La pertinencia práctica de los temas de investigación respecto de las necesidades concretas de la sociedad en que el proyecto se encuentra inmerso, es uno de los principales valores que el Centro de Investigación en Ingeniería Matemática, CI²MA, de la Universidad de Concepción, busca impregnar en sus alumnos.

Este planteamiento quedó nuevamente demostrado, cuando este jueves, los alumnos Jorge Aguayo y Julio Careaga, presentaron y defendieron sus tesis de investigación para optar al título profesional de Ingeniero Civil Matemático.

El primero de ellos, bajo la guía del investigador del CI²MA Dr. Rodolfo Araya, presentó los resultados de su estudio “Un método estabilizado adaptativo para una Ecuación de Transporte”, que, en las palabras del propio alumno, “analiza la Ecuación de Reacción-Advección-Difusión, conocida también como Ecuación de Transporte debido a que su deducción se basa en modelos matemáticos del transporte de una propiedad dentro de un medio continuo, por ejemplo, la temperatura o concentración de un contaminante. Esta ecuación se presenta como uno de los casos más sencillos de analizar e implementar numéricamente mediante el Método de Elementos Finitos. Los esquemas tradicionales tienden a generar soluciones de mala calidad cuando se presentan capas límite, zonas del dominio donde la solución exacta o analítica posee cambios bruscos en su gradiente. Para ello, se diseñó un método estabilizado denominado RELP (Residual Local Projection) que permite obtener soluciones numéricas que aproximan de mejor forma la formación de capas límites”, explica.

El tesista agrega que “las aplicaciones de este nuevo esquema numérico son diversas, puesto que esta ecuación modela procesos de transferencia de calor y masa, por lo que se puede emplear en estudios de impacto ambiental, diseño industrial, entre otros”, detalla Aguayo, quien fue aprobado con la nota máxima y plantea que la meta en el mediano plazo es alcanzar el grado de Doctor. “Ahora, el propósito es prepararme un tiempo para el doctorado, tras un proceso de titulación que ha sido algo desgastante. Quiero seguir en investigación, en el tema de la modelación matemática, por ejemplo, analizando el caso no estacionario y su aplicabilidad a áreas como la geología y la geociencia, muy en concordancia con lo que está investigando el profesor Araya con uno de sus alumnos de doctorado”, destacó Aguayo. 

Por su parte el profesor guía, Dr. Rodolfo Araya, destacó la capacidad de autonomía en la labor investigativa que caracterizó el trabajo de Aguayo. “Él encontró soluciones creativas a las dificultadas con las que se encontró en la tesis, a través de papers que yo no conocía con algunos resultado estándar, que trabajaban de otra forma. La programación la hizo solo, de cero, bastante independiente, que es una característica que nos gustaría ver más en nuestros alumnos. Él es una persona que está bien preparada tanto para seguir en la Academia, como para partir al sector privado. Respecto de sus conclusiones, hay algunas líneas que hemos estado trabajando hace bastante tiempo, y es probable que su trabajo de origen a una publicación”, destacó el académico.

En segundo lugar, fue el turno del alumno Julio Careaga de dar a conocer los resultados de su estudio “Modelamiento matemático y simulación numérica de sedimentadores con área variable en plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS)”, quien también recibió la nota máxima por su investigación y presentación, de parte de la Comisión Evaluadora. Este estudio fue apoyado por el proyecto Fondecyt 1130154 de CONICYT.

“En la investigación, se presenta la comparación de dos métodos numéricos para la resolución de un problema de sedimentación no reactiva para plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS) con área de sección transversal variable. La comparación es motivada por la diferencia en la eficiencia de ambos métodos. Se presentan simulaciones para tanques con diferentes tipos de geometría y se comparan además las soluciones aproximadas obtenidas por ambos métodos y un estudio sobre la convergencia de ambos métodos. Además, se presenta un modelo reducido para el proceso de sedimentación reactiva tipo batch, se muestra un método numérico para la aproximación de la solución, involucra ingredientes desarrollados para el caso no reactivo. Se presentan simulaciones obtenidas a partir del método numérico propuesto bajo diferentes condiciones iniciales; test de Kynch, test de Diehl y test de lodos sobrecomprimidos. Y se muestra una breve comparación del comportamiento de la degradación del nitrato para las simulaciones obtenidas del test de Kynch y test de Dieh”, señaló Careaga, quien está a la espera de poder postular a financiamiento para realizar un doctorado en el Universidad de Lund, Suecia, bajo la guía del profesor Stefan Diehl. “Ésa es la meta por ahora, para poder trabajar en la misma área de sedimentación, generando líneas nuevas a partir de las conclusiones de la investigación, buscando extensiones como comparar el método con otros, en 2D o en 3D”, explica el nuevo ingeniero.

El profesor guía de su investigación, Dr. Raimund Bürger, destacó la capacidad investigativa de Careaga. “Julio ha trabajado de forma muy independiente y hemos tenido muy pocas reuniones de trabajo, lo que es un logro muy impresionante. Él colaboró con Camilo Mejías, y Julio fue capaz de simular escenarios, descubriendo pequeños errores en el código, por lo que resultó muy eficiente. Además, propuso cambios de parámetros a nuestros colaboradores internacionales. Esperamos que pueda ingresar al doctorado, abordando los resultados de sus publicaciones que, por ser completamente originales respecto de los métodos tradicionales, a nuestro juicio, merecen ser publicados. Además, los dos modelos que el abordó, pueden ser combinados, lo que sería un gran aporte, desde el punto de vista de aplicación, porque, en lo matemático, el desafío está en el desarrollo de métodos de simulación eficientes”, enfatizó el también subdirector de CI²MA.