Revista El gusto por el vino Comprendiendo las preferencias de sus

ISCI
Revista
Volumen 11, 2012
Instituto
Sistemas
Complejos
de Ingeniería
El gusto por el vino
Comprendiendo las preferencias
de sus consumidores desde los modelos
de elección discreta
el arte de la guerra
Cómo mejorar
la efectividad
de los agentes
de seguridad
con algoritmos
basados en
teoría de juegos
8
energía y clima
Cómo afectará
el Cambio
Climático el
suministro
energético de
Santiago al 2100
10
experto en
derechos de consumo
Derechos de
consumo para
una sociedad
más justa
13
programación
Evolución y
desafíos de la
optimización
15
Programa
Ingenio se
implementa en
Biobío
16
EDITORIAL
2
Comportamiento de las
personas y el diseño de
sistemas
Uno de los grandes avances de la ingeniería ha
sido incorporar el comportamiento de las
personas en el diseño de sistemas. La
aproximación clásica supone en general
mediciones de bienestar (utilidad) antes y
después de una intervención en particular, ya
sea de política o de la puesta en marcha o
cambio en la operación derivada de una mejora
de un sistema. Claramente este tipo de
aproximación presupone que los usuarios
interactúan con el sistema siguiendo sus reglas
pero no modificándolo, es decir, aun cuando se
espera que su bienestar aumente, son tomados
exógenamente y no suponen que ellos algo
pueden tener que decir respecto del diseño de
dichos mecanismos.
Ha quedado demostrado estos últimos años
que las personas y las autoridades están cada vez
más conscientes que en el diseño de sistemas el
comportamiento de los agentes debe ser parte
endógena del problema a solucionar.
Es la heterogeneidad de los agentes, así como
su comportamiento estratégico, lo que dificulta
el hacerse cargo de ellos en la resolución de
problemas. Encontrar modelos que ajusten bien
a las decisiones observadas de los agentes es un
esfuerzo permanente de investigación, así como
valorar correctamente variables como el tiempo
personal de los usuarios sometidos a un sistema.
Aplicaciones concretas de este tipo de
investigación las encontramos en el diseño de
sistemas de transporte y de atención de salud,
donde el tiempo que invierten los usuarios es el
aspecto más relevante para la percepción de
éstos sobre la calidad del servicio recibido. Otro
tipo de aplicaciones tiene que ver con el diseño y
mejoras de productos, donde es esencial
entender las preferencias de los consumidores
enfrentados a productos con múltiples
características.
Otra vía que abre la investigación del
comportamiento de usuarios es el estudio del
modo en que se producen las decisiones cuando
las personas se enfrentan a múltiples
alternativas de acción, así como de los factores
que afectan estas decisiones. Aun cuando se
sabe que finalmente las decisiones se producen,
la observación de los comportamientos durante
el proceso permite recolectar información útil
que posibilita el hacer mejores ofertas de
productos o servicios. Las aplicaciones de este
tipo de investigación son inmediatas en sectores
como el retail y el mundo de las redes sociales.
En el ISCI, investigadores de varias áreas se
hacen cargo del problema del comportamiento
estratégico de los agentes. Desde el punto de
vista teórico, de forma de poder encontrar
algoritmos capaces de procesar grandes
volúmenes de información, hasta aplicaciones
concretas a sistemas de transporte, salud, retail,
tecnologías de información, etc.
Hacer investigación que pone a la persona en
el centro de los problemas, desde distintas
disciplinas de la ingeniería, permite importantes
sinergias entre los miembros del Instituto, y lo
que es más importante, la posibilidad concreta
de hacer desarrollos de frontera.
3
Julio Ilabaca
Gerente Instituto
Sistemas Complejos de
Ingeniería
4
ENTREVISTA
el gusto por el vino
Comprendiendo las
preferencias de sus
consumidores desde los
modelos de elección discreta
Juan de Dios Ortúzar
Profesor Titular del
Departamento de Ingeniería
de Transporte y Logística,
Pontificia Universidad
Católica de Chile.
En el mundo del vino confluyen cientos de
elementos que le dan su carácter más allá de la
bebida en sí misma. Bohemia, elegancia, placer
de sibarita, tradición y una historia que se
remonta al origen de la vida sedentaria del ser
humano junto a sus clanes.
El vino, brebaje santo de la antigüedad y
símbolo de fiesta y alegría, es un bien altamente
valorado en todo el mundo y si bien los
mercados históricos se situaban principalmente
en Europa, el crecimiento de la demanda en
Estados Unidos y China le está dando un nuevo
impulso a la producción mundial, de la cual
Chile ocupa el séptimo lugar.
Así es como las exportaciones de vino chileno
alcanzaron un record histórico en 2011 con
1.700 millones de dólares, situando a este
pequeño país del sur como quinto exportador
mundial.
Detrás del mercado del vino existen potentes
iniciativas protocolares de posicionamiento
regadas de estrategias de marketing que han
dado sus frutos, pero hoy la ciencia también
tiene un importante campo de acción en este
sector. Mediante el estudio y la comprensión de
las preferencias de las personas sobre uno u otro
tipo de vino, se pueden crear variedades
específicas para los distintos paladares.
Descubrir, por ejemplo, qué atrae a los
consumidores chinos de vino podría servir para
ajustar la producción a sus preferencias y así
conquistar este prominente mercado.
Comprendiendo la dimensión de esta labor,
un equipo de trabajo conformado por Juan de
Dios Ortúzar y Luis Ignacio Rizzi, académicos
de la Pontificia Universidad Católica de Chile
(PUC) y miembros del Instituto Sistemas
Complejos de Ingeniería; Eduardo Agosín,
profesor de Ingeniería Química y Bioprocesos
de la PUC y Director del Centro de Aromas y
Sabores DICTUC, y Gerard Casaubon, Gerente
de dicho centro, con el apoyo de Wines of Chile
Cavas Reunidas, formuló el proyecto Fondecyt
“Understanding Wine Preferences: Integrating
Sensometrics, Chemometrics and Discrete
Choice Analysis”.
El proyecto se extenderá por cuatro años y
participarán las viñas Anakena, Caliterra,
Concha y Toro, Intriga, Montes, Morande,
SurAndino, Ventisquero, Veramonte, San Pedro
5
6
de Tarapacá y Hacienda Chada. Cada viña
elegirá dos parcelas experimentales que
seguirán durante el proceso, tomando como
unidad experimental el tanque de vinificación.
