Amb aquesta tesi s'intenta aportar la informació necessària per a millorar el coneixement dels camps de radiació ionitzant ambiental d'origen natural, i contribuir així a la millora de la gestió de les estacions de vigilància radiològica ambiental. Es fa especial èmfasi en les variacions de la taxa de dosi ambiental i la seva relació amb diverses variables meteorològiques com la pressió atmosfèrica, la concentració de radó a l'aire, i la presència de descendents del radó (214Pb y 214Bi) a la pluja. D'aquesta forma, s'han modelitzat les oscil·lacions de la radiació ionitzant ambiental durant els episodis secs (absència de pluja) i durant certs episodis humits (presència de pluja). Els paràmetres d'aquest model s'han obtingut mitjançant les dades experimentals obtingudes durant diversos anys (1995 a 1998) a l'estació ESCRA. Posteriorment s'ha utilitzat el model per a reproduir la variació de la taxa de dosi natural durant l'any 1999, obtenint-se resultats molt satisfactoris. Pel que respecta als episodis humits, també s'han reproduït els increments de taxa de dosi ambiental natural durant i després de períodes de pluja, utilitzant les dades registrades amb l'equip SARAC. Aquest equip, que ha sigut desenvolupat íntegrament en el marc d'aquesta tesi i s'ha instal·lat a l'estació ESCRA, permet determinar la concentració d'emissors de radiació gamma de vida curta, presents a l'aigua de pluja. Un dels avantatges d'aquest dispositiu consisteix en que ofereix resultats de forma continua, donat que es troba totalment automatitzat. Per a la identificació de radionúclids emissors gamma utilitza un sistema d'espectrometria gamma amb cristall de germani intrínsec d'alta puresa (HPGe), refrigerat amb nitrogen líquid. El funcionament de l'equip SARAC ha permès determinar la concentració dels descendents del radó que són emissors gamma (214Pb y 214Bi) a l'aigua de pluja, i observar la seva variació al llarg de tot un episodi de pluja a intervals de 10 minuts.S'aporten les tècniques necessàries per a determinar els factors de dosi que relacionen la concentració de radionúclids d'origen artificial depositats (per l'acció de la pluja) sobre el terreny que envolta l'estació ESCRA, amb la taxa de dosi mitjana en diverses posicions de la torre meteorològica de la estació. Per a la determinació dels factors de dosi s'han utilitzat tècniques de simulació Monte Carlo (MC) i diverses tècniques de reducció de variança per a minimitzar el temps de simulació. En concret, s'ha utilitzat un paquet de rutines de simulació denominat PENELOPEEls resultats obtinguts en aquesta tesi indiquen que cada emplaçament a on s'ubica una estació de vigilància s'ha de caracteritzar meteorològicament i radiològiocament abans de la seva explotació, per tal de determinar de forma precisa els principals elements d'influència de la dosi ambiental. La modelització de les variacions de la taxa de dosi ambiental d'origen natural en episodis secs i humits permetrà discriminar els increments de dosi deguts a causes artificials de les exclusivament naturals que són registrats per les estacions de vigilància radiològica ambiental. D'aquesta forma es podrà optimitzar la gestió de les alertes i reduir el nombre de falses alarmes.En referència als episodis de pluja, l'equip SARAC és de gran utilitat, donat que a més de registrar els descendents de radó emissors gamma, també permet determinar de forma continua i in situ altres emissors gamma que puguin tenir un origen artificial. / Con esta tesis se pretende aportar la información necesaria para mejorar el conocimiento de los campos de radiación ionizante ambiental de origen natural y contribuir así a una mejor gestión de las estaciones de vigilancia radiológica ambiental. Se hace especial énfasis en las variaciones de la tasa de dosis ambiental y su relación con diversas variables meteorológicas tales como la presión atmosférica, la concentración de radón en el aire, y la presencia de descendientes del radón (214Pb y 214Bi) en la lluvia. De este modo, se han modelizado las oscilaciones de la radiación ionizante ambiental durante los episodios secos (ausencia de lluvia) y durante ciertos episodios húmedos (presencia de lluvia). Los parámetros de dicho modelo se han obtenido mediante los datos experimentales obtenidos durante varios años (1995 a 1998) en la estación ESCRA. Posteriormente se ha utilizado el modelo para reproducir la variación de la tasa de dosis natural durante el año 1999 obteniéndose resultados muy satisfactorios. Por lo que respecta a los episodios húmedos, también se han reproducido los incrementos de dosis ambiental natural durante y después de periodos de lluvia, empleando los datos registrados con el equipo SARAC. Dicho equipo, que ha sido desarrollado íntegramente en el marco de esta tesis y se ha instalado en la estación ESCRA, permite determinar la concentración de emisores de radiación gamma de vida corta, presentes en el agua de lluvia. La ventaja de dicho dispositivo consiste en que ofrece resultados de forma continua