La creciente complejidad de las redes ópticas elásticas (Elastic Optical Networks, EONs) y la necesidad de operar en entornos altamente dinámicos han impulsado el uso de técnicas basadas en inteligencia artificial, particularmente el Aprendizaje por Refuerzo Profundo (Deep Reinforcement Learning, DRL), como solución para problemas de gestión de recursos. Sin embargo, una de las principales barreras para su implementación práctica radica en su naturaleza de “caja negra”, es decir, la dificultad para interpretar y justificar las decisiones tomadas por estos modelos. En este contexto, la presente tesis propone un marco metodológico que permite dotar de interpretabilidad a agentes DRL aplicados al problema RSA (Routing and Spectrum Allocation), uno de los desafíos centrales en redes ópticas modernas. El enfoque desarrollado se basa en el uso de aprendizaje por imitación para entrenar clasificadores interpretables (como regresión lineal, regresión logística, árboles de decisión y bosques aleatorios) que emulan las políticas de decisión del agente DRL. Esta estrategia de tres etapas —entrenamiento del agente, imitación y análisis interpretativo— permite descomponer el comportamiento del modelo original en elementos comprensibles, identificando patrones, reglas y factores determinantes en la selección de rutas y asignación de espectro. El marco, además, integra un simulador que reproduce condiciones dinámicas de red, incluyendo impedimentos de la capa física y restricciones de calidad de transmisión (QoT), lo que permite evaluar los modelos en escenarios realistas. Los resultados experimentales revelan que el subproblema de enrutamiento presenta mayor complejidad que la asignación espectral, evidenciado por una menor precisión en las predicciones de los clasificadores. Asimismo, todos los modelos imitadores tienden a reproducir consistentemente la elección de la primera ruta disponible, en línea con heurísticas tradicionales, mientras que la selección de rutas secundarias presenta un patrón más aleatorio, lo que sugiere una menor estructuración en esas decisiones por parte del agente. En cuanto a la importancia de características, se identificó que el tamaño del bloque espectral influye significativamente en la política del agente, mientras que atributos como el par origen-destino tienen escasa incidencia. Además, los clasificadores basados en árboles de decisión destacaron la relevancia de las bandas centrales del espectro como zonas preferidas por el agente, posiblemente por su mayor flexibilidad operativa. Este trabajo no solo permite interpretar modelos DRL en términos comprensibles, sino que también sienta las bases para construir versiones más ligeras, auditables y eficientes de estos agentes, facilitando su integración en entornos productivos y su validación en contextos críticos. El marco propuesto representa una contribución concreta al desarrollo de redes ópticas inteligentes y transparentes, promoviendo el uso de inteligencia artificial explicable en sistemas de telecomunicaciones avanzados. Finalmente, la investigación abre nuevas líneas de trabajo, como el diseño de modelos híbridos que combinen reglas interpretables con agentes DRL, y la extensión del enfoque a otros problemas de control y planificación en redes de próxima generación.

Weyl semimetals (WSMs) are three-dimensional topological states with no energy gap, characterized by monopole-antimonopole pairs of Abelian Berry curvature at band contact points in momentum space. These materials exhibit chiral anomalies, manifested through crystalline dislocation defects associated with the discrete translational symmetry of the lattice. This thesis, based primarily on the work presented in [1] and some still unpublished results, lays the foundations for constructing a holographic model of WSMs with dislocations, using a (4 + 1)-dimensional Chern-Simons gravitational theory in an anti-de Sitter space, without resorting to external sources of matter. This theoretical framework incorporates torsion, offering a holographic representation of dislocation defects in the crystal lattice and possibly captures the chiral anomaly. By solving the gravitational equations of motion with an asymptotic expansion near the boundary, it is shown that this theory admits axially symmetric solutions in the bulk and on the boundary of (3 + 1)-dimensional spacetime. These solutions can be interpreted as holographic field theories with dislocation defects at finite temperature, encoded by a black hole in the bulk gravitational theory. Two types of black hole horizons are examined: the planar case and the hyperbolic case. Notably, these solutions reveal an odd parity Abelian current exhibiting an anomaly proportional to the Nieh-Yan invariant, which can be interpreted as a holographic chiral anomaly. Therefore, the obtained field theory is a candidate for a holographic WSM. These findings open new perspectives for exploring holographic topological phases using bulk gravitational Chern-Simons theories and establish torsion as a holographic analogue of crystalline dislocation defects.

