Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Modelación Matemática / \quad Esta tesis est\'a dedicada al estudio de propiedades cualitativas de ecuaciones el\'ipticas degeneradas donde la difusi\'on es puramente no local, y se lleva a cabo en el contexto de la teor\'ia de soluciones viscosas. La primera parte de la tesis trata el estudio de propiedades de compacidad de una familia de \textsl{operadores no locales de orden cero}, es decir, operadores el\'ipticos no locales definidos a trav\'es de una medida finita. Consideramos un familia uni-param\'etrica de operadores de orden cero de la forma \begin \mathcal_\epsilon(u, x) = \int_ [u(x + z) - u(x)]K_\epsilon(z)dz, \end donde, para cada $\epsilon \in (0,1)$, $K_\epsilon \in L^1(\mathbb^N)$ es una funci\'on radialmente sim\'etrica y positiva. Configuramos nuestro problema de manera que $\mathcal_\epsilon$ aproxime el Laplaciano fraccionario cuando $\epsilon \to 0^+$, lo que implica que la norma $L^1$ de $K_\epsilon$ es no acotada a medida que $\epsilon \to 0^+$. Como primer resultado de esta parte obtenemos un m\'odulo de continuidad en espacio-tiempo para la familia de soluciones acotadas de la ecuaci\'on del calor no local en el plano asociada a $\mathcal_\epsilon$ que es independiente de $\epsilon \in (0,1)$. El segundo resultado de esta parte considera un problema de Dirichlet en un dominio acotado $\Omega \subset \mathbb^N$ asociado a $\mathcal_\epsilon$, y concluimos la compacidad de la familia de soluciones acotadas $\_\epsilon$ para estos problemas de Dirichlet encontrando un m\'odulo de continuidad com\'un en $\bar$ para $\_\epsilon$, que es independiente de $\epsilon$. \medskip La segunda parte de la tesis est\'a relacionada con la existencia y unicidad, regularidad y comportamiento a grandes tiempos para ecuaciones no locales con t\'erminos de gradiente dominantes. Comenzamos con la existencia y unicidad de una ecuaci\'on de Hamilton-Jacobi de la forma \begin{equation*} \begin{array}{rll} \lambda u - \mathcal{I}(u) + H(x, Du) & = 0 \quad & \mbox{en} \ \Omega \\ u & = \varphi \quad & \mbox{en} \ \Omega^c, \end{array} \end{equation*} donde el Hamiltoniano $H$ tiene una \textsl{forma de Bellman}. Estructuramos el problema de manera que el operador no local $\mathcal{I}$ es de orden menor que $1$ y por lo tanto puede aparecer una p\'erdida de la condici\'on de borde. En la segunda secci\'on de esta parte, consideramos $H$ coercivo con un crecimiento en el gradiente m\'as fuerte que el orden de la difusi\'on del operador no local. El resultado principal en este caso es la continuidad H\"older para \textsl{subsoluciones} para este problema. Estabilidad de las estimaciones de regularidad cuando $\lambda \to 0$ permiten concluir el comportamiento asint\'otico erg\'odico cuando $t \to \infty$ para el problema parab\'olico asociado en el toro. En esta tarea, principios del m\'aximo fuertes son de importancia mayor en el an\'alisis asint\'otico. Finalmente, adaptamos los resultados obtenidos en las primeras dos secciones de esta parte de la tesis para obtener el comportamiento a grandes tiempos para el problema de Cauchy-Dirichlet asociado a $H$ en las formas Bellman y coercivo. En este caso, la influencia del dato exterior en la ecuaci\'on a trav\'es del t\'ermino no local hace que el problema parab\'olico aproxime al correspondiente problema estacionario cuando $t \to \infty$.

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Modelación Matemática / En esta tesis doctoral se abordan dos problemas relacionados con el comportamiento en tiempo largo de los procesos de Markov deterministas por pedazos (PDMP). En primer lugar se estudia el comportamiento asintótico de un PDMP general en relación con el comportamiento y propiedades de una cadena de Markov a tiempo discreto embuída. Este problema se desarrolla en el Capítulo 1. En segundo lugar, se considera un PDMP específico llamado Proceso del tamaño de ventana del TCP (sigla en inglés del protocolo de control de transmisión usado en internet). El objetivo en este caso es encontrar tasas de convergencia explícitas al equilibrio. Este problema se estudia en el Capítulo 2. Con respecto al primer problema, en el Cap´ıtulo 1 se relacionan las propiedades de recurrencia positiva y las medidas de probabilidad invariantes de un proceso PDMP general con las de una cadena espacio-tiempo discreta, formada por las posiciones post-salto del proceso y las longitudes de tiempo entre saltos. Esta cadena discreta se obtiene de manera simple a partir de las características locales que definen el proceso a tiempo continuo y contiene más información que la cadena discreta post-salto que ha sido habitualmente considerada. Utilizando esta cadena espacio-tiempo se puede definir un nuevo proceso a tiempo continuo asociado, formado por tres coordenadas: el proceso continuo propiamente dicho, la longitud de tiempo trancurrido desde el último tiempo de salto y la longitud de tiempo que falta para el siguiente tiempo de salto, en analogía con los procesos edad y vida residual de teoría de renovación. En este capítulo se describe completamente el equilibrio de este proceso asociado y se establece un resultado análogo de la waiting time paradox de teoría de renovación en el contexto de los PDMP. Para el segundo problema, en el Capítulo 2 se obtienen tasas de convergencia exponencial al equilibrio en distancia Wasserstein y en la norma en variación total. Estos resultados se basan en algunos argumentos de acoplamiento nuevos y dan una respuesta a una pregunta importante sobre el protocolo de transmisión de internet TCP, que es el entender cómo la congestión del tamaño de ventana del TCP alcanza equilibrio en tiempo largo.