Se caracterizará química y sensorialmente dos
componentes de su mezcla final, partiendo del
viñedo hasta previo embotellado.
Según el proyecto, uno de los objetivos hacia
estas viñas asociadas es entregarles información
objetiva del mercado, los productos
internacionales exitosos y de su materia prima,
lo cual integrado a su conocimiento particular
del proceso de elaboración, les pueda permitir
crear un vino “con más grados de libertad”.
Un aspecto curioso de este proyecto es que el
profesor Juan de Dios Ortúzar ha desarrollado
la mayor parte de su trabajo en el área de
Transporte y es conocido mundialmente por sus
aportes a la teoría de las Elecciones Discretas en
este sector. Es Co-Chairman de la International
Association for Travel Behaviour Research y el
año 2010 recibió el Humboldt Research Award
de la fundación Alexander von Humboldt en
Alemania, por su contribución en este mismo
campo.
Sin embargo ahora se aventura en un
proyecto diferente, el de las preferencias en el
consumo chileno del vino. La Elección Discreta
tiene un sinnúmero de situaciones más en
donde poder aplicarse.
¿Cuál es tu contribución en el proyecto Understanding
Wine Preferences?
Yo trabajo generalmente en el área de transporte
en la cual cuando alguien elige un medio, toma
en cuenta una serie de variables entre las que
destacan el precio y el tiempo. En el caso del vino,
el problema es bastante más complejo ya que la
forma cómo la persona se aproxima a la botella
que está a punto de comprar se diferencia en caso
de que sea para llevarla de regalo, comprarla para
un asado o conservarla para una ocasión
especial. Además la cantidad de atributos
considerados es mucho más alta que en el caso
anterior. Ambos temas no los entendemos
cabalmente aún, por lo cual vamos a empezar la
investigación trabajando con grupos focales con
el fin de aproximarnos a las motivaciones
sociológicas que puedan estar detrás del proceso
de selección en distintos casos.
El equipo del Centro de Aromas y Sabores
dispone de “paneles entrenados” para detectar
sensométricamente las características
intrínsecas de cada vino (como cuerpo, aroma,
astringencia, etc.) y la gente de Ingeniería
Química y Bioprocesos descubre la composición
química de los distintos vinos. Luego nosotros,
con nuestros modelos de elección discreta
podemos incorporar atributos extrínsecos
(recomendaciones, premios, tipo de etiqueta,
precio) a los intrínsecos anteriores para estimar
en cuánto valora la gente cada uno de esos
atributos. Entender por qué las personas
prefieren algún tipo de vino por sobre otro es un
problema súper complejo.
¿Cuál es el beneficio de trabajar con modelos de elección
discreta?
Estos modelos pueden ser útiles para que, por
ejemplo, los productores de vinos chilenos
entiendan cuáles son, en el mercado nacional,
las preferencias relativas de la gente por los
distintos atributos del vino y que puedan
utilizar esta información para producir vinos
más apreciados por los consumidores. Este
experimento, que va a durar cuatro años, se
dedicará a las preferencias chilenas, pero
posteriormente podríamos considerar el
mercado chino y producir vinos más adecuados
para el gusto o costumbres de esa gente.
El aporte está en poder ponerle números a las
preferencias. En este caso podemos saber en qué
medida la gente prefiere un vino premiado a
otro que no tiene reconocimiento o cuánto
importan el diseño de la etiqueta y la botella en
relación al precio. Nuestros resultados permiten
estimar la disposición al pago por incorporar
ciertos atributos.
Parece bastante humanista
Es súper humanista, porque lo que tratamos de
hacer es entender cómo se comporta la gente. Y
lo lindo que tienen los modelos de elección
discreta, es su universalidad. No son de
transporte sino de cualquier ámbito que se
pueda modelar de esta forma.
¿Cómo se trabaja esta área?
En primer lugar está el diseño del experimento,
que es la etapa más larga y compleja. Luego
viene la recolección de datos en terreno y por
último el análisis, etapa en que se plantea un
modelo de comportamiento con una base
técnica econométrica. El modelo se estima con
los datos recolectados y a partir de sus
resultados se derivan las disposiciones al pago.
¿Se puede usar por ejemplo para elección de perfumes?
Si, la metodología es aplicable a la elección de
cualquier cosa cuyas alternativas no sean
infinitas, por ejemplo, distintos perfumes. De
hecho, hemos trabajado en seguridad ciudadana
(en función de la percepción de seguridad versus
precio); elección residencial, considerando
problemas de contaminación ambiental y ruido;
valoración de atributos de la vivienda social,
etcétera. Yo me considero un modelador de
elección discreta aunque prácticamente todo lo
que he hecho hasta ahora tiene relación con la
ciudad.
Tu nombre es conocido en el área de elección discreta y
en ingeniería en transporte. ¿Cómo se dio tu inmersión
en ese ambiente?
En el área de Ingeniería de Transporte, cuando
yo estaba estudiando mi doctorado los modelos
más usados eran muy agregados; se basaban en
teorías prestadas de la física (por ejemplo el
modelo gravitacional) que para grandes
números no funcionaban mal, pero si se quería
saber qué pasaba con personas individuales, este
modelo no era suficiente.
En los años ´70 estaban apareciendo los
modelos desagregados, basados en teorías de
comportamiento del ser humano. Uno de los
padres de este enfoque es Daniel McFadden,
quien ganó el Nobel de economía el año 2000
por su trabajo en esa época. McFadden
trabajaba con un modelo bastante sencillo (el
multinomial logit). Mi supervisor y gran amigo,
Huw Williams, inventó un modelo más
interesante (simultáneamente con otro
investigador británico a quien no conocía,
Andrew Daly), el logit jerárquico o anidado;
éste, a diferencia del multinomial, permitía
considerar alternativas correlacionadas lo que es
muy importante en el caso de transporte (por
ejemplo, al analizar elecciones entre auto, bus y
metro, los dos últimos son más similares entre
sí y esto se interpreta como correlación).
Posteriormente McFadden tomó el logit
jerárquico y lo generalizó. Así se fue avanzando
en el conocimiento, dentro de lo que la
tecnología permitía en esa época en que la
capacidad de cómputo era muy limitada.
