Dissertations / Theses on the topic 'Ingeniería inversa'

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales)
No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo
El presente trabajo tiene por objeto dar a conocer al lector la llamada “ingeniería inversa de software”, también llamada “descompilación”, ciencia de gran aplicación práctica en el marco del desarrollo de bienes intelectuales, en el caso específico que se ha escogido tratar, de aquellos ligados a la tecnología informática, con motivo de su inclusión dentro del nuevo catálogo de excepciones y limitaciones al Derecho de Autor, en relación con los programas computacionales, en el marco del proyecto de reforma a la legislación del ramo enviado por el Ejecutivo al Parlamento, en abril del presente año. A lo largo de las líneas que siguen se abordarán las principales aplicaciones de esta ciencia, en el mundo moderno, su importancia como herramienta para la economía, innovación y desarrollo tecnológico, su procedencia en consideración al tratamiento jurídico de los programas computacionales en nuestro país y en el derecho comparado y la idoneidad de los términos escogidos por el redactor del proyecto en relación a los temas antes planteados y a los principios generales que informan todo el marco de excepciones y limitaciones al Derecho de Autor. Finalmente y de manera incidental, a través del presente estudio se formularán una serie de sugerencias para la armonización de las normas que se pretenden introducir en lo pertinente, con el tratamiento jurídico de las medidas tecnológicas de protección, tema que ha mantenido en constante discusión a la doctrina comparada a partir de la implementación de los Tratados de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual de 1996 (TODA y TOIEF) y que debe ser abordado por el legislador nacional en una futura revisión de la legislación autoral, en cumplimiento de los acuerdos adquiridos por nuestro país en dichos instrumentos y en los Tratados de Libre Comercio, especialmente el suscrito con los Estados Unidos de Norteamérica. Otro tanto se hará respecto de las normas que regulan el contenido de las licencias de software, en relación con la limitación o prohibición del ejercicio de alguna de las actividades contempladas en el marco legal de excepciones y limitaciones, entre las cuales se sitúa la descompilación, por la vía de la ley del contrato.

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGISTER EN ADMINISTRACIÓN David Goncalvez [Parte I], Marcelo Vivar [Parte II]
Las empresas que desean desarrollar proyectos donde se requieren planos, se ven enfrentadas a realizar levantamientos de información como base para el desarrollo de éstos. En la actualidad, el proceso de levantamiento de información es típicamente manual, realizado con notas en papel y lápiz que luego serán plasmadas en un programa de diseño asistido como AutoCAD; este proceso manual requiere de largos tiempos y gran esfuerzo para obtener información detallada, lo que conlleva a altos costos del servicio de planimetría. La propuesta de valor de Qalia, se basa en entregar de forma rápida la planimetría detallada de un área de hasta 500m2, tomada en terreno en tan sólo 10 a 20 minutos con el uso de un escáner láser de alta resolución, procurando eficiencia en costos, y ofreciendo al cliente los planos 2D, 3D, y una nube de puntos para navegación “true view” y recorridos virtuales. En la actualidad, el uso de tecnología 3D en aplicaciones de ingeniería es una tendencia en crecimiento, lo que genera oportunidades para ofrecer servicios de ingeniería inversa1 basadas en planimetría 3D como punto de partida para el desarrollo de otras ingenierías. Esta oportunidad de negocios se pudo ratificar a través de entrevistas a potenciales clientes y usuarios, donde el 100% confirmó que le gustaría que existiera el servicio y el 93% afirmó su disposición a pagar por ello (Ver Anexo 1 “Entrevistas a potenciales clientes”). En base al catastro de proyectos de inversión en Chile2, donde se muestra que el 90% de los recursos económicos de los próximos 3 años serán dirigidos a desarrollar Infraestructura, Telecomunicaciones, Energía y Minería, se decide colocar foco en estos sectores para ofrecer el servicio de Ingeniería Inversa. Se estima que el mercado donde participará Qalia es del orden de USD 45MM al año, de los cuales se pretende obtener una participación superior al 3% con ventas anuales cercanas a USD 1.5M al quinto año de operación. La inversión inicial requerida es de CLP 98.354.864, siendo 100% financiado con aporte de socios. Los principales activos fijos de la empresa serán los escáners 3D valorados en CLP 58.905.000 c/u, de los cuales se estima llegar a un total de 3 al cuarto año de operación. La estructura inicial de la empresa será liviana, conformada sólo por (1) Gerente General, (1) Proyectista y (1) Técnico de terreno. El crecimiento de las operaciones será en función de la venta y se estima que para el final del 3er año se alcance una estructura con dos áreas principales, ventas y operaciones, donde ventas estará conformada por (1) Gerente de Ventas, y operaciones por (1) Gerente de Operaciones, (3) Técnicos y (5) Proyectistas. El proyecto genera riqueza y es positivo y muy superior a la tasa de descuento. Así mismo, el VAN es positivo de CLP 853.960.897, aumentando la utilidad del inversionista y recuperando la inversión por sobre la rentabilidad exigida para el proyecto. Al contar con TIR alto, VAN positivo y una recuperación de la inversión en 1.3 años, se observa que este proyecto creará valor para el inversionista, por tanto se recomienda su ejecución.
07/2018

La ingeniería inversa es una tecnología común en diferentes industrias y puede ayudar a las empresas a desarrollar y comercializar productos en un período de tiempo más corto, con lo cual ganar una ventaja sobre los competidores. El proceso de ingeniería inversa sirve como un punto de inicio en el rediseño de un producto en el que el producto es analizado en términos de su funcionalidad, principios físicos, capacidad de producción, y capacidad de montaje, con el fin de comprender plenamente todos los detalles del producto. La literatura sugiere que hay varios factores que juegan un rol importante en la adopción de la tecnología de ingeniería inversa. Por ello, el objetivo de esta investigación fue evaluar los factores determinantes que influyen en la adopción de ingeniería inversa en una empresa del sector biomédico denominada “GENES”. La metodología aplicada corresponde al estudio de caso según Yin (2009). Se recopiló información sobre 9 casos de estudio (diseño de múltiples casos): 4 equipos y 5 productos de diagnóstico que la empresa desarrolló adoptando un procedimiento de ingeniería inversa. Los resultados de este estudio indican una lista exhaustiva de factores en las dimensiones organizativa, ambiental y de proyecto, que deben tenerse en cuenta. Los factores clave que requieren una atención especial son la existencia de un emprendedor oportunista o líder dentro de una empresa, el apoyo de la alta dirección, las necesidades internas, el grado de competencia empresarial, los servicios tecnológicos a los que acceder, la coordinación de los recursos organizativos y la capacidad técnica del equipo del equipo del proyecto.
Tesis

La presente tesis analiza el proceso de ingeniería inversa de una empresa manufacturera peruana que posee un taller de manufactura para la creación de sus máquinas e ingenieros y técnicos con una buena capacidad absorbente. La ingeniería inversa es utilizada para la creación y adaptación de máquinas industriales exógenas destinadas a su proceso productivo, es decir, uso no comercial. Además, la investigación hace énfasis en la necesidad de contar con un proceso sistematizado de ingeniería inversa como medio para entender a profundidad el funcionamiento y los principios de solución del sistema técnico, evitar perder tiempo y recursos durante el proyecto y almacenar los resultados de la ingeniería inversa en una base de datos para su consulta en cualquier momento. Se utiliza el estudio de caso como metodología en esta investigación. Entre sus hallazgos destacan que el proceso de ingeniería inversa en la empresa es desorganizado y se utiliza con el objetivo de crear máquinas de producción y reducir costos; además, verifica que la ingeniera inversa puede ser aplicada como una fuente de información para realizar adaptaciones tecnológicas.
Tesis

El presente trabajo tiene por objetivo proponer una metodología basada en la ingeniería inversa con el fin de recuperar la documentación funcional y las especificaciones de diseño de sistemas desarrollados con metodología orientada a objetos, facilitando con esto el mantenimiento del mismo. Nosotros presentamos un enfoque basado en vistas de diseño utilizando el estándar UML, apoyándonos en una Herramienta CASE para la recuperación de diagramas (diagrama de clases) desde el código fuente. -- Palabras claves: Sistemas, Software, Ingeniería Inversa, UML, Herramienta CASE
-- The present work has as objective proposes a methodology based on reverse engineering with the purpose of recovering the functional documentation and the design specifications of system developed with Object Oriented Methodology facilitating with this the maintenance of itself. We presented an approach based on design views using standard UML, supporting in a Tool CASE for the recovery of diagrams (diagram of classes) from the source code. -- Keywords: Systems, Software, Reverse Engineering, UML, Tool CASE
Tesis

El extenso legado de construcciones históricas de tierra en el Perú se encuentra en constante riesgo debido principalmente a la elevada actividad sísmica que afecta al país y a la fragilidad del adobe como material de construcción. En consecuencia, el valor histórico y cultural de estos monumentos, así como la vida de los visitantes se encuentran bajo peligro inaceptable. Con la finalidad de reducir la vulnerabilidad es necesario desarrollar modelos precisos para el análisis sísmico, capaces de simular el comportamiento no lineal de la albañilería y un desempeño bien definido. Es por ello que la presente investigación pretende establecer una metodología basada en técnicas avanzadas no intrusivas de ingeniería inversa y en métodos no lineales simplificados. Se propone el uso en conjunto de escáner láser terrestre (TLS) y fotogrametría como proceso estratégico para la obtención de modelos 3D precisos, debido a su efectividad en la rápida y confiable adquisición de datos. Asimismo, se implementan técnicas para la construcción de modelos CAD que faciliten el proceso de discretización. Ensayos de identificación modal también son empleados para la obtención de los parámetros dinámicos de la estructura y consecuentemente la calibración del modelo numérico construido. Para la evaluación sísmica se ha adoptado un enfoque basado en el desplazamiento, utilizando la metodología no lineal simplificada N2 (Fajfar, 2000). Además, se propone analizar el desempeño estructural en base al nivel de daño probable desarrollado en la edificación ante diferentes escenarios sísmicos. La investigación también busca evaluar la aplicabilidad de dicho procedimiento, utilizando como caso de estudio la iglesia de San Juan Bautista de Huaro ubicada en Cusco, Perú. Este templo data del siglo XVI y se destaca por sus impresionantes pinturas murales que cubren la totalidad del interior de la iglesia, demostrando la fusión del estilo andino y el arte colonial. Sin embargo, la falta de mantenimiento y ocurrencia de eventos sísmicos ha conllevado a su mal estado de conservación desde un punto de vista estructural. Los resultados de la evaluación sísmica de la iglesia evidenciaron que sufriría daño sustancial a fuerte en el caso de un sismo raro con periodo de retorno de 475 años Según la clasificación de daño de la Escala Macrosísmica Europea (EMS-98) esto significaría el desarrollo de grietas generalizadas en los muros, caídas de piezas considerables de recubrimiento y falla de elementos no estructurales individuales como los tímpanos. Asimismo, en el caso de un sismo muy raro (970 años) la estructura alcanzaría un nivel de daño muy fuerte que conllevaría a la falla parcial estructural de muros y techos. Se ha podido identificar durante el análisis los elementos estructurales críticos que controlan el comportamiento global y el nivel de daño durante un evento sísmico. Uno de ellos es la fachada principal, cuyo desplome es el primer mecanismo de colapso de la estructura. Debido a la vulnerabilidad en la que se encuentra la iglesia es altamente recomendable intervenir la construcción con la finalidad de proteger su valor cultural y arquitectónico.
Tesis

En la actualidad, todas las empresas buscan minimizar sus costos y aumentar la satisfacción del cliente, es por ello que los últimos años han enfocado sus objetivos tanto en la logística directa (flujo de productos desde el proveedor hasta el consumidor final) y en la logística inversa (flujo de productos desde el cliente final hacia el proveedor). El presente trabajo de título, tiene como objetivo principal rediseñar el proceso de la logística inversa de una empresa de retail, en particular, servicio técnico, con el fin mejorar el uso de recursos y la calidad del servicio de post-venta. El problema abordado radica en las ineficiencias detectadas tales como el incumplimiento de los tiempos pactados cliente, estimadas en 200 millones de pesos anuales. Se cree que las principales causas de estas ineficiencias son la demora de proveedores en entregar administrar los productos y a su vez debido a una tardanza en el área de servicio técnico del centro de distribución de la empresa. Para el desarrollo de esta memoria se realiza en primer lugar un estudio del rediseño de proceso y de la logística. Posteriormente, en base al estudio anterior se escoge la metodología DMAIC (definir-medir-analizar- mejorar-controlar) de Six Sigma para desarrollar esta memoria. Para ello se realizará una definición del proyecto, un detalle de los procesos actuales y una investigación y análisis de los requerimientos del cliente hacia un servicio de post-venta. Así también, se realiza una definición de los aspectos operacionales actuales del proceso analizado, una descripción de los recursos con los que se cuenta en el área de servicio técnico, una definición de las métricas apropiadas del proceso y una medición de los procesos actuales. Posteriormente, se analizan las mediciones obtenidas del punto anterior y se concluye en base a ellas. Los principales problemas detectados bajo un análisis del proceso en terreno y de los datos con que la empresa cuenta son el bajo compromiso y conocimiento de la labor por parte de los ejecutivos de post-venta, el bajo compromiso de los proveedores de servicio técnico con la empresa y el alto poder del centro de distribución en el proceso. Estos problemas generan envíos erróneos de un 80% aprox. e incumplimientos de casos en el área de mueblería equivalentes a un 46,2% y para los productos de electrónica, un 46,7%. Todo ello causa un nivel 2,64 Sigma, es decir, por cada millón de oportunidades el proceso realiza 116.839,5 defectos. Luego, en base a los problemas detectados en los procesos se definen mejoras. Después, de ello se escoge la mejor propuesta de mejora en base a un análisis económico (VAN de $809 millones y una TIR de 91,92%) y se definen los recursos, el plan de resistencia cultural y las estrategias para llevar a cabo el cambio. A continuación se diseña un prototipo para la mejora propuesta y se realiza un control del proceso post implementación del rediseño. Como resultado el nivel de Sigma aumenta (0,29), es decir, se realiza un menor número de errores en el proceso y a su vez el nivel de satisfacción de los clientes aumenta en el tiempo.

