Asociación para el Desarrollo Sostenible de la Región Caribe (ASIREA)

CARACTERÍSTICAS
Modalidad:
País:
Tipo:
Sector:
Fecha inicio y fin: Del al

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Fundación Plan 21

CARACTERÍSTICAS
Modalidad:
País:
Tipo:
Sector:
Fecha inicio y fin: Del al
Imagen por omisión
Dic 2018
Unidad Coordinadora

Geotráfico: visualización de las cizallas en Costa Rica(iReal 4.0)

Equipo de Trabajo

Nombre completo
Rol
Escuela
Jorge Mauricio Monge-Fallas
Coordinador
Matemática
Franklin Hernández-Castro
Investigador
Diseño Industrial
David Segura-Solís
Investigador
Diseño Industrial

La situación sismológica de Costa Rica es muy especial, en el mundo hay más de 50.000 kilómetros de zonas de subducción y solo el 2% tiene la particularidad de no ser submarinas. Costa Rica cuenta con dos penínsulas que se asientan en zonas con esas características.

Por esta razón el territorio nacional está en continuo movimiento de forma heterogénea con varias áreas de movimiento con dinámicas muy distintas. Las zonas límite entre estas áreas son las zonas de cizalla, y dan origen a gran cantidad de terremotos de origen local. La cizalla es el efecto de corte que hace que las dos partes separadas por el esfuerzo se deslicen una respecto a la otra. Su efecto es la generación de fallas.

El Ovsicori (Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica) cuenta actualmente con 85 estaciones de monitoreo, ubicadas a lo largo de todo el territorio nacional que permiten tener un monitoreo constante del movimiento del territorio.

Este proyecto pretende, visualizar por primera vez, un año de movimientos de la superficie del país, mostrando de forma de animación cuáles áreas están en contacto con cuáles otras y qué potencial de peligro puede desarrollarse. Este tipo de visualización con animación en el tiempo no existe en el país y ayudará a la comprensión de la compleja mecánica sísmica.

Visualizar el movimiento en todo el territorio nacional por un intervalo de un año, con el fin de ver, no sólo lo que sucede en el enclave Placa del Coco, Caribe y el bloque de Panamá, sino en todo el país.

Contacto

Imagen por omisión
Dic 2018
Unidad Coordinadora

Geotráfico: visualización de las cizallas en Costa Rica(iReal 4.0)

Equipo de Trabajo

Nombre completo
Rol
Escuela
Jorge Mauricio Monge-Fallas
Coordinador
Matemática
Franklin Hernández-Castro
Investigador
Diseño Industrial
David Segura-Solís
Investigador
Diseño Industrial

La situación sismológica de Costa Rica es muy especial, en el mundo hay más de 50.000 kilómetros de zonas de subducción y solo el 2% tiene la particularidad de no ser submarinas. Costa Rica cuenta con dos penínsulas que se asientan en zonas con esas características.

Por esta razón el territorio nacional está en continuo movimiento de forma heterogénea con varias áreas de movimiento con dinámicas muy distintas. Las zonas límite entre estas áreas son las zonas de cizalla, y dan origen a gran cantidad de terremotos de origen local. La cizalla es el efecto de corte que hace que las dos partes separadas por el esfuerzo se deslicen una respecto a la otra. Su efecto es la generación de fallas.

El Ovsicori (Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica) cuenta actualmente con 85 estaciones de monitoreo, ubicadas a lo largo de todo el territorio nacional que permiten tener un monitoreo constante del movimiento del territorio.

Este proyecto pretende, visualizar por primera vez, un año de movimientos de la superficie del país, mostrando de forma de animación cuáles áreas están en contacto con cuáles otras y qué potencial de peligro puede desarrollarse. Este tipo de visualización con animación en el tiempo no existe en el país y ayudará a la comprensión de la compleja mecánica sísmica.

Visualizar el movimiento en todo el territorio nacional por un intervalo de un año, con el fin de ver, no sólo lo que sucede en el enclave Placa del Coco, Caribe y el bloque de Panamá, sino en todo el país.