Cuando terminé mi doctorado, junto a un
colega organizamos una conferencia
internacional sobre modelos de elección
discreta en Leeds. Invitamos a participar a
todos los que estaban desarrollando el enfoque
en distintas partes del mundo y,
sorpresivamente, llegaron casi todos. Fue la
primera vez que se reunían, y yo era el host, el
típico chileno que siempre se encuentra uno por
ahí. Fue así, casi casualmente que pasé a formar
parte de un club en el que estaban McFadden,
Ben Akiva y unos 15 investigadores de distintas
partes del mundo que estaban trabajando sobre
elección discreta en ese momento. Entonces,
como me enrolé en este cuento desde muy
joven, adquirí experiencia y, al final, bastante
notoriedad.
7
ARTÍCULO
8
el arte de la guerra
Cómo mejorar la efectividad
de los agentes de seguridad
con algoritmos basados
en teoría de juegos.
Experiencia de su aplicación
en aeropuertos y bahías de
Estados Unidos
Terrorismo, narcotráfico y crimen organizado
han existido hace muchos años, pero se ha
intensificado en las últimas décadas. En 2010
hubo 11.604 ataques terroristas en 72 países,
que causaron 49.901 víctimas, según indica el
informe anual de Estados Unidos sobre
terrorismo. Sumado a la traumática experiencia
de los atentados a los Torres Gemelas, Estados
Unidos está preocupado por su seguridad
nacional.
Cómo maximizar la efectividad de los agentes
de seguridad con recursos limitados y la gran
cantidad de combinaciones posibles al enfrentar
un adversario es un problema recurrente en la
protección de lugares estratégicos. Estos
problemas, que se pueden representar como
juegos de seguridad, son abordados con
algoritmos y modelos por un grupo de
científicos. Entre ellos está Fernando Ordóñez,
académico de la Universidad de Chile e
investigador del Instituto Sistemas Complejos
de Ingeniería.
A Fernando le interesa la optimización;
modelar matemáticamente diversos
problemas para intentar resolverlos. Uno de
esos es la asignación de recursos de
seguridad para proteger objetivos
importantes, por eso desde hace ocho años
trabaja con un equipo de la University of
Southern California en el desarrollo de
modelos matemáticos para mejorar la
seguridad en el Aeropuerto de Los Ángeles.
“Con ellos ha sido muy productivo el trabajo
porque lo han ocupado en distintos lugares”,
comenta Ordóñez. Este sistema permite
controlar eficientemente a los vehículos que
acceden al aeropuerto y dio paso al modelo
de asignación de agentes federales a vuelos
comerciales, quienes viajan encubierto para
proteger aviones en vuelo.
Otro sistema que implementó este grupo
liderado por el académico Milind Tambe con
estrecha colaboración de Ordóñez, consistió en
planificar las patrullas de la Guardia Costera
para resguardar la bahía de Boston. Como no se
cuenta con recursos para tener barcos en todas
partes al mismo tiempo hay que decidir en qué
orden visitar distintos puntos usando teoría de
juegos considerando que podrían haber
adversarios. Este proyecto de guardia costera se
implementó en el puerto de Boston y está en
marcha blanca en la ciudad de Nueva York.
“El objetivo es proveer cierta seguridad, no
podemos controlar a todos de la misma forma,
por tema de costo y tiempo, entonces hay que
seleccionar a quién monitorear en forma más
profunda para lo cual hay que tomar
decisiones”, explica y agrega: “Todos los trabajos
que hemos hecho son modelos para representar
juegos en que existe un adversario estratégico
que podría ser un terrorista que quiere hacer
daño a algún objetivo y un agente que debe
evitar la acción del primero, quien a la vez
observa el comportamiento de los agentes de
seguridad para tomar sus propias decisiones de
acciones”. Este tipo de problemas son
representados por juegos de Stackelberg.
La incertidumbre en el ser humano
Fernando Ordóñez
Profesor Asociado
Departamento de
Ingeniería Industrial
Universidad de Chile
“El algoritmo que implementamos en el
Aeropuerto de Los Ángeles ha funcionado
bastante bien, pero luego hemos estado
haciendo trabajos bastante más entretenidos y
complejos para poder resolver problemas cada
vez mayores”, cuenta Ordóñez.
Existe una serie de teorías sobre cómo se
comportan las personas en un juego; el equipo
de California trabajó sobre la idea de que los
adversarios humanos siguen un modelo logit de
equilibrio de respuesta quantal (Quantal
Response Equilibrium -- QRE). En este modelo
una acción se escoge con probabilidades
proporcionales a la exponencial de la utilidad
que genera la acción. “Es la exponencial de la
utilidad partido por la suma de las
exponenciales de otras acciones”, lo que quiere
decir que aunque la gente buscar maximizar el
beneficio se va a desviar de la decisión óptima,
ya sea por una interpretación errada de los
hechos o la falta de información.
“No podemos hacer experimentos con
terroristas por lo que probamos los modelos con
alumnos y otras personas por medio de un
juego electrónico: un programa computacional
que muestra en una pantalla 8 puertas y hay que
escoger cuál atacar suponiendo que se cuenta
con las utilidades de todas las acciones y la
estrategia óptima de los defensores. Aunque
estos juegos permiten evaluar como se desvían
jugadores humanos, no podemos capturar el
hecho de que los terroristas están dispuestos a
sacrificarse más que el común de las personas”.
Con muy baja probabilidad una persona
escoge una acción cuya utilidad es muy mala,
porque tiende al mayor beneficio, sin embargo
se desvía con alguna certeza. El problema es
representar este comportamiento humano en
un modelo matemático. Por eso para el proyecto
con la Guardia Costera de Boston se trabajó con
un modelo que trata de reflejar mejor este
componente.
Ordóñez detectó que el concepto quantal
response, tipo de solución en teoría de juegos,
funciona mejor en experimentos con humanos y
permite matizar la incertidumbre en las
acciones de las personas. Esta fue la novedad del
algoritmo presentado para el problema de
Boston, sin embargo es difícil resolverlo para
problemas grandes.
“Lo que hemos desarrollado son algoritmos
que permiten resolver una aproximación del
problema en que el adversario utiliza respuesta
quantal de forma eficiente. Aún debemos
mejorar estos algoritmos para poder resolver
problemas de seguridad todavía más grandes
que se encuentran en problemas de seguridad
reales, como el patrullaje de calles de una
ciudad”, aclara.
