Matemáticas avanzadas para una mejor sociedad

El Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile desarrolla investigación aplicada para la resolución de diversas problemáticas provenientes de otras ciencias, de la industria y de las políticas públicas.

Matemáticas | Excelencia | Aplicaciones | Impacto

El CMM, inaugurado en el año 2000, es hoy la institución de investigación científica más activa en modelación matemática en Latinoamérica. Es un centro de excelencia de ANID, ubicado en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile y que hoy integra a otras ocho universidades asociadas. Su misión es crear matemáticas para dar respuesta a problemas de otras ciencias, la industria y las políticas públicas. Busca desarrollar ciencia con los más altos estándares, excelencia y rigurosidad.

Las líneas estratégicas del CMM se enfocan en Ciencia de datos; Clima y biodiversidad; Educación matemática; Minería Digital; Redes Sostenibles para Energía y Asignación de Recursos; y Salud Digital.

El uso de modelos matemáticos, métodos innovadores y computación de alto rendimiento en estas áreas permite solucionar problemas, optimizar procesos, aprovechar oportunidades y apoyar con herramientas científicas la toma de decisiones en los principales sectores productivos y de políticas públicas del país.

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CMM Minería Digital

Este grupo desarrolla matemáticas para entender fenómenos complejos en la industria minera, proporcionando gemelos digitales, modelos y algoritmos para apoyar la toma de decisiones. Se enfoca en la simulación de riesgos geomecánicos, análisis de procesos mineros y desarrollo de herramientas matemáticas para geomática e imágenes satelitales.
Enfrentamos los desafíos de la minería moderna mediante el desarrollo de modelos y algoritmos avanzados, en alianza con actores clave de la industria y proveedores tecnológicos, para abordar áreas estratégicas tales como:

  • Simulación de riesgos geomecánicos: Modelamos, predecimos y controlamos riesgos geomecánicos y sismicidad en minería subterránea tipo block-caving para mejorar la seguridad y viabilidad económica.
  • Simulación de procesos en plantas: Simulamos operaciones en plantas de procesamiento mineral, incluyendo espesadores, filtros y flotación, así como la dinámica de contaminantes en procesos de lixiviación.
  • Monitoreo remoto con imágenes satelitales: Aplicamos herramientas matemáticas y geomática para monitorear la actividad minera con imágenes satelitales, evaluando impactos y reforzando la seguridad.
  • Análisis de estabilidad de infraestructuras: Evaluamos la estabilidad física de infraestructuras críticas como rajos, depósitos de relaves y botaderos. 

Estos desarrollos se apoyan en fundamentos matemáticos robustos, que incluyen ecuaciones diferenciales, problemas inversos, estadística, algoritmos estocásticos, aprendizaje automático, procesamiento de señales e imágenes, e inteligencia artificial. 

Proyectos CMM Minería

Monitoreo de rajo y otras infraestructuras críticas

  • Mapas de deformación (INSAR). 
  • Generación de mapas de riesgo con uso de informa ción satelital, datos in-situ e inteligencia artificial. 
Proyectos CMM Minería

Monitoreo de depósitos de relaves

  • Análisis de deformación con INSAR.
  • Procesamiento series de tiempo de velocidad y deformación.
  • Indicadores de riesgo de estabilidad física.
Proyectos CMM Minería

Análisis satelital en minería 

  • Análisis de recursos hídricos y de la dinámica de cuerpos de agua y humedad en depósitos de relave.
  • Análisis de distribución de temperatura y estimación de evaporación potencial en cuerpos de agua.
  • Impacto de la actividad minera en los ecosistemas que los rodean.
  • Análisis interferométrico en zonas de interés.
Proyectos CMM Minería

Dinámica de fracturas y análisis de riesgo en minería subterránea

  • Modelamiento de la dinámica de fracturas.
  • Análisis del daño y efectos del fracturamiento hidráulico.
  • Efectos de la microsismicidad en minería subterránea.
Proyectos CMM Minería

Análisis de ecosistemas altoandinos y seguimiento de salares

  • Monitoreo satelital de variables críticas en los ecosistemas.
  • Construcción de líneas base ecosistémicas.
  • Monitoreo satelital de deformaciones superficiales (INSAR).
  • Modelamiento hidrogeológico en acuíferos subterráneos.
  • Trabajo en salares de Ollagüe y Ascotán, financiado por La Unión Europea y el programa ADELANTE 2, a través de la Agencia Chilena de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AGCID).
Proyectos CMM Minería

Análisis de ecosistemas altoandinos y seguimiento de salares

  • Monitoreo satelital de variables críticas en los ecosistemas.
  • Construcción de líneas base ecosistémicas.
  • Monitoreo satelital de deformaciones superficiales (INSAR).
  • Modelamiento hidrogeológico en acuíferos subterráneos.
  • Trabajo en Salar La Isla, financiado por ERAMET (Francia).

Contacto

Jaime Ortega
Investigador Principal CMM
jortega (at) dim.uchile.cl

Contacto

Alejandro Jofré
Investigador Asociado CMM
ajofre (at) uchile.cl

CMM Ciencia de Datos

Esta línea se enfoca en diseñar e implementar soluciones para problemas complejos de datos, contribuyendo al análisis, la toma de decisiones y la mejora de procesos en áreas como bio y astroinformática, marketing, finanzas, seguridad, retail, transformación digital y procesamiento de audio, imágenes y lenguaje natural.

