados obtenidos muestran que el uso del concepto sincrofasor, permite respuestas mas rápidas, precisas y coordinadas en los sistemas de protecciones eléctricas, siendo superiores a esquemas de protecciones convencionales. Este estudio busca contribuir al análisis técnico y estratégico de los sincrofasores como una herramienta avanzada para la protección de sistemas eléctricos, buscando abrir camino hacia redes más resilientes, inteligentes y seguras.Item Análisis de los modelos de los sistemas de control de generadores para estudios de estabilidad en sistemas de potencia.(Universidad de Concepción, 2025) Vega Garcías, Gustavo Adolfo; Morán Tamayo, Luis AlejandroLa estabilidad de los sistemas de potencia es crítica para garantizar que el suministro eléctrico sea continuo y confiable. En este contexto, los generadores sincrónicos tienen un rol fundamental en la estabilidad y regulación de frecuencia, considerando que aún gran parte de la matriz energética nacional está compuesta por este tipo de máquinas, que históricamente han constituido la generación eléctrica tradicional en los sistemas eléctricos del mundo. En el presente informe de Memoria de Título se estudian los modelos existentes en la literatura para representar distintas tecnologías de turbinas y gobernadores de velocidad, destacando aquellos que han quedado como legado por su antigüedad y aplicabilidad para estudios de estabilidad en sistemas de potencia durante décadas. Posteriormente, se revisan los principales sistemas de control de excitación, incluyendo AVR, PSS, OEL y UEL. Finalmente, se simulan distintos casos de estudio en el software DIgSILENT PowerFactory ®, en una planta de celulosa genérica que cuenta con generación propia, implementando modelos de turbinas, sistemas de control de velocidad y sistemas de control de excitación cuyos diagramas de bloques y parámetros están disponibles en la base de datos del Sistema Eléctrico Nacional provisto por el Coordinador Eléctrico Nacional, durante distintas perturbaciones: desconexión de carga, desconexión de unidad generadora de gran potencia y cortocircuito trifásico. Se compara la respuesta dinámica de los generadores en condiciones de operación que consideran y no consideran sistemas de control, y se grafica la respuesta de los principales lazos de control considerados en las simulaciones. Se destaca que la implementación de sistemas de control de velocidad y excitación en al menos una máquina sincrónica del sistema simulado contribuye sustancialmente a la estabilidad sistémica, previniendo colapsos de tensión y sobrecargas excesivas en el circuito de campo. Se valida la actuación de los sistemas de control complementarios de excitación durante distintas perturbaciones sistémicas. Incluir estos lazos de control en las demás unidades generadoras ayuda a proteger los devanados de campo de las máquinas, pero además mejora la respuesta dinámica amortiguando las oscilaciones en los voltajes y corrientes de los generadores.Item Valor estadístico de la vida: Regresión lineal versus regresión simbólica.(Universidad de Concepción, 2025) Vergara Obreque, Tomás David; Parada Contzen, Marcela; Contreras Bolton, Carlos EmilioEl presente estudio se basa en la aplicación del enfoque de salarios hedónicos para estimar el valor estadístico de la vida en Chile, utilizando información proveniente de la Encuesta de Caracterización Socioeconómica Nacional (CASEN), junto con datos de las tasas de accidentabilidad fatal y no fatal, obtenidos por medio de los boletines de la Superintendencia de Seguridad Social (SUSESO) correspondientes al año 2017 y 2022. Para la estimación del valor estadístico de la vida se aplicaron dos metodologías de estimación, el método de mínimos cuadrados ordinarios mediante regresión lineal y la regresión simbólica, aplicada con dos variantes, un enfoque tradicional que busca expresiones no lineales para optimizar la capacidad predictiva del modelo y un segundo enfoque que utiliza como base la regresión lineal, para encontrar expresiones no lineales sobre sus residuos. En base a los resultados obtenidos, la regresión simbólica sobre residuos demuestra mayor capacidad predictiva y flexibilidad al revelar relaciones complejas, en tanto el método de mínimos cuadrado ordinarios resulta muy competitivo cuando se prioriza la rapidez y sencillez del ajuste.Item Estudio para la propuesta de sistema de respaldo para la red de distribución del subalimentador Cabrero-Copiulemu COELCHA.