Próximo desafío: New York y la costa
estadounidense
“Todo este trabajo que he estado haciendo por 8
años ha sido implementado, se usa y de hecho
tenemos una patente en Estados Unidos sobre la
forma de definir la estrategia óptima de agentes
de seguridad”, asegura el ingeniero. Y dado el
éxito de la aplicación, se está repitiendo lo
realizado en Boston en el puerto de Nueva York,
en un proyecto que actualmente está en marcha
blanca.
“Si esto resulta bien evaluado existe el interés
de la Guardia Costera de Estados Unidos de
replicarlo en otros puertos”, concluye Ordóñez
orgulloso de un trabajo que si bien se
conceptualiza de manera muy abstracta, su
implementación es contundente.
En Chile, Carabineros ha tenido la posibilidad
de conocer lo que se está haciendo en Estados
Unidos. Se podrían construir juegos para definir
las acciones de la policía y los beneficios de éstas
en el ámbito de la criminalidad. Algunos
alumnos de la Universidad de Chile están
haciendo trabajo investigativo en esta área
mediante sus tesis de magíster y doctorado.
9
10
energía y clima
Cómo afectará el Cambio
Climático el suministro
energético de Santiago al
2100
Ciento ocho comunas de Chile han sido
declaradas zona de emergencia agrícola debido a
que la falta de lluvia y las altas temperaturas
arrastran una sequía desde hace cerca de tres
años. Si bien el consumo de agua para uso
humano está asegurado hasta 2013 entre las
regiones segunda y octava, el uso del agua para
generación eléctrica es incierto. Considerando
que la hidroelectricidad es la principal fuente de
generación nacional, bien vale la pena conocer
los efectos del Cambio Climático en el Sistema
Interconectado Central, red eléctrica que
abastece al 92% de la población.
Es este el contexto en que surge el proyecto
Climate Adaptation Santiago (CAS), financiado
por el Ministerio Alemán de Medioambiente,
Naturaleza, Conservación y Seguridad Nuclear
(BMU). Su objetivo es la elaboración de medidas
de adaptación al cambio climático para la
Región Metropolitana de Santiago en los
sectores claves de energía, agua y uso de suelo.
Luis Vargas, académico del Departamento de
Ingeniería Eléctrica e investigador del ISCI, es
quien lidera el área temática de energía en este
proyecto que continúa con el trabajo
colaborativo e internacional de Risk Habitat
Megacities, también financiado por el gobierno
alemán y en el cual participaron los
investigadores Cristián Cortés y Francisco
Martínez, además de Vargas.
Impacto del cambio climático en
el sistema energético en la Región
Metropolitana
Es el título del paper presentado en la Global
Conference on Global Warming en Lisboa,
Portugal en julio de 2011. La investigación
PAPER
realizada por Vargas y la estudiante Lilian
García, analizó los escenarios climáticos y su
impacto en las variables hidrometeorológicas y
el sistema eléctrico de la RM.
En cuanto a los escenarios climáticos, una vez
establecidas las tendencias históricas se
proyectaron las tendencias futuras del clima. El
resultado para las regiones que abarca el
Sistema Interconectado Central (centro y sur
del país), fue de un incremento en las
temperaturas de entre 1 a 2,5 ° C durante el
período entre el 2040-2069 y un incremento de
4.2 ° C para los años 2070 a 2099.
Los resultados también indicaron una
disminución de entre un 10% a 20% en las
precipitaciones en el período de 2040-2070 y
una disminución de 20% a 30% en el período
2070-2100. Específicamente para la Región
Metropolitana se espera que en un futuro
próximo (2045-2065) Santiago sea aún más seco
y cálido, con un alto número de días con
temperaturas extremas y un aumento de la
sequía tanto durante el invierno como en el
verano.
Con estos antecedentes se establecieron tres
escenarios: uno pesimista, otro que sigue la
tendencia actual (BAU – Business as Usual) y un
tercero más optimista. Cada escenario se
definió en orden a la demanda energética del
país y a la clasificación del IPCC.
La demanda
Si nuestro estilo de vida siguiera igual que
ahora, hacia el final del siglo la demanda de
energía del país será de 94GWa. En el escenario
optimista alcanzará los 78 GWa y en el
pesimista 111GWa. Si bien hay diferencias
importantes entre cada cifra, la tendencia
apunta hacia una misma dirección: la demanda
total por energía crecerá. Esto es reflejo de dos
factores que indica Vargas en su paper:
crecimiento de la población y aumento del PIB,
los cuales no alcanzarían a compensar la menor
intensidad de energía (energía consumida por
dólar de producto) que se observará en el futuro
En específico, la demanda por energía
eléctrica, que puede entendida como la
posibilidad de estar conectados, iluminados y
calefaccionados, aumentará también y con ella
el problema de suplir dicha necesidad. La
demanda eléctrica del país crecerá
pronunciadamente hasta mitad de siglo, pero
debido a la saturación del crecimiento, hacia
2100 se estabilizará entre 25 y 34GWa, energía
que deberá obtenerse de diversas formas y en un
escenario climáticamente moderado por el
calentamiento global.
Al subir las temperaturas en la región, la
demanda energética debiera tender a bajar
proporcionalmente en invierno producto de las
mayores temperaturas. Así mismo, el consumo
energético derivado del uso de aire
acondicionado en verano debiera crecer por las
mayores temperaturas. Esta dinámica
modificará el patrón de consumo que se observa
en la actualidad por lo que es importante estar
preparados para adaptarse a ello.
Generación y transmisión
Los resultados del estudio muestran que para el
sector de generación eléctrica se debiera esperar
una reducción en la participación de la energía
de origen hidroleléctrico. Por otra parte, en los
escenarios BAU y optimistas se esperan
reducciones en la generación eléctrica a partir
de plantas que usen carbón o petróleo. Esto,
producto de la pérdida de eficiencia de este tipo
de plantas derivada del aumento de la
temperatura atmosférica.
Por su parte, los escenarios BAU y
optimistas, que consideran la menor demanda
por energía (el menor crecimiento de la
demanda), son los que debiesen tener mayores
pérdidas por transmisión. Lo anterior se debe a
la expansión esperada del sistema de
transmisión producto del acceso a puntos
remotos que es donde se espera se ubiquen
nuevas fuentes de energías renovables.