ya que se encuentra totalmente automatizado. Para la identificación de radionuicleidos emisores gamma utiliza un sistema de espectrometría gamma de germanio intrínseco de alta pureza refrigerado con nitrógeno líquido. La operación del equipo SARAC ha permitido determinar la concentración de los descendientes del radón emisores gamma 214Pb y 214Bi en el agua de lluvia y observar su variación temporal a lo largo de todo un episodio de lluvia a intervalos de 10 minutos.Se aportan las técnicas necesarias para determinar los factores de dosis que relacionan la concentración de radionucleidos de origen artificial depositados (por la acción de la lluvia) en el terreno que rodea la estación ESCRA, con la tasa de dosis medida en distintas posiciones de la torre meteorológica de la estación. Para la determinación de los factores de dosis se han utilizado técnicas de simulación Monte Carlo (MC) y ciertas técnicas de reducción de varianza para minimizar el tiempo de simulación. En concreto se ha utilizado un paquete de rutinas de simulación denominado PENELOPE.Los resultados obtenidos con esta tesis indican que cada emplazamiento donde se ubica una estación de vigilancia debe ser caracterizado meteorológicamente y radiológicamente con anterioridad a su explotación para determinar de forma precisa los principales elementos de influencia en la dosis ambiental. La modelización las variaciones de la tasa de dosis ambiental de origen natural en episodios secos y húmedos permite discriminar los incrementos de dosis debidos a causas artificiales de los exclusivamente naturales que son registrados por las estaciones de vigilancia radiológica ambiental. De esta forma se podrá optimizar la gestión de las alertas y reducir el número de falsas alarmas.En lo que se refiere a los episodios de lluvia, el equipo SARAC es de gran utilidad ya que además de registrar los descendientes de radón emisores gamma permite determinar de forma continua e in situ otros emisores gamma que pueden tener un origen artificial. / This thesis contributes to the knowledge of environmental ionizing radiation fields from natural origin. It is focused on the characterization of stations for the environmental ionizing radiation surveillance. We have modeled time variations of the environmental doserate related with the atmospheric pressure, the radon concentration in air, and rain precipitation. The presence of the radon progeny (214Pb and 214Bi - gamma emitters) in rain implies an increase on the environmental doserate. The model has been validated by means of experimental data, measured at the ESCRA Station (located in Barcelona) during several years (1995 to 1999). At wet (rain) periods, we have reproduced the increments of natural environmental doserate, using data collected with the SARAC device. This device has been developed entirely in the mark of this thesis and has been settled in the station ESCRA; it allows the measurement of short lived gamma emitters in rainwater. One of the goals of this device is that it is automated allowing the measurement of gamma emitters "in situ" each 10 minutes. Gamma emitters in rainwater are detected by mains of a High Purity Germanium Detector cooled with liquid nitrogen. The operation of the SARAC device has allowed the measurement of natural gamma emitter concentration in rainwater along rain episodes at intervals of 10 minutes.To model the environmental doserate variations with time, is required to know some dose factors which relates the gamma emitters deposited on the soil, in the surroundings of the ESCRA Station, with the doserate measured at a point (the position of a gamma probe). These dose factors have been obtained by means of the simulation of the transport of the gamma and beta radiation emitted by the soil, and their interaction with gamma probes and the surroundings of the ESCRA Station. These simulations have been done with techniques of Monte Carlo (MC) for the transport of gamma and beta radiation, and also techniques of variance reduction to minimize the time of the simulations. To perform these simulations, we have used the simulation package PENELOPE.The results obtained with this thesis shows that each station for the surveillance of environmental ionizing radiation should be meteorological and radiological characterized prior to its exploitation. It also implies the knowledge of the dose factors (at each probe location) of the main radionuclides (gamma emitters) presents in the soil and buildings surrounding the surveillance station. Monte Carlo simulation techniques described in this thesis could be used. The knowledge of the origin of natural variations of environmental doserate in dry and wet episodes allows discriminate those variations from artificial origin. This allows to optimize the administration of alerts and to reduce the number of false alarms.The successful operation of the SARAC device is a goal that allows us to increase our knowledge of the environmental ionizing radiation fields during rain episodes.