(Universidad de Concepción, 2025) Lara Figueroa, Mónica Macarena; García Santander, Luis C.COELCHA es una empresa de distribución eléctrica que opera en la región del Biobío y Ñuble. Su alimentador principal, Cabrero, se extiende por varios kilómetros en la zona y cuenta con distintos subalimentadores; entre ellos, el subalimentador estudiado en el presente informe Cabrero Copiulemu, que recorre 52 km y finaliza en el sector de Copiulemu y Pichaco, comuna de Florida y Hualqui. Al encontrarse al final, dichos sectores quedan sin suministro eléctrico cada vez que ocurre una interrupción aguas arriba, actualmente no cuentan con soluciones de respaldo, la empresa únicamente proporciona generadores de emergencia a los usuarios electrodependientes, tal como lo exige la Ley N°21.304. Se llevó a cabo un análisis comparativo de tres tecnologías: grupo electrógeno, sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) y generación solar fotovoltaica con BESS, para atender eventuales interrupciones en el suministro eléctrico, dimensionando cada alternativa según el perfil de demanda del sector estudiado y evaluándolas en cuanto a funcionamiento, impacto ambiental, viabilidad económica, disponibilidad energética, potencial de aplicaciones complementarias en la red, tiempo de implementación y vida útil, con el objetivo de identificar la opción que ofrezca el mejor equilibrio entre todos estos criterios. Los resultados muestran que los grupos electrógenos tienen mayor impacto ambiental debido a sus emisiones y su rentabilidad es negativa, incluso considerando aplicaciones adicionales. La generación solar fotovoltaica más BESS presenta retorno económico desde el primer año y una vida útil prolongada, aunque requiere mayor tiempo de implementación. Los BESS, si bien tienen una menor vida útil y no son rentables como sistemas de respaldo, logran retorno económico cuando se consideran otros usos como el arbitraje energético. Finalmente, al integrar los criterios considerados, la generación solar fotovoltaica más BESS se posiciona como la más adecuada.Item Implementación de control Grid-Forming VSG dentro de una microrred experimental.(Universidad de Concepción, 2025) Aguilera Cuevas, Juan Andrés Alonso; Peña Guiñez, Rubén SigifredoLa generación a partir de fuentes de energía renovable ha ido aumentando su cuota de participación en las redes eléctricas. Comúnmente esto requiere de convertidores de potencia para acondicionar la naturaleza de la generación con el objetivo de conectar la unidad generadora a la red de AC. Sin embargo, este tipo de generación no ayuda en la regulación de la frecuencia en la red donde se conecta, al no poseer un elemento inercial que aporte efectivamente en ello. En las unidades generadoras convencionales la inercia aportada es la asociada con el rotor de generadores síncronos. Así, a medida que se aumente la cuota de generación a partir de fuentes de energía renovable, en desmedro de la cuota de generadoras convencionales, la inercia de la red irá decayendo, ocasionando una pobre regulación de la frecuencia. Ante esto, se han planteado diversos métodos para lograr que los convertidores de potencia dichos aporten con inercia a la red y tengan la capacidad de compartir la potencia que entregan con las demás unidades generadoras, tal como lo hacen los generadores síncronos. A estos métodos se les nombra generalmente como Grid-Forming. De entre los métodos se destaca el llamado VSG, que se basa de un lazo de control que emula la ecuación de oscilación de un generador síncrono, aportando con una inercia “virtual” a la red en donde se conecta el inversor. Si bien se han desarrollado diferentes variaciones y enfoques de este método, estos avances no se ven comúnmente plasmados en implementaciones experimentales, en las cuales se tiene un mayor acercamiento al contexto real en donde se piensan utilizar estos métodos de control. Así entonces, en este proyecto se realiza el desarrollo, diseño y simulación de una técnica Grid-Forming VSG para luego probar su eficacia en una implementación experimental en donde se emula una microrred. Esta está formada por dos inversores en paralelo y un número discreto de cargas. Finalmente, se evalúa la capacidad del método en cuanto a su capacidad de regular la frecuencia en la microrred y se compara con los resultados obtenidos en las simulaciones. Los resultados demuestran que, al implementar el lazo de control VSG desarrollado en uno de los inversores de la microrred experimental, se logra regular la frecuencia en esta con una dinámica de 1er orden respecto de cambios en la potencia que entrega el inversor.Item Estrategia de restauración por zonas en sistema eléctrico de potencia IEEE 39 barras.