6 fueron los profesores que se adjudicaron el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (FONDECYT) 2023 del Ministerio de Educación.
Felicitamos a los docentes Bernando Hernández y Félix Leaman del Departamento de Ingeniería Mecánica, Pedro Pinacho del Departamento de Informática y Ciencias de la Computación, Felipe Sanhueza del Departamento de Ingeniería en Materiales, Gerard Alonso del Departamento de Ingeniería Química y Sebastián Calderón del Departamento de Ingeniería Civil.
A continuación, dejamos un breve resumen de cada proyecto:
Bernardo Hernández
Nombre del proyecto: Estrategias adaptativas y distribuidas de control predictivo para sistemas variantes y sistemas con dinámicas acopladas de pequeña escala.
Resumen: El control predictivo busca la optimización y estabilización de procesos sometidos a restricciones (como por ejemplo el control de tensión en una red eléctrica para evitar caídas o incrementos de tensión). Su mayor desventaja es la necesidad de un modelo matemático realista del proceso físico, lo que es muy complejo de obtener. El proyecto entonces busca ocupar técnicas adaptativas para extender la aplicabilidad del control predictivo a problemas en los que los procesos físicos cambian de forma desconocida en el tiempo. Además, se investigará el uso de técnicas adaptativas para el control de sistemas que tienen múltiples dinámicas principales que interactúan entre sí (como lo son vehículos terrestres y aéreos).
Pedro Pinacho
Nombre del proyecto: An Immune Inspired Model of Intrusion Prevention System (IPS) for Collaborative and Distributed Enviroments.
Resumen: Actualmente el escenario de amenazas a la ciberseguridad se ha complejizado. Esto ocurre debido a múltiples factores como: el aumento, la profesionalización y organización de los atacantes, el uso de herramientas intrusivas modernas basadas en inteligencia artificial y la carencia de preparación de la industria ante escenarios cada vez más hostiles y disruptivos. En este contexto, la necesidad de proveer capacidades de autoprotección a la infraestructura TI de distintas organizaciones se hace patente. Este proyecto toma como marco de referencia la estrategia que algunas formas de vida en la tierra han tomado como mecanismo de protección, tratando de dotar a la infraestructura tecnológica de su propio sistema inmune que le permita defenderse de amenazas conocidas y desconocidas. El proyecto pone énfasis en la resiliencia tecnológica, introduciendo mecanismos de colaboración entre poblaciones de sistemas computacionales y definiendo nuevas métricas que ponderen la solidez de una plataforma distribuida y colaborativa que complemente las existentes.
Félix Leaman
Nombre del proyecto: Modeling and experimental validation of the acoustic emissions generated by sliding-rolling contacts in gear transmissions including faults.
Resumen: El proyecto tiene por objetivo desarrollar un marco teórico para la modelación de las emisiones acústicas generadas por engranajes considerando su condición mecánica actual. Dicha modelación considerará la fricción deslizante y rodante que ocurre entre dientes como principal paradigma a estudiar, así como también la influencia de determinadas fallas. Debido a que la mayoría de las investigaciones respecto del análisis de emisiones acústicas en engranajes son solo de carácter experimental, el proyecto busca contribuir al estado del arte con modelos funcionales que permitan dar sustento a toda esa evidencia empírica. De esta manera, el proyecto aportará en perfilar al análisis de emisiones acústicas como una técnica confiable y consistente para la detección de fallas y monitoreo de condición de engranajes.
Felipe Sanhueza
Nombre del proyecto: Core-shell heterostructure how triple-conducting oxygen reduction reaction electrode for metal supported solid oxide fuel cells.
Resumen: El hidrógeno promete ser uno de los principales recursos energéticos en lugar del combustible fósil. Por lo tanto, durante la presente década se espera que las tecnologías limpias basadas en hidrógeno penetren en las economías, no solo de los países más industrializados sino también de los emergentes.
Entre las tecnologías que utilizan hidrógeno para la producción de energía eléctrica, se encuentran las celdas de combustible. Dentro de estas tecnologías, destacan las celdas de combustible de óxido sólido (SOFCs), por su alta eficiencia y versatilidad en el uso de los combustibles que pueden utilizar, ya que trabajan por sobre los 700ºC. Sin embargo, este tipo de reactores presentan muchos problemas técnicos (mal sellado, separación de electrodos, problemas de escalabilidad en la producción de electrolitos, tiempo de arranque prolongado, fallas mecánicas, etc.).