La gestión segura de los relaves mineros constituye uno de los principales desafíos de la industria minera de la actualidad. Los sistemas de contención, como tranques y depósitos, presentan riesgos inherentes de rotura que pueden generar derrames con consecuencias ambientales catastróficas, siendo la infiltración en el subsuelo uno de los más críticos. Debido a su naturaleza, los relaves mineros no se comportan como fluidos newtonianos, sino que presentan características reológicas complejas que dificultan predecir su movilidad mediante modelos tradicionales de filtración en medios porosos. Este aspecto hace necesario el desarrollo de modelos que integren tanto las propiedades del fluido como la geometría del medio de transporte. En este contexto, la presente investigación propone un modelo adimensional para la caracterización del flujo de relaves mineros a través de medios porosos, construido a partir de simulaciones computacionales realizadas en el software COMSOL Multiphysics. Se consideró el modelo reológico de Herschel-Bulkley, con parámetros definidos a partir de investigaciones previas, los cuales fueron variados en conjunto con la geometría de simulación con el fin de determinar su influencia sobre la presión y la velocidad interna del medio poroso. En paralelo, se realizaron experimentos de infiltración por gravedad en medios porosos, utilizando suspensiones de maicena como fluido no newtoniano de referencia, con el objetivo de generar datos experimentales que permitieran contrastar y validar la aplicabilidad del modelo propuesto en sistemas más complejos. Los resultados confirmaron que el modelo propuesto describe de forma coherente la interacción entre las propiedades reológicas de los relaves y la geometría del medio poroso, permitiendo extender su aplicabilidad tanto a configuraciones bidimensional como tridimensional. En conjunto, el modelo entrega una herramienta robusta para el estudio y la predicción del comportamiento de estos fluidos complejos en medios porosos, contribuyendo a reducir la dependencia de parámetros estrictamente empíricos y facilitando el diseño, evaluación y optimización de procesos asociados a infiltración, transporte y contención de relaves y otras suspensiones complejas.

Piscirickettsia salmonis is the etiological agent of Piscirickettsiosis, one of the most severe and detrimental diseases affecting the Chilean salmon farming industry. Currently, there are 26 vaccines with provisional registration available for prophylactic use in salmonids. However, none have proven effective in fully controlling epidemic outbreaks under field conditions. Several researchers have identified two predominant genogroups along the Chilean coast, designated as LF-89 and EM-90, which exhibit a variable spatiotemporal distribution in southern Chilean salmon farms in recent years. Recent evidence suggests that the biological mechanisms of both genogroups may interact synergistically during infection, indicating the potential for co-infections in contemporary farms. This scenario further complicates vaccine efficacy, as many are designed to target only a predominant genogroup. Thus, the need arises to identify alternative prophylactic methods to ensure and contribute to the sustainability of the Chilean salmon farming industry. A novel prophylactic approach proposed in this thesis involves the use of recombinant nanoproteins, also known as inclusion bodies, with antigenic functions against Piscirickettsiosis. These inclusion bodies are aggregates of soluble and insoluble proteins with amyloid characteristics, eliminating the need for encapsulation. They are scalable, lyophilizable, and highly stable under adverse temperature and pH conditions. This thesis aims to evaluate the ability of certain antigenic protein inclusion bodies from P. salmonis to induce an adaptive immune response in Atlantic salmon (Salmo salar) and their potential use as immunogens in a vaccine prototype. To achieve this objective, three antigenic sequences with chimeric characteristics from the LF-89 and EM-90 genogroups of P. salmonis were designed and