(Universidad de Concepción, 2025) Fica Luckeheide, Gabriel Ignacio; Roa Sepúlveda, Claudio AndrésLa importancia de contar con planes de restauración de servicio radica en la necesidad de garantizar una recuperación rápida, segura y coordinada frente a eventos de apagón masivo. El caso ocurrido en Chile el 25 de febrero de 2025 evidenció la vulnerabilidad del sistema y el alto impacto que este tipo de contingencias tiene sobre la población, la infraestructura crítica y la economía nacional. Situaciones como esta demuestran que disponer de metodologías previamente ensayadas de restauración no solo es esencial para reducir tiempos de restauración, sino también para minimizar el riesgo de fallas secundarias durante el proceso de restablecimiento del servicio. Este trabajo presenta una estrategia de restauración por zonas aplicada al sistema de prueba IEEE de 39 barras. La propuesta combina técnicas de teoría de grafos para la zonificación automática con un proceso secuencial de restauración. La zonificación se realiza utilizando el algoritmo de Dijkstra, que permite asignar barras a zonas según proximidad eléctrica, y posteriormente se optimiza mediante balance energético. La restauración se implementa en cuatro etapas: verificación de generadores Black Start, conexión de generadores No Black Start, expansión progresiva de cargas y energización final con enmallado. Los resultados de simulación en DIgSILENT PowerFactory muestran que la estrategia es capaz de restaurar el sistema en escenarios de contingencia, garantizando estabilidad operativa. La metodología logra dividir el sistema inicial en zonas balanceadas, aplicando criterios de conectividad física y proximidad eléctrica. El proceso de restauración funciona bien al conectar paso a paso los generadores No Black Start y las cargas, manteniendo el sistema estable en cada etapa. Un análisis de sensibilidad evalúa cómo se comporta la metodología bajo diferentes criterios de selección de generadores Black Start y cuando hay pocos recursos disponibles, lo que confirma que el algoritmo se adapta bien a distintas situaciones operacionales. Los resultados muestran que el sistema se mantiene estable frente a diferentes configuraciones de generación y criterios de selección de generadores Black Start. El análisis de sensibilidad demuestra que la estrategia funciona de manera predecible incluso cuando hay recursos limitados, lo que confirma que se puede aplicar a diversas situaciones. Los resultados validan que el enfoque propuesto es efectivo para la restauración por zonas en sistemas eléctricos.Item Automatización de sistema de distribución de recursos hídricos de la gerencia de aguas y relaves mediante la implementación de válvulas motorizadas.(Universidad de Concepción, 2025) Stuardo Fernández, Matías Enrique; Segovia Vera, Juan PabloLa automatización industrial es esencial para la eficiencia y seguridad de los procesos productivos, especialmente en la industria minera, donde las operaciones son críticas y de alto riesgo. En la División Chuquicamata de Codelco, la incorporación de estas tecnologías ha sido limitada por la antigüedad de su infraestructura, con más de 110 años de operación. En particular, la Gerencia de Aguas y Relaves (GAR) aún utiliza válvulas manuales para la distribución de agua, lo que genera riesgos operacionales, exposición del personal a líneas presurizadas, y una alta demanda de recurso humano. La automatización representa una clara oportunidad para mejorar la seguridad, eficiencia y modernización del sistema. Como respuesta, se elabora el presente proyecto de ingeniería, que contempla el levantamiento técnico del sistema de distribución de agua, el estudio de alternativas tecnológicas disponibles en el mercado, la evaluación técnica de su implementación en los puntos críticos del sistema, y el diseño completo del sistema propuesto. Este proyecto incluye el diseño del sistema de control, la alimentación eléctrica, las comunicaciones industriales y los comandos a integrar en la sala de consolas. Con este proyecto se espera dar un paso significativo en materia de seguridad y eficiencia operativa, sentando las bases para una futura expansión de esta tecnología en todo Chuquicamata. Los resultados obtenidos de las pruebas de aceptación de fábrica realizadas, en conjunto a simulaciones en RSLOGIX5000 y cálculos hidráulicos realizados, corroboran la viabilidad del proyecto y la justificación necesaria para su implementación.Item Compensación Serie en Sistemas de Transmisión.