La investigación del académico Alberto Fernández se centra en el uso de técnicas de Inteligencia Artificial (IA) para procesar datos generados desde la operación de perforación, con el fin de construir modelos ingenieriles de predicción de propiedades del macizo rocoso, ajustado a las características del yacimiento y tecnología de perforación disponible en las operaciones mineras.

El académico manifestó que: "Tener la oportunidad de crear conocimiento y difundirlo, tanto hacia el área minera como geológica, me han entregado una visión más avanzada de la investigación científica, potenciada con el trabajo efectuado en proyectos de investigación aplicada con equipos de múltiples áreas y operacionales".

La integración de modelos de Machine Learning en la exploración minera presenta una oportunidad significativa para optimizar las operaciones mineras, particularmente en la identificación de minerales con Machine Learning. Este modelos predictivos para la exploración de recursos, a través del análisis de datos de perforación calibrados con información geológica, geotécnica y geoquímica, permite una mejor caracterización de los recursos estudiados durante la fase de exploración. Además, la investigación subraya el valor de estos modelos en la etapa de producción, ya que la información obtenida facilita la adaptación del diseño de tronadura con IA, mejorando su eficiencia y precisión.

La presente investigación científica explora las aplicaciones de la IA en la ingeniería de minas con un enfoque en la calibración de datos de perforación para minería. El estudio se centra en el uso de técnicas de Machine Learning en la exploración minera, específicamente para la identificación de minerales con Machine Learning. Fernández Osorio propone la construcción de modelos predictivos para la exploración de recursos, a partir del análisis de datos de perforación enriquecidos con información geológica, geotécnica y geoquímica. Esta metodología facilita una mejor caracterización de los recursos estudiados en etapas tempranas de exploración. Además, la investigación destaca el potencial de la optimización del diseño de tronadura con IA durante la fase de producción, lo que permite ajustes más precisos y eficientes. En definitiva, la investigación de Alberto Fernández Osorio evidencia los beneficios del Machine Learning en la industria minera. El desarrollo de modelos predictivos basados en IA ofrece una oportunidad para optimizar la toma de decisiones, tanto en la exploración como en la producción, mejorando la eficiencia y el uso de los recursos en la industria.

EQUIPO DE INVESTIGADORES

En la última década, Chile se ha consolidado como líder en la producción de algas en Latinoamérica. Entre las diversas especies cultivadas, Gracilaria Chilensis, conocida comúnmente como "pelillo", ha cobrado especial relevancia por su versatilidad en los sectores de: alimentación, farmacéutico y biotecnológico. No obstante, el éxito de su cultivo se ha visto desafiado por la presencia de plagas, siendo el manejo de estas uno de los principales obstáculos para la acuicultura sustentable. Ante esta problemática, investigadores han identificado un mecanismo natural de control biológico que podría ser clave para una acuicultura de algas más sostenible. Este descubrimiento, realizado en el estuario de Cariquilda (Región de los Lagos, Chile), representa el primer registro de Pythium porphyrae en Chile y el Pacífico Sudeste.

Ante la creciente amenaza que representan las plagas, incluyendo Porphyra, para los cultivos de Gracilaria chilensis ("pelillo"), un equipo de investigación se propuso identificar y caracterizar mecanismos de control biológico natural. Este enfoque, más allá de abordar un problema inmediato de la industria, busca contribuir al conocimiento científico sobre la biodiversidad presente en los cultivos de algas y su potencial para el desarrollo de estrategias de control de plagas ambientalmente sostenibles. Este fenómeno no solo demuestra un control biológico natural eficaz, sino que también sugiere la existencia de una significativa biodiversidad con potencial para regular plagas en cultivos de Gracilaria. El estudio destaca la importancia de comprender las interacciones ecológicas en los sistemas de cultivo de algas. A diferencia de los cultivos terrestres, los acuáticos no son confinados e interactúan con una biodiversidad que puede ser beneficiosa o perjudicial. Conocer estas interacciones, especialmente con organismos como los biocontroladores, puede abrir nuevas vías para el desarrollo de una acuicultura de algas más resiliente y sostenible.

