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Diego Muñoz Carpintero ● Profesor Asistente
Grado Académico
DPhil in Engineering Science, University of Oxford.
Título(s) Profesional
Ingeniero Civil Electricista, Universidad de Chile
Descripción
Diego Muñoz Carpintero obtuvo el título de Ingeniero Civil Electricista y el grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, en la Universidad de Chile en 2010. Luego realizó sus estudios doctorales en la Universidad de Oxford, donde trabajó en teoría de Control Predictivo para sistemas dinámicos con incerteza, y obtuvo el grado de DPhil en Ciencias de la Ingeniería en 2014. Realizó una pasantía postdoctoral en el Nanyang Instituto of Technology (Singapore), donde trabajó en control de sistemas de climatización, y otra en la Universidad de Chile, donde se enfocó en el control de microrredes, sistemas de climatización y vehículos eléctricos, con miras a eficiencia energética.
Es profesor asistente en la Universidad de O'Higgins desde 2019. Actualmente sus intereses se centran en teoría de control predictivo, aprendizaje reforzado, identificación de sistemas, y su aplicación al control eficiente de microrredes, vehículos eléctricos y de riego.
Diego Muñoz desarrolla investigación en el Instituto en las áreas de Energía y Control de Sistemas e Inteligencia Artificial y Robótica.
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- REVISTA Automatica
- 2025
Transmit power policies for stochastic stabilisation of multi-link wireless networked control systems
• Alejandro I. Maass • Dragan Nesic • Romain Postoyan • Vineeth S. Varma • Samson Lasaulce
- REVISTA Sustainability
- 2024
Design and Performance Evaluation of a Photovoltaic Greenhouse as an Energy Hub with Battery Storage and an Electric Vehicle Charger
• Miguel Andrés Torres Lépez • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Claudio Burgos Mellado • Daniel Emilio Casagrande • Javier Ortiz
- REVISTA IEEE Control Systems Letters
- 2024
Controller Design for Constrained Discrete-Time Uncertain Linear Systems Using Implicit Functions
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Giorgio Valmorbida
- REVISTA IEEE Open Journal of Instrumentation and Measurement
- 2024
Robust Band-Pass Filter-Based PLL-Less Approach for Three-Phase Nonsinusoidal Grid Conditions
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero
- REVISTA Information Science
- 2023
An Online Decision-Making Strategy for Routing of Electric Vehicle Fleets
• Juan Pablo Futalef • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Heraldo Rozas • Marcos Orchard
- REVISTA 2022 24th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'22 ECCE Europe)
- 2022
AC Battery: Modular Layout with Cell-level Degradation Control
• Claudio Burgos Mellado • Marcos Orchard • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Tomislav Dragicevic • Lorenzo Reyes-Chamorro
- REVISTA 2022 24th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'22 ECCE Europe)
- 2022
A Non-cooperative Game-theoretic Distributed Control Approach for Power Quality Compensators
• Claudio Burgos Mellado • Víctor Daniel Simón Bucarey López • Helmo K. Morales-Paredes • Diego Alejandro Muñoz Carpintero
- REVISTA 2022 IEEE International Conference on Automation/XXV Congress of the Chilean Association of Automatic Control (ICA-ACCA)
- 2022
The Photovoltaic Greenhouse as Energy Hub for a More Sustainable Agriculture
• Miguel Torres • Claudio Burgos Mellado • Daniel Emilio Casagrande • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Manuel Pinto
- REVISTA IEEE Transactions on Automatic Control
- 2021
Convergence of stochastic nonlinear systems and implications for Stochastic Model Predictive Control
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Mark Cannon
- REVISTA 2020 IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE)
- 2020
Fuzzy Interval Modelling based on Joint Supervision
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Sebastian Parra • Oscar Cartagena • Doris Saez • Luis G. Marin
- REVISTA 2020 IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE)
- 2020
Predictive Control based on Fuzzy Optimization for Multi-Room HVAC Systems
• Alvaro Endo • Oscar Cartagena • Doris Saez • Diego Alejandro Muñoz Carpintero
- REVISTA PROCEEDINGS OF THE ANNUAL CONFERENCE OF THE PHM SOCIETY 2020
- 2020
AN EVOLUTIONARY ALGORITHM FOR THE ELECTRIC VEHICLE ROUTING PROBLEM WITH BATTERY DEGRADATION AND CAPACITATED CHARGING STATIONS
• Juan Pablo Futalef • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Heraldo Rozas Ovando • Marcos Orchard Concha
- REVISTA Energies
- 2019
Hierarchical Energy Management System for Microgrid Operation Based on Robust Model Predictive Control
• Luis Gabriel Marín • Mark Sumner • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Daniel Köbrich • Seksak Pholboon
- REVISTA 2019 18th European Control Conference (ECC)
- 2019
On the convergence of stochastic MPC to terminal modes of operation
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Mark Cannon
- REVISTA Applied Soft Computing
- 2018
A new method for identification of fuzzy models with controllability constraints
• Leonel Gutiérrez • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Felipe Valencia • Doris Saez
- REVISTA Automatica
- 2018
Stochastic Model Predictive Control with adaptive constraint tightening for non-conservative chance constraints satisfaction
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Guoqiang Hu • Costas J. Spanos
- REVISTA 2018 IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE)
- 2018
A Robust Predictive Control Strategy for Building HVAC Systems Based on Interval Fuzzy Models
• Oscar Cartagena • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Doris Saez
- REVISTA Proceedings of the Fourth european conference of the prognostics and health management society 2018
- 2018
An approach to Prognosis-Decision-Making for route calculation of an electric vehicle considering stochastic traffic information
• Heraldo Rozas Ovando • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Aramis Pérez • Kamal Medjaher • Marcos Orchard Concha
- REVISTA Automatica
- 2016
Striped Parameterized Tube Model Predictive Control
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Basil Kouvaritakis • Mark Cannon
- REVISTA Systems & Control Letters
- 2015
Robust MPC strategy with optimized polytopic dynamics for linear systems with additive and multiplicative uncertainty
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Mark Cannon • Basil Kouvaritakis
- REVISTA Transportation Science
- 2015
A Methodology Based on Evolutionary Algorithms to Solve a Dynamic Pickup and Delivery Problem Under a Hybrid Predictive Control Approach
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Doris Saez • Cristián E. Cortés • Alfredo Núñez
- REVISTA IFAC Proceedings Volumes
- 2014
Striped Parameterized Tube Model Predictive Control
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Basil Kouvaritakis • Mark Cannon
- REVISTA International Journal of Systems Science
- 2013
Efficient prediction strategies for disturbance compensation in stochastic MPC
• Basil Kouvaritakis • Mark Cannon • Diego Alejandro Muñoz Carpintero
- REVISTA 52nd IEEE Conference on Decision and Control
- 2013
Recursively feasible Robust MPC for linear systems with additive and multiplicative uncertainty using optimized polytopic dynamics
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Mark Cannon • Basil Kouvaritakis
- REVISTA Proceedings of the 32nd Chinese Control Conference
- 2013
Efficient robust output feedback MPC
• Qifeng Cheng • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Mark Cannon • Basil Kouvaritakis
- REVISTA 2012 IEEE 51st IEEE Conference on Decision and Control (CDC)
- 2012
Offline tube design for efficient implementation of parameterized tube model predictive control
• Sasa V. Rakovic • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Mark Cannon • Basil Kouvaritakis
- REVISTA 2011 9th IEEE International Conference on Control and Automation (ICCA)
- 2011
On prediction strategies in stochastic MPC
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Mark Cannon • Basil Kouvaritakis
- REVISTA IEEE Congress on Evolutionary Computation
- 2010
Hybrid predictive control design with mixed inputs based on PSO and its application for control of a Batch Reactor
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Doris Saez • Igor Skrjanc
- REVISTA IEEE Congress on Evolutionary Computation
- 2010
Evolutionary algorithms and fuzzy clustering for control of a dynamic vehicle routing problem oriented to user policy
• Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Alfredo Núñez • Doris Saez • Cristián E. Cortés
- REVISTA Transportation Science
- 2009
Hybrid Adaptive Predictive Control for a Dynamic Pickup and Delivery Problem
• Cristián E. Cortés • Doris Saez • Alfredo Núñez • Diego Alejandro Muñoz Carpintero
- FOVI230254
- Enero 2024 - Junio 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Desarrollo de la Electromovilidad en la Región de OHiggins: Modelamiento, Gestión y Control
Es un hecho aceptado en la comunidad científica que la emisión de CO2 es de los grandes responsables del calentamiento global. Por ello, ha habido muchas iniciativas para lograr la reducción de estas emisiones. Chile en particular, ha suscrito el compromiso de Carbono Neutralidad al 2050 y en ese contexto ha redactado una Estrategia Nacional de Electromovilidad para dar una hoja de ruta para estimular su adopción. Se espera que la transición hacia la electromovilidad y el fomento a la eficiencia energética en transporte contribuirá con cerca del 20% de las reducciones de emisiones de CO2 necesarias para lograr dicho compromiso.
Dado este contexto, esta propuesta abordará diversos aspectos relacionados con la electromovilidad, con foco en la región de Ohiggins, donde la adopción ha sido más lenta de lo esperado, contando por ejemplo con reducida infraestructura de carga y venta de vehículos eléctricos. Se destaca además que previo a la inauguración de la Universidad de OHiggins, no había una institución que formara capital avanzado en estas temáticas.
Por lo anterior, en este proyecto, se pondrá especial atención al modelamiento de baterías y/o flotas de vehículos eléctricos (VEs), de gestión y métodos toma de decisiones en aplicaciones como gestión de flotas, interconexión de VEs en la red y asignación de precios, y desarrollo de métodos de control para motores eléctricos, conversores, baterías y otros para electromovilidad.
El proyecto instalará y desarrollará en la Región de OHiggins capacidades humanas avanzadas y fortalecerá la cooperación nacional e internacional en temáticas relacionadas con la electromovilidad. Se realizará difusión y divulgación hacia la comunidad tanto en la Universidad de OHiggins (UOH) como en las instituciones asociadas, considerando actividades presenciales y online: Las actividades online se dejarán abiertas al público en youtube.
Esta propuesta contempla la ejecución de 3 modalidades de vinculación. En la primera modalidad (A) se realizarán 3 viajes por parte de estudiantes de pre y posgrado y académicos a las instituciones extranjeras participantes del proyecto para capacitarse/especializarse en modelamiento, gestión y control para electromovilidad. En la segunda modalidad (B) se realizarán cátedras y talleres online, para cursos de pre y posgrado en la Universidad de OHiggins y abiertos a todas las instituciones participantes del proyecto. En la tercera modalidad (C) se realizarán 2 encuentros nacionales donde se realizarán seminarios y talleres presenciales y reuniones de investigación, donde están invitados alumnos de pre y posgrado de las instituciones participantes, y se realizará el Encuentro de Electromovilidad de OHiggins 2024, donde se invitará 3 participantes extranjeros e investigadores nacionales participantes del proyecto, para difundir a la comunidad los avances en el área de la electromovilidad y estimular su adopción. Con este mismo propósito, se adquirirá e instalará en la UOH 2 puntos de recarga de vehículos eléctricos. Notar que actualmente la UOH tiene en su campus rancagua un cargador de bicicletas eléctrico del tipo solar-eólico para uso del estudiantado y la comunidad en general Finalmente, se buscará presentar las principales conclusiones y/o resultados de este proyecto en conferencias científicas o revistas nacionales y/o internacionales.
Con las acciones propuestas se busca fortalecer la colaboración internacional, empoderar a las comunidades y promover el uso de nuevas tecnologías de cero emisiones en medios de transporte en la región y el país, al mismo tiempo que se reduce la generación de gases de efecto invernadero, contribuyendo a lograr una sociedad energéticamente sustentable.
Investigador/a Responsable
- EQM230041
- Diciembre 2023 - Noviembre 2027
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Control distribuido de sistemas de conversión emergentes para una red eléctrica más resiliente
Plataforma experimental de control distribuido de módulos de potencia
Consiste en diversos módulos de baja potencia que pueden configurarse e interconectarse para implementar variadas topologías emergentes de sistemas eléctricos y topologías de conversión como: microrredes, enlaces de alto voltaje en corriente continua (HVDC), convertidores modulares multinivel (MMC), sistemas de baterías (BESS), cargadores rápidos, entre otros. Cada módulo de potencia posee una unidad de control propia coordinada por una unidad central, lo que permite implementar esquemas de control distribuido. Además, la plataforma contempla una etapa de amplificación de potencia trifásica, que permite generar físicamente los voltajes y corrientes de un punto común de acoplamiento con una red eléctrica emulada en tiempo-real. Esto permite estudiar la interacción de la red emulada con los sistemas eléctricos y las topologías de conversión emergentes descritas anteriormente. Por consiguiente, esta plataforma agiliza el prototipado, tanto en hardware de potencia como de control, permitiendo la validación experimental de estrategias de control distribuido que, a diferencia del control centralizado (tradicionalmente utilizado en la academia e industria), presenta ventajas que son de utilidad para mejorar la resiliencia de los sistemas eléctricos, como son: mejor confiabilidad, flexibilidad, escalabilidad, operación plug-and-play y tolerancia a fallas de un solo punto.
Co-Investigador/a
- FONDEQUIP EQM230041
- Noviembre 2023 - Diciembre 2026
AdjudicadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Control distribuido de sistemas de conversión emergentes para una red eléctrica más resiliente
Consiste en diversos módulos de baja potencia que pueden configurarse e
interconectarse para implementar variadas topologías emergentes de
sistemas eléctricos y topologías de conversión como: microrredes, enlaces
de alto voltaje en corriente continua (HVDC), convertidores modulares
multinivel (MMC), sistemas de baterías (BESS), cargadores rápidos, entre
otros. Cada módulo de potencia posee una unidad de control propia
coordinada por una unidad central, lo que permite implementar esquemas
de control distribuido. Además, la plataforma contempla una etapa de
amplificación de potencia trifásica, que permite generar físicamente los
voltajes y corrientes de un punto común de acoplamiento con una red
eléctrica emulada en tiempo-real. Esto permite estudiar la interacción de la
red emulada con los sistemas eléctricos y las topologías de conversión
emergentes descritas anteriormente. Por consiguiente, esta plataforma
agiliza el prototipado, tanto en hardware de potencia como de control,
permitiendo la validación experimental de estrategias de control
distribuido que, a diferencia del control centralizado (tradicionalmente
utilizado en la academia e industria), presenta ventajas que son de utilidad
para mejorar la resiliencia de los sistemas eléctricos, como son: mejor
confiabilidad, flexibilidad, escalabilidad, operación plug-and-play y
tolerancia a fallas de un solo punto.
Co-Investigador/a
- FONDEF ID23I10138
- Julio 2023 - Julio 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Desarrollo de prototipo de convertidor modular para la reutilización de baterías descartadas de electromovilidad
En los últimos años, la electromovilidad a nivel mundial ha tenido un aumento significativo, el que ha sido motivado por la necesidad mundial de disminuir la dependencia de combustibles fósiles, para ir hacia una matriz energética basada en fuentes de energías más limpias, menos contaminantes y amigables con el medio ambiente. En recientes años ha habido un aumento significativo de vehículos híbridos y totalmente eléctricos transitando en las calles del mundo. Por ejemplo, el año 2021 hubieron cerca de 16.5 millones de este tipo de vehículos y se espera un aumento exponencial en los años siguientes. Chile no está ajeno a esta tendencia, teniéndose que la venta de modelos eléctricos en 2011 hasta agosto de 2022 ha sido de 1.522 vehículos 100% eléctricos (EV), a los que se suman 607 modelos híbridos Plug-In (PHEV), conformando un parque total de 2.129. Además, se espera que al 2030 el parque de vehículos eléctricos alcance las 80.000 unidades circulando.
Al analizar un vehículo eléctrico, se tiene que, de manera general, sus componentes son bastantes similares a los presentes en vehículos de combustión interna. La diferencia principal radica en que los vehículos totalmente eléctricos o híbridos tienen incorporado un banco de baterías, el que se compone de cientos de celdas de baterías de ion litio interconectadas entre sí. En este sentido, la energía almacenada por un banco de baterías se caracteriza por su capacidad nominal. Notar que la capacidad de una batería va disminuyendo con su uso, por lo cual, es un indicador del nivel de degradación de la misma. Una práctica común en electromovilidad es reemplazar el banco de baterías cuando éste ha alcanzado ha alcanzado un 80% de su capacidad nominal. Notar que, en este contexto, si bien el banco de baterías descartado no puede ser utilizado en aplicaciones de electromovilidad, si puede ser utilizado en otras aplicaciones menos demandantes como almacenamiento estático de energía.
Tomando en cuenta el auge de la electromovilidad en el mundo y que un banco de baterías de un vehículo eléctrico típicamente tiene una vida útil de 10 años, se tendrá en el corto plazo, a nivel mundial, un gran número de bancos de baterías desechados de aplicaciones de electromovilidad. En este escenario, en este proyecto, se detecta el problema de qué hacer con la gran cantidad de baterías desechadas que habrá a nivel mundial en pocos años. Notar que este tipo de baterías no pueden ser desechadas en vertederos de basura ya que contienen materiales peligrosos tanto para los seres humanos como para el medio ambiente. Además, no pueden ser almacenadas en los domicilios particulares de los dueños de los vehículos, ya que, si son manipulados incorrectamente, pueden explotar, generando fuego y gases nocivos. En base a esto, la oportunidad que se aborda con este proyecto es de valorizar este residuo (baterías desechadas) en un producto de valor para el mercado y la sociedad y que pueda ser utilizado como almacenamiento de energía en otras aplicaciones. En particular, proponemos una topología de electrónica de potencia capaz de integrar baterías de distintos tipos (voltaje nominal, capacidad, química, etc.) y mediante técnicas de control avanzadas, hacer funcionar el dispositivo como una sola entidad desde el punto de vista de la aplicación y/o usuario final y al mismo tiempo, gestionar internamente los estados (estado de carga, nivel de degradación, etc.) de todas las baterías integradas por la topología (para optimizar el funcionamiento y autonomía del dispositivo).
Co-Investigador/a
- AMSUD220013
- Junio 2023 - Junio 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Networked control of hybrid systems by semidefinite programming with applications in industry 4.0
Proyecto internacional de colaboración que se enfoca en el análisis de estabilidad y diseño de sistemas de control y estimación para sistemas híbridos que operan en redes de industria 4.0. El objetivo es desarrollar métodos y algritmos que puedan lidiar con desafíos como detección de fallas, monitoreo, efectos de muestreo, cuantización, limitaciones de ancho de banda y magnitud de señales, presencia de incertezas, retardos, no linealidades y pérdidas de paquetes. Para obtener soluciones no conservativas, se considera el uso de herramientas de programación semidefinida.
Co-Investigador/a
- Fondecyt Iniciación 11221230
- Marzo 2022 - Marzo 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
ADVANCES ON STOCHASTIC MODEL PREDICTIVE CONTROL BASED ON FUZZY AND NEURAL MODELS
This project will consider the design of Stochastic MPC strategies based Computational Intelligence techniques such as fuzzy models and neural networks, but focusing on achieving theoretical properties such as stability and feasibility, increasing computation speed, and can use control policies. This is novel in that these properties are hardly ever obtained when using nonlinear models in SMPC. Additionally, we will aim to systematize the stability and convergence analyses. These developments will be validated on applications such as irrigation systems, climatization systems, microgrids. This is expected to improve the performance of existing control methods for systems with stochastic uncertainty, and enable the design of advanced control systems where the lack of guarantees or slow computation does not permit the implementation of advanced control systems.