El presente proyecto de investigación tiene como finalidad presentar una propuesta de mejora de la gestión de Logística Inversa de las devoluciones de equipos inalámbricos que se viene aplicando actualmente en la Empresa, mediante el análisis cuantitativo de los principales problemas identificados en dicha gestión, para conseguir recuperar el mayor valor posible de dichos equipos devueltos de manera eficiente y económica. Se han identificado dos problemas centrales: la gestión inadecuada que se realiza en el centro de atención a la hora que el cliente presenta el reclamo de devolución del equipo por diversos motivos, lo cual genera la reposición indebida al cliente de un nuevo equipo sin haber realizado previamente los procesos de verificación física y testeo de fallas, además del gasto de mano de obra al no realizar dichos procesos en el lugar de origen de la devolución, y la inmovilidad de equipos devueltos que no cumplen con la garantía en el almacén central de la empresa, lo que genera gastos de almacenamiento y el costo de oportunidad perdida al no recuperar su valor mediante su reacondicionamiento o venta como chatarra a terceros. El proyecto de investigación está compuesto de cuatro capítulos que dan solución a dichos problemas. En el primero, se define el marco teórico de la investigación y la importancia de la Logística Inversa en la actualidad. En el segundo capítulo, se elabora el diagnóstico de la situación actual de la gestión de Logística Inversa de equipos inalámbricos y se identifican los principales problemas de ésta. En el tercer capítulo, se desarrollan las propuestas de mejora que atacan a los problemas mencionados. Finalmente, se presentan las conclusiones del proyecto y las recomendaciones a la Empresa. Finalmente, se puede determinar que, mediante la implementación de una nueva operativa de verificación física y testeo de fallas en los diversos centros de atención al cliente para gestionar las devoluciones de equipos inalámbricos, el uso de un aplicativo que facilite el control de dichas devoluciones, la comunicación de las condiciones de garantía al cliente y la contratación de terceros que realicen un reacondicionamiento de los equipos para su reinserción al mercado y compren los equipos inservibles como chatarra, la Empresa podrá percibir un gran beneficio económico al haber aplicado la gestión de Logística Inversa de manera eficiente.
Tesis

Recurso académico elaborado por el Departamento de Ciencias para el curso de Matemática Básica para ingeniería (MA420). Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas.
Este texto, al cual llamaremos libro digital, está diseñado para utilizarse en el curso de Matemática Básica para ingeniería (MA420), curso que se dicta en la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC). El contenido obedece a un objetivo fundamental: preparar adecuadamente a los alumnos para llevar con éxito los cursos siguientes en cada una de sus carreras y por lo tanto contiene temas que servirán de base a los mismos, además que la metodología usada obedece a un aprestamiento que el alumno adquirirá para lograr su adaptación al proceso universitario.

En los últimos años la desalación se ha convertido en uno de los recursos de agua no convencionales más importantes por todo el mundo, con especial relevancia en lugares con escasez de agua. España es uno de los 5 países con mayor capacidad instalada a nivel mundial y cuenta con un número importante de grandes desaladoras de agua de mar, junto con otras instalaciones para la mejora de la calidad de las aguas continentales. Junto a los grandes beneficios de la desalación (incremento del recurso y de la calidad del agua), todavía hay campo para la investigación y la mejora, sobre todo en aspectos relacionados con la reducción del consumo de energía y el impacto ambiental. Una de las cuestiones que ha generado más preocupación ambiental en el ámbito de la desalación es la gestión y solución al concentrado o rechazo procedente del sistema, que se conoce popularmente como "salmuera". Las salmueras de desalación son corrientes concentradas en las sales que han sido extraídas del agua, y pueden tener propiedades muy diferentes dependiendo de la tecnología de desalación utilizada, el origen y características físico-químicas del agua a desalar y la conversión de la desaladora (cantidad de agua dulce producida respecto al agua total aportada), que determina la concentración de esta corriente. En la actualidad, gran parte de las investigaciones sobre la gestión de salmueras se centran en la búsqueda de posibles aplicaciones para su valorización, bien para la extracción de productos químicos contenidos en la propia salmuera o que puedan servir de materia prima para la producción de otros, o bien por la vía de la producción de energía y la mejora de la eficiencia energética en el proceso de desalación. La presente tesis doctoral se presenta por compilación de publicaciones, una selección de trabajos y artículos que tratan sobre las alternativas para la gestión y tratamiento de las salmueras, basados en una serie de proyectos de investigación sobre esta temática que se han desarrollado a lo largo de la tesis. Dichos proyectos han cubierto muchos de los aspectos relacionados con la gestión de las salmueras de desalación: estudio de alternativas, cultivo de microalgas para la eliminación de nutrientes en salmueras, posibles usos de las salmueras y sus subproductos, estudio de la viabilidad de la evaporación-cristalización para la descarga líquida cero, modelización matemática de la dilución de salmueras, comparación de distintas tecnologías de desalación, uso de tecnologías emergentes, inyección de salmueras en acuíferos profundos, uso de la energía residual de las salmueras para la reducción del consumo energético, uso directo de la energía solar para alimentar una planta desaladora de membranas, y extracción de sales procedentes de salmueras con disolventes orgánicos. Como resultados de los trabajos de investigación se describen también varias comunicaciones a congresos nacionales e internacionales, así como varios casos de estudio en plantas reales, y se relacionan las patentes obtenidas.

En muchas regiones del mundo con escasez de agua, la reutilización de los efluentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) se convierte en una alternativa cada vez más extendida y deseable. En los últimos años, gracias al desarrollo de técnicas analíticas avanzadas capaces de detectar contaminantes a muy baja concentración, se ha puesto en evidencia la presencia de microcontaminantes en los efluentes de las EDAR. Dado que las investigaciones recientes han demostrado que tienen efectos adversos sobre el medio ambiente y la salud humana, es necesario el uso de un tratamiento terciario para el refinado de estas aguas, a fin de evitar que los microcontaminantes (MCs) lleguen al agua de riego y a los cuerpos de aguas naturales. Se trata en muchos casos de sustancias de uso cotidiano como productos farmacéuticos y de cuidado personal, plastificantes, pesticidas, retardantes de llama, drogas de abuso, surfactantes, nanomateriales, entre otros. Todo ello probablemente relacionado con su uso masivo por parte de la población y por la deficiencia de los tratamientos biológicos actuales, que no fueron diseñados para hacer frente a este tipo de contaminantes. La tecnología de biorreactores de membrana (MBR) comprende la combinación del sistema convencional de lodos activados con la filtración mediante membranas, obteniendo un permeado de alta calidad con una elevada tasa de degradación de los microcontaminantes. No obstante, algunos son más refractarios al tratamiento MBR. Por lo tanto, es necesario un tratamiento adicional para la eliminación y la oxidación de compuestos refractarios, que pueden ser los procesos de oxidación avanzados (POA), que se basan principalmente en la generación de radicales hidroxilo (HO∙) con un alto potencial oxidativo y baja especificidad, capaces de mineralizar y degradar una gran variedad de compuestos orgánicos. Entre los POAs, la ozonización es un proceso en el que la oxidación puede tener lugar a través de vías directas e indirectas. Mientras que la vía directa de la oxidación se produce por medio de ozono molecular, durante la vía indirecta se produce a través del radical hidroxilo generado por la descomposición de ozono. En el caso de la fotólisis, que es un proceso en el que las moléculas de MCs sufren descomposición como resultado de la absorción de luz o radiaciones. Existen dos tipos de fotólisis: la fotólisis directa en la que la absorción directa de los fotones conduce a la degradación de los contaminantes y la fotólisis indirecta que se produce en presencia de fotosensibilizadores que absorben la luz y generan radicales oxigenados reactivos que realizan la degradación de la sustancia objetivo. Por otro lado, la optimización de las tecnologías existentes y el desarrollo de nuevas técnicas para el tratamiento, incluyendo la tecnología de membranas, la cual ha surgido como una importante innovación para el tratamiento y la recuperación de efluentes de EDAR. Durante los últimos años, esta tecnología ha recibido mucha atención por parte de investigadores y fabricantes, como resultado de una mejora de los materiales y técnicas de membranas, que proporcionan flujos más altos, una vida útil más larga, una disminución considerable del coste para la eliminación del ensuciamiento, etc. Además la separación de MCs del efluente tratado. El principal objetivo de la presente investigación es buscar un sistema que pueda eliminar/degradar los contaminantes emergentes de las aguas residuales, para ello se emplea un sistema combinado que consiste en una planta piloto de MBR, alimentada con aguas residuales sintéticas, de características similares a la urbana, para evaluar la eliminación de los MCs a diferentes edades del lodo. Los efluentes obtenidos se tratan mediante procesos adicionales de filtración (NF y OI), ozonización y radiación UV para eliminar los contaminantes refractarios, y su posterior comparación en cuanto a rendimiento de eliminación/degradación de los 30 MCs seleccionados. Para este estudio se utilizó un MBR a escala laboratorio de 90 L, con un módulo de membranas sumergido interno, fibra hueca de microfiltración, con un tamaño de poro de 0,4 µm y una superficie filtrante de 1 m2. El afluente utilizado es agua residual sintética dopada con los 30 microcontaminantes seleccionados, pertenecientes a las familias de triazinas, organoclorados, fármacos, hormonas, productos de cuidado personal, surfactantes, parabenos y plastificantes. Además se ha operado a tiempos de retención celular de 30 y 60 días. Para los post-tratamientos se utilizó un generador de ozono Modelo Anseros, COM-AD-01 con una generación efectiva de 4 g O3/h @ 100NL∙h-1, acoplado a una de columna de 0,75 L para el contacto ozono-agua. Para la realización del tratamiento UV se utiliza un fotoreactor con una lámpara de baja presión (LP) con una potencia regulable de 5-20 W de potencia con emisiones UV de 185 – 254 nm de la marca UV-Consulting peschl España. El sistema de filtración consiste en un módulo de células con agitación Amicon, los cuales son un soporte de filtros que posee juntas tóricas. A este módulo se le acoplaron membranas de NF (FILMTEC NF270) y OI (FILMTEC XLE-2521) con el objetivo de filtrar los efluentes del MBR. La mayoría de los compuestos han podido ser eliminado/degradado mediante el sistema MBR, Sin embargo algunos compuestos resultaron refractarios al tratamiento MBR como la simazina, atrazina, terbutilazina, linuron, alacloro y lindano, pertenecientes al grupo de triazinas y organoclorados, mientras que en el grupo de fármacos y hormonas, la carbamazepina, diclofenaco y 17-α-etinilestradiol son los compuestos refractarios al tratamiento MBR principalmente debido a sus condiciones hidrofílicas y a la persistencia de sus grupos funcionales. Según los resultados obtenidos en este estudio la dosis óptima para la ozonización es de 16 mg O3∙L-1, ya que con ésta se obtuvieron altos rendimientos superiores al 91% de eliminación de los compuestos refractarios, principalmente para los fármacos. Los resultados obtenidos en este estudio muestran que la dosis óptima UV es de 5.374 mJ∙cm2 ya que con ésta se obtuvieron altos rendimientos de eliminación combinado con un pretratamiento MBR con rendimientos superiores a 87% de eliminación de los compuestos biorefractarios, siendo los organoclorados y triazinas los mejores eliminados. Debido a que el tratamiento MBR y la oxidación UV u O3 son capaces de eliminar MCs por diferentes mecanismos de degradación, un sistema híbrido que involucre MBR + UV u O3 puede aprovechar su naturaleza complementaria. La oxidación UV y O3 puede complementar muy bien el tratamiento MBR, resultando en más del 85% de eficiencia de eliminación de los 30 MCs seleccionados en este estudio, incluyendo aquellos que son mal eliminados por tratamiento MBR u oxidación con UV u O3 cuando se implementan por separado. El sistema MBR+ NF obtiene rendimientos superiores al 83%, mientras que la configuración MBR+OI presentó rendimientos superiores al 96% de separación del agua producto. De hecho, el tratamiento con membrana NF/OI complementa muy bien el tratamiento con MBR, y la mayoría de los 30 MCs seleccionados en este estudio se eliminaron por debajo de los límites de detección. En este trabajo de investigación se muestran cuatro posibles combinaciones de tecnologías para la eliminación/degradación de los MCs presentes en las aguas residuales urbanas pero se deja bien claro que la selección de la tecnología depende del tipo de agua a tratar, los tipos de microcontaminantes que estén presentes y el uso final de ese efluente. Además de otros aspectos técnicos y económicos.

