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Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Ocho investigaciones patrocinadas por la FCFM son beneficiadas con Fondecyt de Iniciación

Estudios incluyen el análisis para detectar información desde listas de espera del sistema de salud, un sistema para reducir las vibraciones torsionales de los barcos y el desarrollo de métodos para inducir léxicos afectivos capaces de evolucionar en el tiempo de manera automática a partir de tweets escritos en inglés y español, entre otros.

Ocho proyecos patrocinados por la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Chile (FCFM), además de uno patrocinado por la Facultad de Medicina, pero liderado por una investigadora del Centro de Modelamiento Matemático (CMM), fueron beneficiados con un Fondecyt de Iniciación 2020; fondo destinado a fomentar y fortalecer el desarrollo de la investigación científica y tecnológica de excelencia a través de la promoción de jóvenes investigadores(as), mediante el financiamiento de proyectos de investigación de 2 a 3 años de duración en todas las áreas del conocimiento.

Alida Pérez, Patricia Larrea y Benigno Godoy, del Departamento de Geología; Constanza Ahumada, del Departamento de Ingeniería Eléctrica; Felipe Bravo, del Departamento de Ciencias de la Computación; Pablo Mendoza, del Departamento de Ingeniería Civil; Leonardo Sepúlveda y Jocelyn Dunstan, del CMM, y Daniel Quiroz (hoy en la U. de Valparaíso) son los investigadores seleccionados.

Registrar computacionalmente las atenciones de salud podría ayudar a estimar cuáles son los diagnósticos más frecuentes, los procedimientos pendientes o qué atenciones podrían realizarse por telemedicina. Sin embargo, la gran cantidad de abreviaciones utilizadas en Chile no están estandarizadas, y su estilo taquigráfico, además del acceso restringido por razones de privacidad, entre otros, dificultan este análisis computacional.

Ese problema es el que analizará un grupo transdisciplinario de Big Data y Ciencia de Datos, liderado por Jocelyn Dunstan, investigadora del Centro de Modelamiento Matemático (CMM), junto a estudiantes de la FCFM y la Facultad de Medicina de la U. de Chile, beneficiados con un Fondecyt de Iniciación. El proyecto titulado "Recursos para avanzar el procesamiento del lenguaje natural clínico en Chile", utiliza como caso de estudio la lista de espera en hospitales públicos donde la razón de interconsulta está en texto libre.

“Mi trabajo busca poder detectar información clave dentro de la lista de espera usando procesamiento del lenguaje natural. Pero antes de poder aplicar métodos de reconocimiento de entidades nombradas es necesario entrenar con ejemplos anotados por humanos con conocimiento clínico. La anotación consiste en leer una interconsulta y detectar las piezas de información clave y colocarles la etiqueta que corresponde, por ejemplo: ‘enfermedad’”, explica Dunstan.

Alida Pérez, profesora asistente del DGL, estudiará las tasas de meteorización química desde las rocas y flujos naturales de consumo de dióxido de carbono atmosférico y volcánico en los volcanes de los Andes del Sur. La meteorización es el poder de los agentes atmosféricos de descomponer material, y la zona volcánica de los Andes del Sur tiene el potencial de ser un gran contribuyente a los flujos de meteorización globales, debido a su gran concentración de volcanes y rocas volcánicas, alta actividad hidrotermal y su clima lluvioso, explica la investigadora. “Este proyecto utilizará trazadores geoquímicos para determinar el rol que tienen los volcanes en arcos continentales (como el chileno) en el consumo de CO2 a escala geológica y la contribución desde estos ambientes a los inventarios globales de nutrientes derivados de las rocas”, afirma.

Constanza Ahumada, profesora asistente del DIE, se dedicará al estudio de la reducción de las vibraciones torsionales en los barcos. Su proyecto, llamado ROTORVIS (Reduction Of TORsional Vibrations In Ships), estudia las interacciones electromecánicas, como la excitación de vibraciones torsionales en los ejes de los generadores eléctricos debido a la conexión de cargas (propulsores), y propone técnicas de control basadas en control predictivo e input-shaping para reducir vibraciones torsionales en los ejes de generadores y propulsores y así extender su vida útil. “El impacto del proyecto es presentar técnicas de control que permiten reducir vibraciones torsionales y así extender la vida útil de los ejes de los propulsores y generadores en barcos. De esta forma, en el largo plazo se puede reducir el reemplazo de componentes debido a daños en ellos, reduciendo así la cantidad de materiales utilizados”, sostiene.

En el DCC, Felipe Bravo, profesor asistente del departamento, trabajará en el monitoreo automático de la opinión pública a través de redes sociales. En esta tarea suelen utilizarse técnicas de Procesamiento de Lenguaje Natural (PLN) y Machine Learning (ML) para clasificar automáticamente los tweets en categorías afectivas como positividad, negatividad, ira, alegría y tristeza, para lo que se utiliza un léxico afectivo o lista de frases y palabras anotadas según categorías afectivas. “La elaboración de léxicos afectivos precisos y de alta cobertura para el lenguaje usado en Twitter es una tarea muy difícil, principalmente porque la diversidad de expresiones informales que se encuentran en este medio, como palabras mal escritas, acrónimos o hashtags, hace que la anotación manual de palabras por afecto sea costosa y lleve mucho tiempo. Los léxicos afectivos también son propensos a volverse obsoletos con el tiempo debido a cambios temporales en los patrones afectivos de las palabras”, explica.