Additionally, the development of ad-hoc controllers based on SMPC with RL for Electric Vehicle Routing will be tackled in this research. This controller will be tackled following principles particularly selected for this application since stability is not a major concern here because of the finite horizon for every day of operation.
Investigador/a Responsable
- Fondecyt Iniciación 11221230
- Enero 2022 - Enero 2023
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Micro-redes eléctricas para una agricultura energéticamente sustentable
En particular, el proyecto instalará y desarrollará en la región de OHiggins capacidades
humanas avanzadas y fortalecerá la cooperación internacional en temáticas
relacionadas con el uso de micro-redes en agricultura. También, se instalará un proyecto
piloto de micro-red eléctrica aplicado en cultivos bajo invernadero.
Co-Investigador/a
- MSM2021003
- Julio 2021 - Julio 2023
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
Gestión Inteligente de Recursos Hídricos para la Agricultura
En este proyecto, se busca general nuevas tecnologías que permitan mejorar el manejo de recursos hídricos en la sexta región.
Director de línea "Gestión de Riego Intrapredial con Inteligencia Artificial"
Co-Investigador/a
- PAI77190021
- Noviembre 2019 - Octubre 2022
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Desarrollo de estrategias de control para problemas de electro-movilidad y eficiencia energética
Esta Propuesta de Instalación se da en el contexto de una Universidad nueva que se encuentra en pleno periodo de conformación de su planta académica; el Dr. Diego Muñoz Carpintero será el primer experto en el área de control automático del Instituto de Ciencias de la Ingeniería y la Universidad, complementado de este modo la planta docente y de investigación en Ingeniería Eléctrica.
La Universidad y el Instituto de Ciencias de la Ingeniería consideran como aspectos centrales de su misión una vocación de excelencia académica y profesional, y de responsabilidad social con un sentido de pertenencia regional. Respecto del último punto, es prioritaria la investigación relevante para las actividades principales de la región, minera y agroindustrial, y en temáticas de relevancia local y global, como energía, sustentabilidad, y en ciencias físicas y matemáticas.
La selección del investigador para este concurso cumple todos los criterios de excelencia en investigación, docencia, y de relevancia de su investigación en un contexto regional y global.
La propuesta de investigación se centra en temas de electro-movilidad y eficiencia energética. En particular, abordará problemáticas relacionadas con vehículos eléctricos (EVs): ruteo de flotas de EVs para maximización de vida útil de las baterías, control tolerante a fallas de EVs, diseño de estrategias de control de servicios auxiliares brindadas por estaciones de carga de EVs, y el diseño y análisis de estrategias de control y optimización para estos problemas. La investigación en estos temas posee relevancia local por su impacto en sustentabilidad y utilidad para las principales actividades económicas de la región (minería y agroindustrial), y también poseen relevancia global por enmarcarse en las tendencias globales de conversión al uso de energías limpias y eficientes. Finalmente, existen sinergias entre este proyecto de investigación y el perfil del Dr. Muñoz, con otros proyectos y el perfil de otros académicos del Instituto.
Investigador/a Responsable
- PAI77190021
- Diciembre 2018 - Junio 2020
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Desarrollo de un Modelo de Inteligencia Artificial para la Optimización del Rendimiento de Baterías Ion-Litio en Vehículos Eléctricos
Este proyecto busca desarrollar un sistema de control de ruta que optimice costos de operación, minimizando el impacto económico de la degradación de baterías de ion-litio en una flota de vehículos eléctricos.
Co-Investigador/a
- Fondecyt Postdoctorado 3170040
- Marzo 2017 - Octubre 2019
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Control Predictivo Robusto y Estocástico: Acercando Teoría y Aplicaciones
Esta investigación busca diseñar estrategias de Control Predictivo Robusto y Control Predictivo Estocástico que reduzcan la distancia entre la teoría y la práctica, en particular habilitando el uso de parametrizaciones complejas en los problemas de control óptimo, mediante una reducción en la carga computacional, y eliminando el conservatismo en la imposición de restricciones probabilísticas, para así mejorar el desempeño de los sistemas de control en sistemas reales, tales como sistemas de climatización, micro-redes y ruteo de vehículos eléctricos
Investigador/a Responsable
Mail de contacto
diego.munoz@uoh.cl
David Sossa ● Profesor Asistente
Grado Académico
Doctor en Ciencias de la Ingeniería con mención en Modelación Matemática.
Título(s) Profesional
Matemático
Descripción
David Sossa obtuvo su Licenciatura en Matemática en la Universidad Mayor de San Simón, Bolivia. En 2014 recibió los grados de Doctor en Ciencias de la Ingeniería con mención en Modelación Matemática, Universidad de Chile, y Doctor en Matemática Aplicada, Universidad de Avignon, Francia. Posteriormente, realizó un postdoctorado en la Universidad Técnica Federico Santa María y desde el 2017 es Profesor Asistente en la Universidad de O’Higgins. Los trabajos de David se desenvuelven principalmente en el área de Optimización en donde ha hecho aportes en tópicos como álgebras de Jordan para optimización, programación cónica, desigualdades variacionales y problemas de complementariedad, autovalores complementarios de grafos.
David, integra el área del Instituto de Matemáticas y Aplicaciones
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- REVISTA Discrete Mathematics
- 2024
Graphs sharing an arbitrary number of ordered complementarity eigenvalues
• David Sossa Aguirre • Vilmar Trevisan
- REVISTA Journal of Optimization Theory and Applications
- 2024
Computing Critical Angles Between Two Convex Cones
• Wellington de Oliveira • Valentina Sessa • David Sossa Aguirre
- REVISTA Linear Algebra and its Applications
- 2023
A Fiedler-type determinantal inequality in Euclidean Jordan algebras
• David Sossa Aguirre
- REVISTA Positivity
- 2023
Singular value problems under nonnegativity constraints
• David Sossa Aguirre • Alberto Seeger
- REVISTA Set-Valued and Variational Analysis
- 2023
Singular Value Analysis of Linear Maps Under Conic Constraints
• David Sossa Aguirre • Alberto Seeger
- REVISTA AUSTRALASIAN JOURNAL OF COMBINATORICS
- 2023
Infinite families of connected graphs with equal spectral radius
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
http://dx.doi.org/https://ajc.maths.uq.edu.au/pdf/87/ajc_v87_p258.pdf
- REVISTA AUSTRALASIAN JOURNAL OF COMBINATORICS
- 2022
Complementarity eigenvalues as tools for determining connected graphs
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
http://dx.doi.org/https://ajc.maths.uq.edu.au/pdf/84/ajc_v84_p220.pdf
- REVISTA Graphs and Combinatorics
- 2021
Measuring similarity between connected graphs: the role of induced subgraphs and complementarity eigenvalues
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- REVISTA Linear and Multilinear Algebra
- 2021
Vertex-removal, vertex-addition, and different notions of similarity for vertices of a graph
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- REVISTA Linear and Multilinear Algebra
- 2021
Spectral radii of friendship graphs and their connected induced subgraphs
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- REVISTA Graphs and Combinatorics
- 2019
Extremal Problems Involving the Two Largest Complementarity Eigenvalues of a Graph
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- REVISTA Linear Algebra and its Applications
- 2019
On cardinality of complementarity spectra of connected graphs
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- REVISTA Mathematical Programming
- 2018
Weakly homogeneous variational inequalities and solvability of nonlinear equations over cones
• M. Seetharama Gowda • David Sossa Aguirre
- REVISTA Journal of Optimization Theory and Applications
- 2016
On the Central Paths in Symmetric Cone Programming
• Héctor Ramírez Cabrera • David Sossa Aguirre
- REVISTA TOP
- 2015
Critical angles between two convex cones I. General theory
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- REVISTA TOP
- 2015
Critical angles between two convex cones II. Special cases
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- REVISTA Journal of Global Optimization
- 2014
Complementarity problems with respect to Loewnerian cones
• Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- REVISTA SIAM Journal on Optimization
- 2013
Commutation Principle for Variational Problems on Euclidean Jordan Algebras
• Héctor Ramírez Cabrera • Alberto Seeger • David Sossa Aguirre
- 23-MATH-09
- Enero 2024 - Diciembre 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Matrices, Optimization and Randomness with applications to Data Science
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.
Investigador/a Responsable
- FONDEF IT23I0012
- Marzo 2022 - Febrero 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Commutation principles and some variational problems involving spectral sets and functions on various invariant systems
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.
Investigador/a Responsable
- FONDEF IT23I0012
- Abril 2020 - Febrero 2022
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Image Modeling and Processing for REmote SenSing in agriculture (IMPRESS)
The field of remote sensing is experiencing an unprecedented acceleration. Besides the large public programs such as Sentinel (see e.g. https://sentinel.esa.int/web/sentinel/missions/sentinel-2), private actors are creating fleets of micro-satellites capable of monitoring of the earth with daily revisits. This abundant and cheap data is creating opportunities for developing novel applications for the monitoring of industrial and agricultural activity. The automatic exploitation of this data is bound to specific application domain knowledge, which requires a mastery of advanced techniques such as computer vision and machine learning, as well as expert knowledge in the field of agriculture. To do this, the team must master earth observation satellites, be able to define the adequate mathematical detection theories, and build on a deep knowledge of satellite image processing, while also including expert knowledge in agriculture. This project aims at uniting competences across the fields of computer vision and machine learning, remote sensing to address emerging applications in agronomy. This project will in addition foster the creation of reproducible research by adopting a reproducible research methodology thus contributing the resulting algorithms to the journal Image Processing On-Line (IPOL). The IPOL journal is an initiative to establish a clear and reproducible state-of-the-art in the domain of image processing and computer vision.
Co-Investigador/a
- FONDEF IT23I0012
- Noviembre 2014 - Octubre 2017
EjecutadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Variational Problems Under Conic Constraints
Co-Investigador/a
Mail de contacto
david.sossa@uoh.cl
Daniel Casagrande ● Profesor Asistente
Grado Académico
Doctor en Ingeniería Industrial y de la Información, Università degli Studi di Udine, Italia), MSc en Sistemas mecatrónicos, Hochschule Karlsruhe, Alemania y Universidad de Oviedo, España
Título(s) Profesional
Ingeniero Electricista-Electrónico, Universidad Nacional de San Luis (Villa Mercedes, Argentina)
Descripción
Daniel obtuvo su diploma de ingeniero en 2009 en la Universidad Nacional de San Luis, Argentina. Durante sus estudios participó de proyectos de investigación relacionados al uso de energías renovables en aplicaciones de impacto social. Además, realizó una pasantía de 7 meses en la TUBraunschweig (Alemania), en el marco del proyecto DAAD ALEARG. Su trabajo final de grado se basó en la localización global de un robot móvil en un ambiente cerrado empleando cámaras. Realizó un magister de doble titulación en sistemas mecatrónicos en el marco del proyecto Erasmus Mundus EU4M en las universidades Hochschule Karlsruhe (Alemania) y Universidad de Oviedo (España). Para su trabajo de tesis trabajó en el LAAS-CNRS (Toulouse, Francia) en el control visual de un robot móvil y en rutinas para evitar obstáculos. Obtuvo su título de doctor en la Universidad de Udine (Italia) trabajando en el control de vibraciones de amplio espectro empleando transductores piezoeléctricos. El proyecto estuvo enmarcado dentro del programa Marie Sklodowska Curie ITN “Energy Efficiency Management for Vehicles and Machines”.
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- REVISTA Mechanical Systems and Signal Processing
- 2024
Tonal vibration control with a self-tuning absorber employing the extremum seeking algorithm
• Daniel Emilio Casagrande • Paolo Gardonio • Gabriel Konda Rodrigues
- REVISTA Sustainability
- 2024
Design and Performance Evaluation of a Photovoltaic Greenhouse as an Energy Hub with Battery Storage and an Electric Vehicle Charger
• Miguel Andrés Torres Lépez • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Claudio Burgos Mellado • Daniel Emilio Casagrande • Javier Ortiz
- REVISTA Smart Agricultural Technology
- 2023
Why the low adoption of robotics in the farms? Challenges for the establishment of commercial agricultural robots
• Gustavo Gil • Daniel Emilio Casagrande • Leonardo Pérez Cortés • Rodrigo Andrés Verschae Tannenbaum
- REVISTA 2023 IEEE CHILEAN Conference on Electrical, Electronics Engineering, Information and Communication Technologies (CHILECON)
- 2023
Phenobreed: A Prototype for Photogrammetry-Based Quick Root Phenotyping
• Daniel Emilio Casagrande • Camilo Andrés Riveros Burgos • Rodrigo Iván Contreras Soto
- REVISTA Formación universitaria
- 2022
Visión de los estudiantes sobre una articulación curricular de tres cursos iniciales de ingeniería civil mecánica
• Ana Moncada-Arce • Enrique Ortiz Vidal • Daniel Emilio Casagrande
- REVISTA Proceedings of IEEE ICA-ACCA 2022
- 2022
Implementing two methods to compute the area covered by watermelon plants using aerial RGB imagery
• Catalina Javiera Pinto Palacios • Camilo Andrés Riveros Burgos • Rodrigo Iván Contreras Soto • Daniel Emilio Casagrande
- REVISTA 2022 IEEE International Conference on Automation/XXV Congress of the Chilean Association of Automatic Control (ICA-ACCA)
- 2022
The Photovoltaic Greenhouse as Energy Hub for a More Sustainable Agriculture
• Miguel Torres • Claudio Burgos Mellado • Daniel Emilio Casagrande • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Manuel Pinto
- REVISTA Journal of Sound and Vibration
- 2021
Semi-active vibration control unit tuned to maximise electric power dissipation
• Paolo Gardonio • Emanuele Turco • Aleksander Kras • Loris Dal Bo • Daniel Emilio Casagrande
- REVISTA Mechanical Systems and Signal Processing
- 2019
Smart panel with sweeping and switching piezoelectric patch vibration absorbers: Experimental results
• Loris Dal Bo • Paolo Gardonio • Daniel Emilio Casagrande • Stefano Saggini
- REVISTA Journal of Sound and Vibration
- 2017
Shunted piezoelectric patch vibration absorber on two-dimensional thin structures: Tuning considerations
• Paolo Gardonio • Daniel Emilio Casagrande
- REVISTA Journal of Sound and Vibration
- 2017
Smart panel with time-varying shunted piezoelectric patch absorbers for broadband vibration control
• Daniel Emilio Casagrande
- REVISTA Journal of Physics Conference Series
- 2016
Sweeping piezoelectric patch vibration absorbers
• Daniel Emilio Casagrande
- EQM230041
- Enero 2025 - Junio 2026
AdjudicadoUniversidad de O'Higgins
Transformación digital en Educación Superior: Evaluación de competencias digitales en estudiantes de la Universidad de OHiggins desde una perspectiva de género
Este proyecto busca analizar el nivel de competencias digitales en estudiantes universitarios, abordando las brechas de género como un aspecto clave para una educación inclusiva y adaptada a las demandas de la era digital. La temática seleccionada es orden de género, ya que está investigación evaluará los factores asociados a las competencias digitales en estudiantes de primer y último año de la Universidad de OHiggins, con el propósito de validar su impacto en la formación académica y el desarrollo de una ciudadanía digital activa y responsable.
Para alcanzar este objetivo, se utilizará un modelo de ecuaciones estructurales (SEM) que permitirá medir cinco dimensiones de competencias digitales según el Marco Europeo DigComp: alfabetización informacional y de datos, comunicación y colaboración, creación de contenido digital, seguridad y resolución de problemas. Además, se evaluará el efecto moderador del género en la relación entre estas competencias y el nivel de ciudadanía digital, considerando su relevancia en el contexto de la transformación digital.
El estudio se desarrollará mediante un enfoque cuantitativo, utilizando un cuestionario validado que será aplicado a una muestra representativa de estudiantes con equidad de género. Los resultados serán analizados a través de SEM con mínimos cuadrados parciales (PLS-SEM) para entender cómo estas competencias impactan la preparación de los y las estudiantes frente a los desafíos digitales actuales. Al finalizar el proyecto, los resultados se compartirán mediante, al menos, una publicación científica de alto impacto, una presentación en congreso, y un seminario de cierre dirigido a la comunidad universitaria, generando una base de conocimiento que apoye el desarrollo de políticas institucionales para reducir las brechas digitales de género en la educación superior.
Responsable Alterno
- EQM230041
- Diciembre 2024 - Diciembre 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Artificial Intelligence and Robotics for Remote and Proximal Sensing in Precision Agriculture
Métodos basados en representaciones neuronales implícitas están empezando a usarse ampliamente en distintos ámbitos de visión computacional, robótica y sensado remoto. Este tipo de representaciones están permitiendo abordar múltiples problemas en ambientes no controlados como la agricultura, de manera robusta. Por ejemplo, métodos basados en Neural Radiance Fields (NeRF) se están explorando de manera amplia tanto con imágenes satelitales como en problemas de robótica de campo. En este contexto, el proyecto busca aunar competencias en visión computacional y aprendizaje de máquinas, usadas en la detección remota y en robótica, para abordar nuevas técnicas basadas en representaciones neuronales implícitas, para aplicaciones de la agricultura de precisión. Para lograr este objetivo, los investigadores convocados tienen un profundo conocimiento en estas áreas complementarias.
Es importante destacar que las áreas de sensado remoto (satelital y drones) y sensado próximo (robots y redes de sensores) están experimentando una aceleración sin precedentes. En el caso de sensado remoto, además de los grandes programas públicos como Sentinel, los actores privados están creando flotas de microsatélites capaces de vigilar la Tierra con revisitas diarias. Estos datos abundantes, baratos y de alta resolución están creando oportunidades para desarrollar aplicaciones novedosas para la supervisión de la actividad agrícola. En el caso del sensado próximo, las redes de sensores, junto con el uso de robots para monitoreo, está permitiendo un seguimiento regular de los procesos agrícolas, con una alta resolución temporal y espacial, por lo que cada vez hay una mayor disponibilidad de datos, que complementan los datos obtenidos mediante sensado remoto.
A nivel de uso, estas tecnologías se complementan, y a nivel de investigación, las técnicas utilizadas están empezando a converger, mediante el uso de métodos basados en redes neuronales, y más específicamente por métodos basados en representaciones neuronales implícitas, tales como Neural Radiance Fields (NeRF). Por todo esto, el estudio del sensado remoto y próximo de manera conjunta, y mediante marcos de trabajo con técnicas similares como las representaciones neuronales implícitas, tiene un gran potencial para en un futuro próximo generar una visión integrada de los procesos agrícolas mejorando la sostenibilidad y eficiencia en la agricultura.
Durante su ejecución, el proyecto llevará a cabo actividades de investigación conjunta, incluyendo seminarios online regulares, la toma de datos en terreno, y un workshop de cierre en el contexto de una conferencia internacional, que junto con el intercambio de investigadores en formación (magíster, doctorado y/o postdoctorado), así como visitas de investigadores senior, buscan articular una de red de trabajo que aborde de manera interdisciplinar y con técnicas modernas, problemáticas de sensado remoto y próximo en agricultura de precisión mediante representaciones neuronales implícitas, tales como Neural Radiance Fields (NeRF), entre otras.
Co-Investigador/a
- FIC400590730
- Abril 2024 - Marzo 2027
En EjecuciónGobierno Regional - GORE
FIC-Editorial cooperativa para la publicación de materiales educativos lúdicos, de base científica y carácter inclusivo
Objetivo general: Instalar una editorial cooperativa en la región de OHiggins sustentada a partir de la comercialización de productos y servicios educativos desarrollados en base a evidencia científica, que permitan implementar el aprendizaje basado en juegos y que consideran la diversidad del aula. Esta propuesta incluye la instalación de un laboratorio de prototipado y producción, además del desarrollo de un paquete de productos y servicios educativos cuya comercialización permite sustentar la editorial cooperativa.