(Universidad de Concepción, 2025) Huircán Hidalgo, Joel Esteban; Morán Tamayo, Luis AlejandroEn los últimos años, el crecimiento sostenido de la demanda eléctrica y la incorporación de energías renovables han hecho imprescindible reforzar la estabilidad de tensión en redes de transmisión. Una de las estrategias más utilizadas es la compensación serie en las líneas a través de bancos de capacitores, ya sean fijos (FSC) o controlados (TCSC, SSSC). Esta técnica mejora el perfil de voltaje y la capacidad de transferencia, pero también introduce desafíos técnicos, como la ferroresonancia, resonancia subsíncrona y problemas en los esquemas de protección. En Chile, proyectos como Kimal–Polpaico han optado por FSC, dados sus menores costos y simplicidad constructiva. Dado lo anterior en este trabajo se desarrollan simulaciones en DIgSILENT PowerFactory sobre el sistema IEEE de 39 barras, abordando el comportamiento en estado estacionario y frente a distintos tipos de cortocircuito. Como resultado se verifica que el perfil de voltaje se mantiene entre 0,95 y 1,05 p.u. en condiciones de máxima demanda, y se identifican puntos de posible colapso utilizando curvas Q–V y P–V. En el análisis dinámico se evalúan sobretensiones, corrientes máximas, frecuencia y velocidad de rotor durante fallas trifásicas, monofásicas y bifásicas, lo que permite identificar las condiciones más críticas para el sistema y evaluar su respuesta ante distintos tipos de perturbaciones. Por otro lado, los barridos de impedancia en función de la frecuencia revelan la existencia de posibles modos subsíncronos peligrosos, por lo cual se recomienda el uso de resistencias de amortiguamiento y filtros sintonizados a las frecuencias definidas. Además, se valida la necesidad de sistemas de bypass rápidos para proteger los bancos ante fallas internas, evitando así disparos indebidos de los relés de distancia. Estos resultados permiten maximizar los beneficios técnicos de la compensación serie fija, mitigando sus riesgos asociados y optimizando la estabilidad del sistema durante perturbaciones.Item Multivariate analysis for the improvement and development of novelty and green analytical techniques in the characterization of raw materials, products and coproducts of the sugar industry.(Universidad de Concepción, 2025) Rojas Rioseco, Macarena Estefanía; Castillo Felices, Rosario del Pilar; Öztop, Mecit HalilMultivariate analysis for the improvement and development of novelty and green analytical techniques in the characterization of raw materials, products and coproducts of the sugar industry. The main objective of this Ph.D. thesis was to develop and improve analytical strategies based mainly on vibrational spectroscopy, combined with multivariate analysis, to address challenges related to molasses authentication, post-harvest quality monitoring, and the structural-chemical characterization of sugar beet roots. The multi-isotopic stable isotope ratio mass spectrometry (IRMS) approach combined with multivariate analysis, successfully discriminated cane from beet molasses, outperforming single-isotope analysis. Similarly, infrared spectroscopy across different spectral ranges, using benchtop and portable instruments, combined with chemometric models, also enabled classification of molasses by botanical origin. Moreover, the environmental sustainability of each technique was quantified, an aspect poorly reported. Visible-near infrared (VIS-NIR) spectroscopy and hyperspectral imaging (HSI) supported with chemometric models accurately classified sugar beet roots by storage time, detecting early post-harvest changes, mainly associated with pigments, browning, and oxidation, beyond the discriminatory capacity of sugar high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. Furthermore, the analysis of VIS-NIR and Fourier transform infrared (FT-IR) hyperspectral imaging combined with multivariate curve resolution alternating least squares (MCR-ALS) enabled a detailed assessment of the ultrastructural organization of