Por último, cabe destacar que el estudio
“Impacto del cambio climático en el sistema
energético en la Región Metropolitana” muestra
que, ya sea en el mejor o el peor de los
escenarios descritos, las energías renovables no
convencionales aumentarán porcentualmente
su participación en la capacidad instalada de la
matriz energética.
Climate Adaptation Santiago es coordinado
por Helmholtz Centre for Environmental
Research y cuenta como contraparte con la
Universidad de Chile, la Pontificia Universidad
Católica de Chile, La Comisión Nacional de
Medio Ambiente (CONAMA), el Gobierno
Regional y la Comisión Económica de las
Naciones Unidas para Latino América y el
Caribe (CEPAL).
11
Luis Vargas
Profesor Asociado al
Departamento de Ingeniería
Eléctrica, Universidad de
Chile.
Fig. 3 Demanda eléctrica total para el siglo XXI
Fig. 4 Demanda energética total para el siglo XXI
12
Fig. 1 Proyección de cambios en temperatura (°C)
La figura uno muestra la proyección de los
cambios en las temperaturas de Sudamérica.
El azul representa más bajas temperaturas de
del amarillo al rojo es un incremento.
Se observa aproximadamente un
incremento entre 1-2.5°C para el período del
medio (2040-2069) y un incremento de entre
2-4°C a largo plazo (2070-2099).
Los resultados muestran un calentamiento
generalizado en Chile central, con un
calentamiento más fuerte en las regiones
andinas y en los valles y una reducción de las
precipitaciones.
Fig. 2 Proyección de cambios en las
precipitaciones (%) a mediano y largo plazo
Los resultados para las regiones central y sur de
Chile indican una disminución de 10% a 20%
en precipitaciones en el período 2040-2070 y de
20% a 30% en el período de 2070-2100.
En la figura dos, el color café representa la
disminución y el verde el incremento.
Fig. 5 Capacidad instalada en la matriz, scenario BAU
BAU
Hydro (%)
Thermo (%)
Wind (%)
Solar (%)
Geo (%)
2009
47.41
51.85
0.73
0.00
0.00
2020
47.84
32.51
10.00
7.65
2.00
2030
45.45
30.56
11.00
10.40
2.60
2050
40.90
29.31
12.10
14.31
3.38
2080
35.24
28.82
13.34
16.90
5.71
2100
35.00
27.18
14.01
16.39
7.43
ARTÍCULO
Derechos de consumo para
una sociedad más justa
En medio del debate político sobre el salario
mínimo; las opiniones que claman austeridad
por el bien del empleo o aquellas nuevas voces
que argumentan que la estable bonanza de
Chile permitiría hacer cambios para mejorar la
situación económica de miles de empleados, la
idea de derechos de consumo, de los
investigadores del ISCI, Francisco Martínez y
Jorge Rivera resuena con más fuerza.
El mercado de los derechos de consumo
propendería a producir una reasignación de la
riqueza en una economía de intercambio, sin
necesidad de abolir el mecanismo actual del
incentivo privado, reduciendo la brecha entre
ricos y pobres. Esto por medio de un mercado
de derechos que debiese acoplarse al vigente y
funcionar en paralelo.
Sobre el origen de esta idea, cuenta Martínez
que hace más de veinte años observó que en el
estudio de la economía del bienestar faltaba una
conceptualización, interesante y atractiva, en la
discusión sobre equidad y distribución de la
riqueza; en contraste a esto los temas de
crecimiento y producción sí estaban presentes
con interesantes desarrollos teóricos.
La idea surgió de una analogía con la
propuesta de bonos de carbono, los que hacían
transables los derechos a contaminar, y pensó
que el consumo también podía ser distribuido
como un derecho transable. “Si los bonos de
carbono distribuyen una capacidad de
contaminación, al crear derechos transables
sobre el consumo lo que se obtiene es una
redistribución de la riqueza”, explica el
académico de la Universidad de Chile.
Cómo operaría el mercado de los
derechos de consumo
Este ejemplo grafica la idea principal del estudio
“Redistribución de riqueza usando derechos de
consumo”, publicado en la revista Trimestre
Económico en enero de 2008. En un universo de
dos personas, una es rica y otra pobre. El rico
gana 90 y consume 90; el pobre gana 10 y
consume lo que gana también. En este ejemplo el
consumo total es de 100 y se distribuyen
derechos de consumo en partes iguales, es decir
50 para cada uno. Para comprar algo, estas
personas tienen que pagar igual monto en dinero
13
14
y en derechos, es decir, en ambas monedas. El
rico rápidamente se gasta los derechos pero aún
le quedan 40 unidades medidas en moneda local,
lo que se denomina el excedente del ingreso. El
pobre empieza a gastar y a los días se le acaba el
dinero, quedándose con un excedente de 40
derechos. Ambos tienen 40, uno en derechos y
otro en dinero. Como a ambos les conviene
negociar se genera un mercado natural que
tiende a un equilibrio. Exactamente lo más
conveniente para ambos es transar 20 y 20. Así,
el rico queda consumiendo 70 y el pobre 30. Se
acorta la brecha entre ambos.
Si bien este es un ejemplo simple de cómo
operaría este mecanismo, “el mercado de los
derechos es un mercado paralelo que tiende a
acercar los consumos cualquiera sea la
distribución del ingreso”, explica Martínez. El
Estado entrega estos derechos, ya sea mensual o
anualmente, dependiendo de cómo se quisiera
administrar, y éstos se transan libremente como
cualquier otro bien.
“Lo esencial es que cada cual llega a la vida
con sus derechos de consumo. Si uno no tiene
ingresos, vende la mitad de los derechos y
cuenta con el dinero para ocupar la otra mitad”,
acota.
Teóricamente, si se aplicara un sistema con la
distribución de derechos igualitaria, ocurre que
la varianza del ingreso en la población
disminuye a un cuarto, es decir, se produciría
una reasignación de los recursos por medio de
la transacción del derecho a consumir. Esta
transferencia hace que se prescinda de los
impuestos, al menos de aquellos que cumple
igual labor distributiva pero muy influenciada
por decisiones políticas. A las personas que
están sobre el ingreso medio el consumo le
cuesta más y de la media hacia abajo, el
consumo es más barato.