5.4.1. Objetivo Específico 1 (Editorial Cooperativa)
Coordinar una red de emprendedores del área educativa para establecer una editorial cooperativa para la Región de OHiggins para desarrollar y comercializar productos y servicios educativos lúdicos, de base científica y carácter inclusivo. Funciona bajo un modelo de cooperativa cuyos miembros son emprendedores localizados en la región de OHiggins con interés en innovación educativa, trabajando bajo el principio de ayuda mutua.
5.4.2. Objetivo Específico 2 (Diagnóstico de Productos)
Diagnosticar las necesidades de productos y servicios educativos para promover la calidad de los aprendizajes en los primeros cursos de educación básica en la región de OHiggins. Identifica tópicos en matemáticas y lenguaje que presentan dificultades al momento de su enseñanza, describe la diversidad de estudiantes en escuelas municipales e indaga métodos de comercialización comunes.
5.4.3. Objetivo Específico 3 (Laboratorio de prototipado y Manufactura)
Instalar en la Universidad de OHiggins un laboratorio para elaborar prototipos de juegos de mesa educativos y producirlos en pequeña escala. Se adquiere maquinaria, equipamientos e insumos necesarios para que el Laboratorio de Aprendizaje Matemático (LAM) pueda prototipar juegos de mesa y, en conjunto con la Fábrica Digital OHiggins (FabLab), producirlos con alta calidad y en pequeña escala de manera eficiente (30-100 ejemplares).
5.4.4. Objetivo Específico 4 (Desarrollo de Productos)
Realizar el diseño, prototipado y manufactura de un paquete de productos educativos para fortalecer las áreas de matemática y lenguaje en los primeros años de educación básica. Diseñados en base a ciencias del aprendizaje, estos productos permiten desarrollar aprendizajes en base a juegos y actividades lúdicas considerando la diversidad de estudiantes en el aula.
5.4.5. Objetivo Específico 5 (Capacitación y Servicios)
Generar un programa de capacitación para certificar a los emprendedores educativos para que provean servicios que acompañan a los productos educativos ofrecidos por la editorial. Este programa certifica que el emprendedor es experto en la aplicación de los productos educativos desarrollados. Este certificado habilita a los miembros de la editorial para ofrecer estos servicios en el mercado educativo.
Co-Investigador/a
- EQM230041
- Diciembre 2023 - Noviembre 2027
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Control distribuido de sistemas de conversión emergentes para una red eléctrica más resiliente
Plataforma experimental de control distribuido de módulos de potencia
Consiste en diversos módulos de baja potencia que pueden configurarse e interconectarse para implementar variadas topologías emergentes de sistemas eléctricos y topologías de conversión como: microrredes, enlaces de alto voltaje en corriente continua (HVDC), convertidores modulares multinivel (MMC), sistemas de baterías (BESS), cargadores rápidos, entre otros. Cada módulo de potencia posee una unidad de control propia coordinada por una unidad central, lo que permite implementar esquemas de control distribuido. Además, la plataforma contempla una etapa de amplificación de potencia trifásica, que permite generar físicamente los voltajes y corrientes de un punto común de acoplamiento con una red eléctrica emulada en tiempo-real. Esto permite estudiar la interacción de la red emulada con los sistemas eléctricos y las topologías de conversión emergentes descritas anteriormente. Por consiguiente, esta plataforma agiliza el prototipado, tanto en hardware de potencia como de control, permitiendo la validación experimental de estrategias de control distribuido que, a diferencia del control centralizado (tradicionalmente utilizado en la academia e industria), presenta ventajas que son de utilidad para mejorar la resiliencia de los sistemas eléctricos, como son: mejor confiabilidad, flexibilidad, escalabilidad, operación plug-and-play y tolerancia a fallas de un solo punto.
Co-Investigador/a
- URO2395
- Julio 2023 - Septiembre 2024
En EjecuciónMinisterio de Educación
Fortalecimiento de la red de apoyo para las personas en situación de discapacidad de la región de O’Higgins.
Fortalecer la red comunitaria de apoyo para las personas en situación de discapacidad en la región de O'Higgins a través de la generación de conocimiento, el perfeccionamiento profesional y aplicación de metodología A+S en CCR y otros organismos pertinentes de la región.
Co-Investigador/a
- FOVI240153
- Marzo 2023 - Diciembre 2026
En EjecuciónGobierno Regional - GORE
Transferencia: cámara de simulación agroclimática
La agricultura es una de las principales actividades económicas de la Región de OHiggins, con un PIB que alcanza al año 2021 el 12,8% de representación a nivel nacional. El éxito productivo regional
depende en gran medida de las condiciones edafoclimáticas que preponderan en las zonas cultivables y/o aptas para la agricultura. Sin embargo, el actual escenario de cambio climático genera
una alteración de estas variables climáticas, con cambios evidentes en la variabilidad de las precipitaciones, frecuencia e intensidad de los días cálidos y fríos, y eventos climáticos extremos
(heladas, granizo, entre otros). Consecuentemente, el impacto del cambio climático ha modificado y seguirá transformando los sistemas de producción de diversos cultivos a nivel nacional y local,
incluyendo el cambio de las zonas productivas.
Esta nueva realidad climática requiere de la pronta generación de conocimiento y la capacidad de innovar y desarrollar tecnologías inteligentes para adaptar y asegurar la producción de alimentos.
Aunque existe conocimiento de los posibles efectos del cambio climático sobre la agricultura, la literatura indica que la diversidad geográfica y climática de la producción agrícola no permite predecir
con precisión los impactos locales del cambio climático en los diferentes cultivos. Por lo tanto, la mejor forma de reducir esta incertidumbre climática es a través del desarrollo de tecnología, el
conocimiento y la innovación aplicada para adaptar y asegurar la producción de alimentos. De hecho, la Conferencia de las Partes de la Convención de Cambio Climático realizada en París (COP21),
enfatiza la necesidad de avanzar hacia una agricultura climáticamente inteligente, es decir, una actividad que entre en sintonía con los cambios globales, con mínima huella ambiental, altamente
eficiente en el uso de insumos, resiliente, productiva y sostenible.
Este proyecto plantea la construcción de infraestructura climáticamente inteligente como la primera cámara de simulación climática regional, la cual permitirá determinar el impacto de diferentes
escenarios de cambio climático en cultivos y variedades de importancia para los agricultores de la Región de OHiggins de manera anticipada. Se busca responder las interrogantes asociadas a qué
cultivos son más idóneos para las distintas zonas geográficas de la Región de OHiggins, bajo condiciones extremas de temperatura, humedad ambiental y disponibilidad de agua, entre otros
aspectos. Con la información generada se desarrollarán directrices tecnológicas y sistemas de bajo costo para la medición de parámetros ambientales, con el fin de brindar a los agricultores soporte
para la toma de decisiones a nivel local, y consecuentemente fortalecer la competitividad del sector agrícola de la Región de OHiggins.
Co-Investigador/a
- FOVI240153
- Marzo 2023 - Febrero 2026
En EjecuciónGobierno Regional - GORE
Fabricación digital para Jóvenes Makers
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 OHiggins 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 OHiggins no son buenas. Según los últimos datos de INAPI, apenas el 1,33% de las patentes solicitadas en Chile provienen de la Región de OHiggins. 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 OHiggins.
Investigador/a Responsable
- FOVI240153
- Octubre 2022 - Septiembre 2024
En EjecuciónUniversidad de O'Higgins
Investigación interdisciplinaria del desarrollo de competencias profesionales en estudiantes de Ingeniería Civil Mecánica de la UOH
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.
Co-Investigador/a
- FOVI240153
- Enero 2022 - Enero 2023
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Micro-redes eléctricas para una agricultura energéticamente sustentable
En particular, el proyecto instalará y desarrollará en la región de OHiggins capacidades
humanas avanzadas y fortalecerá la cooperación internacional en temáticas
relacionadas con el uso de micro-redes en agricultura. También, se instalará un proyecto
piloto de micro-red eléctrica aplicado en cultivos bajo invernadero.
Co-Investigador/a
- FOVI240153
- Julio 2021 - Julio 2023
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
PhenoBreed: Un prototipo de cámaras de bajo costo para el fenotipado de plantas
El aumento de los recursos tecnológicos y la automatización de los procesos agrícolas ha contribuido en gran medida al desarrollo de nuevas tecnologías que permiten caracterizar y evaluar el fenotipo de las plantas. Específicamente, las tecnologías de fenotipado de plantas son muy importantes para acelerar los programas de
mejoramiento en cultivos agronómicamente importantes, y contribuyen en el proceso de selección para el desarrollo y posterior lanzamiento al mercado de nuevas variedades y cultivares. Los sistemas de visión unidimensionales (1D) y bidimensionales (2D) han sido una parte integral de la implementación exitosa de la automatización agrícola y la robótica en los procesos agrícolas. Sin embargo, las técnicas basadas en imágenes en 2D son insuficientes para investigar las estructuras espaciales de las plantas. En este sentido, la reconstrucción por medio de imágenes 3D de plantas y la adquisición de su información espacial es una forma alternativa eficaz para resolver estos problemas. En este sentido, el objetivo del presente proyecto es obtener de forma automática la estructura tridimensional del sistema de arquitectura de raíces de una planta e identificar parámetros morfológicos asociados con dicha estructura. Para ello se propone construir un prototipo, a partir de cámaras de bajo costo, para la reconstrucción automatizada de la estructura 3D de plantas, junto con la posterior detección y medición de los rasgos morfológicos de esta misma.
Responsable Alterno
- FOVI240153
- Abril 2020 - Febrero 2022
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
Image Modeling and Processing for REmote SenSing in agriculture (IMPRESS)
The field of remote sensing is experiencing an unprecedented acceleration. Besides the large public programs such as Sentinel (see e.g. https://sentinel.esa.int/web/sentinel/missions/sentinel-2), private actors are creating fleets of micro-satellites capable of monitoring of the earth with daily revisits. This abundant and cheap data is creating opportunities for developing novel applications for the monitoring of industrial and agricultural activity. The automatic exploitation of this data is bound to specific application domain knowledge, which requires a mastery of advanced techniques such as computer vision and machine learning, as well as expert knowledge in the field of agriculture. To do this, the team must master earth observation satellites, be able to define the adequate mathematical detection theories, and build on a deep knowledge of satellite image processing, while also including expert knowledge in agriculture. This project aims at uniting competences across the fields of computer vision and machine learning, remote sensing to address emerging applications in agronomy. This project will in addition foster the creation of reproducible research by adopting a reproducible research methodology thus contributing the resulting algorithms to the journal Image Processing On-Line (IPOL). The IPOL journal is an initiative to establish a clear and reproducible state-of-the-art in the domain of image processing and computer vision.
Co-Investigador/a
- FOVI240153
- Abril 2020 - Septiembre 2022
FinalizadoGobierno Regional - GORE
Transferencia Fábrica Digital de la Sexta
Los laboratorios de fabricación digital son espacios que cuentan con maquinaria y personal capacitado para facilitar el diseño y desarrollo de prototipos y para promover la innovación en productos, procesos y servicios. Se conciben como laboratorios que facilitan herramientas de fabricación avanzada y capacidades a la comunidad en general, pudiendo ser más enfocados a emprendedores, empresas e institutos de investigación. Una característica común es que sirven como plataforma para estimular el aprendizaje y la invención en la comunidad. Las máquinas y capacidades técnicas instaladas en estos laboratorios brindan la oportunidad de encontrar soluciones innovadoras a problemas comunes y ser incubadores de microemprendimientos que resuelvan problemas de forma innovadora y sustentable.
El primer laboratorio de fabricación digital, junto con el concepto FabLab, aparece en el MIT (Massachussets Institute of Technology, Estados Unidos) en el año 2000. Actualmente, existe una red mundial de alrededor de 3000 FabLabs distribuidos en 5 continentes. En Chile se pueden encontrar 17 de estos laboratorios, la mayoría de ellos concentrados en la Región Metropolitana; 2 en la Región del Maule y ninguno en la Región de OHiggins. La ausencia de un laboratorio regional está en concordancia con estadísticas del año 2016 que reportan apenas 118 m2 de espacios dedicados a innovación en la Región de OHiggins frente a 27 936 m2 en la Región Metropolitana. En ese contexto, la Región de OHiggins es la segunda región con menor superficie dedicada a innovación.
La instalación de un laboratorio de fabricación digital en la Región de OHiggins se identifica como una gran oportunidad para promover la innovación, brindando acceso a equipos y a capacitaciones sobre herramientas de fabricación avanzada a industrias y emprendedores regionales.
Investigador/a Responsable
- EMVeM Energy efficiency management for vehicles and machines
- 2016
Broadband vibration reduction using piezoelectric transducers
ISBN
9789073802964
Páginas
Désde la página 127, hasta la página 146
Idioma
Inglés
Editorial
KU Leuven
Editores
Wim Desmet, Bert Pluymers, Simona Moschini
Autores
Daniel Emilio CasagrandeInés Galindo, Carmen Romero, NievesSánchez, Javier Dóniz, Jorge Yepes, Jose María Morales, Laura Becerril Carretero
Mail de contacto
daniel.casagrande@uoh.cl
Claudio Burgos ● Profesor Asociado
Grado Académico
Doctor en Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Nottingham, UK y Doctor en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile.
Título(s) Profesional
Ingeniero Civil, Universidad de Chile
Descripción
Claudio Burgos-Mellado was born in Cunco, Chile. He received the B.Sc. and M.Sc. degrees in electrical engineering from the University of Chile, Santiago, Chile, in 2012 and 2013, respectively, and the dual Ph.D. degree in electrical and electronic engineering from the University of Nottingham, U.K., and in electrical engineering from the University of Chile, Santiago, Chile in 2019. From 2019 to 2021, he was a Research Fellow in the Power Electronics, Machines and Control Group (PEMC group) at the University of Nottingham, United Kingdom.
Currently, he is an Associate Professor with the Institute of Engineering Sciences, Universidad de O’Higgins, Rancagua, Chile. His current interests include battery energy storage systems, electrical vehicle technologies, power electronics, microgrids, power quality issues and modular multilevel converters. In 2021, he received the best PhD thesis award in the category of Exact Science from the Chilean Academy of Sciences.
10
9
1
- REVISTA Sustainability
- 2024
Design and Performance Evaluation of a Photovoltaic Greenhouse as an Energy Hub with Battery Storage and an Electric Vehicle Charger
• Miguel Andrés Torres Lépez • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Claudio Burgos Mellado • Daniel Emilio Casagrande • Javier Ortiz
- REVISTA Sustainability
- 2023
Distributed Control Scheme for Clusters of Power Quality Compensators in Grid-Tied AC Microgrids
• Manuel Martínez Gómez • Claudio Burgos Mellado • Helmo Kelis Morales-Paredes • Juan Sebastián Gómez • Anant Kumar Verma
- REVISTA 2022 24th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'22 ECCE Europe)
- 2022
AC Battery: Modular Layout with Cell-level Degradation Control
• Claudio Burgos Mellado • Marcos Orchard • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Tomislav Dragicevic • Lorenzo Reyes-Chamorro
- REVISTA 2022 24th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'22 ECCE Europe)
- 2022
A Non-cooperative Game-theoretic Distributed Control Approach for Power Quality Compensators
• Claudio Burgos Mellado • Víctor Daniel Simón Bucarey López • Helmo K. Morales-Paredes • Diego Alejandro Muñoz Carpintero
- REVISTA 2022 IEEE International Conference on Automation/XXV Congress of the Chilean Association of Automatic Control (ICA-ACCA)
- 2022
The Photovoltaic Greenhouse as Energy Hub for a More Sustainable Agriculture
• Miguel Torres • Claudio Burgos Mellado • Daniel Emilio Casagrande • Diego Alejandro Muñoz Carpintero • Manuel Pinto
- REVISTA IEEE Access
- 2021
Multi-Objective Finite-Time Control for the Interlinking Converter on Hybrid AC/DC Microgrids
• Manuel Martínez Gómez • Alex Navas • Marcos E. Orchard • Serhiy Bozhko • Claudio Burgos Mellado
- REVISTA 2021 6th IEEE Workshop on the Electronic Grid (eGRID)
- 2021
Consensus-Based Distributed Control for Improving the Sharing of Unbalanced Currents in Three-phase Three-wire Isolated Microgrids
• Claudio Burgos Mellado • Felipe Donoso • Jacqueline Llanos • Manuel Martínez Gómez • Helmo K. Morales-Paredes
- REVISTA IEEE Access
- 2020
Distributed Control Strategies for Microgrids: An Overview
• Enrique Espina • Jacqueline Llanos • Claudio Burgos Mellado • Roberto Cardenas-Dobson • Manuel Martínez Gómez
- REVISTA 2020 IEEE 21st Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL)
- 2020
Distributed Control for a Cost-based Droop-free Microgrid
• Manuel Martínez Gómez • Claudio Burgos Mellado • Roberto Cardenas Dobson
- REVISTA 2020 22nd European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'20 ECCE Europe)
- 2020
Experimental Hybrid AC/DC-Microgrid Prototype for Laboratory Research
• Enrique Espina • Claudio Burgos Mellado • Juan S. Gomez • Jacqueline Llanos • Erwin Rute
http://dx.doi.org/10.23919/epe20ecceeurope43536.2020.9215751
- FOVI230254
- Enero 2024 - Junio 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Desarrollo de la Electromovilidad en la Región de OHiggins: Modelamiento, Gestión y Control
Es un hecho aceptado en la comunidad científica que la emisión de CO2 es de los grandes responsables del calentamiento global. Por ello, ha habido muchas iniciativas para lograr la reducción de estas emisiones. Chile en particular, ha suscrito el compromiso de Carbono Neutralidad al 2050 y en ese contexto ha redactado una Estrategia Nacional de Electromovilidad para dar una hoja de ruta para estimular su adopción. Se espera que la transición hacia la electromovilidad y el fomento a la eficiencia energética en transporte contribuirá con cerca del 20% de las reducciones de emisiones de CO2 necesarias para lograr dicho compromiso.
Dado este contexto, esta propuesta abordará diversos aspectos relacionados con la electromovilidad, con foco en la región de Ohiggins, donde la adopción ha sido más lenta de lo esperado, contando por ejemplo con reducida infraestructura de carga y venta de vehículos eléctricos. Se destaca además que previo a la inauguración de la Universidad de OHiggins, no había una institución que formara capital avanzado en estas temáticas.
Por lo anterior, en este proyecto, se pondrá especial atención al modelamiento de baterías y/o flotas de vehículos eléctricos (VEs), de gestión y métodos toma de decisiones en aplicaciones como gestión de flotas, interconexión de VEs en la red y asignación de precios, y desarrollo de métodos de control para motores eléctricos, conversores, baterías y otros para electromovilidad.
El proyecto instalará y desarrollará en la Región de OHiggins capacidades humanas avanzadas y fortalecerá la cooperación nacional e internacional en temáticas relacionadas con la electromovilidad. Se realizará difusión y divulgación hacia la comunidad tanto en la Universidad de OHiggins (UOH) como en las instituciones asociadas, considerando actividades presenciales y online: Las actividades online se dejarán abiertas al público en youtube.