Contacto

Imagen con fines ilustrativos
Dic 2011
Unidad Coordinadora

Metodos iterativos para sistemas lineales

Equipo de Trabajo

Nombre completo
Rol
Escuela
Geovanni Figueroa Mata
Coordinador
Matemática
Luis Ernesto Carrera Retana
Investigador
Matemática

El poder de cálculo incorporado en las unidades de procesamiento gráfico (GPU's) de las nuevas tarjetas de video Nvidia ha permitido aplicar el procesamiento en paralelo a la solución de problemas que requieren de una gran cantidad de cálculoS y que no están ligados al ambiente gráfico,  para el cual fueron originalmente creadas.  En este proyecto se pretende aplicar esta tecnología a la solución de sistemas lineales mediante métodos interativos.

El paradigma de programación CUDA es una tecnología que resulta muy eficiente al resolver problemas en los cuales se requieren realizar muchas tareas independientes sobre una gran cantidad de datos. En general los métodos iterativos son eficientes para resolver sistemas de ecuaciones lineales de gran tamaño. Para los métodos estudiados se diseñaron e implementaron versiones en paralelo usando los paradigmas CUDA y OpenMP con éxito. Aunque CUDA es una herramienta muy poderosa no es aplicable de forma eficiente a cualquier tipo de problema, esta especialmente diseñada para ejecutar muchas tareas independientes sobre grandes cantidades de datos. 

En los casos en que el método de Gauss-Seidel convergía más rápido que el método del gradiente conjugado, el método del gradiente conjugado convergía aun así con bastante rapidez. La eficiencia de CUDA se ve mermada cuando se hacen accesos a la memoria global, pareciera que esto se presenta sobre todo cuando se realiza una operación de escritura. Esto es un punto muy importante al diseñar algoritmos para esta arquitectura. De las pruebas realizadas con OpenMP (cuadro 4.3) el tiempo de ejecución no mejora significativamente después de que se utilizan más de 5 procesadores. El desempeño de OpenMP mejora significativamente conforme el tamaño de la matriz aumenta (cuadro 4.4). Esto se debe a que el tiempo que se pierde en el proceso de dividir el trabajo se recupera por la mayor cantidad del mismo. De las pruebas realizadas pareciera que OpenMP es más eficiente que CUDA en matrices “grandes”, creemos que la razón de esto es una combinación de lo que se acotaba en el ítem anterior y de que muchos accesos (escritura) a memoria global reducen el desempeño de CUDA. En algunos casos sobre todo para matrices muy grandes por encima de los sesenta millones de entradas creemos que se puede mejorar la convergencia aplicando alguna técnica de precondicionamiento, incluso en aquellos casos en los que no se logro la convergencia, por ejemplo con el método de GaussSeidel (cuadro 4.4 y 4.5), una técnica de estas podría ayudar. 

Diseñar e implementar un método en paralelo para la solución de sistemas de ecuaciones lineales.  

  1. Investigar sobre la existencias de métodos iterativos para la solución de sistemas lineales.  
  2. Analizar cuál de los métodos iterativos analizados es susceptible de ser paralelizado. 
  3. Diseñar un algoritmo paralelo para dicho método iterativo.  
  4. Implementar usando programación paralela dicho algoritmo.  
  5. Probar y depurar el algoritmo desarrollado sobre algunos sistemas lineales. 
Imagen con fines ilustrativos
Dic 2011
Unidad Coordinadora

Evaluación de los aprendizajes en la educación media: características técnicas de las pruebas escritas en matemática

Equipo de Trabajo

Nombre completo
Rol
Escuela
Luis Gerardo Meza Cascante
Coordinador
Matemática
María Gabriela Roldán Villalobos
Investigadora
Matemática
Evelyn Agüero Calvo
Investigadora
Matemática

La investigación asumió como objetivo general “Determinar la calidad técnica de las pruebas escritas en matemática aplicadas en la educación secundaria de los colegios del Cantón Central de Cartago”. Se trata de una investigación cuantitativa realizada a partir de la recolección de pruebas escritas de matemática aplicadas en los colegios participantes. 

Como parámetros para la evaluación se utilizaron los establecidos en el documento “La prueba escrita” por ser el documento oficial del Ministerio de Educación Pública (MEP) en la materia. La pretensión original de realizar una tarea similar con base en planteamientos teóricos, resultó innecesaria por cuanto las directrices del MEP encajan perfectamente en el marco teórico asumido para ese propósito.