El tratamiento con columnas de grava es uno de los métodos de mejora del terreno empleados habitualmente para la cimentación de terraplenes o estructuras sobre suelos blandos. El estudio realizado en esta Tesis Doctoral se centra en analizar: - La influencia de la densidad de la grava de la columna - El empleo de columnas ensacadas con geotextil. El análisis de la influencia de la densidad de la grava se ha realizado mediante ensayos realizados en laboratorio en modelo reducido con dos densidades de la grava diferentes y varias áreas de sustitución. Los ensayos se realizaron en una célula edométrica Rowe-Barden instrumentada en la que se ha estudiado el comportamiento de una rebanada de una celda unidad. El análisis de los resultados se ha centrado en el reparto tensional suelo-columna, la reducción de asientos y la disipación de presiones intersticiales. Para completar el estudio se han realizado simulaciones numéricas de los ensayos, además los resultados experimentales se han comparado con los obtenidos del empleo de las soluciones analíticas más relevantes. El estudio de columnas ensacadas se ha llevado a cabo de forma análoga mediante ensayos a escala reducida en el laboratorio. Los resultados se han contrastado con los obtenidos de simulaciones numéricas y de las soluciones analíticas más representativas. / Stone columns are a soft soil improvement method usually employed in embankments and structures foundations under soft soils. The study carried out in this PhD Thesis is focused on the analysis of: - The influence of the density of the gravel in the column and - The encasement of stone columns with geotextile. With the aim of study the influence of the density of the gravel, laboratory small scale tests have been carried out with two different densities and several areas replacement ratios. These tests have been developed in a Rowe-Barden cell where the behavior of a unit cell is analyzed. The cell employed is instrumented in order to measure total and pore pressures as well as displacements. The results obtained were analyzed from the point of soil-column stress ratio, settlement reduction and dissipation of pore pressures. In order to complement the study, numerical analyses simulating the laboratory tests have been executed employing several constitutive models. Their results have been compared with the experimental ones. Finally, experimental results have been compared with the ones obtained from the most relevant analytical solutions. The study of encased stone columns has been carried out in a similar way as the mentioned previously for the analysis of the density. Small scale test similar to those presented before but this time using two different geotextiles. This time, as well as before, experimental results have been compared with the ones from the numerical simulations and the ones obtained from the most important analytical solutions.

En este trabajo se estudia la aplicación de esquemas parametrizados paralelos de metaheurísticas e hiperheurísticas a problemas de optimización en ciencias e ingeniería. Un objetivo a conseguir es la aplicación eficiente de estos métodos, por lo que es necesario el uso de modelos que permitan su autooptimización durante la ejecución a través de la selección adecuada de parámetros característicos del sistema computacional y del paradigma de paralelismo empleado. La utilización de un esquema parametrizado de metaheurísticas permite aplicar fácilmente diferentes metaheurísticas a problemas de optimización, simplemente modificando algunos parámetros metaheurísticos. Además, puesto que muchos de estos problemas tienen una elevada carga computacional se hace indispensable la introducción de paralelismo en el esquema. Así, se consideran dos paradigmas que pueden ser complementarios: paralelismo local de memoria compartida y paralelismo global de paso de mensajes. El uso de algoritmos paralelos persigue un objetivo claro: la reducción del tiempo de ejecución, suponiendo un enfoque diferente para la resolución de los problemas de optimización. Debido a que obtener una buena metaheurística para un problema de optimización concreto puede ser un proceso costoso, se aporta también como novedad el desarrollo de hiperheurísticas basadas en esquemas metaheurísticos parametrizados, entendidas como algoritmos de más alto nivel cuya finalidad es la selección automática de la mejor metaheurística para un problema o conjunto de problemas dados. Como la estructura de las hiperheurísticas se basa en el esquema parametrizado de metaheurísticas, se puede considerar en este caso la misma metodología de modelado y autooptimización, pero a un nivel superior de abstracción. La aplicación de las hiperheurísticas basadas en un esquema metaheurístico paralelo con un modelo teórico del tiempo de ejecución permite una selección automática de los parámetros de paralelismo óptimos, dando como resultado algoritmos eficientes tanto en calidad de los resultados como en rapidez en alcanzarlos / In this work the application of parallel parameterized schemes of metaheuristics and hyperheuristics to optimization problems in science and engineering is studied. One goal is the efficient application of these methods, so it is necessary to use models that allow method auto-tuning during the execution through the proper selection of the characteristic parameters of parallelism and of the computer system used. The use of a parameterized metaheuristic scheme allows the easy application of different metaheuristics to optimization problems, simply by modifying some metaheuristic parameters. Furthermore, since many of these problems have a high computational cost, the introduction of parallelism in the scheme is indispensable. Thus, we consider two complementary paradigms: local shared-memory parallelism and global message-passing parallelism. The use of parallel algorithms pursues a clear objective: to reduce the execution time by assuming a different approach for solving the optimization problems. Because getting a good metaheuristic for a specific optimization problem can be a costly process, the development of hyperheuristics based on parameterized metaheuristic schemes is an advance. A hyperheuristic can be understood as an algorithm of higher level whose purpose is the automatic selection of the best metaheuristic for a given problem or set of problems. As the hyperheuristic structure is based on the parameterized metaheuristic scheme, the same modeling and auto-tuning methodology can be considered in this case, but at a higher level of abstraction. Applying the hyperheuristics based on a parallel metaheuristic scheme with a theoretical model of the execution time allows automatic selection of optimal parallelism parameters, resulting in an efficient algorithm both in quality of the results and in speed of achieving them.

