El Centro de Modelamiento Matemático (CMM) es un centro científico líder en Chile para la investigación y aplicaciones de las matemáticas. Fue inaugurado en abril del 2000 y forma parte de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, en la que se encuentra la principal y más antigua escuela de ingeniería del país. Su objetivo es crear nuevas matemáticas y utilizarlas para resolver problemas provenientes de otras ciencias, la industria y las políticas públicas.

PROPOSAL ABSTRACT:
Traditional archaeology proposes that the first settlers of South America moved preferentially along the
Andes or the Pacific coast. Given that the Andean Puna (>3,000 masl) was an outstanding ecological
megapatch that concentrated similar resources throughout the Andes, it was an attractive migratory route.
This paved the way for the establishment of a unique Altiplano socio-ecological system, which later became
the cradle of more complex cultural developments. Stable resources, temperate climate and relatively easy
movements along the coastline has made the Pacific coast an even stronger candidate to explain early
human dispersal and the construction of long-term cultural niche. In contrast, the Intermediate Depression
in the hyperarid core of the Atacama Desert, between the Pacific coast and the Andes has not been
perceived as a sufficiently productive enough ecosystem to support early human settling and dispersion.
Theoretically, it has been assumed that it was used as an area of complementary resources for both
coastal and Andean hunter-gatherer societies. In this proposal, we expect to show that this traditional view
is incorrect and propose that the Intermediate Depression was not just an area of complementary
resources and a barrier for human dispersal. On the contrary, we aim to provide new data showing
how this region facilitated local settling and the expansion of H. sapiens into different
ecosystems of South America, as it acted as an interglacial ecological refuge. Moreover, we
propose that, despite an almost complete lack of rainfall, the Pampa del Tamarugal (PdT) was a much
more productive and complex ecosystem during the Pleistocene-Holocene transition than today. Well-dated
early residential areas, along with certain geomorphological and hydroclimatic features such as high watertable,
mild temperatures and relatively warm winters generated extensive and diverse wetlands, creating
some enclaves of the PdT very attractive compared to other regions. One of our main goals is to find these
places, and ecologically and culturally characterize them. Conversely, we will investigate the potential of
this basin as a glacial refuge a self-contained ecosystem that harbored many species of plants and animals
that today occur at higher elevations, and uniquely suited to sustain small populations of hunter-gatherers
that moved into the region, who then adopted and transformed this environment into their home. In this
context, this proposal aims to research and understand how human societies developed long-term
residential systems in a former ecological refuge withing this hyperarid desert. By describing and
analyzing the dynamically productive environmental conditions of the PdT, we will address three major
research problems: (a) the development of long-term residential systems, which gave rise to a
conspicuous Intermediate Depression or pampa socio-ecological system, (b) the emergence of the PdT as a
glacial refuge during the last glacial-interglacial transition; and (c) the coevolution and interdependence of
the natural and cultural systems that ended with the disappearance of the pampa socio-ecological system
and concomitant sequential extinction and extirpation of its biodiversity. The corollary of this process was
that at the beginning of the Holocene, when the availability of water became insufficient, an exodus took
place that must have had profound consequences for these groups, who had to abandon this landscape
that they co-created for almost 2,000 years. Consequently, unlike the Andes or the Pacific coast, this early
socio-ecological system did not continue into the Holocene. The lack of high quality and publicly available
archaeological, paleoecological and paleontological datasets has weakened the general theoretical debate
on early human migrations, settlement and the development of local socio-ecological systems. Here, we
conceive human societies as part of the natural ecosystems on which they depend for their subsistence
using a socio-ecological approach to analyze and understand the relationship and mutual influence between
humans and what we consider nature today. This does not mean that early hunter-gatherers did not
exploit or overexploit natural resources, but that they viewed them as social beings and heavily sanction
overexploitation when it occurs or try to avoid it, for example through the implementation of taboos. Our
project proposes the novel hypothesis that the Intermediate Depression offered sufficient
conditions and resources for the development of a residential system and a unique pampa
cultural tradition. Our view contrasts with the idea that the settlement pattern of the terminal
Pleistocene hunter-gatherers would have been highly mobile and short-lived. The second novelty of this
research is the composite methodology, that integrates different disciplinary methods such as: stable
isotope analyses including Sr (to search for regional human mobility); paleogenomics to improve the
resolution of morphological bone and plant taxa determination; geochronological dating, involving OSL and
U/Th techniques to expand our chronologies; and technomorphological characterization of lithic, bone,
wooden and textile artifacts, through complete chaîne opératoire methodology, pedological studies for soil
horizon description. In sum, our major goal is to understand a different migration route and settlement
system for the early peopling of the western slope of the Andes, by defining and explaining the
characteristics of the residential systems developed in the PdT during the Pleistocene-Holocene transition,
and the local ecologies associated to them. Our data will contribute towards resolving an old problem: the
colonization of South America through the study of what is likely one of the best preserved and mostly
unaltered sets of early American sites in all South America.

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.

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).

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 today’s 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 O’Higgins, 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.

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.

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.

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 O’higgins, 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 O’Higgins, 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 O’Higgins 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 O’Higgins (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 O’Higgins 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 O’Higgins 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.

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).

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