El Dr. Pedro Murúa Andrade, académico del Instituto de Acuicultura de la Universidad Austral de Chile Sede Puerto Montt comentó: "Para nosotros es importante conocer las interacciones ecológicas que ocurren a nivel de sistema de cultivo. A diferencia de los cultivos terrestres, los cultivos acuáticos no son confinados, e interactúan con muchas variables bióticas naturales. Entre ellas se conocen más o menos bien las que son detrimentales (pestes y patógenos), pero por otro lado, normalmente se pasan por alto las que son sinérgicas con nuestros cultivos, como estos biocontroladores. Conocerlos nos puede permitir integrarlos en estrategias de manejo de pestes, ya sea de forma pasiva (simplemente eligiendo lugares de cultivo donde existan) o activa como ya se hace en el sector forestal, al incorporarlos en los cultivos como simbiontes".

El estudio ha revelado un mecanismo natural de control biológico para Porphyra, un alga que puede convertirse en plaga en cultivos de Gracilaria chilensis ("pelillo"). La investigación científica se desarrolló en el estuario de Cariquilda, en la Región de los Lagos de Chile. Centrándose en el análisis de cultivos de Gracilaria afectados por Porphyra a lo largo de un ciclo completo de cultivo. Se observó que, al alcanzar niveles críticos de infestación, emergía el oomiceto Pythium porphyrae, infectando y eliminando los reclutas de Porphyra en pocas semanas. Este proceso llevó a la desaparición casi total de Porphyra en los cultivos estudiados.
La Dra. Liliana Muñoz, Investigadora Postdoctoral del Centro i~mar ULagos, Núcleo Milenio MASH y CeBiB, explicó: "Describir una interacción natural de tres partes (Gracilaria, Porphyra y Pythium) como lo hizo este trabajo, nos lleva directamente a situar el uso de microorganismos como una alternativa al control de pestes en acuicultura. Considerando la fragilidad de los ambientes acuáticos, donde los químicos no son alternativas amistosas, aplicaciones biotecnológicas como los biocontroladores, resultan una dirección interesante de explorar. Este tipo de estudios evidencian el potencial de la integración de la ciencia con la industria. Este es un claro ejemplo donde la generación de conocimiento biológico básico viene a abrir el espectro de posibilidades de manejo sustentable en una actividad productiva como la acuicultura de macroalgas".

El descubrimiento de Pythium porphyrae como agente de control biológico natural de Porphyra tiene implicaciones significativas para la acuicultura de algas. Este fenómeno:

1. Representa el primer registro de Pythium porphyrae en Chile y el Pacífico Sudeste, ampliando el conocimiento sobre su distribución geográfica.
2. Confirma la existencia de una biodiversidad críptica con un rol crucial en la regulación natural de plagas en sistemas de cultivo de Gracilaria.
3. Plantea la posibilidad de desarrollar estrategias de control de plagas más sostenibles y ecológicas, evitando el uso de químicos en ambientes acuáticos sensibles.

Este estudio subraya la importancia de investigar las interacciones ecológicas en los sistemas de cultivo de algas para desarrollar una acuicultura más resiliente y sostenible.

EQUIPO DE INVESTIGADORES

La proliferación descontrolada de algas amenaza el ecosistema de la Bahía de Algarrobo, Chile. Este fenómeno conocido como "marea verde" ha ido en aumento y cuyas causas aún son objeto de investigación. Estudios recientes han revelado que la marea verde en la Bahía de Algarrobo en Chile está constituida por al menos cinco especies distintas de este género. Este fenómeno impacta negativamente el ecosistema de la bahía y tiene consecuencias socioeconómicas significativas para la comunidad. Las playas, antes caracterizadas por sus arenas limpias, ahora se cubren durante todo el año por un denso manto de algas en descomposición. La Ilustre Municipalidad de Algarrobo se ha visto obligada a retirar la biomasa con maquinaria pesada, lo que genera un impacto adicional a la playa. Esta práctica, además de costosa, puede ser contraproducente, ya que la remoción con maquinaria pesada causa daños a la superficie de la playa, remueve arena junto con las algas y, al fragmentarlas, podría estar favoreciendo su proliferación.