En este proyecto se desarrollarán métodos para inducir léxicos afectivos capaces de evolucionar en el tiempo de manera automática a partir de tweets escritos en inglés y español. “En este proyecto utilizaremos por primera vez técnicas de minería de flujo de datos (o stream data mining) para diseñar algoritmos incrementales y eficientes para la actualización continua de los léxicos afectivos”, agrega.

Benigno Godoy, investigador del DGL, estudiará la contribución de los fluidos derivados de losas al magmatismo del arco en el Complejo Volcánico Altiplano-Puna (Andes Centrales, norte de Chile). “Este proyecto busca establecer una relación entre la hidratación de la cuña del manto astenosférico, por fluidos provenientes de la corteza subductante, y la presencia de zonas parcialmente fundidas en la corteza continental, las cuales serían generadas por el ascenso de este material astenosférico hidratado”, resume Godoy. Propone que las zonas con mayor hidratación de esta cuña (parte del manto terrestre que se encuentra sobre una o más placas tectónicas subducida y bajo la corteza terrestre) estarían relacionadas con zonas con mayor presencia de estos fundidos corticales. “Para esto, se trabajará en los Andes Centrales, en la zona denominada Complejo Volcánico del Altiplano-Puna (21°-24°S). En esta zona se ha determinado la presencia del ‘Cuerpo de Magma del Altiplano-Puna’ (Altiplano-Puna Magma Body), una zona parcialmente fundida de la corteza localizada entre 4-25 km bajo el nivel del mar, proponiendo para este cuerpo una génesis asociada a la inyección de magmas más hidratados que en otras zonas de los Andes Centrales. Para determinar esto, se utilizarán principalmente isótopos de Boro y Oxígeno, y serán comparados diferentes edificios volcánicos en los Andes Centrales localizados tanto dentro del Complejo Volcánico del Altiplano-Puna como hacia el norte y sur de este complejo”, sostiene.

En el mismo departamento, la profesora asistente Patricia Larrea, estudiará la brecha de conocimiento sobre los conos monogenéticos máficos dentro del arco principal de los Andes Centrales, también en el norte del país. “Las zonas de subducción son agentes importantes en el crecimiento de la corteza continental y la evolución del sistema corteza-manto a través del tiempo. En estos ambientes se ha prestado mucha atención a los grandes estratovolcanes, las calderas volcánicas y las mesetas de ignimbrita asociadas, pero los conos monogenéticos máficos han sido mucho menos estudiados, a pesar de que son muy comunes y pueden llegar a ser altamente destructivos. Su composición máfica los hace ideales para el estudio de los procesos del manto y, además, son ubicaciones excelentes para investigar la fuente de estos magmas de pequeño volumen que se propagan a la superficie formando eventos ‘mono episódicos’”, explica. Su estudio multidisciplinario incluirá vulcanología de campo, geomorfología, petrología, geoquímica y geocronología del Campo Volcánico El Negrillar, el mayor campo monogenético en el borde suroeste del Complejo Volcánico del Altiplano-Puna.

En el Departamento de Ingeniería Civil, el profesor asistente, Pablo Mendoza, trabajará en estimaciones sólidas de los recursos hídricos actuales y futuros a través de un gradiente hidroclimático. “Esta propuesta se basa en aprendizajes recientes (en particular, la participación del investigador principal en la Actualización del Balance Hídrico Nacional) con el fin de proporcionar una caracterización sólida de los estados y flujos hidrológicos actuales y futuros en cuencas seleccionadas a través de un gradiente hidroclimático en Chile”, señala. Sus resultados tendrán un gran impacto en la sociedad, mediante la generación de información sobre los recursos hídricos en una gran muestra de cuencas chilenas con régimen cercano al natural, tanto para una climatología histórica como escenarios de cambio climático. “Además, la investigación propuesta contribuirá a las ciencias hidrológicas al combinar avances recientes en percepción remota y calibración de modelos, para desarrollar una estrategia sólida de estimación de parámetros para condiciones climáticas cambiantes”, asegura.

El proyecto de Daniel Quiroz, hoy profesor asistente en la U. de Valparaíso, resultó seleccionado entre los patrocinados por la FCFM. Su objeto de estudio son los grafos, redes como la de metro, por ejemplo, que tienen un conjunto de puntos (estaciones) de los cuales hay pares que están unidos por una línea o arista. “Un problema importante de estos grafos, es el de colorear sus puntos (o vértices) y se colorean como se colorea un mapa: los vecinos reciben colores distintos. Claro, colorear el grafo es particionar la estructura. El proyecto busca estudiar la relación entre la estructura del grafo y los tipos de coloreos que puede recibir. En particular estudiamos algunas generalizaciones del famoso Teorema de los Cuatro Colores”, explica.

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