Una característica de este sistema distributivo
es que el planificador no requiere tener
información privada de los ingresos habitantes,
lo que es un problema de en los impuestos; con
los derechos de consumo la distribución ocurre
vía mercado. Otra característica esencial es que
se mantiene el libre emprendimiento y los
incentivos a la creación de capital. Así, el
sistema de mercado que conocemos no se altera,
sino se expande con la creación de un nuevo
mercado que agrega una fuerza nueva, la
propensión a una mejor distribución. El sistema
económico sigue haciendo un uso eficiente de
los recursos, pero además garantiza un cierto
nivel de equidad.
“Si hoy Cuba viera conveniente pasarse al
sistema de libre mercado, partiendo de una
situación muy igualitaria, este mecanismo
graduaría las diferencias en cuanto a la
distribución futura de los ingresos”, piensa
Francisco Martínez. “Si se aplicara en Chile,
uno de los países con la peor distribución de
riqueza del mundo, pasaría al estándar de un
país europeo”.
Francisco Martínez
Profesor Asociado al
Departamento de
Ingeniería Civil,
Universidad de Chile.
NOTICIA
Experto en programación
Evolución y desafíos de la
optimización
Con simpleza y humor, el profesor Robert E.
Bixby de Rice University, conocido
mundialmente por el desarrollo de software de
programación para problemas de gran tamaño y
complejidad, dio una conferencia a más de
cincuenta académicos, profesionales y alumnos,
el martes 17 de julio de 2012 en la Universidad
de Chile, organizada por el Instituto Sistemas
Complejos de Ingeniería.
Bajo el título “Progress in Linear and MixedInteger Programming” Bixby abordó la historia,
trayectoria y el estado del arte de la
programación lineal y la programación entera
mixta; métodos y modelos matemáticos
orientados a la optimización cuyas aplicaciones
son cada vez más amplias y han sido
desplegadas en las industrias forestal, minera,
eléctrica, en retail, en cadena de suministros,
logística y distribución, hidrología urbana,
deporte, defensa, etcétera.
Bixby, quien obtuvo su Ph.D en Investigación
de Operaciones en Cornell University, es el
cofundador del reconocido software CPLEX,
creador de Concorde TSP Solver y Gurobi
Optimization, programas comúnmente usados
por profesionales del mundo público, privado y
académico en todo el mundo.
Optimización, el becerro de oro
Una de sus aplicaciones más relevantes fue la
que desarrolló junto a investigadores de
Princeton y Rutgers mediante un nuevo
algoritmo para la solución de un modelo de
programación de la tripulación en aerolíneas,
con 13 millones de variables. El tiempo de
solución total para este modelo fue de menos de
tres minutos y utilizó cuatro procesadores
gráficos del sistema Silicon Power Challenge.
“Las aerolíneas no pueden programar sin
`esto´, las refinerías no producen gasolina sin
`esto´, y la industria energética depende cada vez
más de `esto´”, dice Bixby refiriéndose a la
importancia creciente de la optimización. La
evolución de los algoritmos de investigación de
operaciones, sumado a los avances de la
tecnología computacional, ha traído consigo
aplicaciones efectivas en el mundo real,
superando la conceptualización y aportando a la
resolución de problemas existentes y mejorables.
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16
Dentro del área de la optimización
matemática están la programación lineal y la
programación entera mixta, las que surgen tan
sólo hace cinco décadas, debido tanto a los
desafíos armamentísticos de la Gran Guerra,
como al crecimiento y desarrollo industrial y las
necesidades crecientes de mejorar los sistemas y
procesos.
George B. Dantzig fue uno de los precursores
en la formulación de la programación lineal con
la construcción del algoritmo “Simplex”. Luego
Laderman, en 1947, usó el Simplex para
encontrar la solución óptima a un problema de
dieta balanceada, haciendo el primer cálculo a
gran escala que precisó de 120 días-hombre y 10
calculadores de escritorio manuales.
Siguió a esto un importante avance de las
matemáticas. En 1988, Robert E. Bixby junto a
un equipo de trabajo, desarrolló CPLEX que,
aplicado en un modelo de planificación de la
producción con más de 400.000 restricciones y
un millón y medio de variables, consiguió, en un
Pentium 4 2.0 GHz, una solución en 30 días. En
2003, ante el mismo problema y con la misma
máquina, entregó una solución en 60 segundos.
Tanto las mejoras en la formulación de
algoritmos como los avances computacionales
han permitido resolver nuevos problemas de
gran tamaño superando con creces las
dificultades anteriores. “En años recientes
tuvimos varios ejemplos de problemas con tres a
cuatro millones de restricciones y hasta
variables de diez millones”, especifica Bixby.
Pero cada vez surgen nuevos desafíos. “Hemos
resuelto problemas importantes en
planificación, distribución y logística”, considera
Bixby, “y aún se puede mejorar en la
programación de actividades de las personas y
en los procesos de fabricación. Salud es un área
de aplicación muy interesante, no sólo en los
temas de logística sino en los tratamientos. Uno
de mis alumnos diseñó un programa para
detectar las células malignas del cáncer y así
tratar de evitar que la radiación elimine las
células buenas. Mediante técnicas de
optimización y programación entera se han
hecho contribuciones muy importantes,
concluye el ingeniero.
Robert E. Bixby es miembro de la Sociedad de
Programación Matemática, la Sociedad de
Investigación de Operaciones de América, la
Society for Industrial and Applied Mathematics
(SIAM) y la Association for Computing
Machinery (ACM), y es presidente de la
Sociedad Matemática de Programación del
Comité de Publicaciones.
Robert Bixby
Profesor del Departamento
de Matemática
Computacional y Aplicada,
Rice University.
NOTICIA
escuel a de invierno doctor ado sistemas de ingeniería
Enfoques novedosos
a problemas actuales
Con preguntas abiertas e invitando a avanzar en
el conocimiento, terminó la primera Escuela de
Invierno del Doctorado Sistemas de Ingeniería.
Veintitrés alumnos escogidos entre cerca de
cien postulantes participaron de la primera
Escuela de Invierno del Doctorado Sistemas de
Ingeniería (DSI), instancia que se desarrolló
entre los días 24 y 26 de julio en Marbella.