Un equipo interdisciplinario de investigadores chilenos ha publicado el primer estudio que caracteriza las mareas verdes en Chile y el Pacífico Sur. Liderados por la Dra. Loretto Matilde Contreras Porcia, académica de la Universidad Andrés Bello e investigadora de SECOS y el Centro CAPES, el equipo ha estado investigando las causas y la composición de las mareas verdes en la Bahía de Algarrobo durante más de dos años. Esta proliferación de macroalgas, que afecta a la bahía durante todo el año, tiene consecuencias negativas para el ecosistema, el turismo y la pesca artesanal. Los hallazgos de la investigación, recientemente publicados en la revista científica Plants, identifican al menos cinco especies de algas del género Ulva presentes en la marea verde, algunas de las cuales no se habían identificado previamente en el Pacífico Sur. El estudio proporciona información crucial para la gestión y el control de este fenómeno creciente, así como para la exploración de posibles usos biotecnológicos de la biomasa de algas.

La Dra. Contreraas Porcia destacó: "La importancia de la caracterización de algas puede tener diversos focos, pero para la zona de Algarrobo evidencia que las mareas verdes son multiespecies, es decir, es un ensamble de varias algas complejas de identificar y evaluar a nivel ecológico, como también su real impacto en el medioambiente". Además resalto que: "Nuestros resultados indican que las mareas verdes en esta zona involucran al menos cinco taxones diferentes, con variaciones de cobertura entre estaciones y en secciones de la zona intermareal. Además, este trabajo tiene la relevancia de que registra especies que no habían sido identificadas con anterioridad en el Pacifico Sur, como Ulva stenophylloides, Ulva uncialis y Ulva aragoensis, a las que se suman Ulva compressa y Ulva australis".

La identificación de las especies que componen esta proliferación es crucial para evaluar su potencial biotecnológico y comprender su impacto en el ecosistema. Al respecto la académica manifestó: "Conocer la identidad de las especies que componen esta proliferación es fundamental para determinar su origen, dispersión y posibles estrategias de erradicación, así como para explorar aplicaciones biotecnológicas".

Sobre la posibles causas del fenómeno el Dr. Sergio Andres Navarrete, académico de la Pontificia Universidad Católica de Chile e investigador SECOS, CAPES, NUTME y COPAS, indicó:"lo más probable es que sean múltiples y relacionadas a una combinación de acciones antrópicas y factores ambientales"

El Dr. Navarrete explicó: "Nuestros resultados, aún preliminares, muestran que algunas de las causantes propuestas, como el emisario submarino de Algarrobo, parecen no jugar un rol importante. Por eso estamos generando conocimiento respecto de las condiciones hidrográficas, oceanográficas y ecológicas de ese sistema con diversos centros de investigación del país, que nos permitirá saber cuáles son las posibles causas y eventualmente poder informar potenciales medidas de gestión del fenómeno al municipio, pescadores, botes deportivos y la comunidad".

Por el momento, la extracción de la marea verde se realiza via retroexcavadoras, sin embargo la Dra. Contreras Porcia advierte: " y el fraccionamiento de la biomasa es un mecanismo de propagación, finalmente se generan más propágulos que pueden aumentar la biomasa disponible y en consecuencia, el tamaño de las mareas verdes. Por lo tanto, no recomendaría estrategias que generen fragmentación del alga". A su vez se exploran aplicaciones alternativas para esta biomasa con alto potencial biotecnológico. La investigadora comenta: "Hemos determinado que una de las especies más abundantes de estas mareas verdes, U. stenophylloides, presenta una alta concentración de moléculas antioxidantes, como fenoles, entre otros. También un alto rendimiento de la biomasa para la obtención de un polisacárido llamado Ulvano, que tiene diversos usos demostrados en salud humana y animal, y en la generación de biomateriales"