Ofrece soluciones integrales desde la adquisición y curación de datos hasta el modelado y desarrollo de software con computación de alto rendimiento, combinando la experiencia de matemáticos, informáticos e ingenieros con expertos en áreas específicas.

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Joaquín Fontbona
Investigador Asociado CMM
fontbona (at) dim.uchile.cl
Caso de éxito

Tomografía Sísmica Pasiva

Desarrollamos un sistema de imagenología sísmica 4D para monitorear macizos rocosos en minería subterránea. Utiliza inteligencia artificial para procesar registros sísmicos en tiempo real, creando una imagen 3D del medio de propagación (Velocidad P y S) y localizando fuentes sísmicas con precisión. Proporciona información dinámica sobre la respuesta del macizo a operaciones mineras, permitiendo decisiones seguras y eficientes, a un costo accesible incluso para pequeñas y medianas empresas mineras.

CMM Redes Sostenibles para Energía y Asignación de Recursos

Esta línea se enfoca en el diseño de estrategias óptimas para la asignación de recursos en escenarios con restricciones económicas. Abarcan una pluralidad de problemas que van desde la ubicación de sensores para prevenir desastres y el manejo de recursos humanos hasta la localización de escuelas, la eficiencia energética, la producción sustentable.

Contacto

Iván Rapaport
Investigador Principal CMM
rapaport (at) dim.uchile.cl

CopernicusLAC Chile - Centro Regional Copernicus para América Latina y el Caribe

Proyecto financiado por la Unión Europea y la U. de Chile, y ejecutado por el CMM. Opera como un centro dedicado al almacenamiento, procesamiento, distribución de datos satelitales del Programa Copernicus y la prestación de servicios de interés regional en beneficio de todos los países de América Latina y el Caribe (LAC).
CopernicusLAC Chile prestará servicios de almacenamiento, procesamiento y distribución de datos satelitales para la región en las áreas de uso y cobertura de suelo, áreas urbanas y océanos y costas, lo que incluye la coordinación de datos in situ, es decir, aquellos que provienen de estaciones meteorológicas terrestres, boyas oceánicas y redes de seguimiento de la calidad del aire, entre otros.

Contacto

Verónica Lecaros
vlecaros (a) cmm.uchile.cl

En línea

www.copernicuslac-chile.eu

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@copernicuslacchile

NLHPC - Laboratorio Nacional de Computación de Alto Rendimiento

Es el centro nacional de supercomputación en Chile. Estamos especializados en computación de altas prestaciones (HPC) y gestionamos Guacolda-Leftraru Epu, el supercomputador más potente de Chile y uno de los más poderosos en Sudamérica.

El NLHPC está al servicio de la comunidad científica nacional, del Estado y de la industria que requieran servicios de HPC, con objeto de mejorar su productividad y posicionamiento a nivel internacional. Tiene como misión satisfacer la demanda científica nacional de computación de alto rendimiento, ofreciendo servicios de alta calidad y promoviendo su uso en las problemáticas de investigación tanto básica como también aplicada.

Contacto

Pedro Schurmann
Director de Proyectos Senior
pschurmann (at) nlhpc.cl

En línea

www.nlhpc.cl
Caso de éxito

Simulación de operación de Block Caving mediante el uso de elementos discretos (DEM)

JRI Ingeniería está proponiendo a la industria minera un quiebre tecnológico para la operación de la gran minería en Chile. El desarrollo corresponde a un método de extracción minera subterránea denominado Wasteless Mining (WLM), el cual propone que la disposición de los relaves sea en las mismas oquedades que se forman en el proceso de Block o Panel Caving.
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Este proceso trae ventajas ambientales muy relevantes, siendo la principal el prescindir de un depósito de relaves fuera de la mina, ya que los relaves se devuelven a la misma de manera segura y rentable. Sin embargo, el método trae consigo un riesgo operacional relevante relacionado con la dilusión del material (que se mezcle el mineral con el relave), lo que podría mermar el negocio. Es por eso que la operación debe ser muy bien planificada, con un buen control de posición de los relaves mediante mediciones y simulaciones computacionales.

Para lo anterior, es necesario desarrollar un modelo matemático que permita predecir la frontera entre el mineral (valioso) del relave. En este caso, se utilizó el método de elementos discretos (DEM), el cual es muy simple y representativo de la realidad; sin embargo, la gran desventaja del mismo es la exigencia computacional necesaria para el cálculo. De ahí nace la necesidad de contar con la participación del NLHPC, donde se solicitó el apoyo en la configuración de los modelos (desarrollados en YADE) para correr el clúster y tiempo de procesamiento para validar los modelos a mayor escala.

Conozca los Servicios para la Industria NLHPC.

El Centro de Modelamiento Matemático (CMM) es un centro científico nacional líder en investigación y aplicaciones de las matemáticas. Su objetivo es crear nuevas matemáticas y utilizarlas para resolver problemas procedentes de otras ciencias, la industria y las políticas públicas.

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infocmm@cmm.uchile.cl

+56 2 2978 4870

Avenida Beauchef 851,
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Santiago, Chile

Proyecto Basal ANID FB210005