sugar beet roots, linking anatomical zones with pigments, soluble sugars, and structural polysaccharides. Finally, VIS-NIR HSI combined with partial least squares (PLS) regression enabled the quantification of sucrose and fructose in sugar beet roots, with relative prediction errors of 11.98% and 14.14%, respectively. Although quantification accuracy was limited, the models generated spatial maps consistent with tissue-specific sugar distribution, providing a valuable insights into internal variability. The spectroscopic-chemometric strategies demonstrated to be a robust, versatile, and sustainable analytical toolbox for the sugar industry. These approaches supported authentication and quality assessment for decision making in the agro-industrial sector, while providing effective alternatives to conventional destructive and resource-intensive methods, in line with the principles of green analytical chemistry.Item Compatibilidad de red híbrida VLC-RF femtoceldas con Python mediante algoritmos para la mejora de recursos.(Universidad de Concepción, 2025) Tello Villalobos, Juan Ignacio; Saavedra Mondaca, Gabriel Alejandro; Bravo Alvarez, LisandraAnte la creciente saturación del espectro de radiofrecuencia (RF), las redes híbridas VLC-RF emergen como una solución que requiere una gestión de recursos inteligente. El objetivo de este trabajo fue implementar y evaluar tres algoritmos de selección de red (secuencial, analítico y diferencial) para optimizar el rendimiento de un sistema híbrido simulado. La metodología consistió en implementar los algoritmos en el simulador de eventos discretos VlcSim y evaluarlos en cuatro escenarios que variaban la densidad de usuarios y la demanda de capacidad. El rendimiento se analizó mediante métricas clave como throughput, latencia y distribución de la carga. Los resultados demostraron que no existe un algoritmo universalmente óptimo, pues su rendimiento depende del escenario de uso. El algoritmo analítico se mostró como el más robusto y equilibrado, especialmente bajo alta carga. En contraste, el secuencial resultó inestable bajo congestión, y los diferenciales evidenciaron un fuerte trade-off, maximizando el throughput a costa de la calidad de servicio. Se concluye que la elección del algoritmo es una decisión de diseño estratégica, que debe adaptarse a los objetivos específicos de la red, ya sea priorizar la estabilidad o la velocidad de transferencia total.Item Diseño e implementación de un sistema de comunicaciones inalámbricas para IoT industrial basado en ESP32 y el módulo LoRa.(Universidad de Concepción, 2025) Kovacevic Denevi, Vicente Martin; Sobarzo Guzmán, Sergio KendrickLa creciente necesidad de soluciones de conectividad confiables, de bajo consumo energético y largo alcance en entornos industriales ha impulsado el desarrollo de tecnologías inalámbricas especializadas. En este contexto, la presente tesis propone el diseño e implementación de un sistema de comunicaciones inalámbricas multipunto basado en el microcontrolador ESP32 y el módulo LoRa E22-400M30S, que integra el chip SX1268 de Semtech. A diferencia de los módulos LoRa preconfigurados mediante UART, este enfoque ofrece control completo del stack de comunicación mediante SPI, lo que permite implementar una capa MAC personalizada y ajustar parámetros como el Spreading Factor, el ancho de banda y la tasa de codificación. El trabajo se estructura en tres niveles: modulación Chirp Spread Spectrum (CSS), desarrollo de firmware en el entorno ESP-IDF con tareas concurrentes en FreeRTOS, y validación experimental de las métricas de calidad del enlace (RSSI, SNR, ACK). Los resultados obtenidos muestran una comunicación confiable en condiciones de baja obstrucción, alcanzando hasta un 70% de éxito en escenarios donde la retransmisión de tramas es necesaria, lo que confirma la resiliencia de la modulación CSS y la adaptabilidad del sistema propuesto. La solución constituye un avance hacia la implementación de nodos IoT industriales autónomos, configurables y eficientes.Item Desarrollo de un Sistema para la Gestión de Lavados de Camiones y Estanques en Transportes Bretti.