En el marco del proyecto FONDECYT 1241030, el objetivo principal de esta tesis es investigar numérica y experimentalmente el proceso de co-combustión de amoniaco con carbón en un reactor de medio poroso híbrido (HFC), compuesto por esferas de alúmina. Experimentalmente, se implementó un reactor cilíndrico tipo batch utilizando carbón base (BLC) y/o carbón bajo azufre (LSC). En la zona de reacción se evaluaron comparativamente tres configuraciones con carbón: BLC, LSC y BLC+LSC (50 % BLC/50 % LSC en volumen); y tres configuraciones con HFC: 70 % BLC/30 % alúmina, 70 % LSC/30 % alúmina y 35 % BLC/35 % LSC/30 % alúmina. Todas estas configuraciones usaron la premezcla NH₃ y aire a φ = 0.9. Los resultados experimentales muestran que las configuraciones con HFC aumentan la temperatura del lecho y reducen sistemáticamente las emisiones de NOₓ y CO respecto de los casos con carbón. La mezcla BLC+LSC presentó la mayor temperatura; HFC (70 % LSC) alcanzó la mayor temperatura entre los casos híbridos, y HFC (70 % BLC) mostró el mejor desempeño conjunto al combinar alto consumo de carbón y menores emisiones. Adicionalmente, se propuso un modelo CFD en ANSYS Fluent 2024 R2, basado en un enfoque de medio poroso equivalente considerando carbón en la zona de reacción. Los primeros resultados numéricos muestran un buen contraste del perfil térmico del reactor, aunque las emisiones solo son descritas correctamente de forma cualitativa. Los estudios paramétricos evidenciaron la relevancia de la relación de equivalencia y la velocidad de filtración en el proceso de co-combustión. Finalmente, los resultados demuestran la factibilidad técnica, a escala de laboratorio y bajo operación tipo batch, del proceso de co-combustión NH₃–carbón en un reactor de medio poroso híbrido, proponiéndose un modelo matemático como herramienta para el desarrollo posterior de esta línea de investigación.

En Chile la producción intensiva de salmón del Atlántico impacta negativamente el sistema inmune de los peces y aumenta la vulnerabilidad a infecciones como la Piscirickettsiosis. Esta enfermedad bacteriana alcanza mortalidades cercanas al 50 % y genera pérdidas de aproximadamente USD 700 millones anuales. Pese a invertir más de USD 200 millones en antibióticos y vacunas, el 90 % de las 400 t de antimicrobianos utilizados en la acuicultura chilena, se destinan a esta enfermedad sin lograr un control efectivo, lo que evidencia la necesidad de alternativas más sostenibles. En este contexto, los péptidos antimicrobianos (AMPs) surgen como candidatos prometedores debido a su acción directa sobre patógenos y su capacidad inmunomoduladora, aunque su uso práctico ha sido limitado por problemas de estabilidad y susceptibilidad a degradación. El objetivo de esta tesis fue desarrollar cuerpos de inclusión (IBs) basados en AMPs como plataforma inmunoestimulante frente a la Piscirickettsia salmonis en salmón del Atlántico. La metodología contempló la producción de estos IBs empleando la cepa E. coli BL21 pLysS, los cuales se purificaron mediante lavados con soluciones enzimáticas y tampones de lisis, se cuantificaron mediante Western blot, y se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM). Se llevaron a cabo análisis de toxicidad e internalización en células RTS-11, para luego evaluar el potencial de los IBs para estimular el sistema inmune, mediante ensayos de expresión de genes asociados a la respuesta inflamatoria (il-8, il-10, il-1β, tnf-α, iNOS) tanto en células (dosis 5-20 µg/mL) como en peces (dosis 5 mg/kg). Así mismo se llevaron a cabo ensayos de infección in vitro con P. salmonis, y pruebas de actividad antimicrobiana frente a P. salmonis. De forma complementaria se comparó la producción de IBs de la citocina modelo IL-1β en matraz y biorreactor para evaluar escalabilidad. Los AMPs se produjeron exitosamente en forma de IBs, representaron aproximadamente el 70 % del total de proteínas a las 5 h de producción, y el rendimiento superó los 30 mg/L, a las 3 h. Asimismo, los IBs demostraron ser estables frente a condiciones térmicas y de pH gastrointestinal simulado. El modelo complementario de escalamiento en biorreactor fue satisfactorio, obteniendo aproximadamente el doble de rendimiento respecto al matraz. Los IBs demostraron citoxicidad menor al 10 % en el modelo celular, y modularon la expresión de citocinas pro y antiinflamatorias (il-8, il-10 e il-1β), sugiriendo un perfil regulador a las 12 h postratamiento. Durante los ensayos in vivo, se incrementó la expresión del gen il-1β a las 6 y 12 h para catelicidina y hepcidina respectivamente. En células infectadas no hubo modulación significativa de la respuesta génica, no obstante, la exposición directa de P. salmonis a los IBs redujo su supervivencia en al menos un 50 %, hasta los 12 días. Finalmente, los ensayos in vitro sugieren(...).