El descubrimiento y empleo de los semiconductores ha influido de forma decisiva en las profundas modificaciones que han vivido las sociedades avanzadas como consecuencia de la revolución tecnológica de la segunda mitad del siglo XX. De este modo se ha configurado la actual sociedad global, donde las tecnologías de la información y la comunicación se han constituido como el elemento característico e imprescindible del desarrollo científico y tecnológico en el que se basan las actuales formas de vida. Las industrias que emplean materiales semiconductores o fabrican productos basados en los mismos demandan reactivos de calidad electrónica caracterizados por su limitado contenido en impurezas. Entre los reactivos de este tipo con mayor demanda se encuentra el peróxido de hidrógeno. Los procesos de ultrapurificación de peróxido de hidrógeno son necesarios para poder alcanzar los niveles de calidad exigidos por el sector, específicamente en lo referido a impurezas metálicas. La revisión del estado del arte con respecto a las tecnologías disponibles para la ultrapurificación de peróxido de hidrógeno presenta diferentes alternativas que incluyen la destilación, la adsorción, el intercambio iónico y las tecnologías de membranas. El empleo de membranas de ósmosis inversa aparece como una opción prometedora desde el punto de vista del uso más sostenible de los recursos naturales (materiales, energía y agua). En la presente Tesis Doctoral se ha estudiado el proceso de ultrapurificación de peróxido de hidrógeno mediante ósmosis inversa a escala de laboratorio. El peróxido de hidrógeno obtenido mediante un proceso de ósmosis inversa con membranas de poliamida cumple con los requisitos impuestos en el contenido de impurezas metálicas para ser considerado como SEMI Grado 1, el grado menos exigente de los contemplados dentro de la calidad electrónica. El estudio experimental del proceso a escala de laboratorio permite ajustar el modelo de Kedem-Katchalsky para el transporte de solvente y solutos a través de membranas y es capaz de explicar de forma satisfactoria la evolución de los valores de flujo de permeado y los coeficientes de rechazo de los elementos metálicos en función de la presión aplicada al sistema, evaluando los parámetros que caracterizan al proceso de separación de impurezas lo que permite simular el comportamiento del mismo. La degradación que las membranas de ósmosis inversa sufren en un ambiente tan agresivo como el peróxido de hidrógeno es un factor a tener en cuenta durante la investigación del proceso de ultrapurificación. Por ello, a la vista de los resultados experimentales que muestran una vida útil extremadamente corta para las membranas en esta aplicación y ante la imposibilidad de encontrar en bibliografía referencias previas para la descripción de la evolución con el tiempo del comportamiento de las membranas bajo degradación oxidativa, se propone un modelo logístico de carácter empírica que complemente el modelo de permeación con la descripción del comportamiento durante la evolución de la degradación de la membrana. Los modelos obtenidos y los parámetros ajustados permiten simular y optimizar instalaciones para procesos de fabricación bajo la configuración de cascadas de membranas integradas en contracorriente para alcanzar las calidades de peróxido de hidrógeno ultrapuro desde el Grado SEMI 1 hasta el Grado SEMI 5. El modelo ha sido completado con un balance económico lo que permite utilizar los beneficios económicos como función objetivo en la optimización. Finalmente se ha planteado la optimización del proceso para distintos objetivos en la ultrapurificación de peróxido de hidrógeno mediante cascadas de membranas de ósmosis inversa. Estos objetivos se han concretado en el número óptimo de etapas que la cascada de membranas debe incorporar para la producción de cada uno de los grados de calidad electrónica y los valores óptimos para las principales variables del proceso en cada caso, de modo que se maximice el beneficio económico del proceso; y en el estudio de la influencia de los precios unitarios de los principales recursos necesarios (materia prima, membranas y energía eléctrica) y de diferentes restricciones de mercado sobre la configuración óptima del proceso.
The discovery and posterior use of semiconductor materials have greatly influenced the deep changes that developed societies have experienced as consequence of the technological revolution of the second half of the XX century. This way, the present global society has been configured, where the information and communication technology can be considered as the characteristic and indispensable cornerstone of the scientific and technological development which current life ways are based on. The semiconductor industrial sector requires electronic quality chemicals which can be characterized by their very limited impurity content. Among this type of chemicals, hydrogen peroxide can be found among the ones with highest demands. Hydrogen peroxide ultrapurification processes are necessary to attain the purity levels required by the sector, specifically for the metallic impurities concentrations. The bibliographical review about the state of the art with respect to available ultrapurificationt echnologies for hydrogen peroxide introduces different alternatives, including distillation, adsorption, ion exchange and membrane technologies. The use of reverse osmosis membranes appears as a promising option from the point of view that considers the most sustainable use of the natural resources (raw materials, energy and water). In this PhD Thesis, the hydrogen peroxide ultrapurification process by reverse osmosis has been investigated at lab-scale level. The hydrogen peroxide obtained by means of a reverse osmosis process with polyamide membranes fulfils with the requirements imposed about metallic impurities content to be considered as SEMI Grade 1 chemical, the least exigent grade of the electronic quality framework. The experimental study of the process at lab scale allows the fit to the Kedem-Katchalsky model for both solvent and solute transport through membranes and it is able to explain in a satisfactory way the evolution of the permeate flux and the rejection coefficients of the metallic elements as a function of the applied pressure by evaluating the parameters that characterize the impurities separation process and lets its performance simulation. The degradation of the reverse osmosis membranes in such a harsh medium as hydrogen peroxide is a factor to have under consideration during the investigation of the ultrapurification process. Hence, as a consequence of the analysis of the experimental results that evidence an extremely short effective lifetime for the membranes in this application and the lack of a previous bibliographic reference for the description of the time evolution of the membrane performance under oxidative degradation, an empirical logistic model was formulated to complement the permeation model with the description of the performance during the evolution of the membrane degradation The model that describes the lab-scale hydrogen peroxide permeation is useful to simulate and optimize industrial-scale installations for manufacturing purposes under the countercurrent integrated membrane cascade configuration to produce electronic quality hydrogen peroxide, from SEMI Grade 1 to SEMI Grade 5. The model has been completed with an economic balance which allows the use of the economic profit as an optimization target function. Lastly, the optimization with different targets as objectives of the hydrogen peroxide ultrapurification process by reverse osmosis membrane cascades has been performed. This objectives have been specified as the optimum number of stages that a membrane cascade should incorporate for the production of each electronic grade and the optimum values for the main process variables have been solved to maximize the economic profit of the process; and the study of the influence of the unitary prices of the principal required resources (raw material, membranes and electric energy) and different market restrictions over the optimal process configuration.

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Estudia la optimización en la operación de una planta de tratamiento de agua por osmosis inversa para uso industrial y análisis de costo de mejoras en el proceso, está orientado establecer mejoras operativas en el tratamiento de agua por osmosis inversa en la planta de tratamiento de agua Edegel Santa Rosa. Se realizó un análisis profundo del diseño existente teniendo en cuenta los procesos fisicoquímicos que ocurren durante las diferentes etapas del tratamiento del agua, para ello nos asistimos de ecuaciones numéricas así como el software de diseño Winflows Versión 3.2 para poder describir las soluciones a los problemas presentados en operación. El estudio llego a la concluye que las continuas paradas afectan la vida útil de los equipos debido a la proliferación de la contaminación orgánica en el interior de las membranas y celdas de electrodesionizacion, originada por los tiempos de parada forzados debido a la situación actual de operación de planta. El estudio nos permite recomendar las posibles soluciones al problema de estanqueidad en el servicio de operación, mediante la instalación de un loop de recirculación, que facilitara la operación continua y con ello la reducción de costos en operación por paradas de mantenimiento correctivo. Así mismo se plantea la reducción de costos en operación mediante la adición de equipos modernos que reducirán los costos.
Trabajo de suficiencia profesional

Educational Reverse Engineering Activities referred to as the acronym -EREA- help engineering design students to: Acquire and develop a set of abilities that raise their awareness of the design process; expand their sources of inspiration, position their actions within the lifecycle of a product, and transform theoretical knowledge into practice. However, it was detected that although such activities sparked interest among engineering design educators, they were either absent from typical engineering design curricula or were not fully exploited. After analysing the causes for it and determining that the creation of a collection of resources for the study of educational reverse engineering activities was the best way to reach a geographically dispersed community and thus start trying to change the existing research situation, the development of such resources began with the goal to address as many of the concerns as possible found whenever trying to implement EREA into existing engineering design curricula. The contents selected for inclusion in the collection of resources then, were derived based on initial exploratory discussions with experts in academia and industry; from the feedback received from peer reviewed conference papers stemming from this doctoral research, and from the presentation of intermediate results to early reviewers of this project; for such reasons, the information presented in the different resources targets first time (or novice) instructors of reverse engineering activities and takes into account not only the technical but also the pedagogical and administrative considerations implicated in the study of academic activities, and their potential introduction into an existing engineering design curriculum Given that some relevant information about the topic already existed but it was dispersed across different areas of knowledge; rather than developing all topics from scratch again, a conscious effort was made to examine published literature and to consult with domain experts to integrate and contextualise all existing information into a coherent body that could be complemented with the original results originating from this project. The major sections comprising the collection of resources then, are listed below: - Resource 1: Fundamentals of Educational Reverse Engineering Activities - Resource 2: Reverse Engineering and Learning - Resource 3: Misconceptions about Reverse Engineering - Resource 4: Benefits of Reverse Engineering - Resource 5: A Proposed Methodology for Reverse Engineering Analysis in Engineering Design Education - Resource 6: A Suggested Pedagogy for the Teaching of Educational Reverse Engineering Activities - Resource 7: Integrated Example of an Educational Reverse Engineering Activity on a Disposable Camera - Resource 8: Conclusions and Final Remarks - Resource 9: Miscellaneous Resources for the Study of Reverse Engineering The abovementioned resources were of a self-contained nature, could be read either individually or sequentially, and were written using the "DRM" framework for research in the area of engineering design. Once finished, a number of academic institutions were contacted to measure their interest in the resources, and in the end 12 different ones in the United Kingdom, Ireland, France, Denmark and Germany showed their interest in the research project and agreed to receive the document for reading, thus helping fulfil one of the main goals of this research which was to disseminate the results from it. Other results from this project include five peer reviewed conference papers and a report presented at the Technical University of Ilmenau in Germany after spending a visiting internship abroad to learn about similar approaches to the research into reverse engineering by other schools and traditions of design
Las actividades educativas de ingeniería inversa “AEII” tambien conocidas como “EREA” por su acrónimo en inglés ayudan a los estudiantes de ingeniería de diseño a: Adquirir y desarrollar un conjunto de habilidades que elevan su conocimiento del proceso de diseño; tambien a expandir sus fuentes de inspiración, a situar sus acciones dentro del ciclo de vida de un producto, y a transformar conocimiento teórico en practico. Sin embargo, se detectó que a pesar de que tales actividades despertaban el interés de los profesores del área de ingeniería de diseño ellas estaban o ausentes de sus típicos programas de estudio o no explotadas en su totalidad Después de analizar las causas de ello y determinar que la creación de una colección de recursos para el estudio de las actividades educativas de ingeniería inversa era la mejor forma de acceder a un grupo geográficamente disperso y así intentar cambiar la situación de investigación existente, el desarrollo de tales recursos empezó con la meta de atender tantas inquietudes como fueran posible, de aquellas encontradas siempre que se intentaba implementar “AEII” en programas existentes de ingeniería de diseño Los contenidos seleccionados para formar parte de la colección de recursos, fueron definidos en base a conversaciones iniciales de exploración con expertos en la academia y la industria; en base a la retroalimentación recibida de los artículos presentados en conferencia procedentes de esta investigación doctoral, y de la presentación de resultados intermedios a los revisores preliminares de este proyecto; por tales razones, la información presentada en los diferentes recursos está dirigidas a instructores principiantes de actividades de ingeniería inversa y toma en cuenta no solo las consideraciones técnicas sino también las pedagógicas y administrativas involucradas en el estudio de actividades académicas y su potencial incorporación a un programa existente en ingeniería de diseño Dado que cierta información relevante al tema de investigación ya existía pero estaba dispersa entre varias áreas del conocimiento; en vez de desarrollar todos los temas desde cero nuevamente, se realizó un esfuerzo consciente para examinar la literatura existente y consultar con expertos en el tema, para así integrar y contextualizar toda la información disponible en un estudio coherente que pudiera ser complementado con los resultados originales producidos por esta investigación. Las secciones principales que comprenden la colección de recursos se enumeran a continuación: • Recurso 1: Fundamentos de las Actividades Educativas de Ingeniería Inversa • Recurso 2: Ingeniería Inversa y Aprendizaje • Recurso 3: Interpretaciones Equívocas acerca de la Ingeniería Inversa • Recurso 4: Beneficios de la Ingeniería Inversa • Recurso 5: Una Propuesta de Metodología para Utilizar Análisis de Ingeniería Inversa en la Enseñanza de la Ingeniería de Diseño • Recurso 6: Una Propuesta de Pedagogía para la Enseñanza de Actividades Educativas de Ingeniería Inversa • Recurso 7: Ejemplo de una Actividad Educativa de Ingeniería Inversa en una Cámara Desechable • Recurso 8: Conclusiones y Apuntes Finales • Recurso 9: Recursos Diversos para el Estudio de la Ingeniería Inversa Los recursos fueron escritos utilizando la metodología “DRM” para la investigación en el área de ingeniería de diseño y se contactó a diversas instituciones académicas para saber de su interés en tales recursos, al final 12 instituciones en el Reino Unido; Irlanda, Francia, Dinamarca y Alemania mostraron su interés en el proyecto y accedieron a recibir el documento, ayudando así a cumplir una de las metas principales de esta investigación que fue difundir sus resultados entre estudiosos de la ingenierÍa inversa educativa. Tambien como resultado final de esta investigacion se pueden contar 5 artículos presentados en conferencia y el reporte de trabajo de la estancia de investigación en el extranjero.