La actividad contó con la participación de
Ronald Fischer, Roberto Cominetti, Luis Vargas
y Francisco Martínez; académicos de la Facultad
de Ciencias Físicas y Matemáticas de la
Universidad de Chile y el Instituto Sistemas
Complejos de Ingeniería.
El propósito del encuentro fue mostrar
ejemplos representativos de las líneas de trabajo
del doctorado que imparte la FCFM,
específicamente en las áreas de académicos de
las áreas de Economía, Gestión de Operaciones,
Energía y Transporte, además de trabajar con
herramientas sofisticadas que permiten
modelar, entender y optimizar sistemas y
problemas complejos y reales.
Luis Vargas expuso sobre los desafíos de las
tecnologías sustentables para la producción
eficiente de energía eléctrica. Y explica que “el
desafío es precisamente lograr que nuestra
industria eléctrica produzca energía limpia y
que no comprometa recursos que se agotarán en
el tiempo, como los combustibles fósiles. Se
trata de proponer nuevas tecnologías para la
generación de electricidad, que sean eficientes
desde el punto de vista tecnológico y que sean
además amigables con el medio ambiente”.
En tanto, Roberto Cominetti expuso:
“Equilibrio de tráfico en redes congestionadas”,
mostrando las formas de modelar el tráfico en
redes de tráfico urbano y redes de
telecomunicaciones.
“Desde el punto de vista metodológico
discutimos los modelos clásicos de equilibrio de
Wardrop y Stochastic User Equilibrium, así
como el enfoque más reciente de Equilibrio
Markoviano. En una segunda parte discutimos
un modelo para el comportamiento dinámico
adaptativo de los usuarios en una red de
transporte, y como este modelo permite diseñar
protocolos de comunicaciones (TCP/IP) más
eficientes, que soporten control de congestión y
permitan enviar el tráfico por varias rutas
simultáneamente”, explica Cominetti.
Lo que mostró conjuga parte de su
investigación reciente con algunos aspectos se
abordan en cursos de ingeniería y/o de
postgrado.
Francisco Martínez, trabajó en un curso
práctico con modelos de uso de suelo y
transporte urbano y Ronald Fischer abordó la
teoría y práctica de las Concesiones.
Una característica importante de la escuela es
que fue bastante heterogénea en cuanto a su
composición. Participaron alumnos de Brasil,
Perú y Chile; con formaciones de ingeniería
industrial, matemática, eléctrica y en minas; y
entre los chilenos había alumnos de la
Universidad de Chile, Universidad Católica,
Universidad de Santiago, Universidad de
Concepción, de Biobío y La Frontera.
Richard Weber, director del DSI, evalúa
positivamente la experiencia y considera
repetirla el próximo invierno.
La información se hará oportuna en la web
http://www.sistemasdeingenieria.cl/doctorado/
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Programa InGenio
se implementa en
Biobío
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Con interesantes actividades en los colegios y en
el Centro Interactivo de Ciencias, Artes y
Tecnologías, CICat, Comunidad InGenio avanza
en la divulgación de la ciencia en las ciudades de
Concepción y Los Ángeles este 2012.
La Facultad de Ingeniería de la Universidad
de Concepción es la institución que alberga al
nodo Bíobío y su Decano, Joel Zambrano,
destacó esta iniciativa por su afinidad con los
objetivos educativos de la institución
universitaria. “Estamos seguros de que esto
contribuirá positivamente la formación de
competencias científicas y a la educación de
muchos escolares y profesores de la Región del
Biobío”, dijo en la ceremonia de presentación
del programa local de InGenio, el miércoles 23
de mayo en el auditorio de la Facultad.
El programa 2012 de InGenio Biobío
Talleres InGenio
Estos talleres son una experiencia educativa
orientada a estudiantes de enseñanza media,
que les permite compartir la vivencia de un
ambiente universitario trabajando con recursos
educativos InGenio durante todo un día. Son
también una instancia donde los estudiantes
son los principales protagonistas de las
actividades que se realizan.
Se trata de una propuesta complementaria a
la asignatura de matemáticas que consiste en el
desarrollo de actividades pedagógicas a través
de casos de estudio y de juegos en línea. (www.
juegosingenio.cl).
Las actividades son gratuitas y se realizan en
la Facultad de Ingeniería de la Universidad de
Concepción y en el Campus Los Ángeles de
dicha casa de estudios. Las temáticas de los
talleres son: Transporte, Optimización con
calendario del fútbol chileno y Optimización
con diseño de un diario.
Mini talleres en CICat
Los mini talleres InGenio en el Centro
Interactivo de Ciencias, Artes y Tecnologías,
CICat, son una instancia educativa que se
plantea como una experiencia de 45 minutos en
donde se realizarán actividades prácticas
guiadas por un monitor capacitado por
Comunidad InGenio.
COMUNIDAD INGENIO
La temática de este año es la “Programación
del campeonato de apertura del fútbol chileno”.
El taller, compuesto por grupos de no más de 20
personas, permitirá comprender la complejidad
de un modelo matemático de programación
lineal que permite organizar el fixture del
fútbol, mediante experimentación y utilización
de recursos multimediales.
Los participantes deben identificar la
complejidad del modelo aplicando herramientas
matemáticas a través de soluciones
computacionales para organizar un torneo de
fútbol con al menos 8 equipos.
Estos mini talleres comenzarán este segundo
semestre y están dirigidos principalmente a
estudiantes de 7mo y 8vo año, enseñanza media
y profesores. Secundariamente podrá participar
también público general.
Con esto, se busca que los estudiantes se
entusiasmen con una temática no tratada
habitualmente en el currículo escolar,
estimulando sus sentidos con la matemática
aplicada a la realidad de manera rápida e
intuitiva.
La iniciativa de crear un nodo del programa
de educación y divulgación científica del ISCI en
la Región del Biobío, se está llevando a cabo
gracias al auspicio de la Iniciativa Científica
Milenio y su concurso PME, Conicyt y la
coordinación Explora en la Región del Biobío, la
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la
Universidad de Chile, la Facultad de Ingeniería
de la Universidad de Concepción y dicha
Universidad y el centro interactivo CICat.