(Universidad de Concepción, 2025) Meza Quiroz, Emilio Juan; Hecht, GeoffreyTransportes Bretti es una empresa chilena especializada en el transporte por carretera de productos químicos de alta peligrosidad, incluyendo aceites, combustibles y otros materiales que requieren protocolos especializados de manejo y seguridad. La empresa opera una flota de camiones cisterna diseñados específicamente para el transporte seguro de estas sustancias, cumpliendo con las normativas nacionales e internacionales que regulan el movimiento de materiales peligrosos.Item Metacognición, motivación y dificultad percibida: experimento exploratorio en un entorno virtual.(Universidad de Concepción, 2025) Gutierrez Gallegos, Francisca Javiera Alejandra; Caro Seguel, Juan Carlos; Barbay, Jérémy; Maluenda Albornoz, Jorge IgnacioEste estudio tuvo como objetivo evaluar como la autoeficacia, la autorregulación del aprendizaje y la dificultad percibida influyen en la persistencia conductual durante la resolución de una tarea de razonamiento abstracto, aplicada en la plataforma digital PoCoPI, desarrollada específicamente para este estudio, con el propósito de facilitar la automatización y aplicación de pruebas de opción múltiple. Para ello se diseñó un experimento con 103 estudiantes universitarios, distribuidos en cuatro grupos bajo un diseño factorial 2x2, manipulando dos variables: (1) la autoeficacia y (2) el orden de dificultad de la tarea. La persistencia fue operacionalizada mediante indicadores conductuales extraídos de la plataforma web PoCoPI. Este estudio se fundamentó en la teoría del comportamiento planificado (Ajzen, 1991) y el modelo de aprendizaje Autorregulado (Zimmerman,2000), integrando constructos como el control conductual percibido, las creencias de autoeficacia y las estrategias metacognitivas. Los resultados indicaron que los grupos expuestos a una condición de adversidad percibida mostraron niveles significativamente más altos en rendimiento, y menores índices de persistencia. En consonancia con debates actuales sobre el efecto Flynn inverso, se plantea que la variación en la estructura de las pruebas podría potenciar el desempeño y la motivación, especialmente en generaciones habituadas a entornos dinámicos y digitales.Item Aplicación y comparación de modelos de localización de instalaciones para mitigación de daños por incendios forestales.(Universidad de Concepción, 2025) Godoy Ortega, Felipe Ignacio; Jensen Castillo, María Magdalena; Pradenas Rojas, Lorena del CarmenLos incendios forestales en Chile han generado un impacto significativo en comunidades rurales, creando la necesidad de estrategias preventivas. Este estudio tiene como objetivo analizar la funcionalidad y el rendimiento de un modelo de programación matemática para la localización de reservorios de agua en pequeñas comunidades, como medida de mitigación ante estos eventos. Para ello, se revisa literatura relacionada a Logística Humanitaria, se define un modelo de localización tipo Capacitated Facility Location Problem (CFLP) y se generan datos representativos de demanda a partir del método de centro de gravedad ponderado, en base a la distribución habitacional de 11 comunidades de las regiones del Biobío y Maule. La metodología incluye una primera aproximación mediante el método heurístico de centro de gravedad, seguido por la aplicación del modelo de CFLP para integrar restricciones de capacidad, cobertura y asignación óptima. Los resultados evidencian que la mayoría de las ubicaciones óptimas de reservorios no coinciden con las propuestas iniciales, sino que corresponden a variaciones generadas en el análisis iterativo. Esto reafirma la utilidad de combinar enfoques heurísticos y exactos para mejorar la calidad de las soluciones. El modelo propuesto demuestra ser replicable, adaptable a distintos territorios rurales y una herramienta útil para la planificación preventiva frente a incendios. Se concluye que la integración de análisis geográfico con programación matemática permite abordar problemas territoriales complejos incluso en contextos con limitación de datos, considerando una implementación aplicable a la realidad para la localización de instalaciones.Item Estimación de cuantiles en acelerador hardware usando sketch KLL±.