El control de robots manipuladores tiene por objeto mejorar la calidad, productividad y funcionalidad de dichos sistemas industriales. Para ello, se hace necesario que el diseño de los métodos de control tengan en cuenta el carácter no lineal de la dinámica de estos sistemas. Por este motivo la presente tesis se centra en el control no lineal de sistemas robotizados, por lo tanto se aborda el modelado dinámico de robots y el desarrollo de controladores dinámicos así como su implementación en entornos de tiempo real. Por una parte, se desarrolla el modelo dinámico de un robot manipulador a partir de las ecuaciones de la dinámica de acuerdo al formalismo de Gibbs-Appell. Para ello, se asume el robot constituido por barras rígidas y pares ideales. Este algoritmo está formulado de una forma recursiva logrando por ello un coste computacional lineal, que permite desarrollar aplicaciones de tiempo real. Además se tiene en cuenta que los algoritmos de resolución del modelo dinámico necesitan conocer de forma fiable los parámetros físicos del robot, por lo que se tienen que desarrollar procedimientos para poder utilizar un conjunto de parámetros base identificados tanto en el Problema Dinámico como a la hora de construir la ecuación del movimiento del robot. Por otra parte, a partir del modelo del robot se aborda el control dinámico de éste. Los controladores de movimiento desarrollados son controladores basados en el modelo del robot, es decir, aquellos que tienen en cuenta la descripción no lineal del sistema robotizado. De todos los posibles controladores de esta clase que existen, nos centramos en dos tipos, los controladores por dinámica inversa y los controladores basados en pasividad. Los primeros alcanzan el objetivo de seguimiento de trayectoria mediante la linealización por realimentación de la dinámica no lineal del robot. El segundo grupo modifica la energía mecánica del sistema con el fin de alcanzar el objetivo de control.
Rosillo Guerrero, N. (2009). Estudio e implementación de controladores dinámicos de robots industriales en tiempo real [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6121
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La commande d'un systeme de production automatise est, durant son exploitation, en constante evolution. Pour mener a bien ces modifications, il est imperatif de comprendre le systeme existant. Ce que ne permet pas toujours la documentation issue de la conception de la commande qui, suite aux differentes interventions sur la commande, ne correspond plus a la commande en exploitation. Un processus d'ingenierie inverse s'avere alors necessaire afin d'extraire les specifications de la commande pre-existante. Dans ce memoire, on ne traite que l'aspect comportemental d'une commande suppose decrit en grafcet ou en langage inspire grafcet. Dans un cadre industriel, ce type de description peut etre extremement complexe. De plus, ces representations comportementales ne presentent que peu ou pas de structuration et sont donc difficilement analysables. Devant ce constat, nous proposons de formaliser la description initiale de la commande. L'objectif est de la rendre comprehensible afin d'en retrouver les specifications. Le processus de formalisation est realise selon un principe d'observation en utilisant un nouveau formalisme : l'hypergrafcet. Le modele hypergrafcet base sur le grafcet, permet la structuration et la representation d'un comportement sous la forme d'une hierarchie d'abstraction. La methodologie proposee dans ce memoire repose sur la definition d'une interpretation de l'hypergrafcet specifique a un contexte d'ingenierie inverse et sur deux methodes d'elaboration d'une representation hypergrafcet a partir d'un grafcet ou d'un programme en langage inspire grafcet.

Unlike the traditional two-stage methods, a conditional and inverse-conditional simulation approach may directly generate independent, identically distributed realizations to honor both static data and state data in one step. The Markov chain Monte Carlo (McMC) method was proved a powerful tool to perform such type of stochastic simulation. One of the main advantages of the McMC over the traditional sensitivity-based optimization methods to inverse problems is its power, flexibility and well-posedness in incorporating observation data from different sources. In this work, an improved version of the McMC method is presented to perform the stochastic simulation of reservoirs and aquifers in the framework of multi-Gaussian geostatistics. First, a blocking scheme is proposed to overcome the limitations of the classic single-component Metropolis-Hastings-type McMC. One of the main characteristics of the blocking McMC (BMcMC) scheme is that, depending on the inconsistence between the prior model and the reality, it can preserve the prior spatial structure and statistics as users specified. At the same time, it improves the mixing of the Markov chain and hence enhances the computational efficiency of the McMC. Furthermore, the exploration ability and the mixing speed of McMC are efficiently improved by coupling the multiscale proposals, i.e., the coupled multiscale McMC method. In order to make the BMcMC method capable of dealing with the high-dimensional cases, a multi-scale scheme is introduced to accelerate the computation of the likelihood which greatly improves the computational efficiency of the McMC due to the fact that most of the computational efforts are spent on the forward simulations. To this end, a flexible-grid full-tensor finite-difference simulator, which is widely compatible with the outputs from various upscaling subroutines, is developed to solve the flow equations and a constant-displacement random-walk particle-tracking method, which enhances the com
Fu, J. (2008). A markov chain monte carlo method for inverse stochastic modeling and uncertainty assessment [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1969
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Dividimos el trabajo en tres bloques: En el primer bloque, se han revisado las técnicas de escalado que utilizan una media simple, el método laplaciano simple, el laplaciano con piel y el escalado con mallado no uniforme y se han evaluado en un ejercicio tridimensional de escalado de la conductividad hidráulica. El campo usado como referencia es una realización condicional a escala fina de la conductividad hidráulica del experimento de macrodispersión realizado en la base de la fuerza aérea estadounidense de Columbus en Misuri (MADE en su acrónimo inglés). El objetivo de esta sección es doble, primero, comparar la efectividad de diferentes técnicas de escalado para producir modelos capaces de reproducir el comportamiento observado del movimiento del penacho de tritio, y segundo, demostrar y analizar las condiciones bajo las cuales el escalado puede proporcionar un modelo a una escala gruesa en el que el flujo y el transporte puedan predecirse con al ecuación de advección-dispersión en condiciones aparentemente no fickianas. En otros casos, se observa que la discrepancia en la predicción del transporte entre las dos escalas persiste, y la ecuación de advección-dispersión no es suficiente para explicar el transporte en la escala gruesa. Por esta razón, se ha desarrollado una metodología para el escalado del transporte en formaciones muy heterogéneas en tres dimensiones. El método propuesto se basa en un escalado de la conductividad hidráulica por el método laplaciano con piel y centrado en los interbloques, seguido de un escalado de los parámetros de transporte que requiere la inclusión de un proceso de transporte con transferencia de masa multitasa para compensar la pérdida de heterogeneidad inherente al cambio de escala. El método propuesto no sólo reproduce el flujo y el transporte en la escala gruesa, sino que reproduce también la incertidumbre asociada con las predicciones según puede observarse analizando la variabilidad del conjunto de curvas de llegada.
Li ., L. (2011). Upscaling and Inverse Modeling of Groundwater Flow and Mass Transport in Heterogeneous Aquifers [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/12268
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La modelación numérica del flujo de agua subterránea y del transporte de masa se está convirtiendo en un criterio de referencia en la actualidad para la evaluación de recursos hídricos y la protección del medio ambiente. Para que las predicciones de los modelos sean fiables, estos deben de estar lo más próximo a la realidad que sea posible. Esta proximidad se adquiere con los métodos inversos, que persiguen la integración de los parámetros medidos y de los estados del sistema observados en la caracterización del acuífero. Se han propuesto varios métodos para resolver el problema inverso en las últimas décadas que se discuten en la tesis. El punto principal de esta tesis es proponer dos métodos inversos estocásticos para la estimación de los parámetros del modelo, cuando estos no se puede describir con una distribución gausiana, por ejemplo, las conductividades hidráulicas mediante la integración de observaciones del estado del sistema, que, en general, tendrán una relación no lineal con los parámetros, por ejemplo, las alturas piezométricas. El primer método es el filtro de Kalman de conjuntos con transformación normal (NS-EnKF) construido sobre la base del filtro de Kalman de conjuntos estándar (EnKF). El EnKF es muy utilizado como una técnica de asimilación de datos en tiempo real debido a sus ventajas, como son la eficiencia y la capacidad de cómputo para evaluar la incertidumbre del modelo. Sin embargo, se sabe que este filtro sólo trabaja de manera óptima cuándo los parámetros del modelo y las variables de estado siguen distribuciones multigausianas. Para ampliar la aplicación del EnKF a vectores de estado no gausianos, tales como los de los acuíferos en formaciones fluvio-deltaicas, el NSEnKF propone aplicar una transformación gausiana univariada. El vector de estado aumentado formado por los parámetros del modelo y las variables de estado se transforman en variables con una distribución marginal gausiana.
Zhou ., H. (2011). Stochastic Inverse Methods to Identify non-Gaussian Model Parameters in Heterogeneous Aquifers [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/12267
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El presente trabajo de titulo tiene como objetivo la creación de un plan comercial para la unidad de negocios “venta de tickets día de Valle Nevado S.A.”, una de las empresas más importantes en la industria de la nieve en Chile. Para conseguir esta meta, se realizó un completo análisis estratégico de la empresa de acuerdo a la industria en a que esta inserta. Lo anterior en conjunto con una investigación de mercados realizada por la alumna, permitieron desarrollar el marketing mix. Finalmente se evaluó la viabilidad económica del plan. Este proyecto fue motivado por el vacío de información acerca de los clientes de tickets día del centro invernal. Se parte del supuesto que la toma de decisiones informada puede aumentar la rentabilidad del negocio. Para realizar en análisis estratégico se utilizó la metodología introducida por Michael Porter así como el análisis FODA. De esta forma, se detectó que el escollo más relevante para la empresa es la rivalidad con sus competidores. Luego, se procedió a realizar una investigación de mercados que en su etapa cualitativa consistió en llevar a cabo el método de entrevistas en profundidad. Esta etapa definió las variables de consumo y actitud relevantes para un esquiador del valle central, las que permitieron generar un cuestionario que mas tarde sería aplicado en terreno por la alumna. Los resultados arrojaron que los clientes se dividen en tres claros segmentos, de los cuales hay un segmento considerablemente más elástico que los otros. La clasificación se da mayoritariamente por rango etario y actividad. Sin embargo, el hallazgo más relevante fue la necesidad de sentido de pertenencia de los esquiadores y la fría relación que perciben con el centro. Por lo tanto, la creación del marketing mix se vio complementada por la creación de un club de fidelización que permita la automatización de la obtención de los datos y así entender de manera sistemática las necesidades de los clientes. Finalmente, se realizó una evaluación económica incremental del plan. En el contexto de un análisis conservador y para un horizonte de evaluación de 5 años, se obtuvo un VAN de $30.294.000 pesos, con una tasa de descuento del 17% y una TIR del 32%.

Los procesos de membrana han alcanzado una amplia aceptación dentro de diversos campos. Sin embargo, la producción de membranas europea no está en relación con el volumen de su utilización, por lo que interesa desarrollarla. La investigación y desarrollo en la producción de membranas busca obtener membranas con características de separación y resistencia eficaces y cada vez más adaptadas a procesos específicos. La presente tesis entra dentro de esta línea afrontando: 1. La determinación de las variables influyentes en la preparación mediante el método de inversión de fase por inmersión - precipitación de membranas compuestas de Acetato de Celulosa sobre soporte no-tejido dentro de los rangos de ósmosis inversa y nanofiltración. 2. El establecimiento de las bases para la fabricación en máquina de membranas compuestas mediante la comparación de los resultados experimentales del método manual de fabricación con los obtenidos en un prototipo de máquina de fabricación industrial de membranas planas existente en el Departamento de Ingeniería Química y Nuclear de la Universidad Politécnica de Valencia. Los resultados obtenidos permitieron evaluar los efectos de la variación de las condiciones de fabricación sobre el comportamiento y características de la membrana fabricada. No obstante, el método manual presentó elevada dispersión y baja reproducibilidad, si bien, los resultados que se obtienen se pueden considerar orientativos para la fabricación en máquina, si se tiene en cuenta la salvedad de que un soporte de membrana adecuado en el método manual podría no serlo para la fabricación en máquina.
Gozálvez Zafrilla, JM. (1998). Fabricación de membranas de acetato de celulosa aptas para osmosis inversa y nanofiltración mediante el método de inversión de fase [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4281
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Tesis realizada con apoyo Conacyt
En este trabajo se presenta el desarrollo e implementación de un sistema de control mediante Modulación por Ancho de Pulso por Cambio de Fase (PS-PWM, por sus siglas en inglés) basado en Máquinas de Estados Finitos (FSM, por sus siglas en inglés). El objetivo es resolver el problema de estabilidad de voltaje de salida de un Inversor de Tres Células con Capacitores Flotados (ITCCF) en torno a un punto de operación de voltaje de salida especifico.