Frente a los problemas antes mencionados, diferentes grupos de investigación han estado desarrollando celdas de combustible de óxido sólido soportadas en una placa de metal poroso (MS-SOFC). Sin embargo, para reducir aún más la degradación de los diferentes componentes, también se ha propuesto reducir la temperatura de funcionamiento por debajo de 500 ºC. Estas nuevas temperaturas de trabajo disminuyen la eficiencia de este tipo de celdas; particularmente se ven afectadas las reacciones de óxido-reducción (ORR) que ocurren en el cátodo, debido a la disminución de las conductividades iónicas y electrónicas.
En este proyecto se desarrollarán y estudiarán heteroestructuras core-shell basadas en perovskitas, que presenten un alto desempeño y sean compatibles con las MS-PCFCs, permitiendo aumentar los puntos de reacción TPB de las ORR en el cátodo, consiguiendo aumentar la eficiencia de estas celdas.
Gerard Alonso
Nombre del proyecto: Biofuel production optimization: exploration of the best thermodynamic scenario for bio-butanol distillation.
Resumen: Debido al incremento dramático de emisiones de gas de efecto invernadero es imprescindible hacer una transición a fuentes de energía limpias como la solar o eólica. Para lograrlo se requiere de un importante cambio tecnológico para adaptar la matriz energética de un país. Durante la transición es imperativo que demos respuesta a los requerimientos energéticos con tecnologías de más fácil adaptación como los biofueles (p.ej. el bio-butanol), que pueden ser obtenidos a partir de fermentación de residuos forestales, celulosa o algas, entre otros. Estos son capaces de capturar CO2 durante su crecimiento y se pueden valorizar sus residuos como combustible alternativo con un ciclo de emisiones reducido.
La mayor dificultad en la producción de bio-fueles proviene de la gran cantidad de agua que es necesario eliminar para obtener el producto deseado. Esta se puede eliminar mediante destilaciones avanzadas, para las cuales es necesario conocer la termodinámica del equilibrio de fases líquido-líquido, líquido-vapor y líquido-líquido-vapor para la mezcla bio-alcohol + agua y que pueden ser alterados con la adición de un 3er componente (aditivo). El objetivo de este proyecto consiste en explorar el efecto de la estructura molecular de diferentes aditivos (hidrocarburos y éteres) al equilibrio de la mezcla bio-butanol + agua mediante experimentación, simulación molecular y modelado con ecuaciones de estado moleculares tipo SAFT. Con los resultados obtenidos se buscará correlacionar los factores moleculares del aditivo que permitan optimizar la deshidratación de bio-butanol des de un punto de vista energético.
Sebastián Calderón
Nombre del proyecto: Relationships between the shear strength of masonry and its material properties for the application on the design of masonry buildings: a proposal based on experimental tests and numerical simulation of diagonally compressed masonry panels.
Resumen: Las estructuras modernas de albañilería representan una parte importante del stock de edificios existentes en todo el mundo, siendo construidos con distintos tipos de unidades. Su comportamiento a corte es complejo y de particular interés en países sísmicos, pero aún existen aspectos que deben ser estudiados. Esto puede llevar al ingeniero a adoptar valores poco realistas, considerando que normas, tales como la chilena, permiten calcular la resistencia del material a partir de valores nominales de las unidades que lo conforman, lo que ignora el efecto de otras variables que afectan la resistencia real de la albañilería. También, se ha observado que las normas incluyen relaciones entre propiedades y modos de falla que no guardan relación directa, como por ejemplo la resistencia a la compresión y la resistencia al corte.
En respuesta a lo anterior, este proyecto llevará a cabo una combinación de ensayos experimentales y simulaciones numéricas para profundizar en el conocimiento sobre el comportamiento a corte de la albañilería, con el objetivo de proponer relaciones entre las propiedades de los materiales constitutivos y la albañilería. El estudio caracterizará combinaciones de ladrillos multi-perforados de arcilla, sólidos de arcilla, y bloques de hormigón, y morteros de distintas calidades. Las probetas se ensayarán en diversas configuraciones, normativas y no normativas, para analizar distintos modos de falla y la adecuación de distintas configuraciones de ensayo. Los modelos numéricos para realizar corresponderán a micro-modelos detallados, los que buscarán reproducir tanto ensayos de compresión diagonal como muros completos, para intentar integrar la información a distintos niveles, desde los materiales hasta elementos estructurales observables en edificios reales. La información generada será útil para fines de investigación, y también prácticos, porque se espera proponer mejoras en los métodos de construcción y diseño de albañilería.