Los hallazgos indican que existe, en términos generales, un alto grado de cumplimiento de las directrices emitidas por el MEP para la formulación de las pruebas. Una situación similar se presenta con algunas de las directrices establecidas para el diseño de los ítems, mas también se detectaron algunas donde el cumplimiento no es satisfactorio. 

La investigación permitió constatar la existencia de pruebas que incluyen ítems de respuesta objetiva valorados con un punto y otros de desarrollo, con el mismo grado de dificultad o menor, con puntajes superiores. Además, también se encontraron conjuntos de ítems que en la misma prueba evalúan esencialmente el mismo conocimiento, situación que puede afectar negativamente al estudiante porque al fallar en ese conocimiento particular resulta castigado reiteradamente. ítems con serios problemas de contenido matemático o de redacción también fueron detectados en la investigación. Se obtuvieron las siguientes conclusiones: 

  1. Hay un alto porcentaje de cumplimiento de las directrices emitidas por el MEP para la elaboración de las pruebas escritas, tanto en los aspectos formales como en la construcción de los ítems. 

  2. Los ítems de "Selección única "y los de "Respuesta corta "son los más utilizados en la modalidad de ítemes objetivos. Los otros tipos de ítems permitidos por los lineamientos del MEP, muestran una presencia muy poco significativa en comparación con estas dos opciones. 

  3. La "Resolución de ejercicios "y la "Resolución de problemas "son los ítemes de desarrollo más utilizados, aunque la segunda opción en menor cantidad que la primera. 

  4. Los ítemes de "Selección única "cumplen satisfactoriamente todos los criterios, salvo el referente a la homogeneidad de las opciones. No obstante, se encontraron ítems de esta modalidad con errores de contenido matemático. 

  5. Las pruebas incluyen ítems de "Selección única "o de "Respuesta corta", que deben tener una asignación de un punto, por así disponerlo las directrices del MEP, con similar dificultad que ítems de desarrollo con puntajes superiores. Este hallazgo revela una seria deficiencia en el diseño de las pruebas. 

  6. Existe un uso camuflado de ítems de "Falso o Verdadero ", los que no están autorizados por las directrices del MEP.

  7. Algunas pruebas evalúan reiteradamente el mismo conocimiento, lo que atenta contra la validez y la confiabilidad de los exámenes como instrumentos de medida. 

Determinar la calidad técnica de las pruebas escritas en matemática aplicadas en la educación secundaria de los colegios del Cantón Central de Cartago

  1. Establecer el nivel de aplicación de las directrices establecidas por el MEP para el diseño de pruebas.
  2. Identificar el nivel de aplicación de los lineamientos teóricos en el diseño de las pruebas.
  3. Establecer el nivel aplicación de las directrices establecidas por el MEP para el diseño de ítemes en matemática.
  4. Identificar el nivel de aplicación de los lineamientos teóricos en el diseño de los ítemes en matemática.
Imagen con fines ilustrativos
Dic 2011
Unidad Coordinadora

Análisis de Componentes Principales en paralelo 1

Equipo de Trabajo

Nombre completo
Rol
Escuela
Geovanni Figueroa Mata
Coodinador
Matemática
Alejandra Jiménez Romero
Investigadora
Matemática
Luis Ernesto Carrera Retana
Investigador
Matemática

La computación paralela es una técnica de programación en la que muchas instrucciones se ejecutan simultáneamente. Se basa en el principio de que los problemas grandes se pueden dividir en partes más pequeñas que pueden resolverse de forma paralela. En los últimos años el interés en ella ha aumentado y se ha convertido en el paradigma dominante en la arquitectura de computadores, principalmente en los procesadores multinúcleo. 

Por otro lado, el Análisis de Componentes Principales (ACP) es una técnica multivariable utilizada para reducir la dimensionalidad de un conjunto de datos cuantitativos. Su objetivo es extraer la información importante de una tabla de datos y representarla mediante nuevas variables ortogonales, llamadas componentes principales, a fin de hallar la relación entre las variables originales y los individuos en estudio. 

En este proyecto se desarrolla una implementación mediante computación paralela para realizar el ACP a tablas de datos de gran tamaño.