Esta propuesta contempla la ejecución de 3 modalidades de vinculación. En la primera modalidad (A) se realizarán 3 viajes por parte de estudiantes de pre y posgrado y académicos a las instituciones extranjeras participantes del proyecto para capacitarse/especializarse en modelamiento, gestión y control para electromovilidad. En la segunda modalidad (B) se realizarán cátedras y talleres online, para cursos de pre y posgrado en la Universidad de OHiggins y abiertos a todas las instituciones participantes del proyecto. En la tercera modalidad (C) se realizarán 2 encuentros nacionales donde se realizarán seminarios y talleres presenciales y reuniones de investigación, donde están invitados alumnos de pre y posgrado de las instituciones participantes, y se realizará el Encuentro de Electromovilidad de OHiggins 2024, donde se invitará 3 participantes extranjeros e investigadores nacionales participantes del proyecto, para difundir a la comunidad los avances en el área de la electromovilidad y estimular su adopción. Con este mismo propósito, se adquirirá e instalará en la UOH 2 puntos de recarga de vehículos eléctricos. Notar que actualmente la UOH tiene en su campus rancagua un cargador de bicicletas eléctrico del tipo solar-eólico para uso del estudiantado y la comunidad en general Finalmente, se buscará presentar las principales conclusiones y/o resultados de este proyecto en conferencias científicas o revistas nacionales y/o internacionales.
Con las acciones propuestas se busca fortalecer la colaboración internacional, empoderar a las comunidades y promover el uso de nuevas tecnologías de cero emisiones en medios de transporte en la región y el país, al mismo tiempo que se reduce la generación de gases de efecto invernadero, contribuyendo a lograr una sociedad energéticamente sustentable.
Co-Investigador/a
- EQM230041
- Diciembre 2023 - Noviembre 2027
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Control distribuido de sistemas de conversión emergentes para una red eléctrica más resiliente
Plataforma experimental de control distribuido de módulos de potencia
Consiste en diversos módulos de baja potencia que pueden configurarse e interconectarse para implementar variadas topologías emergentes de sistemas eléctricos y topologías de conversión como: microrredes, enlaces de alto voltaje en corriente continua (HVDC), convertidores modulares multinivel (MMC), sistemas de baterías (BESS), cargadores rápidos, entre otros. Cada módulo de potencia posee una unidad de control propia coordinada por una unidad central, lo que permite implementar esquemas de control distribuido. Además, la plataforma contempla una etapa de amplificación de potencia trifásica, que permite generar físicamente los voltajes y corrientes de un punto común de acoplamiento con una red eléctrica emulada en tiempo-real. Esto permite estudiar la interacción de la red emulada con los sistemas eléctricos y las topologías de conversión emergentes descritas anteriormente. Por consiguiente, esta plataforma agiliza el prototipado, tanto en hardware de potencia como de control, permitiendo la validación experimental de estrategias de control distribuido que, a diferencia del control centralizado (tradicionalmente utilizado en la academia e industria), presenta ventajas que son de utilidad para mejorar la resiliencia de los sistemas eléctricos, como son: mejor confiabilidad, flexibilidad, escalabilidad, operación plug-and-play y tolerancia a fallas de un solo punto.
Co-Investigador/a
- FOVI 210023
- Noviembre 2023 - Abril 2023
AdjudicadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Configurable Electrical Vehicle Supply Equipment for Testing Electric Vehicles and Enhancing Interoperability with Smart Grids
Un tercio del consumo energético final en Chile corresponde al sector del transporte, lo que representa aproximadamente el 20% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero (GEI) del país. Los vehículos eléctricos presentan una interesante oportunidad pues contribuyen a reducir las emisiones de GEI al obtener su energía de fuentes limpias. Actualmente la participación de Chile en el mercado automotriz, especialmente en vehículos eléctricos, es baja, por lo que se han generado políticas públicas para fomentar el desarrollo de la electromovilidad. Se espera que para el año 2035, el 100% de los vehículos privados y el 100% de la flota de transporte público sean eléctricos. Esto plantea numerosos desafíos, especialmente en términos de infraestructura de carga, donde se estima que se necesitarán más de 130,000 puntos de carga para el año 2035.
En este contexto, este proyecto busca implementar una plataforma llamada "Configurable Electrical Vehicle Supply Equipment for Testing Electric Vehicles and Enhancing Interoperability with Smart Grids", que consta de 4 unidades capaces de realizar pruebas de operación multiprotocolo y análisis de comunicaciones para evaluar interoperabilidad, protocolos, estándares de carga y aplicaciones de vehicle-to-grid y vehicle-to-vehicle. Cada unidad, llamada Charging Discovery System, puede emular vehículos eléctricos y cargadores, utilizando fuentes programables que no solo emulan los protocolos, sino que también generan transferencia de energía eléctrica, simulando el proceso de carga en tiempo real. Además, se complementará la plataforma con un vehículo eléctrico equipado con los protocolos de comunicación CCS2 y GBT, considerando el estándar chino de comunicaciones.
El equipo de investigación, liderado por la Universidad de Santiago de Chile, cuenta con la colaboración de la Universidad Andrés Bello, Universidad de O'Higgins y Universidad Austral de Chile, donde se instalarán las unidades de la plataforma. Asimismo, se cuenta con colaboraciones internacionales de la Universidad de Nottingham, Zurich U. of Applied Sciences y la Universidad de Costa Rica. El proyecto cuenta con el patrocinio del Ministerio de Energía del Gobierno de Chile y la Agencia de Sostenibilidad Energética, instituciones encargadas de promover políticas y desarrollar la electromovilidad a nivel nacional. También se ha establecido una colaboración con 4 liceos con el objetivo de difundir temas relacionados con la electromovilidad entre los estudiantes secundarios, quienes podrán visitar y utilizar el equipo en actividades de divulgación.
El equipo investigador cuenta con una sólida experiencia demostrada a través de proyectos en curso y publicaciones en el campo de estudio, destacando una amplia red de colaboración. La implementación de esta plataforma será una valiosa contribución para estudiantes y académicos asociados a 13 programas de pregrado y posgrado en universidades nacionales, así como a 9 programas académicos internacionales y hasta 8 proyectos de investigación vigentes hasta el 2025.
La instalación de esta plataforma permitirá generar publicaciones indexadas de alta calidad, ofrecer tesis de pregrado y posgrado, establecer redes de contacto, organizar eventos de divulgación y brindar servicios de asesoría técnica a la industria.
De esta manera, se contribuirá a dotar al país instalaciones únicas a nivel regional, fortaleciendo la capacidad de generar investigación y desarrollo en electromovilidad.
Co-Investigador/a
- FONDEQUIP EQM230041
- Noviembre 2023 - Diciembre 2026
AdjudicadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Control distribuido de sistemas de conversión emergentes para una red eléctrica más resiliente
Consiste en diversos módulos de baja potencia que pueden configurarse e
interconectarse para implementar variadas topologías emergentes de
sistemas eléctricos y topologías de conversión como: microrredes, enlaces
de alto voltaje en corriente continua (HVDC), convertidores modulares
multinivel (MMC), sistemas de baterías (BESS), cargadores rápidos, entre
otros. Cada módulo de potencia posee una unidad de control propia
coordinada por una unidad central, lo que permite implementar esquemas
de control distribuido. Además, la plataforma contempla una etapa de
amplificación de potencia trifásica, que permite generar físicamente los
voltajes y corrientes de un punto común de acoplamiento con una red
eléctrica emulada en tiempo-real. Esto permite estudiar la interacción de la
red emulada con los sistemas eléctricos y las topologías de conversión
emergentes descritas anteriormente. Por consiguiente, esta plataforma
agiliza el prototipado, tanto en hardware de potencia como de control,
permitiendo la validación experimental de estrategias de control
distribuido que, a diferencia del control centralizado (tradicionalmente
utilizado en la academia e industria), presenta ventajas que son de utilidad
para mejorar la resiliencia de los sistemas eléctricos, como son: mejor
confiabilidad, flexibilidad, escalabilidad, operación plug-and-play y
tolerancia a fallas de un solo punto.
Investigador/a Responsable
- FONDEF ID23I10138
- Julio 2023 - Julio 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Desarrollo de prototipo de convertidor modular para la reutilización de baterías descartadas de electromovilidad
En los últimos años, la electromovilidad a nivel mundial ha tenido un aumento significativo, el que ha sido motivado por la necesidad mundial de disminuir la dependencia de combustibles fósiles, para ir hacia una matriz energética basada en fuentes de energías más limpias, menos contaminantes y amigables con el medio ambiente. En recientes años ha habido un aumento significativo de vehículos híbridos y totalmente eléctricos transitando en las calles del mundo. Por ejemplo, el año 2021 hubieron cerca de 16.5 millones de este tipo de vehículos y se espera un aumento exponencial en los años siguientes. Chile no está ajeno a esta tendencia, teniéndose que la venta de modelos eléctricos en 2011 hasta agosto de 2022 ha sido de 1.522 vehículos 100% eléctricos (EV), a los que se suman 607 modelos híbridos Plug-In (PHEV), conformando un parque total de 2.129. Además, se espera que al 2030 el parque de vehículos eléctricos alcance las 80.000 unidades circulando.
Al analizar un vehículo eléctrico, se tiene que, de manera general, sus componentes son bastantes similares a los presentes en vehículos de combustión interna. La diferencia principal radica en que los vehículos totalmente eléctricos o híbridos tienen incorporado un banco de baterías, el que se compone de cientos de celdas de baterías de ion litio interconectadas entre sí. En este sentido, la energía almacenada por un banco de baterías se caracteriza por su capacidad nominal. Notar que la capacidad de una batería va disminuyendo con su uso, por lo cual, es un indicador del nivel de degradación de la misma. Una práctica común en electromovilidad es reemplazar el banco de baterías cuando éste ha alcanzado ha alcanzado un 80% de su capacidad nominal. Notar que, en este contexto, si bien el banco de baterías descartado no puede ser utilizado en aplicaciones de electromovilidad, si puede ser utilizado en otras aplicaciones menos demandantes como almacenamiento estático de energía.
Tomando en cuenta el auge de la electromovilidad en el mundo y que un banco de baterías de un vehículo eléctrico típicamente tiene una vida útil de 10 años, se tendrá en el corto plazo, a nivel mundial, un gran número de bancos de baterías desechados de aplicaciones de electromovilidad. En este escenario, en este proyecto, se detecta el problema de qué hacer con la gran cantidad de baterías desechadas que habrá a nivel mundial en pocos años. Notar que este tipo de baterías no pueden ser desechadas en vertederos de basura ya que contienen materiales peligrosos tanto para los seres humanos como para el medio ambiente. Además, no pueden ser almacenadas en los domicilios particulares de los dueños de los vehículos, ya que, si son manipulados incorrectamente, pueden explotar, generando fuego y gases nocivos. En base a esto, la oportunidad que se aborda con este proyecto es de valorizar este residuo (baterías desechadas) en un producto de valor para el mercado y la sociedad y que pueda ser utilizado como almacenamiento de energía en otras aplicaciones. En particular, proponemos una topología de electrónica de potencia capaz de integrar baterías de distintos tipos (voltaje nominal, capacidad, química, etc.) y mediante técnicas de control avanzadas, hacer funcionar el dispositivo como una sola entidad desde el punto de vista de la aplicación y/o usuario final y al mismo tiempo, gestionar internamente los estados (estado de carga, nivel de degradación, etc.) de todas las baterías integradas por la topología (para optimizar el funcionamiento y autonomía del dispositivo).
Investigador/a Responsable
- FIC IDI40048418-0
- Junio 2023 - Junio 2025
En EjecuciónGobierno Regional - GORE
Energías renovables para producción de Sal de Cáhuil
Implementación de una microrred de energías renovables (solar, eólica y geotérmica) en el distrito salinero artesanal Barranca-La Villa de Cáhuil. Implementación de una planta piloto geotérmica de producción de sal y electrificación de bombas y planta de yodación comunitaria mediante energías renovables no convencionales.
Co-Investigador/a
- FONDECYT 11220989
- Marzo 2022 - Marzo 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Cyber-attacks in modular multilevel conververts (MMCs)
PROPOSAL ABSTRACT: Cyber-attacks in modular multilevel converters (MMCs)
Cyber-attacks on electrical systems are a major concern to many countries as they can have significant impacts on social well-being and economic prosperity. Recent examples of such attacks are (i) the cyber-attacks that targeted the supervisory control data acquisition (SCADA) system of the Ukrainian power grid, causing a power outage that affected approximately 225,000 customers, (ii) the cyber-attack that occurred in 2019 in Venezuela, affecting the power supply of Caracas city, and (iii) the cyber-attacks that affected battery control systems in Korea, resulting in fire and damage. These examples show that cyber-attacks can significantly affect the normal operation of electrical systems and have motivated much research around the world. Much of the published research deals with cyber-attack issues in electrical systems such as microgrids, smart grids and modern power systems. However, cyber-attacks in modular multilevel converters (MMCs) have received limited attention: a recent letter (2021, see introduction section) is the only article published in this area so far. The MMC is deemed to be a prominent solution for medium to high-voltage and high-power applications, with several commercial converters adopting this approach and numerous projects worldwide using this topology. This project aims to investigate cyber-attack issues in the MMC control system and addresses the lack of investigation in this area. In particular, this research will consider the MMC in the context of high voltage direct current (HVDC) transmission systems since this topology is a promising solution to transfer power over long distances. It has been widely used in commercial projects (Trans Bay Cable, Dolwin2, Nano3-terminal DC grid, etc.).
In this project, distributed control schemes for controlling the MMC are considered. For this control approach, low-level control tasks are distributed among local controllers placed in the MMC submodules, while high-level control tasks are undertaken by a central controller. The computational burden for the central controller is therefore reduced. The distributed architecture is chosen since the MMC for HVDC applications requires a high number of submodules (SMs). In this case, if the traditional centralised control scheme is used, where a central controller is in charge of processing all the information required for implementing the whole control system, the execution time may not be sufficient for each control cycle to perform all the control tasks, limiting the modularity, flexibility and expandability of this topology (in terms of software development).
This project will investigate and quantify the impacts, in terms of operation and stability, of the type of cyber-attack named false data injection attacks (FDIAs ) on distributed control systems used for MMCs. Particular focus will be centred on designing strategies for detecting these cyber-attacks and locating the vulnerable sub-modules in the MMC. Also, novel cyber-attack-resilient distributed control schemes will be proposed. It must be pointed out that all the methods derived in this project will be validated through simulation and experimental results.
To this end, the cyber-attack detection methods will be based on state observers (Kalman filter, particle filter, etc.) and artificial intelligence (AI) based observers. Note that these detection methods should operate in a distributed architecture, meaning the state estimation should be performed based on partial information of the system. They should be able to be implemented on the SMs local controllers. Finally, once the cyber-attacks are identified, control schemes to neutralise those attacks will be investigated, generating cyber-attack-resilient distributed control schemes for the MMC.
The objectives of this proposal are (i) Analyse and quantify the effects of cyber-attacks on the standard distributed control strategies proposed for MMCs and the ones recently proposed based on the consensus theory, (ii) Design distributed methods for the detection of the cyber-attacks considered in this project, (iii) Design of cyber-attacks-resilient distributed control schemes for the MMC, and (iv) Implement an experimental rig for testing and validate the proposals derived from this research. Since there is no literature regarding cyber-attacks in MMCs, the literature review will be focused on work dealing with cyber-attacks on other electrical systems such as microgrids, smart grid and modern power systems. The aim will be to determine if the techniques proposed for these systems can be adapted for the MMC. A similar approach will be followed to address cyber-attack-resilient distributed control schemes.
The main contributions of this project will be:
1. The project will provide the foundation for research into cyber-attacks in MMC, as so far, there is very little information in the literature on this topic. Note that cyber-attacks are a hot topic in other electrical systems. Thus it should be investigated for the MMC.
2. Novel distributed methods for detecting cyber-attacks in MMCs will be proposed and validated through simulations and experiment.
3. Novel cyber-attack-resilient distributed control schemes for the MMC will be proposed and validated through simulations and experiment.
4. An experimental rig to analyse and validate the points mentioned above will be designed and built. It will be composed of a central controller and local controllers placed in each SM of the MMC.
Investigador/a Responsable
- EQM230041
- Enero 2022 - Enero 2023
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Micro-redes eléctricas para una agricultura energéticamente sustentable
En particular, el proyecto instalará y desarrollará en la región de OHiggins capacidades
humanas avanzadas y fortalecerá la cooperación internacional en temáticas
relacionadas con el uso de micro-redes en agricultura. También, se instalará un proyecto
piloto de micro-red eléctrica aplicado en cultivos bajo invernadero.
Investigador/a Responsable
- Ecuador - Quito
Estimador de la energía disponible para el banco de baterías de una micro-red basada en energías renovables
ISBN
978-9978-70-111-9
N° de Páginas
269
Idioma
Español
Editorial
Instituto Ideal
Editores
Marcelo Ayala, Andressa Braun, Ana María Arroyo, Gabriela Martinez, Peter Newton
Autores
Claudio Burgos MelladoLiliana Vásquez-Rocca, Dominique Mangui Haquin, Carolina Pérez Arredondo
Mail de contacto
claudio.burgos@uoh.cl
Anton Svensson Graan ● Profesor Asistente
Grado Académico
Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, mención Modelación Matemática (cotutela) Universidad de Chile, Universidad de Perpignan (enero 2020)
Título(s) Profesional
Ingeniero Civil Matemático Universidad de Chile 2015
Descripción
Anton Svensson es Ingeniero Civil Matemático de la Universidad de Chile y Doctor en Ciencias de la Ingeniería mención Modelación Matemática de la misma Universidad. El doctorado fue realizado en modalidad de cotutela con al Universidad de Perpignan, Francia, de donde obtuvo el diploma de doctor en Matemáticas Aplicadas. Su investigación está entorno a la optimización y sus aplicaciones. Le interesan la optimización binivel, la teoría de juegos no cooperativa, el análisis variacional y el análisis convexo. Desde la perspectiva de las aplicaciones está actualmente trabajando en el modelamiento y análisis de problemas relacionados con la gestión de calidad de recursos naturales agua y aire.
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- REVISTA Mathematical Programming
- 2024
Exploiting the polyhedral geometry of stochastic linear bilevel programming
• Gonzalo Ignacio Muñoz Martínez • David Sebastián Salas Videla • Anton Kristoffer Svensson Graan
- REVISTA Set-Valued and Variational Analysis
- 2024
Lower Semicontinuity of Intersections of Set-Valued Maps and Applications on Bilevel Games
• Anton Kristoffer Svensson Graan
- REVISTA Integer Programming and Combinatorial Optimization
- 2023
Exploiting the Polyhedral Geometry of Stochastic Linear Bilevel Programming
• Gonzalo Ignacio Muñoz Martínez • David Sebastián Salas Videla • Anton Kristoffer Svensson Graan
- REVISTA SIAM Journal on Optimization
- 2023
Existence of solutions for deterministic bilevel games under a general Bayesian approach
• David Sebastián Salas Videla • Anton Kristoffer Svensson Graan
- REVISTA Journal of Global Optimization
- 2020
The finite intersection property for equilibrium problems
• John Cotrina • Anton Kristoffer Svensson Graan
- REVISTA Optimization
- 2020
Existence of quasi-equilibria on unbounded constraint sets
• John Cotrina • Abderrahim Hantoute • Anton Kristoffer Svensson Graan
- REVISTA Journal of Optimization Theory and Applications
- 2019
Is Pessimistic Bilevel Programming a Special Case of a Mathematical Program with Complementarity Constraints?