(Universidad de Concepción, 2025) Winkler Enríquez, Felipe Martín; Figueroa Toro, Miguel Ernesto; Hernández Rivas, CeciliaEl rápido crecimiento de Internet ha conllevado a un aumento en el volumen de datos que se generan, haciendo el monitoreo de tráfico un aspecto importante para la seguridad en redes. Una de las métricas que caracteriza el tráfico es el cálculo de cuantiles, la cual permite identificar pa trones y anomalías en la distribución de los datos. Sin embargo, las altas velocidades de las redes actuales, la necesidad de procesamiento de grandes volúmenes de datos en tiempo real, donde los datos más recientes son importantes para predecir el comportamiento de la red representa desafíos significativos. Ante tales desafíos, restringir el análisis a una ventana de observación permite re ducir la complejidad de las soluciones y priorizar el monitoreo de los datos más recientes. Esto motivo la implementación de un algoritmo de cálculo de cuantiles en un acelerador hardware ba sado en FPGA (Field Programmable Gate Array) que es capaz procesar un flujo de paquetes de forma continua, pero la memoria interna del acelerador limita la cantidad de datos que puede pro cesar. Frente a esta problemática, utilizar algoritmos basados en sketches, los cuales son estructuras probabilísticas las cuales utilizan un espacio de memoria reducida para estimar una propiedad con una cota de error, resulta en una solución atractiva. Este trabajo presenta el diseño e implementación de un acelerador hardware basado en FPGA para la estimación de cuantiles, utilizando el algoritmo KLL± presentado por Zhao et al. [1], un sketch que admite tanto inserciones como eliminaciones, permitiendo se ajuste al comportamiento de una ventana deslizante. Se realizó la implementación de la arquitectura en una tarjeta de desa rrollo Alveo U280, obteniendo un uso de memoria de 0.6 kB (kilo bytes). Se validó el diseño con trazas de red reales (MAWILab y CAIDA), logrando un error de estimación menor al 0.1% y una frecuencia de operación de 219 MHz, equivalente a una tasa de 112 Gbps (Gigabits por segundo). Los resultados demuestran que el acelerador cumple con los requisitos de precisión ante el número de paquetes para el cual fue diseñado.Item Desarrollo de técnicas de sintonización para estrategias de control difuso MIMO aplicable a espesadores de relave.(Universidad de Concepción, 2025) Araneda Muñoz, Benjamín Alejandro; Segovia Vera, Juan PabloEl eficiente uso del agua en la industria minera es un desafío crucial, especialmente en la operación de espesadores de relaves, cuyos procesos de separación sólido-líquido son complejos, no lineales y multivariables. Las estrategias de control convencionales y la sintonización manual de sistemas expertos a menudo no logran optimizar la recuperación de agua ni estabilizar la operación de forma robusta. Esta memoria de título se enfoca en el diseño y desarrollo de técnicas de sintonización automática para estrategias de control difuso MIMO (Múltiples Entradas, Múltiples Salidas) aplicables a espesadores de relaves. El objetivo principal es estabilizar la concentración de sólidos en la descarga, considerando variables críticas del proceso como el torque de la rastra, la dosificación de floculante y maximizando la recuperación de agua. La metodología propuesta se desarrolló en etapas: primero, se diseñó un Controlador Lógico Difuso MIMO, cuyas reglas de inferencia se derivaron del conocimiento de modelos matemáticos ARMA del proceso. Luego, se aplicó el algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) para sintonizar automáticamente los factores de escala del FLC, explorando dos filosofías de control mediante funciones de costo diferenciadas por sus pesos: la minimización del error cuadrático medio (MSE) y la minimización de los sobrepasos de las variables controladas. Finalmente, los datos generados por los FLC optimizados se utilizaron para entrenar controladores Adaptativos Neuro-Difusos (ANFIS), buscando un refinamiento adicional y mayor adaptabilidad. Todas las simulaciones y validaciones se realizaron en Matlab, utilizando datos históricos de un espesador industrial. Los resultados demostraron la efectividad del PSO para sintonizar los FLC según los objetivos de control. Los FLC sintonizados para minimizar el error lograron una alta recuperación de agua, aunque presentaron un sobrepaso en los sólidos. Por otro lado, los FLC optimizados para minimizar los sobrepasos tuvieron un desempeño excelente en este aspecto, tanto en sólidos como en torque, aunque la recuperación de agua fue algo menor. Además, se demostró que los controladores ANFIS fueron capaces de aprender y replicar con éxito el comportamiento de los FLC optimizados. Los ANFIS entrenados para cada objetivo mantuvieron las características deseadas, logrando una buena recuperación de agua o bajos sobrepasos, respectivamente. Las pruebas de robustez con perturbaciones invertidas indicaron una buena capacidad de generalización de los ANFIS.Item Control de prototipo de planta de péndulo invertido.