produced as recombinant inclusion bodies in E. coli BL21(DE3). The prototypes were designated for commercial protection purposes as SkipZ, PulseJ, and HopQ. These prototypes were quantified and characterized using techniques such as Western blot. Their uptake and immunostimulatory activity were evaluated in salmon macrophages through in vitro assays. Subsequently, juvenile salmon were vaccinated, and the effects of the SkipZ and HopQ prototypes were analyzed in terms of gene expression (qPCR) and immunoglobulin production (ELISA). The three prototypes achieved production efficiencies of 57 mg/L for PulseJ, 40 mg/L for SkipZ, and 26,8 mg/L for HopQ. These prototypes were internalized by salmon macrophages (RTS-11) with uptake efficiencies of 5% for SkipZ, 26% for PulseJ, and 54% for HopQ. In vitro assays showed activation at both transcriptional and translational levels of molecules associated with antigen presentation and pro-inflammatory markers, with notable activation capacities observed for HopQ and SkipZ at 20 µg/mL and 5 µg/mL, respectively. In vivo assays revealed that both vaccine prototypes, administered at doses of 0.5 mg/kg of fish for SkipZ and 2 mg/kg of fish for HopQ, robustly activated the Th1 response, with a marked increase in IFN-γ and IL-12 expression. This strong upregulation might suppress CD8+ lymphocyte differentiation, potentially reducing the effectiveness of the cellular immune response in fully eliminating the pathogen. However, this effect may contribute to maintaining homeostasis in fish during the exacerbated inflammation induced by the vaccines. Moreover, no significant change was observed in the Th2 response, suggesting that the humoral response was not predominantly activated. In conclusion, the vaccine prototypes based on antigenic sequences of Piscirickettsia salmonis and produced as chimeric inclusion bodies demonstrated potent immunogenicity, capable of inducing a robust adaptive immune response in Atlantic salmon. The activation of the Th1 response by HopQ and SkipZ was particularly noteworthy. However, further studies are needed to evaluate their protective effects in challenge trials with the pathogen, including both genogroups, and to determine their long-term effectiveness.

La zona central de Chile, especialmente la Cordillera de los Andes, alberga una de las criósferas más diversas del planeta y constituye una fuente crítica de recursos hídricos almacenados en forma de nieve y hielo glaciar. Estudios recientes han evidenciado un retroceso significativo de glaciares en esta región, especialmente en la cuenca del río Maipo, como consecuencia del cambio climático global y de factores antrópicos locales. Investigaciones han mostrado que la reducción en la acumulación nival invernal, junto con el aumento de temperaturas estivales, ha derivado en una severa sequía prolongada, conocida como Megasequía. A través de diversos estudios glaciológicos y análisis satelitales, se ha documentado la disminución de superficie y volumen de glaciares emblemáticos como Echaurren Norte, El Morado y Olivares Alfa, todos ubicados en los Andes Centrales. Además, se ha identificado una influencia directa de contaminantes como el carbono negro (Black Carbon, BC) y material particulado (MP) en la aceleración del derretimiento glaciar. Estos contaminantes, emitidos por actividades industriales y vehiculares, reducen el albedo de la superficie glaciar, favoreciendo la absorción de radiación solar y, por ende, el derretimiento. Un caso ilustrativo es el Glaciar Olivares Alfa, cuyo mayor retroceso ha sido asociado a su cercanía con faenas mineras, en contraste con el Glaciar Bello, ubicado en la misma cuenca pero con menor exposición a dichas emisiones. Pese a los avances, aún existe escasa investigación nacional que permita cuantificar con precisión el impacto de estas causas antrópicas sobre los glaciares y los recursos hídricos. Las diferencias en las tasas de retroceso entre glaciares sometidos a condiciones climáticas similares sugieren la necesidad urgente de más estudios enfocados en la influencia de la contaminación local.