• Didier Aussel • Anton Kristoffer Svensson Graan
- REVISTA Journal of Optimization Theory and Applications
- 2019
Towards Tractable Constraint Qualifications for Parametric Optimisation Problems and Applications to Generalised Nash Games
• Didier Aussel • Anton Kristoffer Svensson Graan
- REVISTA Journal of Nonlinear and Convex Analysis
- 2018
Some remarks about existence of equilibria, and the validity of the epcc reformulation for multi-leader-follower games
• Anton Kristoffer Svensson Graan • Didier Aussel
- REVISTA Set-Valued and Variational Analysis
- 2017
A General Representation of delta-normal Sets to Sublevels of Convex Functions
• Abderrahim Hantoute • Anton Kristoffer Svensson Graan
- 3210735
- Abril 2024 - Abril 2024
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Stochastic optimization, generalized games and applications
Chile, Peru and France, as well as many countries in South America and Europe, share a very similar systems to deal with their electricity markets. In parallel, all three countries (together with the rest of the world) are being affected by
climate change in many aspects, such as scarcity of water, intense droughts, pollution and the greenhouse effect, the necessity of new energy sources, just to name a few.
To face these challenges, we need new technology coming from many fields of science. One of such fields is mathematics and in particular, stochastic optimization and game theory. These theoretical fields allow us to model
economic interactions, management solutions, optimal design and operations, among many other relevant aspects of Natural Resources and Energy Management.
In the present project, we propose to develop new theoretical and numerical advances in four research lines, concerning Stochastic Optimization and Game Theory. Namely, we will work on: 1) Continuity-like properties in Equilibrium problems; 2) Regularity in Generalized Equilibrium problems; 3) Bilevel games with decision-dependent uncertainty; and 4) Algorithms and mechanism design in learning games. The four research lines are strongly motivated by the aforementioned applications.
Co-Investigador/a
- 23-MATH-13
- Septiembre 2022 - Septiembre 2024
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
Diseño óptimo de red de monitoreo de calidad de aire para medición de impacto en salud respiratoria
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.
Investigador/a Responsable
- 3210735
- Abril 2021 - Abril 2024
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Stochasticity aspects in bilevel games and applications to water resource management
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.
Investigador/a Responsable
- Bilevel Optimization: Advances and Next Challenges
- 2020
A Short State of the Art on Multi-Leader-Follower Games
ISBN
978-3-030-52118-9
Páginas
Désde la página 52, hasta la página 76
Idioma
Inglés
Editorial
Springer
Editores
Stephan Dempe, Alain Zemkoho
Autores
Didier Aussel, Anton Kristoffer Svensson Graan
Mail de contacto
anton.svensson@uoh.cl
Andrés Zúñiga Munizaga ● Profesor Asistente
Grado Académico
Doctor of Philosophy in Mathematics, Universidad de Indiana, Estados Unidos / Master of Arts in Mathematics, Universidad de Indiana
Título(s) Profesional
Ingeniero Civil Matemático, Universidad de Chile
Descripción
Andrés está interesado en el estudio de problemas matemáticos motivados por la Física e Ingeniería, usando herramientas del Análisis, Ecuaciones Diferenciales, y Geometría. Recibió el título de Ingeniero Civil Matemático (Universidad de Chile, Chile; 2012), realizando su tesis en el estudio de soluciones a una EDP elíptica semilineal. Continuó su formación de postgrado en el extranjero, recibiendo los grados de Magíster en Matemáticas (Indiana University (IU), EE.UU.; 2012-2014) y Doctor en Matemáticas (Indiana University (IU), EE.UU.; 2014-2018) adentrándose en tres problemas del Cálculo de Variaciones y Teoría de la Medida Geométrica.
Posteriormente, realizó pasantías postdoctorales en el laboratorio de CEREMADE (Université Paris Dauphine (U.Paris-IX), Francia; 2018-2019), centrándose en el estudio de desigualdades funcionales, y luego otra pasantía postdoctoral en el Departamento de Matemáticas y Estadística de la Universidad de McMaster (McMaster University, Canadá; 2019-2020), obteniendo resultados cualitativos para un problema del tipo isoperimétrico con potencial no-local (modelo de optimización de forma). Desde 2019, Andrés se desempeña como profesor asistente a tiempo completo de la Universidad de O'Higgins, Chile, en donde sigue trabajando en problemas del Cálculo de Variaciones y Ecuaciones Diferenciales.
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- REVISTA SIAM Journal on Mathematical Analysis (SIMA)
- 2022
On the stability of radial solutions to an anisotropic Ginzburg-Landau equation
• Andrés Jahir Zúñiga Munizaga • Xavier Lamy
- REVISTA Calculus of Variations and Partial Differential Equations
- 2021
A nonlocal isoperimetric problem with density perimeter
• Ihsan Topaloglu • Andrés Jahir Zúñiga Munizaga • Stan Alama • Lia Bronsard
- REVISTA Discrete & Continuous Dynamical Systems - A
- 2019
Prescribed energy connecting orbits for gradient systems
• Franceca Alessio • Piero Montecchiari • Andrés Jahir Zúñiga Munizaga
- REVISTA Nonlinear Analysis
- 2018
Continuity of minimizers to weighted least gradient problems
• Andrés Jahir Zúñiga Munizaga
- REVISTA Journal of Differential Equations
- 2016
On the heteroclinic connection problem for multi-well gradient systems
• Andrés Jahir Zúñiga Munizaga • Peter Sternberg
- REVISTA Journal of Differential Equations
- 2014
A two end family of solutions for the inhomogeneous Allen-Cahn equation in R^2
• Andrés Jahir Zúñiga Munizaga • Oscar Agudelo
- 3240062
- Mayo 2025 - Abril 2028
AdjudicadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Qualitative behaviour of nonlinear PDE from Physics and Biology
This research proposal aims to study the long-term behavior of solutions to partial differential equations arising from dispersive dynamics, kinetic models, and integro-differential dynamics in ecology; and to study extremals of functional inequalities in connection to the ground states of partial differential equations arising from quantum mechanics and diffusion phenomena. Five major topics are proposed: Relativistic quantum mechanics, Dirac operators and functional inequalities; Symmetry breaking in weighted functional inequalities and weighted diffusions; long time dynamics in dispersive PDEs in one space dimension; long-term dynamics in nonlocal models from ecology; and hypocoercivity and decay to equilibrium in kinetic models with heavy tails.
The first topic focuses on establishing connections between spectral problems and functional inequalities for Dirac operators. The aim is to analyse the symmetry of optimal spinors in inequalities of Keller-Lieb-Thirring type, and to obtain the solitary waves of Soler-type nonlinear Dirac equations as optimizers of a nonlinear inequality. The second topic aims to characterize a symmetry range in which optimal functions are radially symmetric for weighted logarithmic Sobolev inequalities and a new family of Caffarelli-Kohn-Nirenberg inequalities. A nonlinear carré-du-champ method will be adapted to prove entropy-type estimates. Rigidity, perturbation, and stability issues will be addressed. The third topic seeks to study the asymptotic stability of topological and non-topological solitions for a class of dispersive PDEs in dimension one. A new method is proposed, based on perturbations in weighted spaces with exponential weights, on the so-called virial identities, and on the study of existence of breathers. The fourth topic concerns the description of evolutionary stable strategies of long-term dynamics of integro-differential models that arise in the modeling of structured populations, and to obtain qualitative and quantitative insights on the concentration dynamics. In the fifth topic, the aim is to extend the Dolbeault-Mouhot-Schmeiser method to study the large-time behavior of solutions for a broad family of kinetic equations in which the confinement potential exhibits heavy tails.
The goals of this project are multiple: to strengthen and to create new collaborative research networks between France and Chile in the field of nonlinear partial differential equations and applications, to publish co-authored articles in top-tier journals and disseminate the results in international meetings, and to promote the formation of advanced human capital. In order to achieve these goals, yearly workshops will be organized in France and Chile to account for the progress of the investigations as well as to encourage the participation of students and young researchers. International training of doctoral and postdoctoral researchers will be ensured by allocating resources from this project for exchanges. Considering the history of successful collaboration amongst the members of this project, and their expertise in their research fields, we are confident about the successful termination of the project. In particular, we expect to pave the way for new research avenues.
The main scientific contribution of this proposal involves adapting state-of-the-art techniques from PDEs and nonlinear analysis to obtain qualitative and quantitative results for variational problems and partial differential equations, in which the setting plays a crucial role: complex-valued matrices (first topic), nonlinear and weighted (second topic), strongly nonlinear and dispersive (third topic), nonlocal (fourth topic), general assumption on the tail of the confining potential (fifth topic). This proposed research will provide insights into spectral theory, stability theory of equilibria of differential equations, optimal rates of convergence to equilibria, and their relation to optimal constants in functional inequalities. The expected results will help improving the understanding of various real-life phenomena, including population-dynamics, relativistic quantum mechanics, and diffussion processes. The viability of the project is sustained on the expertise of the members of the Chilean and French research teams, including experts in partial differential equations, nonlinear analysis, calculus of variations, and mathematical physics. Their successful collaboration record and significant contributions to these fields only strengthen the potential of this proposal.
In conclusion, the present research project will not only foster the scientific cooperation between Chile and France but it will also provide meaningful advancements in the aforementioned fields and their application to various physical phenomena.
Investigador/a Responsable
- 3240062
- Enero 2025 - Febrero 2025
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
Patrocinante
- 3240062
- Enero 2025 - Febrero 2025
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
Patrocinante
- 3240062
- Abril 2024 - Abril 2027
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Resultados de existencia y periodicidad de soluciones a EDPs locales y no-locales de tipo semilineal
Esta propuesta está dedicada al estudio de problemas locales y no locales, elípticos y parabólicos, en Ecuaciones en Derivadas Parciales (EDP). Se espera obtener resultados de existencia para los problemas planteados, son 3 los problemas que se quieren estudiar: El primer modelo involucra al Laplaciano Fraccionario con singularidades no lineales (Ecuación Fraccionaria de Burger ver (3)). En este problema queremos probar la existencia y la no unicidad de soluciones débiles de (3), teniendo en cuenta que las soluciones de entropía son soluciones débiles, el primer paso será probar existencia de soluciones de entropía, para esto usaremos el método de sub y supersoluciones, donde probaremos los resultados de los principios de Comparación y L1-Contracción. Una vez teniendo la existencia de solución de entropía, pasaremos a construir una solución débil que no sea solución de entropía, donde esta solución débil se obtendrá como límite de soluciones a problemas regularizados estacionarios, en donde usaremos métodos variacionales para resolver el problema regularizado.
El segundo problema, es una extensión al caso no local del problema estudiado en [L. Jeanjean and V. Radulescu, Nonhomogeneous quasilinear elliptic problems: linear and sublinear cases, Journal d'Analyse Mathématique (2021)]. Para probar existencia de soluciones aplicaremos estudios de mínimos locales y el teorema del paso de montaña para el funcional de energía asociado.
Para finalizar nuestra propuesta, queremos encontrar soluciones periódicas para sistemas de EDP de cuarto orden (tipo Fisher-Kolmogorov generalizado, ver (9). Siguiendo las técnicas en [P. Smyrnelis, Connecting orbits in Hilbert Spaces and application to PDEs, Comm. Pure Appl Anal 19 (5): 2897--2818 (2020)], usaremos métodos variacionales para probar la existencia de órbitas conectadas en espacios de Hilbert. Construiremos órbitas periódicas usando la construcción desarrollada por Alessio, Montecchiari y Zúñiga en [F. Alessio and P. Montecchiari and A. Zuniga, Prescribed energy connecting orbits for gradient systems, Discr. Cont. Dyn. Systems 39 (8): 4895--4928 (2019].
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- Enero 2024 - Marzo 2024
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
Fondo de investigación para estudiantes de pregrado, II convocatoria verano 2024. Cristian Acevedo
Aplicación de técnicas variacionales y de Ecuaciones Diferenciales Parciales en grafos para problemas de agrupación de datos y para segmentación de imágenes
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- 3240062
- Enero 2024 - Marzo 2024
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
Fondo de investigación para estudiantes de pregrado, II convocatoria verano 2024. Camilo Aliste
Estudio e implementación de métodos híbridos para la resolución computacional de EDP aplicadas a Ciencia de Datos.
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- 11201259
- Noviembre 2020 - Octubre 2023
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Qualitative Properties of Weighted and Anisotropic Variational Problems
En los campos de investigación de Análisis, Ecuaciones en Derivadas Parciales y Geometría, así como en otras áreas como la Física Experimental, Física Teórica y Ciencias de los Materiales, un gran foco de atención se pone en explorar las cuestiones de existencia y descripción cualitativa de puntos críticos a problemas variacionales, los cuales dependen de parámetros que surgen naturalmente en el modelamiento de fenómenos en los campos antes mencionados. Igualmente importante es el entendimiento de las propiedades de rigidez de estos modelos, a saber, decidir si la existencia y propiedades cualitativas de tales puntos críticos se mantienen, o cambian abruptamente, cuando los valores de los parámetros varían.
En las últimas décadas, se ha logrado un gran progreso en estas direcciones - desde el punto de vista del análisis matemático - en dos clases de problemas variacionales que comparten ``características de isotropía sin pesos": los funcionales son construídos de manera que, a grandes rasgos, las funciones/conjuntos son penalizados independientemente de la posición, y no hay direcciones preferidas o distinguidas. El primer problema corresponde al modelo de gotas líquidas de Gamow, el cual es un problema isoperimétrico con un término adicional no-local de tipo Riesz, propuesto originalmente para describir la existencia/no-existencia y características geométricas del núcleo atómico, en física nuclear, dependiendo de un parámetro de masa. El segundo, es sobre el estudio de existencia y propiedades cualitativas de vórtices para la energía de Ginzburg-Landau (GLE), usada para describir defectos en superfluídos y física de materia condensada. En los años recientes, los investigadores se han dedicado a proponer y explorar variantes del modelo variacional antes descrito, donde el funcional de energía asociado adquiere pesos o anisotropías, en un intento por capturar fenómenos más finos y delicados encontrados en experimentos, así como para extender la teoría matemática a contextos más generales.
Los objetivos principales del proyecto son el estudio de existencia, y propiedades cualitativas así como de rigidez para: (1) versiones con pesos del modelo de gotas líquidas, donde un funcional de perímetro reemplaza al perímetro usual en el sentido de De Giorgi, y (2) una version anisotrópica de la energía de Ginzburg-Landau derivada del modelamiento de defectos umbilicales en un límite 3D a 2D de cristales líquidos nemáticos, en un régimen físico que favorece el comportamiento anisotrópico.
Concretamente, la primera parte del proyecto buscar establecer existencia, acotamiento y regularidad optimal para conjuntos que minimizan el funcional isoperimétrico con pesos más un potencial no-local, para una clase de pesos continuos que se asumen degenerados (valen cero en una cantidad finita de puntos) y coercivos en infinito. Además, esperamos probar una propiedad de rigidez en cuanto a la forma del minimizantes (unicidad): debe ser una bola, para un rango adecuado del parámetro de masa. Adicionalmente, planeamos argumentar rigurosamente el fenómeno de fragmentación infinita, cuando los valores del parámetro de masa tienden a cero. Esto requiere del entendimiento y adaptación de multiples heramientas profundas y sofisticadas en la teoría de medida geométrica y el cálculo de variaciones, que incluye: una versión geométrica del principio de concentración compacidad de Frank y Lieb; la teoría de regularidad estándar para conjuntos quasi-minimizantes en el contexto sin pesos, así como la adaptación de resultados de regularidad muy recientes de Pratelli y Saracco para conjuntos isoperimétricos con pesos (sin término no-local); la celebrada desigualdad isoperimétrica cuantitativa ajustada de Fusco, Maggi and Pratelli y la estrategia de Acerbi, Fusco and Morini para mostrar rigidez de minimizadores (en el marco isotrópico), entre otros. A este respecto, resaltamos un resultado reciente obtenido por el Investigador Principal sobre la existencia y regularidad de funciones con menor gradiente con pesos, un problema que está muy relacionado con el problema isoperimétrico con pesos.
Concerniendo la segunda parte del proyecto, nuestro punto de partida es el trabajo de Clerc-Dávila-Vidal Henríquez-Kowalczyk quienes derivaron una version anistrópica de la energía GLE y estudiaron como la anisotropía quiebra algunas invarianzas de la asociada ecuación de GL. Las soluciones tipo-vórtice ahora consisten de un conjunto discreto (restricción en la fase), y para cada una ellos argumentan heurísticamente su estabilidad/inestabilidad, como una función del parámetro de anisotropía. El objectivo principal de este parte del proyecto es analizar rigurosamente la propiedades de estabilidad/inestabilidad lineal de soluciones tipo-vórtice simétricas (defectos puntuales) para la GLE anisotrópica, dependiendo del tamaño del núcleo de la solución. Para lograr estas metas se propone adaptar herramientas clave en el análisis de estabilidad de la energía, tales como "Fourier-splitting" y ortogonalidad de formas cuadráticas, de Mironescu; y el approach de del Pino-Felmer-Kowalczyk basado en decomposiciones tipo-Hardy, usado para argumentar la no-degeneracia de la forma cuadrática asociado al vórtice de grado-uno de GL; entre otros. Al IP le gustaría extender el análisis de estabilidad para soluciones de tipo-vórtice para la GLE anisotrópica que no son simétricas (vórtices con ``carga topológica" negativa). Este es un problema mucho más desafiante, ya que la representación polar de la solución no se desacopla en una parte radial y otra angular, de manera uni-dimensional. Finalmente, otro resultado de interés independente consiste en establecer existencia de soluciones tipo-vórtice generales para la GLE anisotrópica sin restricción en la fase; esto causa que el perfil radial sea a valores complejos, una característica fundamentalmente distinta comparada con aquella del caso isotrópico.
En resumen, este proyecto buscar dar una contribución sustancial a la teoría de problemas variacionales geométricos con pesos y a la teoría de estabilidad de soluciones tipo-vórtice para versiones anisotrópicas de energías tipo Ginzburg-Landau, las cuales se estan convirtiendo en una foco de investigación profusa en la comunidad de Análisis No-Lineal. El desarrollo de herramientas y la adaptación de nuevas técnicas del Análisis nos permitirá obtener un mayor entendimiento sobre los mecanismos que influencian la existencia, propiedades cualitativas y de rigidez, en la presencia de pesos y anisotropías para los tipos de problemas variacionales propuestos. Esperamos esto llevaré a nuevas direcciones de investigación en problemas relacionados dentro del Cálculo de Variaciones, Teoría de Medida Geométrica, y Ecuaciones en Derivadas Parciales.
Investigador/a Responsable
- Interna ANID
Evaluador ANID Fondecyt Iniciación 2025.