(Universidad de Concepción, 2025) Villagra Rolleri, Álvaro Vicente Ferdinando; Rojas Norman, Alejandro JoséEl objetivo de este trabajo es diseñar, implementar y validar de forma experimental estrategias de control para un sistema de péndulo invertido montado sobre un carro móvil. Se abordan los problemas de swing-up y estabilización del movimiento del péndulo. Para esto, se desarrolló un modelo fenomenológico del sistema mediante dos enfoques: el método de Euler-Lagrange y mediante un análisis de fuerzas basado en las Leyes de Newton. El primero permite un tratamiento desde el punto de vista energético, mientras que el segundo permite una interpretación a partir de las fuerzas involucradas. Ambos métodos entregan el mismo modelo dinámico, demostrando su correcta formulación. Este modelo es linealizado en torno a los puntos de operación estable e inestable, para obtener representaciones del sistema como funciones de transferencia y de espacio de estados. A partir del modelo, se diseñaron dos estrategias a para abordar el problema de swing-up: una basada en el control de energía del péndulo y otra en el control de la posición del carro. Para el problema de estabilización se diseñaron otras dos estrategias: un controlador óptimo Regulador Cuadrático Lineal (LQR) y un esquema basado en controladores PID en cascada. Cada uno de los controladores diseñados fueron validados utilizando simulaciones en el entorno Simulink de MATLAB y posteriormente implementadas en un prototipo físico diseñado y construido en el laboratorio. Los resultados experimentales muestran que el controlador por posición para el problema de swing-up y el controlador LQR para el problema de estabilización ofrecen un desempeño superior a las otras estrategias presentadas.Item Diseño e integración de actuadores Quasi-Direct Drive propioceptivos en un robot bípedo de alta dinámica.(Universidad de Concepción, 2025) Inostroza Sanzana, Bastián Nicolás; Espinoza Castro, José RubénEn la última década, la robótica bípeda ha experimentado un progreso gigante. El desarrollo de plataformas como Atlas (Boston Dynamics), Cassie (Agility Robotics) o Tron 1 (Limx Dynamics) han mostrado que los principales desafíos siguen siendo la estabilidad, planificación de trayectorias, eficiencia energética, reducción de masa y últimamente los tipos de actuadores. En este escenario, los actuadores Quasi Direct Drive (QDD) se han transformado en un hito tecnológico al permitir transmisiones bajas y compactas, con alta densidad de torque, bajo peso y buena eficiencia energética, condiciones críticas para lograr movimientos rápidos y controlados en tiempo real. Universidades reconocidas como MIT, Stanford, UCLA o empresas privadas como Boston Dynamics han liderado estas investigaciones, estableciendo un estándar que enseña e inspira desarrollos a nivel global. En este contexto, la presente memoria aborda el diseño y validación de un actuador QDD propioceptivo e integrado en el robot bípedo B1P0 de 6 grados de libertad, cumpliendo los objetivos de: (i) comunicación CAN multi-driver operativa; (ii) modelo 3D e integración mecánica; (iii) control independiente por eje con demostración funcional; y (iv) un actuador de alta densidad de torque capaz de retroalimentar su posición con exactitud en tiempo real. El actuador desarrollado con un reductor planetario 9:1 impreso en 3D alcanza una densidad de torque de 20.9 [Nm/kg], con aproximadamente un 95 % de eficiencia frente al motor desnudo (sin reductor) que genera 5.3 [Nm/kg]. Concluyendo además, que el actuador construido entrega 8.8 veces más torque útil sin penalizar corriente. El chasis modular de tres niveles (potencia, control y sensores) permitió fácil mantenimiento y alta escalabilidad; el sistema entra de forma confiable en lazo cerrado y ejecuta trayectorias por CAN (video demo en el repositorio). En conjunto, B1P0 constituye hasta donde se tiene registro, el primer prototipo de robot bípedo de esta envergadura en Chile, desarrollado íntegramente en el Laboratorio de Control Digital Aplicado (L.C.D.A.) de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción, dejando una base sólida para iterar en: estructura y materiales livianos, simulaciones avanzadas, sistemas de control, visión por computadora e inteligencia artificial.