El nivel de complejidad y organización de la materia en los seres vivos es sorprendente y a la vez fascinante. Aun cuando no se sepa por qué existe o cómo se genera, se cree firmemente en el paradigma que dicta que gran parte de la información para el surgimiento de tal complejidad está codificada, de alguna forma, en los genes. Al respecto las redes de regulación transcripcionales cumplen un rol fundamental, por cuanto son capaces de responder a estímulos externos y controlar de forma precisa los genes, y por ende, las proteínas que son expresadas en un momento particular. Debido a la incapacidad para directamente observar y comprender el funcionamiento de estos sistemas de regulación, surge la necesidad de utilizar métodos indirectos basados en el análisis de experimentos de expresión genética. Lamentablemente la mayor parte de estos procedimientos son de naturaleza estadística, por lo que ignoran el trasfondo netamente biológico del sistema analizado. Por ende los resultados carecen del sentido biológico necesario para hacerlos útiles e interpretables a dicho nivel. En el último tiempo nuevos enfoque de análisis basados en la naturaleza estructural del problema han sido introducidos. Al respecto, NCA (Network Component Analysis) ha demostrado un gran potencial y ventaja sobre otro tipo de aplicaciones, permitiendo al investigador reconstruir los parámetros desconocidos de redes de regulación transcripcionales. En el presente estudio se pretende reproducir las bases de dicha técnica, con el objetivo de comprender sus ventajas e identificar sus limitaciones. Luego se busca modificar y extender la técnica base, buscando incluir en el método nuevas funcionalidades, que en conjunto con reconstruir la red permitan la inclusión de información adicional con el fin de obtener resultados más precisos. El enfoque propuesto permite incluir la varianza de los datos de microarrays utilizado en el análisis, así como suposiciones en los parámetros a estimar del modelo, obteniendo así reconstrucciones que bajo ciertas condiciones se muestran más precisas que con el método original. Los métodos son probados y validados extensamente en redes sintéticas obteniendo resultados que ilustran la gran capacidad y robustez frente a errores de la técnica desarrollada. Por otra parte, un nuevo enfoque basado en la técnica heurística de recocido simulado es desarrollado. Con éste se espera encontrar redes alternativas a la propuesta, que expliquen de manera alternativa los resultados obtenidos y reduzcan así la gran cantidad de información respecto a la estructura de la red que NCA requiere para trabajar.

[ES] Como parte de los métodos de asimilacíon de datos, los métodos basados en conjuntos han ganado popularidad en hidrogeología dada su capacidad para manejar grandes cantidades de datos observados simultáneamente. Recientemente, se ha comenzado a emplear este método para la identificacíon de fuentes de contaminacíon en casos sintéticos. Basándonos en estos trabajos anteriores, hemos dado un paso adelante evaluando su rendimiento en experimentos de tanque de laboratorio. La tesis se puede dividir en cuatro partes. En la primera parte, el filtro de Kalman de conjuntos con reinicio (r-EnKF) se utiliza para la identificacíon espacio-temporal de una fuente puntual de contaminantes en un experimento en tanque de laboratorio, junto con la identificacíon de la posicíon y longitud de una placa vertical insertada en el tanque que modifica la geometría del sistema. Los resultados muestran que el r-EnKF es capaz de identificar tanto la fuente como los parámetros relacionados con la geometría del acuífero. La segunda parte muestra una aplicacíon del filtro de Kalman de conjuntos con anamorfosis normal y reinicio (NS-EnKF) y con inflacíon de la covarianza en un experimento de laboratorio con conductividad heterogénea. El método se prueba primero utilizando un caso sintético que imita el experimento del tanque para establecer el número mínimo de miembros del conjunto y la mejor técnica para evitar el colapso del filtro. Luego, su aplicacíon a los datos del tanque muestra que el NS-EnKF con reinicio puede beneficiarse de la inflacíon de Bauser para reducir el tama ñ o del conjunto y llegar a una buena identificacíon conjunta tanto de la fuente de contaminantes como de la heterogeneidad espacial de las conductividades. En la tercera parte, el filtro de Kalman de conjuntos suavizado con asimilacíon múltiple de datos (ES-MDA) se emplea para la identificacíon simultánea de una fuente de contaminantes y la distribucíon espacial de la conductividad hidráulica utilizando el r-EnKF como punto de referencia. El resultado muestra que el ES-MDA puede superar al r-EnKF, marginalmente, para el caso sintético específico analizado con el mismo consumo de CPU, y puede funcionar mucho mejor que el r-EnKF a cambio de un mayor costo de CPU. La cuarta y última parte investiga el rendimiento del ES-MDA en un problema de identificacíon de una inyeccíon de contaminante que varía en el tiempo. Se analiza la influencia de diferentes intervalos de observacíon y esquemas de inflacíon de la covarianza en la determinacíon de la curva de inyeccíon. El resultado muestra que el ES-MDA funciona muy bien en la identificacíon de la curva de inyeccíon cuando la discretizacíon de la misma no es muy alta, pero encuentra problemas de fluctuacíon en los casos con discretizaciones altas. La frecuencia con la que se muestrean los datos de observacíon es un factor influyente, mientras que el número de iteraciones o los métodos de inflacíon de la covarianza tienen menos efecto.
[CA] Com a part dels mètodes d'assimilació de dades, els mètodes basats en conjunts han guanyat popularitat en hidrogeologia donada la seua capacitat per a manejar grans quantitats de dades observades simultàniament. Recentment, s'ha començat a emprar aquest mètode per a la identificació de fonts de contaminació en casos sintètics. Basant-nos en aquests treballs anteriors, hem fet un pas avant avaluant el seu rendiment en experiments de tanc de laboratori. La tesi es pot dividir en quatre parts.En la primera part, el filtre de Kalman de conjunts amb reinici (r-EnKF) s'utilitza per a la identificació espaciotemporal d'una font puntual de contaminants en un experiment en tanc de laboratori, juntament amb la identificació de la posició i longitud d'una placa vertical inserida en el tanc que modifica la geometria del sistema. Els resultats mostren que el r-EnKF és capaç d'identificar tant la font com els paràmetres relacionats amb la geometria de l'aqüífer. La segona part mostra una aplicació del filtre de Kalman de conjunts amb anamorfosis normal i reinici (NS-EnKF) i amb inflació de la covariància en un experiment de laboratori amb conductivitat heterogènia. El mètode es prova primer utilitzant un cas sintètic que imita l'experiment del tanc per a establir el nombre mínim de membres del conjunt i la millor tècnica per a evitar el col·lapse del filtre. Després, la seua aplicació a les dades del tanc mostra que el NS-EnKF amb reinici pot beneficiar-se de la inflació de Bauser per a reduir la grandària del conjunt i arribar a una bona identificació conjunta tant de la font de contaminants com de l'heterogeneïtat espacial de les conductivitats. En la tercera part, el filtre de Kalman de conjunts suavitzat amb assimilació múltiple de dades (ES-MDA) s'empra per a la identificació simultània d'una font de contaminants i la distribució espacial de la conductivitat hidràulica utilitzant el r-EnKF com a punt de referència. El resultat mostra que l'ES-MDA pot superar al r-EnKF, marginalment, per al cas sintètic específic analitzat amb el mateix consum de CPU, i pot funcionar molt millor que el r-EnKF a canvi d'un major cost de CPU. La quarta i última part investiga el rendiment de l'ES-MDA en un problema d'identificació d'una injecció de contaminant que varia en el temps. S'analitza la influència de diferents intervals d'observació i esquemes de inflació de la covariància en la determinació de la corba d'injecció. El resultat mostra que l'ES-MDA funciona molt bé en la identificació de la corba d'injecció quan la discretització no és massa alta, però troba problemes de fluctuació amb discretitzacions massa fines. La freqüència amb la qual es mostregen les dades d'observació és un factor influent en aquesta aplicació, mentre que el nombre d'iteracions o els mètodes d'inflació de la covariància tenen menys efecte.
[EN] As part of the data assimilation methods, the ensemble-based methods have gained popularity in hydrogeology given their ability to deal with huge amounts of observed data simultaneously. More recently, researchers have started to employ these methods to deduce contamination source information in synthetic cases. Based on these previous work, we take a step further to evaluate their performance in sandbox experiments. The main objective of this thesis is to verify the capacity of the ensemble-based methods in identifying contaminant sources and complex geological heterogeneity. The thesis could be divided into four parts. In the first part, the restart ensemble Kalman filter (r-EnKF) is used for the spatiotemporal identification of a point contaminant source in a sandbox experiment, together with the identification of the position and length of a vertical plate inserted in the sandbox that modifies the geometry of the system. The results show that the r-EnKF is capable of identifying both contaminant source information and aquifer-geometry-related parameters. The second part shows an application of the restart normal-score ensemble Kalman filter (NS-EnKF) with covariance inflation in a heterogenous conductivity laboratory experiment. The method is first tested using a synthetic case that mimics the sandbox experiment to establish the minimum number of ensemble members and the best technique to prevent filter collapse. Then, its application to the sandbox data shows that the restart NS-EnKF can benefit from Bauser's inflation to reduce the ensemble size and to arrive to a good joint identification of both the contaminant source and the spatial heterogeneity of conductivities. In the third part, the ensemble smoother with multiple data assimilation (ES-MDA) is employed for the simultaneous identification of a contaminant source and the spatial distribution of hydraulic conductivity while using the r-EnKF as a benchmark. The outcome shows that the ES-MDA is able to outperform the r-EnKF, marginally, for the specific synthetic case analyzed with almost the same CPU consumption, and it can perform far better than the r-EnKF just with a cost of larger CPU usage. The forth and last part investigates the performance of the ES-MDA in a time-varying release history identification problem. The influence of different observation intervals and inflation factor schemes on the determination of the release curve are discussed. The outcome shows that the ES-MDA performs great in recovering release history when the history curve is discretized in not too many steps, and that it fails when the discretization is large. The frequency at which observation data are sampled is an influential factor in this application, while the number of iterations or the inflation scheme have less effect.
Thanks to the institutions that financed my studies. The support to carry out my work was received from the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness through project CGL2014-59841-P, and from the Spanish Ministry of Education, Culture and Sports through a fellowship for the mobility of professors in foreign research and higher education institutions to my supervisor, reference PRX17/00150
Chen, Z. (2020). Stochastic Identification of Pollutant Sources in Aquifers by the Ensemble Kalman Filter [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160628
TESIS

El presente es un trabajo de tesis de licenciatura en Ingeniería en computación
En el presente trabajo se analiza el comportamiento del estrés eléctrico en Inversores de carga resistiva fabricados a partir de Transistores de Película delgada.