En esta tesis se aborda el control secundario distribuido basado en MPC para microrredes. Una microrred es un sistema de distribución eléctrica descentralizado que integra unidades de generación distribuida (DERs), sistemas de almacenamiento de energía y carga. Los DER son sistemas de generación eléctrica de pequeña escala, conectados a la red de distribución y localizados próximos al punto de consumo. Específicamente, los DERs con interfaz de inversor están construidos modularmente, compuestos por una fuente primaria de energía, un convertidor, una etapa de filtrado y una impedancia que se conecta al punto de acoplamiento de la microrred. En este contexto, el sistema de control de la microrred se diseña con un enfoque jerárquico, siguiendo la estructura tradicional en el control de microrredes. Las capas de control consideradas en esta tesis son el control de nivel cero, el control primario y el control secundario. El control de nivel cero es la capa más interna del sistema jerárquico y tiene como objetivo regular la corriente y la tensión en cada recurso energético distribuido (DER). El control primario tiene como objetivo estabilizar la operación de cada DER ante cambios de la carga o topológicos de la red, estableciendo un punto de operación de voltaje y frecuencia, mientras que el control secundario tiene como objetivo establecer una referencia de voltaje y frecuencia para lograr una adecuada distribución de potencia activa y reactiva. El desarrollo principal de este trabajo corresponde a una estrategia de control MPC aplicada al control secundario distribuido en microrredes, considerando una impedancia de acoplamiento compleja entre los DERs. No obstante, para realizar evaluaciones exhaustivas y realistas, resulta necesario considerar la dinámica de los lazos internos de control (nivel cero y primario), lo que permite analizar con mayor detalle escenarios desafiantes en la operación de la microrred. En este contexto, la tesis se organiza de manera progresiva, abordando sucesivamente estas capas de control(...).

Understanding how deep learning models map neural population activity to stimuli requires both high predictive accuracy and interpretable internal mechanisms. In this work, we employ the POYO framework, a scalable transformer architecture based on spike tokenization and latent modeling, to decode large-scale retinal ganglion cell recordings. We ask whether the model's attention mechanisms can provide biologically meaningful insight by evaluating two contrasting conditions: a uniform flash stimulus and a spatiotemporally structured moving ball stimulus. We show that the model decodes both stimuli reliably and adapts rapidly to new preparations via fine-tuning, suggesting the capture of transferable population codes. We then analyze the model’s internal organization, revealing that encoder attention patterns adapt to stimulus complexity: attention heads appear synchronized and broadly distributed for the flash stimulus, whereas they exhibit heterogeneous, specialized allocation strategies for the moving ball. By aggregating attention weights to identify the most relevant neurons for each task, we demonstrate that these high-attention units possess distinct physiological signatures—concentrating sustained, high-firing-rate responses for the flash versus diverse kinetics for the structured input. We confirm the causal validity of these findings via attention-guided ablations, where the progressive removal of these top-ranked units yields systematic losses in decoding performance. Furthermore, we expand the analysis to the decoder's attention, uncovering stimulus-specific retrieval strategies where individual heads exhibit distinct directional tuning preferences. We conclude that generic attention mechanisms can spontaneously recover biological coding strategies, identifying functionally distinct neural subpopulations without supervision, thus validating the utility of transformer-based architectures for neuroscientific discovery.

El transporte óptimo ha sido tema de interés durante los últimos años [Villani, 2008] por sus aplicaciones en gestión de operaciones y en procesamiento de imágenes. En particular, en [Ekeland and Queyranne, 2015] se plantea un modelo de transporte óptimo para la extracción de un pozo minero a cielo abierto. El objetivo de este trabajo es presentar un modelo similar al descrito anteriormente, pero agregando restricciones de capacidad de extracción. Utilizando el esquema de dualidad de [Pennanen and Perkkiö, 2019] para problemas en el espacio de medidas de Radón, se consiguen condiciones de optimalidad para las soluciones, las cuales generan un pozo. Numéricamente se consiguen resultados para la optimalidad del pozo en el problema discretizado tanto para el problema irrestricto como para el problema con la restricción de capacidad.