Los fenómenos de inestabilidad superficial de taludes en suelos suelen ir asociados a degradación de las propiedades mecánicas a partir de su superficie, por diferentes procesos (humectación, meteorización, etc.). Su análisis se realiza generalmente mediante el empleo de métodos de equilibrio límite, principalmente el método de talud indefinido. Dentro de este marco, la presente Tesis Doctoral plantea un análisis numérico consistente en simular la degradación del terreno mediante una formulación en elementos finitos, con el objetivo de aplicarlo en el análisis de taludes.Por otro lado, existen distintos sistemas de prevención y corrección de este tipo de inestabilidades, que van desde sistemas como la revegetación, hasta el empleo de sistemas flexibles anclados. Actualmente se comienza a emplear un sistema de refuerzo basado en mallas de alambre de acero de alta resistencia ancladas al talud, cuyo efecto principal es la transmisión de una presión al paramento, al deformarse la malla adquiriendo cierta curvatura bajo estado de tracción. Este tipo de sistemas es también analizado en la investigación que se presenta.Para ello, se comienza con el estudio del efecto del refuerzo, analizando la estabilidad de taludes sometidos a presión en su superficie, mediante el método de equilibrio límite.Seguidamente se realiza una caracterización de la malla de refuerzo, prestando especial atención a su comportamiento tensión-deformación, y a su anisotropía.La investigación continúa mediante el análisis numérico de la interacción entre el terreno y el refuerzo, considerando una serie de celdas elementales de contorno sencillo. Los resultados obtenidos permiten establecer una serie de factores críticos y condicionantes en el análisis de estos sistemas, y también relacionados con la forma de cálculo a emplear.Sobre la degradación del terreno, se propone una formulación general dentro de la Teoría de la Plasticidad, que se implementa en el programa de elementos finitos OXFEM de la Universidad de Oxford. Dicha formulación se verifica mediante el análisis de una cimentación superficial sometida a una degradación desde la superficie hacia el interior del terreno. Finalmente, se analiza el caso de taludes con y sin refuerzo, sometidos a distintos grados de degradación en su zona superficial. / Shallow instabilities in soil slopes are usually related to degradation of mechanical soil properties advancing from its surface, and due to different process (water infiltration, erosion, etc.) The analysis of this problem is usually carried out by limit equilibrium, considering the slope as being of infinite length. This Thesis proposes a numerical analysis based on a soil degradation formulation in finite elements.On the other hand, there are different systems for preventing and correcting these instabilities, as slope revegetation, the use of flexible systems nailed to the slope, etc. In the last years, increasing use in made of meshes of high strength steel wire, nailed to the slope face. In these systems, the mesh develops some curvature under deformation, so that, it exerts a normal pressure to the slope face.Limit equilibrium analyses of slopes with pressure acting on their surface are presented as part of the investigation.After that, characterization of the wire mesh is presented, with particular emphasis on its anisotropic stiffness and mechanical behaviour.Analysis of the interaction between the soil and the mesh is carried out by numerical analyses of some elementary cells. The results allow identifying some important factors that need to be taken into account in the analysis of the described systems.A formulation for soil degradation, based on Plasticity Theory, is proposed. It is implemented on the finite element program OXFEM of the University of Oxford. The computer implementation of the formulation is checked by the analysis of a shallow footing subjected to a degradation starting on the soil surface.Finally, this formulation of degradation is used to perform analyses of reinforced and un-reinforced slopes subjected to different degrees of degradation on its surface.