A modo de conclusión la Dra. Pilar Andrea Haye Molina, Subdirectora de SECOS, dijo: "el estudio da cuenta de la relevancia de encontrar respuestas conjuntas entre centros e instituciones científicas a desafíos socioecológicos que impactan a las zonas costeras y sus habitantes. Además, fue enriquecedor el proceso de identificación de las especies, mediante un foco interdisciplinario, con ecología, taxonomía clásica e identificación molecular. Esta colaboración sin duda resultó en un aprendizaje que fortaleció el estudio y sus resultados"

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En un avance trascendental para la ciencia de la luz, investigadores de Chile, Alemania y Rusia han logrado la creación de redes fotónicas moleculares. Este hito, publicado en la revista científica Nano Letters, representa un paso fundamental en la ingeniería de materiales fotónicos a nivel molecular, abriendo un abanico de posibilidades en el campo de la fotónica. La investigación, liderada por científicos de la Universidad de Chile, la Universidad Rostck de Alemania y la Universidad ITMO en San Petersburgo, explora la fabricación de estas estructuras innovadoras, que se comportan de manera similar a los átomos en una red atómica. Al fusionar fibras ópticas con técnicas de vanguardia, los investigadores lograron crear "moléculas" de luz, también conocidas como fotones compuestos. Al respecto el Dr. Rodrigo Andrés Vicencio Poblete, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, manifestó: "Nuestro laboratorio en el Departamento de Física, en Beauchef (Santiago Centro), es capaz de fabricar guías de ondas (fibras ópticas) al interior de vidrio, donde cada una de ellas puede pensarse como si fuera un átomo. Entonces, al fabricar estas estructuras muy próximas en el espacio - 7 micrómetros o menos - logramos crear moléculas de luz y estudiar sus propiedades dentro de este ecosistema".

El profesor Rodrigo Vicencio, además agregó que "éstas moléculas había sido previamente propuesto con otras técnicas, pero no habían sido desarrolladas y estudiadas en una red específica y, además, mediante la excitación de distintos estados orbitales".

En la fase inicial del estudio, el equipo combinó técnicas computacionales y de simulación. Luego, se utilizaron experimentos prácticos para fabricar las moléculas fotónicas utilizando un láser de femtosegundos. Para estudiar la respuesta espectral, se caracterizaron las muestras con un láser supercontinuo. Como siguiente paso, se planea explorar e identificar geometrías más efectivas, incluyendo el estudio de estados orbitales en un "ángulo mágico" que se espera que induzca invisibilidad entre guías de ondas cercanas. Este enfoque integrado de modelado teórico y experimentación avanzada, que incluye la escritura de moléculas fotónicas con láseres de femtosegundos y la caracterización con láseres supercontinuos, demuestra el compromiso del equipo con la innovación en la investigación fotónica.

En la investigación, el equipo de académicos empleó avanzadas técnicas computacionales y de simulación para la fase teórica del estudio. Posteriormente, se realizaron experimentos prácticos. Utilizando un láser de femtosegundos, fabricaron las moléculas fotónicas dentro de guías de ondas, comparables a átomos, impresas en vidrio. Estas guías de ondas, al estar ubicadas a una proximidad de 7 micrómetros o menos, permiten la creación de moléculas de luz y el estudio de sus propiedades dentro de este entorno controlado. Además, se utilizó un láser supercontinuo para caracterizar la respuesta espectral de las muestras. Cabe destacar que esta investigación es pionera en la fabricación y estudio de moléculas de luz dentro de una red específica y utilizando la excitación de diferentes estados orbitales. Como próximos pasos, el equipo planea explorar y determinar geometrías más eficaces, incluyendo el estudio de estados orbitales en un "ángulo mágico" que podría inducir invisibilidad entre guías de ondas cercanas. Ete enfoque, que combina la precisión del modelado teórico con la capacidad de manipulación de la experimentación avanzada, ha permitido al equipo corregir imperfecciones durante la construcción de los dispositivos, un avance significativo con potencial para la creación de memorias ópticas y cuánticas. Este enfoque integrado subraya el compromiso del equipo con la innovación en la investigación fotónica, promoviendo avances significativos en el campo científico.

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