Descripción
Interna del grupo de estudio en Matemáticas ANID
Tipo
Informe de evaluación
Autores
Andrés Jahir Zúñiga Munizaga
Mail de contacto
andres.zuniga@uoh.cl
Alexander Baumgartner ● Profesor Asistente
Grado Académico
Doktor der technischen Wissenschaften (Dr.techn.) Johannes Kepler Universität Linz, Austria
Título(s) Profesional
Diplom-Ingenieur (DI), Paris-Lodron University of Salzburg, Austria
Descripción
Doktor der technischen Wissenschaften (Dr.techn.) Johannes Kepler Universität Linz, Austria
9
2
- REVISTA LTCS-Report
- 2024
Towards a Well-Founded ≤ Relation for Permissive Nominal Terms
• Alexander Baumgartner
- REVISTA Proceedings of The 34th International Workshop on Unification
- 2020
A,C and AC Nominal Anti-Unification
• Alexander Baumgartner • Daniele Nantes-Sobrinho
- REVISTA Proceedings of the ACM Symposium on Principles of Database Systems
- 2019
Regularizing Conjunctive Features for Classification
• Pablo Barceló • Alexander Baumgartner • Victor Dalmau • Benny Kimelfeld
- REVISTA LIPIcs
- 2018
Term-Graph Anti-Unification
• Alexander Baumgartner • Temur Kutsia • Jordi Levy • Mateu Villaret
- REVISTA Journal of Automated Reasoning
- 2017
Higher-Order Pattern Anti-Unification in Linear Time
• Alexander Baumgartner • Temur Kutsia • Jordi Levy • Mateu Villaret
- REVISTA Information and Computation
- 2017
Unranked second-order anti-unification
• Alexander Baumgartner • Temur Kutsia
- REVISTA LIPIcs
- 2015
Nominal Anti-Unification
• Alexander Baumgartner • Temur Kutsia • Jordi Levy • Mateu Villaret
- REVISTA Lecture Notes in Computer Science
- 2014
A Library of Anti-unification Algorithms
• Alexander Baumgartner • Temur Kutsia
- REVISTA LIPIcs
- 2013
A Variant of Higher-Order Anti-Unification
• Alexander Baumgartner • Temur Kutsia • Jordi Levy • Mateu Villaret
- #635276
- Noviembre 2019 - Agosto 2022
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Supervised Learning Techniques for Relational Databases
In general, machine learning aims to learn a model from the input data in order to make reliable and repeatable decisions. The learning of a model is either done automatically or semiautomatically. While deep learning can be used to automatically learn a model from arbitrary raw data, the number of successful application domains is still very restricted.
This proposal is concerned with supervised learning - a machine-learning technique that aims at learning a model from input-output examples. A crucial task in supervised learning is the engineering of the features. Features are used to extract the relevant information from the raw data in order to learn a classifier that is based on the extracted data. A classifier is a function that partitions the input data into different categories. Feature engineering is a time-consuming process that includes a lot of trial and error, and stepwise addition or deletion of features. We aim at automating that process and learn a classifier based on some automatically generated features.
Co-Investigador/a
- #635276
- Noviembre 2016 - Octubre 2018
EjecutadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Approximation of Conjunctive Query Evaluation
Problems that cannot be solved by classical computers in reasonable time due to their high computational cost arise in many research areas. In general, the evaluation of conjunctive queries over relational databases belongs to those problems. Conjunctive queries form the core of the Structured Query Language (SQL) which became a de facto standard for querying and maintaining relational databases. This work is about developing new approximation techniques for conjunctive queries which cannot be evaluated in reasonable time. Our new approximation techniques should lead to significant improvements for data aided decision making, e.g., for early warning system which are based on the analysis of big data or to make business-critical decisions by analyzing big data. In the last decades, a very good understanding of the classes of conjunctive queries which can be evaluated in reasonable time has been gained and it has been proven that an under-approximation of a query always exists within each of those classes. However this approach is rather strict and some of the under-approximations can be rather uninformative, i.e., the under-approximation might return the empty result set while the original query would not. over-approximations might be helpful when this happens, as they return all answers to a query. One of our goals is to study the foundational aspects of over-approximations, including the existence problem and the problem of computing an approximation. Unfortunately, over-approximations do not always exist (within a class of queries which can be evaluated in reasonable time), and it is not even known to be decidable whether a conjunctive query admits an over-approximation. Therefore, another goal of the proposed work is the development of more liberal approximation techniques that yield some kind of quantitative guarantees. This means that they should guarantee that the result of the approximation is not too far from the result of the original query over a set of databases of interest. Therefore we need to define a measure of disagreement between queries and/or results. For conjunctive query evaluation, such measures do not exist up until now. Based on that measure, we study approximations whose disagreement with the result of the query they approximate is below a certain threshold. Furthermore, we investigate how the underlying data of a database can help us to find better approximations.
It has been shown that there are close relations between the approximation of conjunctive queries over relational databases and some classes of Semantic Web queries over semi-structured data. We also study possible connections between our approximation techniques and approximating Semantic Web queries.
Co-Investigador/a
Mail de contacto
alexander.baumgartner@uoh.cl
Alex Di Genova ● Profesor Asociado
Grado Académico
Doctor en Ingeniería de Sistemas Complejos, Universidad Adolfo Ibáñez
Título(s) Profesional
Ingeniero en Bioinformática, Universidad de Talca
Descripción
Alex Di Genova es Ingeniero en Bioinformática de la Universidad de Talca y Doctor en Ingeniería de Sistemas Complejos de la Universidad Adolfo Ibáñez. La línea de investigación del Dr. Di Genova se centra en el desarrollo de nuevos algoritmos para el análisis de datos genómicos. El Dr. Di Genova ha publicado más de 30 artículos científicos en revistas ISI, ha participado en proyectos genómicos nacionales e internacionales y ha contribuido dos programas de código abierto para ensamblar secuencias genómicas. Actualmente el Dr. Di Genova está desarrollando nuevos métodos y algoritmos computacionales para caracterizar reordenamientos genómicos en distintos tipos de cáncer humano, con el objetivo de comprender como estos procesos mutacionales contribuyen en la progresión y evolución de esta enfermedad.
En el Instituto de Ciencias de la Ingeniería, Alex Di Genova participa en el área de Biología computacional y Biotecnología.
23
9
- REVISTA Environmental Biology of Fishes
- 2024
Exploring the molecular basis of diapause I induction in the annual killifish Garcialebias charrua: a transcriptomic approach
• N. G. Papa • J. Sotelo-Silveira • L. Inchausti • C. Valdivieso • L. Pereiro
- REVISTA BMC Genomics
- 2024
Genomes of the Orestias pupfish from the Andean Altiplano shed light on their evolutionary history and phylogenetic relationships within Cyprinodontiformes
• Pamela Morales • Felipe Gajardo • Camilo Valdivieso • Moisés A. Valladares • Alex Humberto Di Genova Bravo
- REVISTA Journal of Clinical Oncology
- 2024
TERT Expression and Clinical Outcome in Pulmonary Carcinoids
• Alex Humberto Di Genova Bravo • Lisa Werr • Christoph Bartenhagen • Carolina Rosswog • Maria Cartolano
- REVISTA Frontiers in Molecular Biosciences
- 2023
Editorial: Applications of biological networks in biomedicine
• Vinicius Maracaja-Coutinho • Alex Humberto Di Genova Bravo • Anne Siegel • Mauricio Alejandro Latorre Mora
- REVISTA Nature Genetics
- 2023
Multiomic analysis of malignant pleural mesothelioma identifies molecular axes and specialized tumor profiles driving intertumor heterogeneity
• Alex Humberto Di Genova Bravo • Lise Mangiante • Nicolas Alcala • Alexandra Sexton-Oates • Matthieu Foll
- REVISTA GigaScience
- 2023
A molecular phenotypic map of malignant pleural mesothelioma
• Alex Humberto Di Genova Bravo • Lise Mangiante • Alexandra Sexton-Oates • Catherine Voegele • Lynnette Fernandez-Cuesta
- REVISTA Genomics
- 2022
Genome sequencing and transcriptomic analysis of the Andean killifish Orestias ascotanensis reveals adaptation to high-altitude aquatic life
• Alex Humberto Di Genova Bravo • Gino Nardocci • Rodrigo Maldonado-Agurto • Christian Hodar • Camilo Valdivieso
- REVISTA Biodemography and Social Biology
- 2021
The Chilean socio-ethno-genomic cline
• E. Barozet • Alex Humberto Di Genova Bravo • C.Y. Valenzuela • L. Cifuentes • R.A. Verdugo
- REVISTA BMC Biology
- 2021
The transposable element-rich genome of the cereal pest Sitophilus oryzae
• Parisot • N • Vargas-Chávez • C • Goubert
- REVISTA Nature Biotechnology
- 2020
Efficient hybrid de novo assembly of human genomes with WENGAN
• Alex Humberto Di Genova Bravo • Elena Buena-Atienza • Stephan Ossowski • Marie-France Sagot
- REVISTA Biological Research
- 2020
Development of a small panel of SNPs to infer ancestry in Chileans that distinguishes Aymara and Mapuche components
• Verdugo • R.A • Alex Humberto Di Genova Bravo • Herrera • L
- REVISTA Scientific Reports
- 2019
Whole Genome Sequence, Variant Discovery and Annotation in Mapuche-Huilliche Native South Americans
• Elena Victoria Romo Vidal • Tomás C. Moyano • Bernabé I. Bustos • Eduardo Pérez-Palma • Carol Fernanda Moraga Quinteros
- REVISTA Aquaculture
- 2016
Genome wide association study for resistance to Caligus rogercresseyi in Atlantic salmon (Salmo salar L.) using a 50K SNP genotyping array
• Katharina Correa • Jean P. Lhorente • Liane Bassini • Maria E. López • Alex Humberto Di Genova Bravo
- REVISTA Bioresource Technology
- 2016
The bioleaching potential of a bacterial consortium
• Mauricio Alejandro Latorre Mora • María Paz Cortés • Dante Travisany • Alex Humberto Di Genova Bravo • Marko Budinich
- REVISTA Nature
- 2016
The Atlantic salmon genome provides insights into rediploidization
• Sigbjørn Lien • Ben F. Koop • Simen R. Sandve • Jason R. Miller • Matthew P. Kent
- REVISTA Molecular Ecology Resources
- 2016
Genomewide single nucleotide polymorphism discovery in Atlantic salmon (<i>Salmo salar</i>): validation in wild and farmed American and European populations
• J. M. Yáñez • S. Naswa • M. E. López • L. Bassini • K. Correa
- REVISTA Nucleic Acids Research
- 2015
The BioMart community portal: an innovative alternative to large, centralized data repositories
• Damian Smedley • Syed Haider • Steffen Durinck • Luca Pandini • Paolo Provero
- REVISTA Research in Microbiology
- 2014
A new genome of Acidithiobacillus thiooxidans provides insights into adaptation to a bioleaching environment
• Dante Travisany • María Paz Cortés • Mauricio Alejandro Latorre Mora • Alex Humberto Di Genova Bravo • Marko Budinich
- REVISTA G3 Genes|Genomes|Genetics
- 2013
Construction of Reference Chromosome-Scale Pseudomolecules for Potato: Integrating the Potato Genome with Genetic and Physical Maps
• Sanjeev Kumar Sharma • Daniel Bolser • Jan de Boer • Mads Sønderkær • Walter Amoros
- REVISTA BioMetals
- 2011
Genome wide identification of Acidithiobacillus ferrooxidans (ATCC 23270) transcription factors and comparative analysis of ArsR and MerR metal regulators
• Christian Hödar • Pablo Moreno • Alex Humberto Di Genova Bravo • Mauricio Alejandro Latorre Mora • Angélica Reyes-Jara
- REVISTA Nature
- 2011
Genome sequence and analysis of the tuber crop potato
• The Potato Genome Sequencing Consortium • Alex Humberto Di Genova Bravo
- REVISTA Database
- 2011
BioMart Central Portal: an open database network for the biological community
• Jonathan M. Guberman • • J. Ai • O. Arnaiz •
- REVISTA Database
- 2011
SalmonDB: a bioinformatics resource for Salmo salar and Oncorhynchus mykiss
• Alex Humberto Di Genova Bravo • Luis Zapata • Mauricio González • Alejandro Maass • Patricia Carolina Iturra Mira
- 1221029
- Junio 2024 - Septiembre 2026
En EjecuciónGobierno Regional - GORE
TRANSFERENCIA SUPERCOMPUTACIÓN PARA INNOVACIÓN EN SALUD REGIONAL: HPC-UOH Y HRLBO
TRANSFERENCIA SUPERCOMPUTACIÓN PARA INNOVACIÓN EN SALUD REGIONAL: HPC-UOH Y HRLBO
Responsable Alterno
- 1221029
- Marzo 2024 - Marzo 2026
AdjudicadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Exploring designing ROS release materials for biofilm control of L. monocytogenes: Understanding molecular and genetic bacterial mechanisms under food-processing environments conditions.
Listeria monocytogenes (Lm) is a foodborne pathogen that causes listeriosis, a severe invasive disease, with
mortality rates as high as 30 %. This pathogen has caused several foodborne outbreaks and product recalls
worldwide, with significant economic consequences for the food industry. Lm can resist many stresses used
in food-processing environments (FPE) to control bacterial growth. Biofilm formation is another strategy that
allows Lm to persist in FPE and contaminate foods. In natural environments, biofilms often consist of mixedspecies communities with dynamic interactions between different species. The structure and persistence of
these biofilms are determined by community compositions, cooperative development, genomic background,
environment-responsive gene expression, and the material on which the biofilm forms, among others. The
design of materials with anti-bacterial and anti-biofilm properties is an emerging strategy to control the
presence of foodborne pathogens in the FPE. Smart surfaces with on-demand antimicrobial protection
through physical activation are ideal for this application. For instance, conductive polymers and
piezocatalytic materials generate reactive oxygen species (ROS) by photothermal or mechanical stimulus,
respectively. To further advance in the design of effective ROS-releasing antibiofilm materials, it is essential
to understand the microbial interactions occurring in biofilms and how molecular mechanisms are regulated
by the pathogen under ROS-based stress conditions. In this study, we hypothesize that The efficacy of ROSreleasing antibiofilm materials can be modulated based on knowledge of the interactions between Lm isolates
and other species on biofilms formed under FPE simulated conditions and by identifying specific molecular
mechanisms regulated by Lm isolates that persist under these environmental conditions. This research will
take an interdisciplinary approach, integrating knowledge from different fields (microbiology, molecular
biology, chemistry, and materials science) to better understand the mechanisms involved in Lm biofilm
formation under FPE conditions and use this information to design efficient materials to control bacterial
contamination. Our main aim is to investigate the interplay between Lm and other bacteria in ROS-releasing
antibiofilm materials under FPE conditions and identify the molecular mechanisms that Lm activates. Specific
aim-1 To define the best condition for tailor-made ROS generation in conductive polymers and
polymer/ZnO composites able to control Lm mixed biofilms. We will design and assess the ROS
generation capabilities of conductive polypyrrole (PPy) and piezocatalytic polymer/ZnO materials. We
currently have a collection of 300 Lm strains isolated from various sources. Approximately 50% of these
strains have had their whole genomes sequenced. The effect of ROS-releasing materials on cell adhesion and
biofilm formation will be tested for Lm strains in the presence of other bacterial species isolated from FPE
(mixed biofilm) at 8ºC. We will identify the best technical conditions of the ROS-releasing material to control
or reduce Lm biofilm formation. In addition, we will know if the Lm strains have different levels of tolerance
to ROS under the conditions that we will test. Specific aim-2: To identify Lm genetic features associated
with tolerance on ROS-releasing materials. Additional Lm strains from our collection will be sequenced.
We will also have access to Lm strains isolated from listeriosis outbreaks with their genome sequences. We
will analyze the genomes of Lm strains exhibiting varying levels of biofilm tolerance on ROS-releasing
materials under FPE conditions. We will evaluate the association between genomic elements (virulence genes,
resistance determinants, and other genomic variations) and the tolerance levels of the ROS-releasing
materials to identify new genomic elements associated with biofilm formation. Specific aim-3: To identify
molecular programs and ecological roles activated by Lm in response to ROS-releasing material
under FPE conditions One material with adjusted photothermal and mechanical ROS generation will be
selected to evaluate the global transcriptional response of Lm isolates able to tolerate ROS-releasing
materials. We will evaluate this response considering FPE conditions: low temperature and mixed biofilms.
In this way, we will identify if some Lm isolates activate specific molecular mechanisms that are associated
with the persistence/or higher tolerance to ROS-releasing materials under FPE conditions. Expected
outcomes: This research will contribute to advancing the antibiofilm material design, understanding Lm
genetic characteristics, and identifying molecular mechanisms activated under conditions used in food
processing areas, thus promoting improved food safety and industry practices.
Co-Investigador/a
- 1221029
- Septiembre 2023 - Septiembre 2026
En EjecuciónUniversidad de O'Higgins
Centro UOH de BioIngeniería (CUBI)
Proyecto interno de la UOH de carácter multidisciplinario que busca crear mapas moleculares multiómicos de los cánceres prevalentes en la región, utilizando tecnologías de vanguardia y algoritmos avanzados.
Investigador/a Responsable
- 1221029
- Agosto 2023 - Julio 2025
En EjecuciónUniversidad de O'Higgins
Centro UOH de Bioingeniería (CUBI)
El cáncer es una enfermedad genética compleja y mortal que afecta a un gran número de personas en Chile, con una alta tasa de mortalidad y un aumento constante en el número de casos. Ante esta realidad, es crucial implementar la Medicina de Precisión en el país para brindar un tratamiento personalizado y mejorar los resultados para los pacientes. El Centro UOH de BioIngeniería (CUBI) se propone liderar este avance, enfocándose en la región de O'Higgins, Chile.
El CUBI busca crear mapas moleculares multiómicos de los cánceres prevalentes en la región, utilizando tecnologías de vanguardia y algoritmos avanzados. Esto permitirá comprender los perfiles genéticos y moleculares del cáncer, así como la heterogeneidad y evolución somática de los tumores chilenos. El equipo propuesto por CUBI, con su destacada capacidad de secuenciación genómica, procesamiento masivo de datos y experiencia en biología molecular y computacional, desempeñará un papel protagónico en el logro de estos objetivos.
El CUBI se organiza en tres líneas de investigación principales. La primera línea se centra en las tecnologías genómicas para el mapeo de genotipos, fenotipos y evolución tumoral, dirigida por el Dr. Di Genova. Su objetivo es comprender los factores genéticos que contribuyen al cáncer, así como la variabilidad molecular y la evolución somática de los tumores chilenos. La segunda línea, liderada por el doctor Henao, se enfoca en las tecnologías de imagen para el mapeo y evaluación de fenotipos tumorales. Mediante el uso de imágenes histológicas y de ultrasonido, combinadas con la inteligencia artificial y modelos físico/matemáticos, se busca identificar patrones morfológicos y topológicos asociados a biomarcadores o procesos mutacionales específicos de los tumores. La tercera línea de investigación, liderada por el Dr. Krause, se centra en la utilización de modelos preclínicos para validar las relaciones fenotipo-genotipo desCUBIertas en las líneas de investigación anteriores y la creación de un biobanco regional. Esto permitirá realizar estudios moleculares, clínicos y epidemiológicos en la región de O'Higgins, fortaleciendo la base de conocimientos y facilitando la aplicación de los hallazgos en la práctica clínica.
El CUBI cuenta con un equipo interdisciplinario de investigadores jóvenes, intermedios y senior, con líneas de investigación claras y bien definidas. Además, se ha establecido una sólida red nacional e internacional de colaboración con instituciones líderes en investigación del cáncer, como el IARC de Lyon, Francia, el ICR de Londres, UK y hospitales e instituciones en Chile.