InGéniate: en el mundo real 1+1
también puede ser 3
Revista de educación de INFORMS
publica caso de estudio ISCI
NOTICIAS
Transactions on Education publicó el paper Active Learning
Exercise: Newspaper Page Layout, de los autores Nelson
Devia y Richard Weber. En este artículo se basa uno de los
casos de estudio del ISCI que es usado en aulas por el Programa InGenio.
Marcela Munizaga liderará comité de ISCTSC
hasta 2017
Por medio de una votación directa de los miembros del
comité, Marcela Munizaga ha sido seleccionada Co-Chair
hasta el año 2017, lo que le permitirá sacar adelante dos
conferencias más de la International Conference on Survey
Methods in Transport, ISCTSC. Junto a ella, Tony Richardson
será Co-Chair hasta el año 2014, momento en que se erigirá a su suplente.
La conferencia se realiza por lo general en Europa y Estados
Unidos, pero en 2011 el ISCI co-organizó la novena versión
en Termas de Puyehue, Chile.
Escuela de Invierno Doctorado Sistemas
de Ingeniería
El Doctorado en Sistemas de Ingeniería convocó a la Primera Escuela de Invierno el 24, 25 y 26 de Julio de 2012
en Marbella Resort. La Escuela estuvo dirigida a alumnos y
académicos jóvenes de ingeniería, economía, matemáticas y ciencias.
Los académicos y temas de las clases fueron: Ronald Fischer, “Concesiones: Teoría y Práctica” Luis Vargas, “El Desafío de las Tecnologías Sustentables para la Producción Eficiente de Energía Eléctrica”. Roberto Cominetti, “Equilibrio
de tráfico en redes congestionadas ”Francisco Martínez,
“Modelos de uso de suelo y transporte urbano”
Revista ISCI
Volumen 11, año 2012
Publicación
del Instituto
Sistemas Complejos
de Ingeniería
Domeyko 2367
Santiago, Chile
Teléfono/Fax
(56 2) 689 4403/4429
www.isci.cl
Contacto: Paula Noé
comunicaciones@
sistemasdeingenieria.cl
La reproducción parcial
o total de los contenidos
de esta revista deben
citar el nombre del ISCI
Realización Periodística:
Paula Noé Scheinwald
Diseño:
Marisol González
tesisdg.cl
Impresión:
Imprenta Atelier
1.000 ejemplares
Este es el nombre del programa que Comunidad InGenio
del ISCI está desarrollando por un lapso de 8 meses para la
comunidad de alumnos y padres de Peñalolén. Mediante
talleres, charlas, salidas a terreno, juegos en línea y casos
de estudio, los estudiantes conocerán la ciencia detrás de
la planificación del calendario del fútbol, cómo hacer modelación y simulación en transporte público y a optimizar
el espacio de dos páginas de un diario, entre otros problemas de estudio en el área de la optimización y los sistemas
de ingeniería.
Foro “Nuevas formas de aprender
matemáticas para la sociedad
del siglo XXI”.
El 23 de agosto se realizó un foro abierto sobre educación,
organizado por Comunidad InGenio de ISCI. En la instancia expusieron: Rosa Devés, Prorectora de la U. de Chile;
Kenneth Chelst y Thomas Edward, del proyecto Mindset de
Estados Unidos, quienes están en Chile trabajando con el
programa de educación del ISCI; Leonor Varas, del Centro
de Investigación Avanzada en Educación (CIAE); un representante de Educar Chile y José Cifuentes, de la Comunidad InGenio.
Charlas DII-ISCI
En el marco de las charlas organizadas por el Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Chile, en
conjunto con este instituto, expusieron recientemente dos
destacados ex alumnos: Gustavo Angulo, estudiante de
Ph.D en Operations Research en Georgia Institute of Technology, abordó problemas de flujo en redes con variables
semicontínuas y José Verschae, Ph.D de la TU de Berlin, expuso sobre sheduling de aviones BOEING.
Financiado por
Institución albergante
19
ÁREAS DE
INVESTIGACIÓN
Energía
Medioambiente
Ronald Fischer
Alejandro Jofré
Luis Morán
Rodrigo Palma
Claudio Roa
Doris Sáez
Luis Vargas
Juan Pablo Montero
Juan de Dios Ortúzar
Luis Rizzi
Localización
y uso de suelo
Vladimir Marianov
Francisco Martí­nez
Comportamiento de
usuarios
Sergio Jara-Dí­az
Marcela Munizaga
Juan de Dios Ortúzar
Jorge Rivera
Luis Rizzi
Juan Velásquez
Organización
industrial
Felipe Balmaceda
Sergio Jara-Dí­az
Pedro Jara-Moroni
Leonardo Basso
Nicolás Figueroa
Ronald Fischer
Juan Pablo Montero
Andrés Musalem
Desarrollos
metodológicos
Felipe Álvarez
Roberto Cominetti
José Rafael Correa
Retail
Ricardo Montoya
Marcel Goic
Marcelo Olivares
Andrés Weintraub
Richard Weber
Gestión
en el sector público
Rafael Epstein
Nicolás Figueroa
Ronald Fischer
Raúl Manasevich
Francisco Martí­nez
Juan Pablo Montero
Marcelo Olivares
Fernando Ordóñez
Jorge Rivera
Richard Weber
Gestión
de operaciones
Andrés Weintraub
Guillermo Durán
Rafael Epstein
Daniel Espinoza
Marcel Goic
Ricardo Montoya
Andrés Musalem
Marcelo Olivares
Fernando Ordóñez
Ví­c tor Parada
Lorena Pradenas
Richard Weber
Guillermo Durán
Alejandro Jofré
Raúl Manasevich
Vladimir Marianov
Carlos Mora
Fernando Ordóñez
Richard Weber
www.isci.cl
Inteligencia
de negocios
Ví­c tor Parada
Sebastián Ríos
Juan Velásquez
Richard Weber
Recursos
renovables:
forestal y
acuicultura
Andrés Weintraub
Rafael Epstein
Juan Velásquez
Minería
Andrés Weintraub
Felipe Álvarez
Rafael Epstein
Daniel Espinoza
Alejandro Jofré
Transporte
Sergio Jara-Dí­az
Leonardo Basso
Juan Antonio Carrasco
Roberto Cominetti
Cristián Cortés
Antonio Gschwender
Francisco Martí­nez
Marcela Munizaga
Juan de Dios Ortúzar
Luis Rizzi
Alejandro Tudela