[EN] «Study of neural networks and quadrupole models for the solution of the inverse problem in non-destructive testing by eddy currents. Application control of thickness on metal surfaces with multilayer protection» Abstract Currently the use of test methods using eddy current testing has become widespread in the industry, not only in the field of non-destructive testing, to study the behavior of cracks in components subject to fatigue and to detect failures metal internal structure, but also as measuring instruments to obtain information from the characterization of materials, composition of the surface layers, surface oxidation extent of the thickness of the surface layers treated for hardening. However, the application of currents induced to meet sizing surface layers can be solved by direct problem but not the reverse, obtained from measurements of electromagnetic parameters, the dimensions of the laminated layers on the metal surface. This unique case is trying to solve this thesis so that replaces modeling using different physical layers of the material, quadrupole or quadrupole elements, whose behavior can set the parallel appearing in induced surface currents metal under real conditions. For this, they have taken several sets of plates with different known thicknesses are measured and their characteristic impedances by suitable sensors. The results obtained are used to train an artificial neural network, and therefore should allow its use to solve the inverse problem, i.e., from readings measured as input to the neural network to obtain the dimensions wanted to check out. The work begins with a detailed study of the solutions to equations and harmonic electromagnetic fields for the model proposed. The method of the magnetic vector potential vector with Coulomb contrast conditions used. Signal propagation near the surface and in the border region are studied. The basic formulation of the induced currents is established and studied in detail two specific problems and their models, the finite thickness plate and a cylinder. However, this method of solving the equations of the problem is proposed by using numerical series in replacing the integrals with infinite upper limit. Results to calculate the resulting model parameters based on the obtained test frequency and for a model settled down. We proposes a simulation model ANSYS two solutions, the first a plane model is used PLANE53 and second dimensional model SOLID236. From the latter assay sensitivity of currents induced by benchmarking the environmental conditions change, permeability and conductivity are studied. A model similar to the propagation of a transmission line in telecommunications models for that quadrupoles are set and are daisy-chained signal is also proposed theoretical results are obtained even different frequencies and are used to show a method of measuring or control of different thicknesses.
[ES] Estudio de redes neuronales y modelos de cuadripolos para la solución del problema inverso en ensayos no destructivos, por medio de corrientes inducidas. Aplicación para el control de espesores en superficies metálicas con protección multicapa Resumen En la actualidad el uso de métodos de prueba empleando ensayos de corrientes inducidas se ha generalizado en la industria, no sólo en el campo de los ensayos no destructivos, para estudiar el comportamiento de las grietas en elementos sujetos a fatiga así como para detectar fallas en la estructura interna metálica, sino también como instrumentos de medida para obtener información de la caracterización de los materiales, composición de las capas superficiales, magnitud de la oxidación superficial, espesor de las capas superficiales tratadas para su endurecimiento. Sin embargo, la aplicación de corrientes inducidas para conocer el dimensionado de capas superficiales puede resolverse mediante el problema directo pero no así el inverso, obtener a partir de las mediciones de parámetros electromagnéticos, las dimensiones de las capas estratificadas en la superficie del metal. Este caso singular es el que trata de resolver esta tesis de manera que empleando un modelado que sustituye las distintas capas físicas del material, por elementos cuadripolares o cuadripolos, de cuyo comportamiento se puede establecer el paralelismo con que aparecen las corrientes inducidas en la superficie del metal en condiciones reales. Para esto, se han tomado varios juegos de placas con distintos espesores conocidos y se han medido sus impedancias características mediante sensores adecuados. Los resultados obtenidos sirven para entrenar una red neuronal artificial, y por tanto deben de permitir su empleo para resolver el problema inverso, es decir, a partir de las lecturas de la medición como entrada de la red neuronal obtener las dimensiones buscadas a la salida. Los trabajos se inician con un estudio detallado de las soluciones a las ecuaciones de campos electromagnéticos armónicos y para el modelo que se propone. Se usa el método vectorial del potencial vector magnético con las condiciones de contraste de Coulomb. Se estudian la propagación de señales en las proximidades de la superficie y en la región frontera. Se establece la formulación básica de las corrientes inducidas y se estudian con detalle dos problemas concretos y sus modelos, el de una placa de espesor finito y el de un cilindro. Con todo ello se propone un método de resolución de las ecuaciones del problema mediante el empleo de series numéricas en la sustitución de las integrales con límite superior infinito. Se obtienen resultados para el cálculo de los parámetros resultantes en función de la frecuencia de ensayo y para un modelo establecido. Se propone un modelo de simulación ANSYS con dos soluciones, en la primera se emplea un modelo plano PLANE53 y en la segunda un modelo tridimensional SOLID236. A partir de este último se estudia la sensibilidad del ensayo de corrientes inducidas por comparación de resultados al modificar las condiciones del medio, permeabilidad y conductividad. También se propone un modelo de propagación de señal similar al de una línea de transmisión en telecomunicaciones, para ello se establecen modelos de cuadripolos y se conectan en cadena, los resultados teóricos se obtienen par las distintas frecuencias y sirven para mostrar un método de medida u control de los distintos espesores
[CAT] «Estudi de xarxes neuronals i models de quadripols per a la solució del problema invers en assajos no destructius, per mitjà de corrents induïts. Aplicació per al control de gruixos en superfícies metàl·liques amb protecció multicapa» Resum En l'actualitat l'ús de mètodes de prova emprant assaigs de corrents induïts s'ha generalitzat en la indústria, no només en el camp dels assajos no destructius, per estudiar el comportament de les esquerdes en elements subjectes a fatiga així com per detectar falles en l'estructura interna metàl·lica, sinó també com a instruments de mesura per obtenir informació de la caracterització dels materials, composició de les capes superficials, magnitud de l'oxidació superficial, espessor de les capes superficials tractades per al seu enduriment. No obstant això, l'aplicació de corrents induïts per conèixer el dimensionament de capes superficials pot resoldre mitjançant el problema directe però no així l'invers, obtenir a partir dels mesuraments de paràmetres electromagnètics, les dimensions de les capes estratificades en la superfície del metall. Aquest cas singular és el que tracta de resoldre aquesta tesi de manera que emprant un modelatge que substitueix les diferents capes físiques del material, per elements quadrupolars o quadripols, del comportament es pot establir el paral·lelisme amb què apareixen els corrents induïdes en la superfície del metall en condicions reals. Per això, s'han pres diversos jocs de plaques amb diferents gruixos coneguts i s'han mesurat les seves impedàncies característiques mitjançant sensors adequats. Els resultats obtinguts serveixen per entrenar una xarxa neuronal artificial, i per tant han de permetre la seva ocupació per resoldre el problema invers, és a dir, a partir de les lectures del mesurament com a entrada de la xarxa neuronal obtenir les dimensions buscades a la sortida. Els treballs s'inicien amb un estudi detallat de les solucions a les equacions de camps electromagnètics harmònics i per al model que es proposa. Es fa servir el mètode vectorial del potencial vector magnètic amb les condicions de contrast de Coulomb. S'estudien la propagació de senyals en les proximitats de la superfície hi ha la regió frontera. S'estableix la formulació bàsica dels corrents induïts i s'estudien amb detall dos problemes concrets i els seus models, el d'una placa de gruix finit i el d'un cilindre. Amb tot això es proposa un mètode de resolució de les equacions del problema mitjançant l'ús de sèries numèriques en la substitució de les integrals amb límit superior infinit. S'obtenen resultats per al càlcul dels paràmetres resultants en funció de la freqüència d'assaig i per a un model establert. Se proposa un model de simulació ANSYS amb dues solucions, en la primera es fa servir un model pla PLANE53 i en la segona un model tridimensional SOLID236. A partir d'aquest últim s'estudia la sensibilitat de l'assaig de corrents induïts per comparació de resultats en modificar les condicions del medi, permeabilitat i conductivitat. També es proposa un model de propagació de senyal similar al d'una línia de transmissió en telecomunicacions, per això s'estableixen models de quadripols i es connecten en cadena, els resultats teòrics s'obtenen bat les diferents freqüències i serveixen per mostrar un mètode de mesura o control dels diferents gruixos.
Corbí Cabrera, A. (2016). Estudio de redes neuronales y modelos de cuadripolos para la solución del problema inverso en ensayos no destructivos por medio de corrientes inducidas. Aplicación para el control de espesores en superficies metálicas con protección multicapa [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63448
TESIS

Cañavate Grimal, A. (2014). Metodología para la identificación de parámetros en excavaciones profundas al abrigo de muros pantalla mediante métodos espectrales estocásticos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39311
TESIS

El objetivo principal de esta memoria es estudiar algunos problemas inversos en ecuaciones en derivadas parciales mediante el uso de desigualdades de Carleman. Estas últimas son una herramienta muy útil para obtener estabilidad para el problema inverso en torno a una solución regular.

[ES] El tema de la investigación se centra en técnicas avanzadas para manejar problemas de aguas subterráneas y superficiales relacionados con métodos inversos y cambio climático. Los filtros de Kalman, con especial atención en Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), se analizan y mejoran para la solución de diferentes tipos de problemas inversos. En particular, la principal novedad es la aplicación de estos métodos para la identificación de series temporales. La primera parte de la tesis, luego de la descripción del método, presenta el desarrollo de un software escrito en Python para la aplicación de la metodología propuesta. El software cuenta con un flujo de trabajo flexible que puede adaptarse fácilmente para implementar diferentes variantes del filtro de Kalman y ser aplicado para la solución de varios tipos de problemas. Un paquete de herramientas proporciona varias funcionalidades que permiten de configurar el algoritmo de acuerdo con el problema específico analizado. La primera aplicación se refiere a la solución del problema inverso de flujo en ríos. Este es un procedimiento inverso destinado a estimar el flujo de entrada a un sistema hidráulico en función de información recopilada abajo. El procedimiento se prueba mediante dos ejemplos sintéticos y un estudio de caso real; se investiga el impacto de los tamaños de los conjuntos y la aplicación de técnicas de localización e inflación de covarianzas. Los resultados muestran la capacidad del método propuesto de resolver este tipo de problemas; el rendimiento de ES-MDA mejora, especialmente para tamaños de conjuntos pequeños, cuando se aplican técnicas de inflación y localización de covarianza. La segunda aplicación en el campo de las aguas superficiales se refiere a la calibración de un modelo hidrológico-hidráulico que simula los mecanismos de formación de eventos de inundación. ES-MDA se acopla al modelo numérico de forma paralela para la estimación de los coeficientes de rugosidad e infiltración en base al conocimiento de un hidrograma de flujo en una sección del dominio. Los resultados de dos casos sintéticos y un estudio de caso real demuestran la capacidad del método propuesto para calibrar el modelo hidrológico-hidráulico con un tiempo computacional razonable. En el campo de aguas subterráneas, ES-MDA se aplica por primera vez para identificar simultáneamente la ubicación de la fuente y el historial de liberación de un contaminante en un acuífero a partir de datos de concentración detectados en diferentes puntos del dominio. Se realizaron numerosas pruebas para evaluar la influencia de la distribución espacial y temporal de los datos de concentración, el número del conjunto y el uso de técnicas de localización e inflación; además, se presenta un nuevo procedimiento para realizar una localización iterativa espacio-temporal. La metodología se valida mediante un ejemplo analítico y un estudio de caso que utiliza datos obtenidos en el laboratorio mediante una caja de arena. ES-MDA conduce a una buena estimación de los parámetros investigados; una red de monitoreo bien diseñada y la aplicación de correcciones de covarianza mejoran el rendimiento del método y ayudan a mitigar el posible problema de no unicidad de la solución. Otro propósito de la tesis es investigar el efecto del cambio climático en las aguas subterráneas. Se presenta un modelo simplificado que describe la respuesta de los niveles de agua subterránea a las variables meteorológicas hasta 2100. Es un enfoque estadístico sencillo basado en las correlaciones entre los niveles de agua subterránea y dos índices de sequía que dependen de los datos de precipitación y temperatura. El método se utiliza para evaluar el impacto del cambio climático en los recursos de agua subterránea en un área de estudio ubicada en el norte de Italia utilizando datos históricos y de modelos climáticos regionales. Los resultados m
[CA] El tema de la investigació se centra en tècniques avançades per a manejar problemes d'aigües subterrànies i superficials relacionats amb mètodes inversos i canvi climàtic. Els filtres de Kalman, amb especial atenció en Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), s'analitzen i milloren per a la solució de diferents tipus de problemes inversos. En particular, la principal novetat és l'aplicació d'aquests mètodes per a la identificació de sèries temporals. La primera part de la tesi presenta el desenvolupament d'un programari escrit en Python per l'aplicació de la metodologia presentada. El programari compta amb un flux de treball flexible que pot adaptar-se fàcilment per a implementar diferents variants del filtre de Kalman i ser aplicat per a la solució de diversos tipus de problemes. Un paquet complementar d'eines proporciona diverses funcionalitats que permeten de configurar l'algorisme d'acord amb el problema específic analitzat. La primera aplicació es un nou enfocament per la solució del problema invers de flux en rius. Aquest és un procediment invers destinat a estimar el flux d'entrada a un sistema hidràulic en funció d'informació recopilada aigües avall. El procediment es prova mitjançant dos exemples sintètics i un estudi de cas real; s'investiga l'impacte de les grandàries dels conjunts i l'aplicació de tècniques de localització i inflació de covariàncies. Els resultats mostren la capacitat del mètode proposat de resoldre aquest tipus de problemes; el rendiment de ES-MDA millora, especialment per a grandàries de conjunts xicotets, quan s'apliquen tècniques d'inflació i localització de covariància. La segona aplicació en el camp de les aigües superficials es refereix al calibratge d'un model hidrològic-hidràulic que simula els mecanismes de formació d'esdeveniments d'inundació a partir de sollicitació hidrometeorológicas i la seua posterior propagació. ES-MDA s'acobla al model numèric de manera paral·lela per l'estimació dels coeficients de rugositat i infiltració sobre la base del coneixement d'un hidrograma de flux en una secció del domini. Els resultats de dos casos sintètics i un estudi de cas real demostren la capacitat del mètode proposat per calibrar el model hidrològic-hidràulic amb un temps computacional raonable. En el camp d'aigües subterrànies, ES-MDA s'aplica per primera vegada per identificar simultàniament la ubicació de la font i l'historial d'alliberament d'un contaminant en un aqüífer a partir d'un conjunt de dades de concentració detectats en diferents punts del domini. Es van realitzar nombroses proves per avaluar la influència de la distribució espacial i temporal de les dades de concentració, el número del conjunt i l'ús de tècniques de localització i inflació; a més, es presenta un nou procediment per realitzar una localització iterativa espaciotemporal. La metodologia es valguda mitjançant un exemple analític i un estudi de cas per al qual s'utilitzen dades obtingudes en el laboratori mitjançant una caixa d'arena. ES-MDA condueix a una bona reconstrucció dels paràmetres investigats; una xarxa de monitoratge ben dissenyada i l'aplicació de correccions de covariància milloren el rendiment del mètode i ajuden a mitigar el possible problema de no unicitat de la solució. Un altre propòsit de la tesi és investigar l'efecte del canvi climàtic en les aigües subterrànies. Es presenta un model simplificat que descriu la resposta dels nivells d'aigua subterrània a les variables meteorològiques fins a 2100. És un enfocament estadístic senzill basat en les correlacions entre els nivells d'aigua subterrània i dos índexs de sequera que depenen de les dades de precipitació i temperatura. El mètode s'utilitza per a avaluar l'impacte del canvi climàtic en els recursos d'aigua subterrània en una àrea d'estudi situada en el nord d'Itàlia utilitzant dades històriques i de models climàtics regionals.
[EN] This work focuses on the investigation of advanced techniques to handle groundwater and surface water problems in the framework of inverse methods and climate change. The Ensemble Kalman filter methods, with particular attention to the Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), are extensively analyzed and improved for the solution of different types of inverse problems. In particular, the main novelty is the application of these methods for the identification of time series function. In the first part of the thesis, after the description of the ES-MDA method, the development of a Python software package for the application of the proposed methodology is presented. It is designed with a flexible workflow that can be easily adapted to implement different variants of the Ensemble Kalman filter and to be applied for the solution of various types of inverse problems. A complemented tool package provides several functionalities that allow to setup the algorithm configuration suiting the specific analyzed problem. The first novelty application of the ES-MDA method aimed at solving the reverse flow routing problem. The objective of the inverse procedure is the estimation of an unknown inflow hydrograph to a hydraulic system on the basis of information collected downstream and a given forward routing model that relates inflow hydrograph and downstream observations. The procedure is tested by means of two synthetic examples and a real case study; the impact of ensemble sizes and the application of covariance localization and inflation techniques are also investigated. The tests show the capability of the proposed method to solve this type of problem; the performance of ES-MDA improves, especially for small ensemble sizes, when covariance localization and inflation techniques are applied. The second application, in the context of surface water, concerns the calibration of a hydrological-hydraulic model that simulates rainfall-runoff processes. The ES-MDA is coupled with the numerical model by parallel way for the estimation of roughness and infiltration coefficients based on the knowledge of a discharge hydrograph at the basin outlet. The results of two synthetic tests and a real case study demonstrate the capability of the proposed method to calibrate the hydrological-hydraulic model with a reasonable computational time. In the groundwater field, ES-MDA is applied for the first time to simultaneously identify the source location and the release history of a contaminant spill in an aquifer from a sparse set of concentration data collected in few points of the aquifer. The impacts of the concentration sampling scheme, the ensemble size and the use of covariance localization and covariance inflation techniques are tested; furthermore, a new procedure to perform a spatiotemporal iterative localization is presented. The methodology is tested by means of an analytical example and a study case that uses real data collected in a laboratory sandbox. ES-MDA leads to a good estimation of the investigated parameters; a well-designed monitoring network and the use of covariance corrections improve the performance of the method and help to minimize ill-posedness and equifinality. A part of the thesis investigates the impact of climate change on the groundwater availability. A surrogate model that describes the response of groundwater levels to meteorological variables up to 2100 is presented. It is a simple statistical approach based on the correlations between groundwater levels and two drought indices that depend on precipitation and temperature data. The presented method is used to evaluate the impact of climate change on groundwater resources in a study area located in Northern Italy using historical and regional climate model data. The results denote a progressive increase of groundwater droughts in the investigated area.
Todaro, V. (2021). Advanced techniques for solving groundwater and surface water problems in the context of inverse methods and climate change [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166439
TESIS