El CUBI busca posicionarse como un centro pionero en la investigación en medicina de precisión oncológica en Chile. Su objetivo principal es comprender y mapear la biología única de los pacientes chilenos/as con cáncer, con el fin de brindar tratamientos más efectivos y mejorar las oportunidades para la región. Con su infraestructura, equipo, red de colaboración y enfoque multidisciplinario, el CUBI tiene el potencial de generar un impacto significativo en la sociedad chilena al avanzar en la comprensión del cáncer y la implementación de estrategias de tratamiento personalizado. Proyectamos que la operación del CUBI tendrá un impacto positivo en la región y país en varios aspectos:
1. Mejorar la atención del cáncer: El CUBI permitirá una mejor comprensión de las características genéticas y moleculares de los tumores en la población regional y nacional. Esto conducirá a un diagnóstico más preciso, una estratificación más efectiva de los pacientes y una selección más precisa de los tratamientos. Como resultado, los pacientes recibirán terapias más efectivas, lo que mejorará sus resultados clínicos y su calidad de vida. 2. Avances científicos y tecnológicos: El centro promoverá el desarrollo y la aplicación de tecnologías de vanguardia y métodos de análisis de datos avanzados. Esto fomentará la investigación científica del cáncer y permitirá descubrir nuevas asociaciones genéticas y moleculares, así como identificar posibles blancos terapéuticos. Estos avances no solo beneficiarán a los pacientes de cáncer en Chile, sino que también contribuirán al conocimiento global en la lucha contra esta enfermedad. 3. Formación y educación: El centro brindará oportunidades de formación y capacitación para estudiantes, investigadores y profesionales de la salud interesados en la medicina de precisión en oncología. Esto fortalecerá la capacidad científica y clínica de la región, permitiendo la formación de especialistas altamente calificados en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. 4. Impacto socioeconómico: La detección temprana, el tratamiento personalizado y la reducción de los efectos secundarios innecesarios pueden mejorar la eficiencia de los sistemas de salud y disminuir los costos asociados con el cáncer. Además, la generación de conocimiento científico y tecnológico puede impulsar la innovación y el desarrollo de la industria biotecnológica en la región, creando oportunidades económicas y empleo especializado.
En resumen, el CUBI tiene el potencial de generar un impacto significativo en la sociedad regional al mejorar la atención médica, impulsar la investigación científica, fortalecer la capacitación y la colaboración, y tener repercusiones socioeconómicas positivas. Al comprender y abordar la complejidad biológica del cáncer en la población chilena, se allana el camino para una atención más efectiva y personalizada, y se brinda esperanza a los pacientes y sus familias en la lucha contra el cáncer.
Investigador/a Responsable
- 2016H1D3A1908042
- Octubre 2022 - Diciembre 2024
En EjecuciónUniversidad de O'Higgins
Análisis multi-ómico de cultivares de almendro (Prunus dulcis L.) con fenotipos contrastantes en respuesta a estrés hídrico
La región de O´Higgins, cuya principal actividad económica corresponde a la agricultura,
está siendo
severamente afectada por la sequía como consecuencia del cambio climático, generando impactos
negativos para este sector productivo . Así, la búsqueda de especies y/o cultivares con mayor tolerancia
al estrés hídrico es clave para diversificar l a matriz productiva de la región. El almendro es una opción
viable para la región debido a su ampliamente reportada tolerancia al estrés hídrico, con gran éxito en el
cultivo de esta especie en áreas con clima Mediterráneo, incluyendo Chile, por lo que la identificación de
cultivares con mayor tolerancia a este estrés es de importancia.
A nivel fisiológico, el principal efecto del estrés hídrico es el cierre estomático, con el objetivo de evitar
una disminución drástica en el estado hídrico de la planta (p otencial hídrico, Ψ L ), esto disminuye la
asimilación de carbono y por consiguiente la producción. Sin embargo, especies y cultivares han
desarrollado distintas estrategias para responder frente al estrés hídrico, lo que se ha descrito a través de
los compo rtamientos isohídricos y anisohídricos. En breve, especies/cultivares con comportamiento
isohídrico se caracterizan por un rápido cierre estomático frente al estrés hídrico previniendo así caídas
drásticas en Ψ L . Por el contrario, especies/cultivares aniso hídricos mantienen la apertura estomática
durante el estrés, permitiendo una caída en Ψ L y, por lo tanto, sosteniendo la asimilación de carbono. En
consecuencia, el comportamiento anisohídrico se asocia a mayores tasas fotosintéticas y eficiencia de uso
de agua a pesar de la escasez hídrica. La caracterización e identificación de genotipos anisohídricos es
importante para optimizar la búsqueda de nuevos cultivares a ser producidos en la región de O´Higgins,
especialmente en el secano interior donde los efec tos del déficit hídrico son más severos. Como parte
del desarrollo del proyecto Fondecyt de iniciación de la Dra. Alvarez, se han identificado y caracterizado
a nivel fisiológico tres cultivares de almendro con comportamiento an/isohídricos contrastantes: Avijor,
Isabelona y Soleta. Si bien el proyecto anteriormente descrito incluye el análisis transcripcional de algunos
genes, que hipotéticamente tendrían un rol en la diferenciación entre ambos comportamientos, este
análisis puntual no permitiría comprende r en profundidad los mecanismos moleculares y rutas que
subyacen procesos adaptativos y respuestas a señales ambientales a nivel de genoma completo. Para
ahondar en esto último, hemos planteado el siguiente objetivo general: Determinar las diferencias
gen ómicas, epigenéticas y transcriptómicas que determinan el fenotipo anisohídrico e isohídrico entre
distintos cultivares de almendro durante el estrés de déficit hídrico hídrico.
Sin embargo, a la fecha solamente tres variedades de almendro han sido secuenciadas
: Nonpareil, Texas
y Lauranne. Si bien el genoma de esta especie es pequeño (~250Mb) su alto nivel de heterocigosidad
dificulta su ensamble. Específicamente para esta especie, abordaremos la secuenciación del genoma con
una estrategia híbrida que integra d atos de Oxford Nanopore (para secuencias largas) y MGI (lecturas
cortas) y algoritmos desarrollados por el Dr. Di Genova que permitirán realizar construcciones a escala
cromosómica para las tres variedades propuestas. Los genomas ensamblados permitirán det erminar
variantes genéticas y patrones epigenéticos diferenciales entre los tres cultivares propuestos.
Adicionalmente, secuenciaremos y analizaremos datos de expresión génica de las tres variedades
enfrentadas a estrés hídrico, lo que nos permitirá estudi ar por primera vez el impacto funcional de
variantes genéticas y epigenéticas asociados al estrés hídrico.
En resumen, nuestro proyecto multidisciplinario generará el genoma de referencia y epigenoma para los
tres cultivares: Avijor, Isabelona y Soleta. A dicionalmente, realizaremos un primer mapeo a nivel
genómico, epigenético y de expresión de los mecanismos y programas moleculares durante el estrés
hídrico de los tres cultivares de almendro.
Responsable Alterno
- 2016H1D3A1908042
- Marzo 2022 - Diciembre 2024
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Nuevos métodos computacionales para caracterizar la arquitectura genética de reordenamientos genómicos complejos en cánceres Chilenos
El cáncer es la segunda causa de muerte en la población Chilena y se proyecta que en diez años será la primera causa de muerte en el país. A nivel regional, la región de O Higgins es la que presenta la mayor incidencia de muertes por cáncer. Actualmente, Chile invierte alrededor del 1% del PIB en atención y tratamiento del cáncer. Es indispensable y urgente comenzar a caracterizar molecularmente los cánceres prevalentes de la población Chilena pues esto permitirá integrar información que impactará las decisiones clínicas permitiendo la implementación de tratamientos específicos para los pacientes. El estudio genómico y molecular de sistemas biológicos complejos, como el desarrollo y progresión del cáncer, requieren del desarrollo de nuevos algoritmos y modelos teóricos para analizar e interpretar datos genómicos complejos (big- data). El principal objetivo del laboratorio de genómica computacional que instalaré en el instituto de ciencias de la ingeniería de la Universidad de O Higgins será desarrollar investigación de vanguardia entorno al diseño y aplicación de nuevos algoritmos y tecnologías ómicas para estudiar la arquitectura genómica de cánceres prevalentes de la población Chilena. La meta a largo plazo es trasladar estas tecnologías a la práctica clínica e impulsar la implementación de programas de medicina de precisión enfocados en el tratamiento y prevención del cáncer en nuestro país y región. Un segundo objetivo es impulsar y liderar investigación multidisciplinaria en temáticas de salud, agroindustria y minería, sectores críticos a desarrollar en la región de O'Higgins. Finalmente, el laboratorio de genómica computacional contribuirá a la formación de capital humano avanzado en áreas asociadas a la genómica, bioinformática y biología computacional.
Investigador/a Responsable
- 1221029
- Marzo 2022 - Marzo 2026
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
New computational algorithms to elucidate the genetic architecture and functional impact of large-scale rearrangement in prevalent Chilean cancers.
The Chilean government recently launched the national cancer plan to increase survival rates and reduce cancer incidence, which is projected to become the first cause of death in the Chilean population. Only in 2020, more than 55,000 new cases of cancer were registered. Therefore, starting the molecular characterization of the prevalent cancers of the Chilean population is urgent since this can inform therapeutic decisions and thus promote more specific treatments for patients, positively impacting survival rates and prevention.
Due to the constant improvement of sequencing technologies, cancer research increasingly relies on the interpretation and analysis of high-dimensional genomic data. Genomic cancer analysis has revealed that the mutation repertoire of tumors is vast and goes from single nucleotide variants to whole-genome duplications. Structural variants (SVs) and copy number alterations are significant drivers of cancer proliferation and represent the building blocks of complex mutational processes involving the rearrangement of large genomic regions. These complex genomic rearrangements have functional consequences (e.g., gene fusion formation, inactivation of tumor suppressor) and have been associated with lower survival and poor response to immunotherapy. The patterns of small somatic variants have been well studied and characterized in human cancers. However, the genetic architecture and functional consequences of complex genomic rearrangements, despite their clinical significance, still need to be explored due to algorithmic and technological limitations. Therefore, the aims of this proposal are first to develop novel computational tools to fully characterize the genetic architecture of complex genomic rearrangements and second to study their functional impact on tumor gene expression programs through the lens of a solid theoretical framework.
Methodologically, the de novo assembly of genomes is the only approach that allows a complete and unbiased characterization of all genomic alterations. Recently, we developed WENGAN, a new algorithm for the ultrafast, accurate, and complete de novo reconstruction of human genomes combining short and long reads technologies. Initial validation of WENGAN for de novo reconstruction of cancer genomes enabled the discovery of a large degree of tumor genomic reorganization with thousands of SVs. The latter remains elusive when using alternative algorithms and technologies. Therefore, this experience represents a solid foundation for developing this proposal. We will work with the following specific objectives: 1) Develop efficient algorithms to reconstruct haplotype-resolved genomes; 2) combine haplotype-resolved genomes and variation graphs with building complete structural variant maps of tumors; 3) study the functional impact of complex SVs at the single-cell level; and 4) Infer from multi-omic data the tumor tasks (trade-offs) using the multi-task evolution theory. We have assembled a multidisciplinary network of national and international (France and Germany) experts in algorithms, sequencing technologies, and cancer genomics to develop these objectives. Additionally, we compromise the mentoring and training of undergraduate and magister students by offering thesis topics directly related to the proposal's goals.
In summary, we propose an approach that integrates the development of new computational algorithms, a solid theoretical framework, and the generation of state-of-the-art multi-omic data to study the genetic architecture and functional impact of large-scale genomic rearrangements in a prevalent Chilean cancer. The project will deliver, in four years, the first haplotype-resolved Chilean genome, the first graph reference of Chilean individuals, and the first multi-omic characterization of a prevalent Chilean cancer.
Investigador/a Responsable
- 1221029
- Marzo 2022 - Marzo 2032
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Co-Investigador/a
- 2016H1D3A1908042
- Diciembre 2021 - Noviembre 2024
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Systems Biology Center for the study of extremophile communities from mining tailings. Anillo ACT210004.
Con la apertura de la mina
El Teniente
en 1905, Chile
promovió la explotación a gran escala del cobre llamado "Gran
Minería del Cobre". De ese momento a la fecha, se registran un
total de 757 relaves minero, dentro de los cuales un 85% de ellos
están abandonados o inactivos. Estos números posicionan a los
relaves como un problema importante, siendo actualmente el
pasivo ambiental de mayor impacto en nuestro país. En
particular, el relave Cauquenes ubicado en la Región de
O
Higgins, es el relave de cobre más antiguo y de mayor
dimensión, reservorio a la fecha del material depositado por El
Teniente. Considerando el número, tamaño y dimensiones,
sumado a la complejidad del escenario ambiental y las variables
involucradas, el estudio de las comunidades microbianas que
habitan los relaves mineros debe abordarse desde diferentes
disciplinas. Por estos motivos, a través de la interconexión de las
diversas capacidades de investigadores nacionales e
internacionales, el presente proyecto busca sentar las bases para
la creación de un Centro de Biología de Sistemas para el estudio
de comunidades que habitan relaves mineros. A nivel de
investigación. el Centro se enfocará en: i) Caracterizar la
estructura de las comunidades extremófilas de los relaves. ii)
Identificar y validar de los potenciales metabólicos de las
comunidades y sus miembros. iii) Generar un registro y
clasificación de información - Bases de datos y colección de
cepas. iv) Desarrollo de biotecnología para aplicaciones en
minería. En definitiva, con un fuerte compromiso regional, el
proyecto contempla abordar por primera vez desde una
perspectiva multidisciplinaria e integral, el estudio de
comunidades de especies extremófilas presentes en el relave
Cauquenes, sentando las bases para que el Centro de Biología de
Sistemas pueda en el corto plazo, proyectarse como un espacio
real para al estudio de microorganismos que habitan los relaves
en Chile.
Co-Investigador/a
Mail de contacto
alex.digenova@uoh.cl
Natalia Villavicencio ● Profesora Asistente
Grado Académico
Ph.D. en Biología Integrativa de la University of California Berkeley, USA
Título(s) Profesional
Licenciada en Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de Chile
Descripción
Licenciada en Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile y Doctora en Biología Integrativa de la University of California Berkeley. Trabaja en investigación sobre ecosistemas cuaternarios desde sus estudios de pregrado. En la actualidad se especializa en la investigación de las causas y consecuencias de la extinción de grandes mamíferos durante el Cuaternario tardío en América de Sur, integrando teoría ecológica con el registro fósil.
5
3
1
- REVISTA Biology
- 2022
Evolution of the Family Equidae, Subfamily Equinae, in North, Central and South America, Eurasia and Africa during the Plio-Pleistocene
• Natalia Andrea Villavicencio Figueroa
- REVISTA Quaternary Science Reviews
- 2020
Taguatagua 1: New insights into the late Pleistocene fauna, paleoenvironment, and human subsistence in a unique lacustrine context in central Chile
• Natalia Andrea Villavicencio Figueroa
- REVISTA BioScience
- 2019
Micro Methods for Megafauna: Novel Approaches to Late Quaternary Extinctions and Their Contributions to Faunal Conservation in the Anthropocene
• Natalia Andrea Villavicencio Figueroa
- REVISTA Quaternary Science Reviews
- 2017
Late Pleistocene ecological, environmental and climatic reconstruction based on megafauna stable isotopes from northwestern Chilean Patagonia
• Erwin González • Laura Domingo • Carlos Tornero • Mario Pino • Manuel Hernandez Fernandez
- REVISTA The Anthropocene Review
- 2014
Prelude to the Anthropocene: Two new North American Land Mammal Ages (NALMAs)
• Natalia Andrea Villavicencio Figueroa
- 11230891
- Marzo 2023 - Marzo 2025
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Fondecyt de Iniciación 11230891 Conservation paleobiology in central Chile: merging the fossil record and ecological modeling to inform the present and future of an endangered ecosystem.
Conservation paleobiology deals with the use and application of paleontological data to the conservation of biodiversity. It implies the study of the circumstances driving species to the brink of extinction, to go extinct, or survive through the changes. In the present scenario of Global Change, this discipline seems useful as it can inform about the paths that species can undergo at present and in the near future. Particularly important to inform the state and faith of present-day ecosystems are those studies dealing with the last glacial-interglacial transition, since they show the changes faced by many still extant species under a scenario of global warming and an increasing human population. A close parallel to todays threats to biodiversity. The present proposal will use the rich vertebrate fossil record from the site of Tagua Tagua 3 (TT3) in the Antiguo Lago de Tagua Tagua (ALTT), Region de OHiggins, to investigate changes in biological communities through time. This record spans from the late Pleistocene (~13 kyr BP) to the mid Holocene (~6 kyr BP), presenting a continuous faunal sequence with extinct megafauna in its older component and extant vertebrates towards the Holocene. The record also attests the arrival and establishment of humans, as well as the occurrence of important changes in vegetation and climate. All this together makes of TT3 a unique record for central Chile, that offers the opportunity to make an adequate reconstruction of the recent past of a greatly endangered natural system. The ecosystem-through-time reconstruction and analysis includes the following objectives: (1) a comprehensive study of the fossil record to identify what, how many, and how abundant were the different species at different moments through time in the ALTT, with a particular emphasis on vertebrates; (2) to see how the communities reconstructed from the fossil record behave in moments of major environmental changes, including anthropogenic drivers of change, extinction of megafauna, and vegetation changes; (3) use food web modeling for analyzing the causes and consequences of the changes in these communities. This aims to pursue models that can integrate the fossil record and proxies of environmental change to understand the vulnerabilities to which these communities were exposed at different moments through time; (4) work in characterizing the present-day state of the vertebrate community in the area near the ALTT, aiming to build a modern picture in terms of community composition as well as in food web structure, to compare with what is revealed, and predicted, by the fossil record and associated models. The methodology to accomplishing these objectives includes: (1) fossil preparation, taxonomic identification, and quantification (MNI, NISP) for each level excavated in TT3; (2) to compare the faunal communities inferred from the fossil record to the available record of environmental changes through time (vegetation, climate, human arrival); (3) to stablish trophic relationships among the different species identified in the fossil record (using literature, stable isotope analyses results and zooarchaeological studies); this information will be used to implement food web models that explore the stability and complexity of different vertebrate communities through time and during times of particular important changes such as megafaunal extinctions, human arrival a changes in vegetation; (4) current species occurrences in the area will be inferred from the literature, open databases (GBIF) and complemented using species distributions models along with field species surveys; this information will be used to understand the current species composition of the area and to model current trophic interactions to compare with the ones inferred from the fossil record.
Some expected results are a thorough characterization of community composition and food web topology through time, particularly at moments of important environmental changes. The arrival of humans during the late Pleistocene and the trophic connections generated with the fauna present should have an effect in the topology and stability of the food web. At the same time, the inclusion of a dynamic bottom-up controlled change (forested vs. shrubland) will provide important insights on how the food web and the vertebrate communities changed in moments of major vegetation changes. It is expected that some moments in the past will parallel the present-day conditions of biological systems from central Chile, providing clues on how to face the current environmental changes that endanger these ecosystems.
Investigador/a Responsable
- 1201786
- Marzo 2020 - Marzo 2023
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Fondecyt 1201786 Reconstructing mobility, settlement, technology, and ecosystem services-use in the Atacama Desert by the end of the Pleistocene
Proyecto que buscaba indagar en la realcion entre los primeros pobladores del desierto de atacama y su entorno a finales del Pleistoceno (12.000 años atrás).
Co-Investigador/a
- 3170706
- Marzo 2017 - Marzo 2020
FinalizadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Fondecyt de postdoctorado 3170706. Uso de modelos de distribución para caracterizar la biodiversidad de megafauna extinta e identificar rutas de migración de cazadores recolectores en Sudamérica.
Objetivos:
Caso de estudio continental
1) Caracterizar y reconocer las áreas de mayor biodiversidad de megafauna extinta (mamíferos de >44 kg de masa corporal) para el periodo de transición Pleistoceno-Holoceno en Sudamérica.
2) Identificar si dichas áreas corresponden a posibles corredores o rutas utilizadas por los primeros cazadores-recolectores que colonizaron el continente durante el Pleistoceno tardío.
Caso de estudio particular: Desierto de Atacama
3) Caracterizar la distribución de especies de megafauna para para el Desierto de Atacama (y para los Andes Centrales), tomando en cuenta el rico registro paleoclimático de la región como variable explicativa de la presencia de ciertas especies de megafauna en este sector.