En aquesta tesis, es proposarà, com a solució per al disseny d’etapes d’elevat guany en aplicacions fotovoltaiques, la connexió en cascada d’elements canònics per al processat de potència basats en el convertidor elevador boost treballant sota un control en mode lliscant. Els tres elements canònics per al processat de potència són el transformador de corrent continu (CC), el girador de CC i el Loss-Free Resistor (LFR) o resistor lliure de pèrdues. La connexió en cascada de dos convertidors elevadors s’ha realitzat mitjançant diferents enfocs: dos elements canònics idèntics, dos elements canònics diferents i també mitjançant una única superfície de lliscament per controlar els dos convertidors. Les diferents connexions s’han comparat en termes de prestacions dinàmiques, estabilitat y temps d’establiment. Es podrà veure que la connexió en cascada de dos LFR és la millor opció per les aplicacions citades en termes de prestacions dinàmiques i estabilitat. La connexió en cascada de dos LFR s’aplicarà per la implementació d’una etapa d’adaptació d’impedàncies entre un generador fotovoltaic i un bus de tensió continua de 380 V. Per fer-ho s’utilitzarà un sistema MPPT basat en un algoritme de control extremal. Es modelarà la dinàmica ideal en mode lliscant d’ordre reduït a partir del model complet commutat tenint en compte les restriccions del mode lliscant, la característica no lineal del generador fotovoltaic i la dinàmica del control MPPT. A més a més, la connexió en cascada de dos LFR s’utilitzarà per inyectar la potència provinent d’un generador PV a una xarxa de corrent altern . A continuació, es durà a terme una comparació entre la connexió en cascada de dos LFR i dos convertidors amb guany elevat: el convertidor Z-source i un convertidor basat amb inductors acoblats. Aquests convertidors s’analitzaran per tal d’identificar els avantatges i els desavantatges de cada topologia en front a la connexió en cascada de dos LFR. La comparació es farà en termes de volum, nombre de components, prestacions dinàmiques, estabilitat i rendiment. Finalment, els dos LFR connectats en cascada s’utilitzaran per dissenyar una nanoxarxa formada per n LFR connectats en paral•lel que actuaran com etapa adaptadora entre n generadors fotovoltaics i un bus de CC de 380 V. Cada generador fotovoltaic es connectarà al bus de CC utilitzant dos LFR en cascada de forma que els n sistemes tindran els seus ports de sortida connectats en paral•lel. A més a més, es connectarà una bateria al sistema a través d’un convertidor bidireccional que serà l’encarregat de regular la tensió del bus de CC de la nanoxarxa. En el marc d’aquesta tesis s’han implementat diferents prototipus experimentals per tal de validar els anàlisis teòrics i les simulacions numèriques efectuades. / En esta tesis, se propondrá, como solución para el diseño de etapas de elevada ganancia en aplicaciones fotovoltaicas, la conexión en cascada de elementos canónicos para el procesado de potencia basados en el convertidor elevador boost trabajando bajo un control en modo deslizante. Los tres elementos canónicos para el procesado de potencia son el transformador de corriente continua (CC), el girador de CC y el Loss-Free Resistor (LFR) o resistor libre de pérdidas. La conexión en cascada de dos convertidores elevadores se ha realizado mediante diferentes enfoques: dos elementos canónicos idénticos, dos elementos canónicos diferentes y también mediante una única superficie de deslizamiento para controlar los dos convertidores. Las diferentes conexiones se han comparado en términos de prestaciones dinámicas, estabilidad y tiempo de establecimiento. Se podrá ver que la conexión en cascada de dos LFR es la mejor opción para las aplicaciones citadas en términos de prestaciones dinámicas y estabilidad. La conexión en cascada de dos LFR se utilizará en la implementación de una etapa de adaptación de impedancias entre un generador fotovoltaico y un bus de CC de 380 V. Para ello se utilizará un sistema MPPT basado en un algoritmo de control extremal. Se modelará la dinámica ideal deslizante de orden reducido a partir del modelo completo conmutado teniendo en cuenta les restricciones del modo deslizante, la característica no lineal del generador fotovoltaico y la dinámica del control MPPT. Además, la conexión en cascada de dos LFR se utilizará para inyectar la potencia proporcionada por un generador PV a una red de corriente alterna. A continuación, se llevará a cabo una comparación entre la conexión en cascada de dos LFR y dos convertidores con ganancia elevada: el convertidor Z-source y un convertidor basado en inductores acoplados. Estos convertidores se analizarán para identificar las ventajas y desventajas de cada topología frente a la conexión en cascada de dos LFR. La comparación se hará en términos de volumen, número de componentes, prestaciones