Núcleo de Investigación Sistemas Complejos en Ciencia e Ingeniería

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Núcleo de Investigación No.2

Sistemas Complejos en Ciencia e Ingeniería


 

Académico Responsable

Sergio Esteban Curilef Huichalafscurilef@ucn.cl, Departamento de Física / Facultad de Ciencias, UCN


Académicos participantes

Francisco Alejandro Calderón Maldonadofcalderon@ucn.cl, Departamento de Física / Facultad de Ciencias, UCN

 Jorge Andrés Littin Curinaojlittin@ucn.cl, Departamento de Matemática / Facultad de Ciencias, UCN

Victor Manuel Flores Fonsecavflores@ucn.cl, Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación / Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas, UCN

Carlos Calderón Carvajalccalderon@ucn.cl, Escuela de Psicología / Facultad de Humanidades, UCN


Colaboradores

Diego González Díaz, diego.gonzalez@ucn.cl, Banco Itaú-Corpbanca, Santiago, Chile

Angel Ricardo Plastino, arplastino@unnoba.edu.ar, Universidad Nacional del Noroeste de la Provinia de Buenos Aires, Argentina


Estudiantes

Catalina Araya Ramírez (Licenciatura en física c/m astronomía)

Benny Nogales Flores (Maestría científica en ciencias físicas UMSS / en colaboración con Magíster en ciencias con mención en física UCN)

(Otros en etapa de selección)


Objetivo General

Proponer modelos teórico-numéricos para el estudio de sistemas complejos en la ciencia y la ingeniería, y promover su aplicación práctica en el área.


Aporte al Plan de Desarrollo Institucional

El núcleo se enmarca, según su alcance interdisciplinar, en el Plan de desarrollo institucional (PDI) que en su definición de valores institucionales destaca específicamente: “la indagación de la Verdad, se construye a partir de aportes de las distintas disciplinas (interdisciplinariedad)”. Por otra parte, este tipo de iniciativas aporta a los logros de los objetivos del eje Investigación, considerando que provee oportunidades de mejoras en cuanto a la productividad en investigación científica, tanto básica como aplicada, y en la transferencia tecnológica.
El objetivo central del Eje de Investigación es: “Alcanzar una posición de liderazgo en la categoría de universidades docentes con investigación focalizada en cuanto a investigación científica básica, aplicada y de transferencia tecnológica”. A través de los objetivos específicos se espera aportar al logro del objetivo central, de los cuales el PDI resalta en pag.60 su objetivo de “Consolidar núcleos de investigación disciplinarios, multidisciplinarios o interdisciplinarios”. Por lo tanto, la creación del núcleo Sistemas complejos en ciencia e ingeniería está alineado con el PDI.


Publicaciones

  • S Curilef, D González, C Calderón,
    Analyzing the 2019 Chilean social outbreak: modeling Latin American economies“,
    Plos One (2021) 16(8): e0256037 DOI: 10.1371/journal.pone.0256037
  • M P Escobar1, R A Zarate, F A Calderon, S Curilef,
    Simple experimental determination of the Boltzmann constant using a volatile liquid“,
    European Journal of Physics 42, 065102 (2021) DOI: 10.1088/1361-6404/ac18b3

Proyectos de Investigación

DGPRE. N° 109/2021 “Modelo predictivo de retención-deserción estudiantil basado en herramientas teóricas cuantitativas.”

Resumen del Proyecto
En esta propuesta se propone un modelo cuantitativo-predictivo para la retención estudiantil de la UCN, basado en datos del programa de Licenciatura en física con mención en astronomía y las otras carreras de la facultad de ciencias. Con el uso de herramientas de la física estadística y del álgebra lineal se evaluará en que medida intervienen factores relevantes internos, como calificaciones por asignatura, y factores externos, como procedencia, nivel socio económico y cultural y otros datos que la UCN dispone para descubrir su incidencia en el rendimiento académico. Se puede trabajar con datos de un año para predecir el año siguiente y luego mejorar la predictibilidad usando intervalos de más años para predecir lo que viene. Los resultados esperan dar información relevante de acuerdo a los datos disponibles sobre la probabilidad de que cada estudiante deserte o no. Este modelo podría apoyar las decisiones institucionales con respecto de las medidas precisas y personalizadas que pueden ser aplicadas a estudiantes según su propia realidad. Después de afinar correctamente la herramienta, se puede aplicar al resto de las carreras de la UCN. Se espera que el modelo sea lo suficientemente robusto y confiable para ser un aporte al mejoramiento de las políticas institucionales de retención.

 

ANID/MEC80190056 “Dinámica de Fokker-Planck no-lineal y física de la información”

Resumen del Proyecto

En los últimos años se ha realizado un progreso notable, tanto a nivel teórico como a nivel experimental, en la aplicación de ecuaciones de Fokker-Planck no lineales, y de su conexión con medidas de información no-aditivas basadas en leyes de potencia, al estudio de sistemas complejos consituidos por partículas o agentes interactuantes. Estas ecuaciones de evolución no lineales proveen descripciones efectivas, y modelos tratables en forma analítica (o semi-analítica), que esclarecen aspectos de la dinámica de diversos sistemas y procesos en física y en otras áreas. Podemos mencionar, por ejemplo, aplicaciones recientes a sistemas de vórtices en superconductores de tipo-II, a la dinámica de medios granulares y a sistemas con fuerzas rotacionales (“curl forces”). Variantes o extensiones de la dinámica de Fokker-Planck no-lineal también han dado lugar a aplicaciones interesantes. Podemos mencionar, por ejemplo, la ecuación de Kramers no-lineal, que ha sido aplicada al análisis del comportamiento difusivo del micro-organismo Hydra viridissima. Las ecuaciones de Fokker-Planck no-lineales gobiernan la evolución de una densidad dependiente del tiempo, y contienen un término de difusión no-lineal que involucra una potencia de dicha densidad. Los procesos de difusión no-linal son relevantes en muchos contextos, incluyendo, entre otros, la difusión espacial de poblaciones biológicas. La difusión no-lineal también tiene aplicaciones tecnológicas, por ejemplo, a los procesos de intercambio de iones en vidrio para la fabricación de guías de onda ópticas.