4) Analizar si dicha distribución podría explicar el uso por parte de los primeros humanos de distintas rutas de migración en el sector (costeras, alto andinas y a través del desierto).
Metodología:
Generar Modelos de Distribución de Especies a nivel continental para los distintos taxa de megafauna extinta sudamericana que existieron durante la transición Pleistoceno-Holoceno. Estos modelos se generarán utilizando la locación geográfica e información cronológica del rico registro fósil de megafauna existente para Sudamérica, junto con información de las condiciones ambientales extraída de modelos climáticos generados para distintos momentos de la transición Pleistoceno-Holoceno. A partir de los Modelos de Distribución de Especies se identificarán las áreas de mayor biodiversidad (aquellas con la mayor cantidad de taxa) las cuales se comprarán con la distribución geográfica de sitios arqueológicos tempranos. Todo esto con la finalidad de identificar posibles rutas de migración humana hacia el continente.
Para el caso del Desierto de Atacama (y de los Andes centrales) se aplicará la misma metodología descrita anteriormente pero haciendo uso del rico registro paleclimático existente para la región. Además, utilizaré los modelos para estimar la distribución pasada de especies actuales que habitan el sector desde el Pleistoceno tardío. Los Modelos de Distribución de Especies resultantes se compraran con la distribución geográfica de sitios arqueológicos para intentar reconocer las rutas migratorias usadas por los primeros humanos que colonizaban este ambiente extremo. Con la idea de obtener mayor información acerca de la megafauna extinta que habitó el Desierto de Atacama, me uniré a un grupo de investigadores en labores de rescate y análisis de sitios fósiles recientemente encontrados. Mi propósito es aportar con mi conocimiento de datación de megafauna extinta por radiocarbono y obtener más datos que mejoren la calidad de los modelos planeados.
Resultados esperados:
Se espera que la superposición de los modelos de distribución de megafauna extinta para la transición Pleistoceno-Holoceno muestre las áreas que probablemente exhibían la mayor biodiversidad para este periodo. Al comprar dichas áreas con la locación geográfica de los sitios tempranos de colonización humana en Sudamérica, se espera reconocer si las rutas de migración escogidas por los primeros cazadores-recolectores habrían sido determinadas por la presencia de mayor o menor biodiversidad de megafauna.
Para el caso del Desierto de Atacama y los Andes Centrales, se espera obtener la probable distribución de las especies de megafauna que habitaban el área de manera más detallada, dado el uso de registros paleoclimáticos específicos para la zona como variables predictivas.
Se espera que dichos Modelos de Distribución de Especies de megafauna permitan comprender e identificar la elección de rutas migratorias por los primeros cazadores-recolectores que habitaron estas regiones en particular.
Investigador/a Responsable
- Chile. - Santiago
El Retrato del Tiempo
ISBN
978-956-6057-28-4
N° de Páginas
1-10
Idioma
Español
Editorial
La Pollera
Editores
Karen Mesa Juliani, Andrea Albornoz Zamorano
Autores
Natalia Andrea Villavicencio FigueroaMaría Soledad Burrone, Gerardo Chandía Garrido, Camila Marta Oda Montecinos, Cristian Oyanadel Véliz, Paulina Rincón González
Mail de contacto
natalia.villavicencio@uoh.cl
Carol Moraga ● Profesora Asistente
Grado Académico
PhD in bioinformatics, Université Claude Bernard Lyon 1, Francia
Título(s) Profesional
Ingeniera en bioinformática, Universidad de Talca
Descripción
Carol Moraga es Ingeniera en Bioinformática de la Universidad de Talca (2010) y doctora en Bioinformática de la Universidad Claude Bernard Lyon 1, Francia (2020).
Hasta el 2022, se desempeñó como Investigadora postdoctoral de la Universidad de O'Higgins de Rancagua, en estrecha colaboración con el CNRS (Francia) y el CIBIO (Portugal), en donde trabaja en la generación del genoma de referencia de Silene Latifolia, liderando el ensamblaje y anotación del cromosoma Y , que es uno de los cromosomas Y más grandes conocidos de una especie vegetal (550 mb) y modelo de estudio para entender la evolución de los cromosomas sexuales.
En Chile, ha participado en importantes proyectos a nivel nacional como la secuenciación de especies del Desierto de Atacama, y la primera secuenciación y anotación de variables genéticas en la población mapuche nativa chilena (Huilliche).
Su mayor motivación ha sido comprender la biología desde una perspectiva basada en el genoma e interpretación de datos ómicos, especialmente con un fuerte enfoque en especies no modelo.
Actualmente su línea de investigación se centra en el desarrollo de algoritmos para predecir redes de interacción entre miRNAs:mRNAs en especie no modelo, específicamente en plantas nativas, para entender cómo estas evolucionan en determinación de sexo y como se adaptan a su ambiente.
Carol desarrolla investigación relacionada al área de Biología Computacional y Biotecnología en el Instituto de Ciencias de la Ingeniería.
3
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- REVISTA GigaScience
- 2022
BrumiR: A toolkit for <i>de novo</i> discovery of microRNAs from sRNA-seq data
• Carol Fernanda Moraga Quinteros • Evelyn Sanchez • Mariana Galvão Ferrarini • Rodrigo A Gutierrez • Elena A Vidal
- REVISTA Proceedings of the National Academy of Sciences
- 2021
Plant ecological genomics at the limits of life in the Atacama Desert
• Carol Fernanda Moraga Quinteros
- REVISTA Scientific Reports
- 2019
Whole Genome Sequence, Variant Discovery and Annotation in Mapuche-Huilliche Native South Americans
• Elena Victoria Romo Vidal • Tomás C. Moyano • Bernabé I. Bustos • Eduardo Pérez-Palma • Carol Fernanda Moraga Quinteros
- FOVI240153
- Marzo 2025 - Septiembre 2026
AdjudicadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Núcleo Milenio PhytoLearning
El proyecto tiene como objetivo desarrollar e implementar modelos de aprendizaje automático (Machine Learning, ML) para analizar datos ómicos generados a partir de plantas agronómicas, con el fin de identificar patrones moleculares clave asociados a su productividad, resistencia a estreses abióticos (como sequía y salinidad) y bióticos (como plagas y enfermedades), y su adaptación a condiciones climáticas cambiantes.
Co-Investigador/a
- FOVI230159
- Junio 2024 - Diciembre 2028
En EjecuciónGobierno Regional - GORE
TRANSFERENCIA SUPERCOMPUTACIÓN PARA INNOVACIÓN EN SALUD REGIONAL: HPC-UOH Y HRLBO
TRANSFERENCIA SUPERCOMPUTACIÓN PARA INNOVACIÓN EN SALUD REGIONAL: HPC-UOH Y HRLBO
Investigador/a Responsable
- FOVI240153
- Abril 2024 - Marzo 2027
AdjudicadoAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
A Biopsychosocial Approach for Frailty Intervention: Uncovering a Circulating microRNA Biomarker Panel Using an Omics-Based Machine Learning Approach
Frailty is increasingly becoming an important public health challenge worldwide because it is associated with older age, and with adverse outcomes such as reduced quality of life, increased mortality rates, hospitalizations, falls, depression, and dementia. Frailty is defined as dynamic state affecting an individual who experiences losses in one or more domains of human functioning (physical, psychological, social) that are caused by the influence of a range of variables, and which increases the risk of adverse outcomes. This more integral conceptual definition promotes the collaboration of scientists, social and behavioral professionals as well as clinicians from diverse specialties. In this proposal an interdisciplinary group (Biochemistry, Geriatric, Occupational Therapist, Kinesiologist, social worker, bioengineer, statistician among others) aims to evaluate frailty in Chile with a biopsychosocial approach with the final purpose to identify and manage frailty while taking into consideration all the dimensions. Additionally, we aim to design a multidomain personalized person-base intervention for a healthy aging that can uncover a circulating microRNA biomarker panel that can allow an early-detection of frailty, leading to a new multidimensional geriatric assessment. We propose the following hypothesis: A personalized multidimensional training program reduces the frailty prevalence, increasing adherence and participation in the program among community-living older adults. This intervention will be paralleled by a distinctive miRNA profile reflecting the multiple domains of frailty, as well as improvements in diverse psychosocial traits.
Co-Investigador/a
- 1241150
- Marzo 2024 - Diciembre 2028
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
Predicting ecological and genomic vulnerability to Global Climate Change in an emblematic Western South American clade of lilies (Zephyranthes subg. Myostemma)
This proposal ultimately seeks to provide information to guide conservation and management policies
for Myostemma species, and a model to assess the vulnerability to GCC in other organisms of the highly
endemic and threatened CWRVF biodiversity hotspot. This project will generate the first complete genome
sequence for Amaryllidoideae, which will have a global impact by enabling genome-based evolutionary,
breeding, biochemical, and pharmaceutical research.
Co-Investigador/a
- FOVI230159
- Marzo 2024 - Diciembre 2028
En EjecuciónAgencia Nacional de Investigación y Desarrollo - ANID
ResilomicsNet: Establecimiento de una alianza internacional para potenciar la resiliencia climática de especies de interés productivo
La
colaboración entre nuestros grupos busca formar una alianza para fortalecer la
investigación científica y tecnológica y la formación de capital humano calificado en
Genómica, Biología de Sistemas y Biotecnología, para mejorar la productividad de
especies agrícolas y acuícolas en un escenario de cambio climático, vinculándonos con
actores y necesidades del sector productivo. Con esta propuesta, buscamos crear un polo
nacional de investigadores capacitados en las últimas herramientas y tecnologías que siente
la bases para la postulación conjunta a proyectos asociativos y/o de investigación aplicada e
interdisciplinaria en el corto plazo, la producción de artículos científicos y propiedad intelectual
y la formación de excelencia de las futuras generaciones.
Co-Investigador/a
- FOVI240153
- Enero 2024 - Diciembre 2025
En EjecuciónUniversidad de O'Higgins
Análisis multiómico de redes reguladoras post-transcripcionales microARN- ARNm en el músculo esquelético humano envejecido.
Durante las últimas décadas, la expectativa de vida promedio ha aumentado dramáticamente, mientras
que la salud no ha aumentado proporcionalmente. Para Chile se espera que para el 2050 el número de
adultos mayores superará el 30% de la población con un incremento del 109% respecto al 2015,
superando el 75% proyectado para la población mundial. Entender el proceso de envejecimeinto y
encontrar marcadores biológicos con capacidad diagnóstica y pronóstica, permitirá promover estrategias
para aumentar el número de años de vida saludable, disminuyendo los gastos en salud asociado al
envejecimiento.
Varios estudios han permitido avanzar y entender los mecanismos moleculares de pérdidad de función
muscular durante el evenjecimiento, más conocida como sarcopenia. Sin embargo, la complejidad del
proceso y el insuficiente conocimiento de los mecanismos subjacentes dificultan el diseño de estrategias
terapéuticas eficaces. Hasta el momento, la actividad física y el ejercicio siguen siendo la estrategia más
eficaz para previnir y tratar la sarcopenia. Por lo cual, identificar nuevos biomarcadores musculares en
combinación con marcadores clínicos bien establecidos de parámetros físicos y funcionales, fortalecería
la actual evaluación geriátrica, al utilizar un enfoque interdiciplinario.
Los microRNA (miRNA, 1825 nt de largo) han ganado interés debido a que son moléculas altamente
conservadas en todas las especies, y actúan como reguladores positivos y/o negativos de la expresión
génica. Entender la relación reguladora directa entre los miARN y el ARN mensajero (mRNA) desempeña
en el músculo esquelética es fundamentaltanto para el proceso de transcripción del ARNm y traducción
de proteínas como para entender el deterioro de la función muscular. Sin embargo, la regulación de la
red post-transcripcional miARN-ARNm y los mecanismos genéticos involucrados en el proceso de
envejecimiento del músculo esquelético humano están lejos de ser elucidados.
En el presente estudio, nuestro objetivo es explorar e integrar coperfiles emparejados de miARN y ARNm
durante la pérdida de función muscular producidad durante el envejecimeinto en personas mayores. Este
análisis integral permitirá la identificación de nuevos blancos de miARN y estrategias reguladoras que
controlan la expresión génica en la pérdidad de función del músculo esquelético y cómo éstas son
modificadas por el entrenamiento de fuerza.
Se hipotetiza que existen redes de regulación post-transcripcional miRNA/mRNA que se expresan de
manera diferencial en el músculo esquelético de personas jóvenes y personas mayores, que estarían
asociadas con cambios en la función muscular durante el envejecimiento. Además, el entrenamiento de
fuerza modifica estas redes de regulación, lo que podría contribuir a la mejora de la función muscular y la
prevención o atenuación de la sarcopenia.
Objetivos generales
- Identificar las redes de regulación post-transcripcional miRNA/mRNA involucradas en la
pérdida de función musclular en personas mayores que son moduladas por un entrenamiento
de fuerza, para proponer nuevos biomarcadores de función muscular durante el
envejecimeinto que se correlacionan con parámetros clínicos/funcionales.
Objetivos específicos
1. Determinar las redes de regulación post-transcripcional miRNA/mRNA que se expresan
diferencialmente en el músculo esquelético de personas jóvenes y personas mayores.
2. Identificar las redes de regulación post-transcripcional miRNA/mRNA que se modifican
después de 12 semanas de entrenamiento de fuerza en personas mayores
3. Correlacionar las redes miRNA/mRNA identificadas con parámetros bioquímicos, físicos y
funcionales de función muscular, antes y después de 12 semanas de entrenamiento de
fuerza en personas mayores
Este proyecto busca Identificar nuevos biomarcadores de función muscular durante el envejecimiento,
podrían ser utilizados en futuros estudios y en la práctica clínica para evaluar la salud muscular en
personas mayores. Además, de contribuir a una mejor comprensión de los mecanismos moleculares que
subyacen a la pérdida de masa muscular en el envejecimiento y cómo la intervención del entrenamiento
de fuerza puede modificar esos mecanismos. Finalmente, el uso de tecnologías avanzadas de
secuenciación (mARN y miARN) y bioinformática permitirá impulsar el desarrollo y la mejora de técnicas
de secuenciación y análisis de datos en el campo de la genómica y la transcriptómica en el área del
envejecimiento, como también, promover la colaboración a nivel nacional e internacional a través de las
bases de datos y recursos bioinformáticos generados que estarán a disposición de investigadores del área.
Co-Investigador/a
- 112031001-PI2404
- Enero 2024 - Diciembre 2025
En EjecuciónUniversidad de O'Higgins
Construcción in-silico de redes reguladoras miRNA:mRNA de especies vegetales endémicas del desierto de Atacama en Chile
El objetivo principal de esta propuesta es estudiar las redes de regulación post-transcripcionale de miARNs en especies vegetales del desierto de Atacama, su adaptación a ambientes extremos e interacción con el medio donde habita.
Se propone un enfoque que integra (1) la implementación de un nuevo método computacional para predecir estas interacciones miARN:ARNm que permita integrar información de los datos de secuenciación y la interacción de otros microorganismos, lo que permitirá (2) la construcción de redes regulatorias post-transcripcionales miARN:ARNm asociadas a la adaptación y supervivencia en los límites de la vida.
Investigador/a Responsable
- FOVI240153
- Septiembre 2023 - Septiembre 2026
En EjecuciónUniversidad de O'Higgins
Centro UOH de BioIngeniería (CUBI)
Proyecto interno de la UOH de carácter multidisciplinario que busca crear mapas moleculares multiómicos de los cánceres prevalentes en la región, utilizando tecnologías de vanguardia y algoritmos avanzados.
Co-Investigador/a
- FOVI240153
- Enero 2023 - Julio 2023
FinalizadoUniversidad de O'Higgins
Realidad de las mujeres en las Ciencias de la Ingeniería en la región de OHiggins
El presente trabajo, financiado por la Dirección de Equidad de Género y Diversidades
de la Universidad de OHiggins (Convocatoria 2022), busca evaluar las principales
motivaciones y dificultades de las mujeres para ingresar a carreras de las Ciencias de
la Ingeniería, titularse y continuar una carrera académica en la Región de OHiggins.
La Universidad Estatal de OHiggins es una institución de 7 años que desde sus inicios
ha promovido políticas para la equidad de género, sin embargo estas medidas
pareciera ser aún insuficientes o no se le ha dado un seguimiento para ver su
verdadero impacto en esta materia.
La diferencia en el número de matrículas de mujeres vs hombres en carreras de
Ciencias de la Ingeniería de Universidades chilenas es abismante, a pesar de la no
existencia de diferencias inherentes/innatas entre hombres y mujeres que expliquen
las brechas en los aprendizajes o trayectorias académicas en las matemáticas (
Bakker et al., 2021; Kersey et al., 2019; Lachance & Mazzocco, 2006; Spelke, 2005).
Según Ing2030 (2018), el aumento de mujeres en carreras de ingeniería en Chile no
ha sido significativo en un lapso de 10 años: 20% el año 2004 y 24% el año 2014.
Tanto así que en el año 2019, el 7% de las mujeres que se titularon de pregrado en
Chile, lo hicieron en las áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM),
siendo el país con el porcentaje más bajo de los miembros de la OCDE (Ministerio de
Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación, 2022).
Para llevar a cabo este estudio se han usado metodologías cuantitativas y
cualitativas. El estudio cuantitativo se realiza mediante encuestas online mientras que
el estudio cualitativo es a través del desarrollo de Focus group. Se analizaron 468
encuestas online a estudiantes de enseñanza media de la Región de OHiggins, 94
encuestas a estudiantes de las carreras de Ingeniería de la Universidad de OHiggins y
25 encuestas a académicos(as) e investigadores del Instituto de Ciencias de la
Ingeniería de la Universidad de OHiggins. Adicionalmente, se analizaron los
resultados de 3 focus groups a alumnas de enseñanza media de la comuna de
Rancagua y 3 focus groups a alumnas de las carreras de Ingeniería de la Universidad
de OHiggins.
Dentro de los resultados se observa que un 83% de los y las estudiantes de
enseñanza media de la Región de OHiggins considera que tanto hombres como
mujeres avanzan con igual rapidez en sus carreras, un 84% de las y los estudiantes
de carreras de Ingeniería de la Universidad de OHiggins considera que mujeres y
hombres tienen igualdad de avance en sus carreras, mientras que un 76% de
académicos(as) e investigadores(as) estima que los hombres avanzan más rápido en
su carrera. Se constató que estudiantes de enseñanza media, estudiantes de las
carreras de ingeniería y académicas e investigadoras de la Región de OHiggins
experimentan brechas y barreras, sumado a la falta de confianza en sus capacidades
y logros (Síndrome de la Impostora; Paterson & Vincent-Akpu, 2021). Adicionalmente,
a pesar de considerar que en la Región de OHiggins y en la Universidad de OHiggins
se promueve una cultura para la igualdad de género, el grupo en estudio tiene la
creencia que las estudiantes y académicas de las Geociencias y Ciencias de la
Ingeniería son más propensas a sufrir acoso. Asimismo, las estudiantes y científicas
enfrentan importantes dificultades para compatibilizar la vida familiar y laboral.
A través de este estudio buscamos visibilizar las principales dificultades que enfrentan
estudiantes e investigadoras de esta área durante el desarrollo de su carrera. Tomar
conciencia de la realidad de las mujeres en áreas STEM en la Región de OHiggins
permitirá tomar medidas más eficientes y eficaces tanto para la atracción como para
evitar la fuga y/o estancamiento de estudiantes y científicas con alto potencial,
permitiendo un acceso más igualitario en carreras STEM y un desarrollo en un espacio
seguro y de respeto.
Co-Investigador/a
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