The ensemble Kalman filter (EnKF) is nowadays recognized as an excellent inverse method for hydraulic conductivity characterization using transient piezometric head data. and it is proved that the EnKF is computationally efficient and capable of handling large fields compared to other inverse methods. However, it is needed a large ensemble size (Chen and Zhang, 2006) to get a high quality estimation, which means a lots of computation time. Parallel computing is an efficient alterative method to reduce the commutation time. Besides, although the EnKF is good accounting for the non linearities of the state equation, it fails when dealing with non-Gaussian distribution fields. Recently, many methods are developed trying to adapt the EnKF to non-Gaussian distributions(detailed in the History and present state chapter). Zhou et al. (2011, 2012) have proposed a Normal-Score Ensemble Kalman Filter (NS-EnKF) to character the non-Gaussian distributed conductivity fields, and already showed that transient piezometric head was enough for hydraulic conductivity characterization if a training image for the hydraulic conductivity was available. Then in this work, we will show that, when without such a training image but with enough transient piezometric head information, the performance of the updated ensemble of realizations in the characterization of the non-Gaussian reference field. In the end, we will introduce a new method for parameterizing geostatistical models coupling with the NS-EnKF in the characterization of a Heterogenous non-Gaussian hydraulic conductivity field. So, this doctor thesis is mainly including three parts, and the name of the parts as below. 1, Parallelized Ensemble Kalman Filter for Hydraulic Conductivity Characterization. 2, The Power of Transient Piezometric Head Data in Inverse Modeling: An Application of the Localized Normal-score EnKF with Covariance Inflation in a Heterogenous Bimodal Hydraulic Conductivity Field. 3, Parameterizing geostatistical models coupling with the NS-EnKF for Heterogenous Bimodal Hydraulic Conductivity characterization.
Xu, T. (2014). Ensemble Kalman filtering for hydraulic conductivity characterization: Parallelization and non-Gaussianity [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/43769
TESIS

[ES] El principal objetivo de la presente tesis es el desarrollo de una completa metodología para el modelado numérico del UHPFRC desde el material hasta el elemento estructural. Se pretende contribuir al avance del conocimiento del comportamiento mecánico del UHPFRC obteniendo como resultado un procedimiento para la modelización numérica que permita el modelado y diseño estructural que permitiría hacer que este material fuera competitivo para ser utilizado en el mercado de la construcción. En la metodología de modelado propuesta, se considera un comportamiento constitutivo del UHPFRC optimizado por medio de un procedimiento directo y fiable con el que se aprovechan las ventajas del material, resultando en un diseño estructural eficiente desde el punto de vista mecánico y económico. ¿Es necesario producir SH-UHPFRC para conseguir grandes propiedades mecánicas? ¿Es posible generar SS-UHPFRC de manera que queden reducidos los costos iniciales y se mantengan unas propiedades mecánicas y de durabilidad competitivas que comporten un diseño estructural efectivo? El desarrollo de UHPFRC con bajo endurecimiento por deformación y de SS-UHPFRC puede reducir sus propiedades mecánicas, pero si son adecuadamente estudiadas y controladas, éstos podrían ser optimizados. La tesis aborda algunas de estas cuestiones a través del estudio del comportamiento a tracción que va desde SH-UHPFRC hasta SS-UHPFRC. Se pretende llevar a cabo una propuesta de procedimiento fiable para caracterizar el comportamiento constitutivo a tracción y definir un modelo numérico de elementos finitos fiable para modelar con precisión la respuesta de probetas y elementos estructurales armados de UHPFRC. Para definir el procedimiento directo para caracterizar a tracción tanto SH-UHPFRC como SS-UHPFRC, se ha llevado a cabo una campaña experimental y numérica en la que se ha analizado el resultado de ensayar 227 probetas sin armadura fabricadas con UHPFRC con cantidades de fibras cortas y lisas de acero de 120-130kg/m3 y 160kg/m3, ensayadas a flexión a través del ensayo a cuatro puntos (4PBT). El desarrollo y la validación de dicho proceso se respaldan mediante un modelo no lineal de elementos finitos (NLFEM) fiable. La validación numérica llevada a cabo ha sido decisiva para que este procedimiento sea preciso, simple y fiable. Utilizando esta campaña experimental, se ha desarrollado una aplicación predictiva para estimar los parámetros que definen el comportamiento constitutivo a tracción del UHPFRC. Esta aplicación es simple y directa y evita la posible variabilidad producida por malas interpretaciones en la aplicación del proceso. Además, se ha llevado a cabo una segunda campaña experimental constituida por vigas de UHPFRC armadas a flexión con diferentes escalas: 36 vigas cortas con 130 y 160kg/m3 de fibras y dos vigas largas. Esta campaña experimental se ha modelado con el NLFEM aquí desarrollado teniendo en cuenta efectos importantes debidos a la interacción del UHPFRC con las barras de armado. También se han modelado con el NLFEM tirantes de UHPFRC armados de una campaña experimental de otra investigación. El modelo considera efectos debidos a la retracción, al 3D y comportamiento tensión stiffening que generan resultados muy precisos cuando se comparan con los resultados experimentales. Como resultado de la presente tesis doctoral, se ha obtenido un modelo de elementos finitos capaz de modelar con precisión elementos estructurales de UHPFRC armados. Los resultados no sólo demuestran la fiabilidad del NLFEM llevado a cabo sino también la coherencia del procedimiento desarrollado para caracterizar el comportamiento constitutivo a tracción del UHPFRC para los dos casos, tanto SH-UHPFRC como SS-UHPFRC, tanto en elementos estructurales armados a flexión como en elementos estructurales armados a tracción directa. Consecuentemente se ha propuesto una metodología completa y efectiva para el modelado numérico del UHPFRC
[CA] El principal objectiu de la present tesi es el desenvolupament d'una completa metodologia per al modelat numèric de l'UHPFRC des del nivell material fins arribar als elements estructurals. Es pretén contribuir a l'avanç del coneixement del comportament mecànic de l'UHPFRC per mitjà d'un procediment per al modelat numèric útil per al modelat i disseny estructural que permeta fer que aquest material siga competitiu al mercat de la construcció. En la metodologia de modelat proposta, es considera un comportament constitutiu de l'UHPFRC optimitzat per mitjà d'un procediment directe i fiable amb el qual s'aprofiten els avantatges del material, resultant en un disseny estructural eficient des del punt de vista mecànic i econòmic. És necessari produir SH-UHPFRC per a aconseguir grans propietats mecàniques? És possible generar SS-UHPFRC amb el qual queden reduïts els costs inicials mantenint unes propietats mecàniques i de durabilitat competitives que comporten un disseny estructural efectiu? El desenvolupament d'UHPFRC amb baix enduriment per deformació i de SS-UHPFRC pot reduir les seues propietats mecàniques però, si són adequadament estudiades i controlades, aquests podrien ser optimitzats. La tesi aborda algunes d'aquestes qüestions per mitjà de l'estudi del comportament a tracció de l'UHPFRC que va des de SH-UHPFRC fins SS-UHPFRC. Es pretén dur a terme una proposta de procediment fiable per a caracteritzar el comportament constitutiu a tracció i definir un model numèric d'elements finits fiable per a modelar amb precisió la resposta de provetes i elements estructurals armats d'UHPFRC. Per a definir el procediment directe per a caracteritzar a tracció tant SH-UHPFRC com SS-UHPFRC, s'ha dut a terme una campanya experimental i numèrica en la que s'ha analitzat el resultat d'assajar 227 provetes sense armadura fabricades amb UHPFRC amb quantitats de fibres curtes i llises d'acer de 120-130kg/m3 i 160kg/m3, assajades a flexió per mitjà de l'assaig a quatre punts (4PBT). El desenvolupament i la validació de l'esmentat procés són assegurats per mitjà d'un model no lineal d'elements finits (NLFEM) fiable. La validació numèrica duta a terme ha estat decisiva per a que aquest procediment siga precís, simple i fiable. Utilitzant aquesta campanya experimental, s'ha desenvolupat una aplicació predictiva per a estimar els paràmetres que defineixen el comportament constitutiu a tracció de l'UHPFRC. Aquesta aplicació és simple i directa i evita la possible variabilitat produïda per males interpretacions en l'aplicació del procés. A més a més, també s'ha dut a terme una segon campanya experimental constituïda per bigues d'UHPFRC armades a flexió amb diferents escales: 36 bigues curtes amb 130 i 160kg/m3 de fibres i dos bigues llargues de gran escala. Aquesta campanya s'ha modelat amb el NLFEM ací desenvolupat incloent efectes importants deguts a la interacció de l'UHPFRC amb les barres d'armat. Addicionalment, també s'han modelat amb el NLFEM tirants d'UHPFRC armats a tracció provinents d'una campanya experimental d'altra investigació. El model considera efectes deguts a la retracció, al 3D i comportament tensió stiffening que generen resultats molt precisos quan es comparen amb els resultats experimentals. Per tant, com a resultat de la present tesi doctoral, s'ha obtingut un model d'elements finits capaç de modelar amb precisió elements estructurals d'UHPFRC armats. Els resultats del model comparats amb els resultats experimentals no sols demostren la fiabilitat del NLFEM dut a terme sinó que també la coherència del procediment directe desenvolupat per a caracteritzar el comportament constitutiu a tracció de l'UHPFRC als dos casos, tant per a SH-UHPFRC com SS-UHPFRC, tant en elements estructurals armats a flexió com amb elements estructurals armats a tracció directa. Conseqüentment, s'ha proposat una metodologia completa i efectiva per al modelat numèric de l'UHPFRC des del niv
[EN] The main objective of the present PhD thesis is to develop a complete methodology for the numerical modelling of UHPFRC from the material level to structural elements. It intends to contribute to advanced knowledge of mechanical UHPFRC behaviour to lead to a numerically modelling proposal that is useful for structural modelling and design that allows options for this material to be competitive in the construction market. Optimised UHPFRC material constitutive behaviour, characterised by a direct reliable defined procedure, is considered in the proposed modelling methodology to take advantage of these properties, and to lead to an efficient structural design from the mechanical and economical points of view. Is it necessary to produce SH-UHPFRC to obtain excellent properties? Is it possible to develop SS-UHPFRC that leads to lower initial costs and to maintain competitive mechanical and durability properties that result in an effective structural design? The development of low strain-hardening and SS-UHPFRC would lead to reduce its mechanical properties, but they can be optimised if they are studied and controlled. The thesis addresses some of these questions by studying tensile UHPFRC behaviour to cover a wide range of tensile constitutive behaviours from SH-UHPFRC to SS-UHPFRC. It intends to propose a reliable tensile characterisation process and a reliable finite element model capable of accurately simulating the response of UHPFRC specimens and reinforced structural elements. An extensive experimental and numerical campaign with 227 unreinforced four-point bending test (4PBT) specimens with amounts of smooth-straight (13/0.20) steel fibres of 1.53-1.66% (120-130kg/m3) in volume and with 2.00% (160kg/m3), which represents SS-UHPFRC and SH-UHPFRC tensile behaviours, was carried out to set up a direct tensile characterisation procedure involving SS-UHPFRC and SH-UHPFRC. The direct procedure's development and validity are ensured by a reliable non-linear finite element model (NLFEM). Numerical validation was carried out and is decisive for performing the direct procedure to characterise the tensile behaviour of both SS and SH-UHPFRC herein developed accurately, simply and reliably. With the experimental programme herein, a predictive application for estimating tensile UHPFRC parameters was developed. The prediction offers reliable results. The application is simple and direct, and avoids variability in the characterisation procedure due to possible misinterpretations in its application. In addition, a second experimental programme, which includes reinforced concrete flexural beams on different scales, with 36 UHPFRC reinforced short beams with 130 and 160kg/m3 of steel fibres and two full-scale long beams, was carried out and modelled with the NLFEM herein developed including major effects due to the interaction between UHPFRC and reinforcement bars. Additionally, reinforced UHPFRC tensile bars from a recent experimental campaign performed by other researchers were modelled with the NLFEM. The model considers shrinkage effects, tension stiffening behaviour and 3D effects due to the particularities of the test, which provide very accurate results compared to those obtained with the experimental tests. As a result of this PhD thesis, an accurate NLFEM was obtained to model reinforced UHPFRC structural elements. The results of the model compared to the experimental ones demonstrate not only the reliability of the developed NLFEM, but also the coherence of the developed direct procedure to characterise tensile UHPFRC behaviour in both strain-softening and strain-hardening in reinforced flexural and direct tensile structural elements. Consequently, a complete and effective methodology for numerical UHPFRC modelling from the material level to structural elements is proposed.
Mezquida Alcaraz, EJ. (2021). Numerical Modelling of UHPFRC: from the Material to the Structural Element [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/167017
TESIS