Project Management is becoming increasingly crucial in competitive environments such as manufacturing and the service industries. The resource-constrained multi-project scheduling problem (RCMPSP) consists of assigning start times to jobs corresponding to two or more projects that must be executed simultaneously while respecting the precedence between jobs and limited resources. The existing rise in the study of the RCMPSP resulted in numerous works on the topic while proposing different problem features. This thesis presented a study of the RCMPSP and its variants, the base problem is initially described, and the solution methods and benchmarks used to solve RCMPSPs are classified and analyzed. The implications of the RCMPS with practice and its connection are also discussed. In addition, this research analyzed different variants of the problem based on aspects related to jobs, projects, relationships, resources, and time management, and based on the problem variants considered in the reviewed works, a taxonomy allowing (i) the identification and positioning of each RCMPSP variant and (ii) the analysis of the current state-of-the-art of the problem was proposed. Subsequently, it delved into the research of one of the most studied variants in the literature, RCMPSP with local resources (RCMPSP-L), describing the problem in detail and exposing its corresponding mathematical formulation. To solve the RCMPSP-L, a hybrid algorithm that integrates ant colony optimization with a hill-climbing first-improvement algorithm was proposed, and the experimentation process was carried out using a set of instances taken from the MPSPLib. The proposed algorithm presented low variability values, the construction phase provided good-quality solutions, and the local search constantly improved the constructive algorithm, with the results compared with other well-known approaches in the literature, evidencing that for different existing metrics, the proposed approach presents competitive results. Later, new variants of the problem that consider resource mixed accessibility, total resource allocation, delay costs, and resource costs were presented: RCMPSP-MT-W and RCMPSP-MT-W+RC, respectively, both variants described and mathematically formulated. A hybrid algorithm that integrates priority rules, simulated annealing, and tabu search as part of an iterated local search was proposed to solve the variants, where simple perturbation and joint perturbation were proposed as different perturbation intensities as part of the ILS. To validate the model and the algorithm, 36 instances based on the MPSPLib library were modified, and the results show that the application of joint perturbation yields better or equal results than simple perturbation, making greater use of resources with global accessibility, and although it may not be the only factor, the global accessibility of resources may imply greater freedom of allocation, allowing better results to be obtained.

La segmentación automática de lesiones de esclerosis múltiple en imágenes de resonancia magnética es una tarea fundamental para el diagnóstico, el monitoreo de la enfermedad y la evaluación de tratamientos. No obstante, la presencia del efecto del volumen parcial, el solapamiento de intensidades entre tejidos y el alto desbalance de clases, dificultan la segmentación de las lesiones de EM. En esta tesis se propone una nueva función de pérdida, denominada Mahalanobis Distance Loss (MDL), basada en el Mapa de Distancias de Mahalanobis (MDM), también propuesto, que integra información espacial y textural mediante características radiómicas extraídas de la modalidad FLAIR. A diferencia de los mapas de distancia construidos con la distancia euclidiana, el MDM incorpora dependencias estadísticas entre características, capturando mejor las variaciones sutiles en regiones ambiguas cercanas a los bordes de las lesiones. La MDL es combinada con la Generalized Dice Loss mediante un parámetro $\epsilon$ que regula el equilibrio entre solapamiento global y precisión en los bordes. La evaluación en los conjuntos de datos públicos ISBI-MS y MSSEG2016, utilizando una U-Net, demuestra que la función de pérdida propuesta supera a las basadas en mapas de distancia euclidiana, como Boundary Loss y Hausdorff Loss, en métricas de solapamiento (Dice, precisión), de borde (HD95, ASSD) y de detección bajo desbalance de clases (AUC-PR), además de reducir los falsos positivos. Los resultados validan que incorporar información de textura en la función de pérdida mediante el MDM mejora la segmentación automática de lesiones de EM y ofrece un marco prometedor para generalizar estas ideas a otros tipos de lesiones, tejidos y órganos.

El presente estudio aborda el desarrollo de un sistema operativo de respuesta ante emergencias Search and Rescue (SAR) en ambientes marítimos, basado en el uso de Modelos Hidrodinámicos Globales (MHG) y un Modelo Hidrodinámico Local (MHL), específicamente FVCOM. Se diseñaron algoritmos para procesar las salidas de estos modelos y utilizarlas como entrada en el Estimador Múltiple de Deriva de Partículas (EMDP), con el objetivo de delimitar zonas de búsqueda ante eventos de deriva en el mar. La evaluación del sistema se realizó utilizando datos del accidente aéreo del 2 de septiembre de 2011, ocurrido entre Isla Santa Clara e Isla Robinson Crusoe. Los resultados evidencian una buena concordancia entre trayectorias simuladas y observadas, con variaciones asociadas a las condiciones océano-atmosféricas. Se observó mejor desempeño de los modelos influenciados por mareas en condiciones de calma, y de los modelos impulsados por viento cuando este superó los 7 km·h⁻¹. El uso del MHL permitió una resolución espacial fina (hasta 46 m), capturando con mayor precisión la distribución de trayectorias. Este trabajo representa el primer aporte científico en Chile orientado a emergencias SAR marítimas, y propone una herramienta de apoyo eficiente para autoridades responsables en la toma de decisiones.