Diseñar e implementar algoritmos en paralelo que realicen el análisis de componentes principales a grandes cantidades de datos, mediante programación en paralelo, tanto de CPU’s como de GPU’s.

  1. Diseño e implementación en paralelo del cálculo de la matriz de covarianzas y/o correlaciones.
  2. Diseño e implementación en paralelo del producto de matrices.
  3. Diseño e implementación de cálculo numérico de valores propios y de vectores propios para una matriz simétrica definida positiva.
  4. Diseño e implementación de la técnica de análisis de componentes principales.
  5. Representación gráfica de la solución de análisis de componentes principales.
Imagen con fines ilustrativos
Dic 2011
Unidad Coordinadora

El teorema de representación de Gromov. (La Representación Lineal de Gromov)

Equipo de Trabajo

Nombre completo
Rol
Escuela
José Bernardino Rosales Ortega
Coordinador
Matemática

En este apartado desarrollaremos algunos de los conceptos básicos que serán usados en la parte principal del proyecto. La mayoría de resultados, sobre acciones de tipo tame, se pueden encontrar en el muy interesante libro. Los resultados básicos que se necesitan tienen que ver con acciones de grupos sobre variedades. De hecho, toda mi labor en los últimos años ha girado en torno a las acciones de grupos sobre variedades pseudo-Riemannianas. 

En este estudio nos hemos visto en la necesidad de amalgamar una gran cantidad de teorías matemáticas las cuales por sí mismas son importantes, y algunas de ellas algo complicadas. En este sentido nuestro proyecto integra áreas como el análisis, el álgebra y la geometría, para citar los más relevantes. Nos interesa, del análisis, que nuestras medidas sean ergódicas, y es por eso que la primera sección se basa en generalidades sobre acciones ergódicas y acciones de tipo tame.

Este último tipo de acción ha sido popularizada por Zimmer. Otro tipo de acciones que usaremos son las llamadas acciones algebraicas. Este tipo de acciones pertenecen al área de la geometría algebraica. Por eso en la segunda sección damos los elementos básicos sobre conjuntos algebraicos y la llamada topología Zariski. En las dos secciones anteriores todo lo expuesto es conocido, es decir aparece en algún libro o en algún artículo. 

Sin embargo, en la sección tercera hablamos del famoso teorema de Densidad de Borel, y por primera vez enunciamos y probamos un nuevo teorema. Este nuevo teorema viene siendo la versión semisimple del teorema de Densidad de Borel. Al mismo tiempo usamos esta nueva versión para calcular la envoltura algebraica, un concepto el cual fue inventado por Zimmer, y calculamos tal envoltura algebraica en un caso muy particular y del cual haremos uso posteriormente. En la última sección, antes de probar el resultado principal del proyecto, enunciamos, sin prueba, el teorema del centralizador de Gromov. Se hace la advertencia que tal teorema implica varios puntos pero que sólo hemos puesto el que nos interesa para nuestra labor. 

El proyecto en cuestión sirvió de plataforma para lograr una aplicación inmediata del celebrado teorema del centralizador de Gromov. Cabe señalar que se logró poner tal resultado en un contexto más general que lo encontrado en la literatura, a saber el contexto de grupos de Lie semisimples y acciones algebraicas. Se cumplieron los objetivos, tanto generales como específicos que se apuntaron en el inicio del proyecto. Dos aspectos importantes a señalar en esta parte tienen que ver con la bibliografía y el tiempo en ejecutar el proyecto. En primer lugar, quiero defender la compra de libros y artículos en el ´área de matemáticas y física teórica, ya que no tenemos en nuestra biblioteca del ITCR los libros para iniciarse en los orfrm[o]–genes de casi cualquier área de la matemática, y mucho menos revistas. Tampoco contamos con grupos amplios o al menos reducidos de investigadores con los cuales interactuar.

Considerar técnicas provenientes de diversas aéreas de la matemática, tales como el análisis, el algebra y la geometría, para dar una prueba de una versión semisimple de la llamada representación integral de Gromov.

 

  1. Establecer algunos resultados relativos al espacio cubriente de la variedad M y del grupo fundamental, π1(M). 
  2. Establecer una equivalencia entre el haz lineal asociado al espacio tangente a las órbitas y cierto espacio producto.