The path to future aero-engines with more efficient engine architectures requires advanced thermal management technologies to handle the demand of refrigeration and lubrication. Oil systems, holding a double function as lubricant and coolant circuits, require supplemental cooling sources to the conventional fuel based cooling systems as the current oil thermal capacity becomes saturated with future engine developments. The present research focuses on air/oil coolers, which geometrical characteristics and location are designed to minimize aerodynamic effects while maximizing the thermal exchange. The heat exchangers composed of parallel fins are integrated at the inner wall of the secondary duct of a turbofan. The analysis of the interaction between the three-dimensional high velocity bypass flow and the heat exchangers is essential to evaluate and optimize the aero-thermodynamic performances, and to provide data for engine modeling. The objectives of this research are the development of engine testing methods alternative to flight testing, and the characterization of the aerothermal behavior of different finned heat exchanger configurations. A new blow-down wind tunnel test facility was specifically designed to replicate the engine bypass flow in the region of the splitter. The annular sector type test section consists on a complex 3D geometry, as a result of three dimensional numerical flow simulations. The flow evolves over the splitter duplicated at real scale, guided by helicoidally shaped lateral walls. The development of measurement techniques for the present application involved the design of instrumentation, testing procedures and data reduction methods. Detailed studies were focused on multi-hole and fine wire thermocouple probes. Two types of test campaigns were performed dedicated to: flow measurements along the test section for different test configurations, i.e. in the absence of heat exchangers and in the presence of different heat exchanger geometries, and heat transfer measurements on the heat exchanger. As a result contours of flow velocity, angular distributions, total and static pressures, temperatures and turbulence intensities, at different bypass duct axial positions, as well as wall pressures along the test section, were obtained. The analysis of the flow development along the test section allowed the understanding of the different flow behaviors for each test configuration. Comparison of flow variables at each measurement plane permitted quantifying and contrasting the different flow disturbances. Detailed analyses of the flow downstream of the heat exchangers were assessed to characterize the flow in the fins¿ wake region. The aerodynamic performance of each heat exchanger configuration was evaluated in terms of non dimensional pressure losses. Fins convective heat transfer characteristics were derived from the infrared fin surface temperature measurements through a new methodology based on inverse heat transfer methods coupled with conductive heat flux models. The experimental characterization permitted to evaluate the cooling capacity of the investigated type of heat exchangers for the design operational conditions. Finally, the thermal efficiency of the heat exchanger at different points of the flight envelope during a typical commercial mission was estimated by extrapolating the convective properties of the flow to flight conditions.
Villafañe Roca, L. (2013). Experimental Aerothermal Performance of Turbofan Bypass Flow Heat Exchangers [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34774
TESIS

La tomografía de impedancia eléctrica (EIT) permite estimar la conductividad eléctrica interna de un cuerpo. Consiste en aplicar una corriente eléctrica sobre su frontera y medir el potencial eléctrico resultante mediante un arreglo de sensores. Es considerada como una potencial herramienta de diagnóstico médico, caracterizada principalmente por su portabilidad y relativo bajo costo. Si bien se encuentra aún en etapa de desarrollo, está comenzando a ser utilizada en centros de salud para la caracterización del aparato cardio-respiratorio y existe un creciente interés en su aplicación a las neurociencias. Por ejemplo, es posible utilizar la EIT para construir modelos virtuales de la cabeza más precisos mediante la estimación de la conductividad eléctrica de los principales tejidos de la cabeza como un conjunto de parámetros relativamente pequeño, modalidad denominada EIT paramétrico. También se puede utilizar la EIT para generar un mapa de la distribución de conductividad eléctrica interna de un objeto, llamado problema de reconstrucción en EIT. Los cambios de la conductividad eléctrica en la cabeza pueden estar asociados a la actividad neuronal, a focos epilépticos, a accidentes cerebro-vasculares o a tumores. Ambas modalidades de EIT requieren la resolución del problema directo (PD), que consiste en el cálculo de la distribución de potencial eléctrico en el objeto originada por la inyección de corriente sobre su superficie, suponiendo que la conductividad interna es conocida. La estimulación de corriente continua transcraneal (tDCS) es físicamente muy similar a la EIT, pero la corriente eléctrica es aplicada sobre el cuero cabelludo de modo de alterar la tasa de disparos de poblaciones de neuronas en una región de interés. Es una potencial alternativa al empleo de psicofármacos para tratar desórdenes como epilepsia o depresiones. En esta tesis se desarrollan y analizan nuevos métodos para distintos problemas de EIT, centrándose mayormente en aplicaciones a la cabeza humana, y de tDCS. En primer lugar, se describen soluciones analíticas y numéricas para el PD en EIT, estas últimas basadas en el método de los elementos finitos. Luego, se desarrolla un nuevo procedimiento para resolver el PD con bajo costo computacional basado en la formulación del PD en electroencefalografía (EEG). Se propone un nuevo método para determinar la forma de onda de la fuente de corriente que permite desafectar la actividad propia del cerebro con un bajo número de muestras temporales. En EIT paramétrico, se utiliza la cota de Cramér-Rao (CRB) para determinar pares de electrodos convenientes para la inyección de corriente y para analizar límites teóricos en la estimación de las conductividades del cráneo y del cuero cabelludo, modelizándolos como tejidos isótropos y anisótropos. A su vez, se propone el estimador de máxima verosimilitud (MLE) como herramienta para realizar las estimaciones. El MLE se aplica a mediciones simuladas y reales de EIT mostrando un desempeño muy cercano a los límites teóricos. Para el problema de reconstrucción en EIT se adapta el algoritmo sLORETA, muy utilizado en el problema de localización de fuentes de actividad neuronal en EEG. Además, se lo modifica levemente para incorporar la regularización espacial de Laplace. Por otro lado, se introduce la utilización de filtros espaciales adaptivos para localizar cambios de conductividad de pequeño tamaño y estimar su variación temporal. Los resultados muestran mejoras en sesgo y resolución, en comparación con algoritmos de reconstrucción típicos en EIT. Estas mejoras son potencialmente ventajosas en la detección de accidentes cerebro-vasculares y en la localización indirecta de fuentes de actividad neuronal. En tDCS, se desarrolla un nuevo algoritmo para la determinación de patrones de inyección de corriente basado en el principio de reciprocidad y que considera restricciones de seguridad y de hardware. Los resultados obtenidos a partir de simulaciones muestran que el desempeño de dicho algoritmo es comparable al desempeño de algoritmos de optimización tradicionales cuyas soluciones implicarían un equipamiento comparativamente más complejo y costoso. Los métodos desarrollados en la tesis son comparados con métodos pre-existentes y validados a través de simulaciones numéricas por computadora, mediciones sobre maquetas experimentales (ó fantomas) y, de acuerdo con las posibilidades experimentales y respetando los principios de la bioética, mediciones reales sobre humanos.
Electrical impedance tomography (EIT) is a technique to estimate the electrical conductivity of an object. It consists in the application of an electric current on its boundary and the measurement of the resulting electric potential with a sensor array. In clinical practise, it is considered as a potential diagnostic tool characterized by its portability and relatively low cost. While it is still in a development stage, it is starting to be used in health centers to characterize the cardio-respiratory system. In turn, there is an increasing interest of EIT in neuroscience. For example, EIT can be used to estimate the electrical conductivity of the main tissues of the head as a set of a relatively low number of parameters, which is known as bounded or parametric EIT. This is useful for several medical imaging techniques that require realistic and accurate virtual models of the head. EIT can also be used to generate a map of the internal distribution of the electrical conductivity, known as the reconstruction problem. Tracking conductivity changes inside the head is of great interest as they may be related to neuronal activity, epileptic foci, acute stroke, or tumors. Both modalities of EIT require the solution of the EIT forward problem (FP), i.e., the computation of the electric potential distribution due to current injection on the scalp assuming that the electrical conductivity is known. The transcranial direct current stimulation (tDCS) is another technique which is physically very similar to EIT. It consists in injecting a small electric current in a convenient way such that it stimulates specific neuronal populations, increasing or decreasing their firing rate. It is considered as an alternative to psychoactive drugs in the treatment of brain disorders such as epilepsy or depression. This thesis describes the development and analysis of new methods for EIT FP, parametric EIT, reconstruction in EIT, and tDCS, focusing primarily (although not exclusively) in applications to human head. We first describe analytical and numerical approaches for the EIT FP, where the numerical approach is based on the finite element method. Then, we develop a new procedure to solve the EIT FP based on the electroencephalography (EEG) FP formulation, which results in computational advantages. We propose a new method to determine the waveform of the electric current source such that the neuronal activity of the brain can be neglected with the smallest possible number of time samples. In parametric EIT, we use the Cramér-Rao bound (CRB) to determine convenient electrode pairs for the current injection and theoretical limits in the estimation of the electrical conductivity of the main tissues of the head, which we model as isotropic and anisotropic. We propose the maximum likelihood estimator (MLE) to estimate these conductivities and we test it with simulated and real EIT measurements, showing that the MLE performs close to the CRB. We adapt the sLORETA algorithm to the reconstruction problem in EIT. This algorithm is being widely used in the source localization problem in EEG. We also slightly modify it to include the Laplace smoothing prior in the solution. Likewise, we introduce the use of adaptive spatial filters in the localization of conductivity changes and the estimation of its time courses from EIT measurements. The results show improvements over typical EIT algorithms. These improvements may benefit the early detection of acute strokes and the localization of neuronal activity using EIT. In tDCS, we develop a new algorithm to determine convenient current injection patterns. It is based on the reciprocity principle and considers hardware and safety constraints. Our simulation results show that this method performs similarly to other commonly used algorithms that require more complex and costly equipments. The methods we develop and study in this thesis are compared with pre-existing methods and are validated through numerical simulations, measurements on phantoms and, according to the experimental possibilities and bioethical principles, humans.