dinámicas, estabilidad y rendimiento. Finalmente, los dos LFR conectados en cascada se utilizarán para diseñar una nano-red formada por n LFR conectados en paralelo que actuarán como etapa adaptadora entre n generadores fotovoltaicos y un bus de CC de 380 V. Cada generador fotovoltaico se conectará al bus de CC utilizando dos LFR conectados en cascada de forma que los n sistemas tendrán sus puertos de salida conectados en paralelo. Además, se conectará una batería al sistema a través de un convertidor bidireccional que será el encargado de regular la tensión del bus de CC de la nano-red. En el marco de esta tesis se han implementado diferentes prototipos experimentales para validar los análisis teóricos y las simulaciones numéricas efectuadas. / In this thesis, cascaded boost converters based on canonical elements under Sliding Mode Control (SMC) will be used as a solution for the high gain conversion ratio in PV applications. The three basic canonical elements for power processing are the DC-transformer, the DC-gyrator and the Loss Free resistor (LFR). Two cascaded boost converters will be synthesized based on one or two canonical elements using single or double sliding surfaces respectively. Different connections will be compared in terms of dynamic performance, stability, and settling time. It will be shown that the two cascaded LFRs is the best candidate for these kinds of applications in terms of dynamic performance and stability. The two cascaded LFRs will be applied to make an impedance matching between a PV generator and a DC voltage bus of 380 V. Maximum Power Point Tracker (MPPT) that employs an extremum-seeking control algorithm will be used. The ideal reduced-order sliding-mode dynamics model will be derived from the full-order switched model taking into account the sliding constraints, the nonlinear characteristic of the PV module and the dynamics of the MPPT controller. Moreover, the two cascaded LFRs will be used to connect a PV panel and AC distribution system. A comparison with other alternative converters for high gain conversion ratio will be carried out. The Z-source converter and the high step-up converter based on coupled-inductor are selected in order to make this comparison. These converters will be analyzed in order to address the advantages and disadvantages of each topology to be compared with the two cascaded LFRs in terms of volume, number of components, dynamic performance, stability and efficiency. Then, the two cascaded LFRs system will be used to synthesize a nanogrid consisting of n output paralleled two-stage boost converters which are used to connect n PV panels to a DC voltage bus of 380 V. Each PV panel is connected to the DC bus using two-stage cascaded LFRs and the n systems are connected in parallel at the output side which is then used as an interface between the panels and the DC grid. Moreover, a storage battery will be connected to the grid as a backup for the DC bus through a bidirectional converter and also for regulating the voltage of the DC bus. The thesis includes experimental implementations for validating the theoretical analysis and the numerical simulations.

Esta investigación versa sobre la formación de los Ingenieros Industriales en la Universidad Católica Madre y Maestra (Santo Domingo, República Dominicana), a la luz de las competencias profesionales, las metodologías de enseñanza y otros aspectos de su formación. Los objetivos de la investigación han sido: -Conocer las valoraciones acerca de la importancia y de la enseñanza de diferentes competencias profesionales de ingenieros industriales según diferentes informantes (empleadores, académicos, egresados y estudiantes). -Apreciar similitudes y diferencias en las perspectivas de los diferentes informantes consultados, y valorar los posibles significados que le dan a las mismas. -Recabar perspectivas y valoraciones sobre los contenidos, las metodologías docentes y la evaluación que, tomando como referencia las competencias, se vienen realizando en la carrera de Ingeniería Industrial según los distintos informantes, e interpretar sus posibles significados. -Contrastar el modelo teórico de competencias de los ingenieros industriales utilizado en la investigación, con la estructura y los contenidos de los factores empíricos extraídos a partir del análisis de las respuestas de los sujetos (estudiantes). -Formular una propuesta que pudiera ser tomada en cuenta en el rediseño y la mejora de la formación de ingenieros industriales en la Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra, tomando en consideración el análisis e interpretación de las respuestas de los informantes consultados. Tras revisar el estado de la cuestión relativa a las competencias profesionales en diferentes países y universidades, así como diversas cuestiones relativas a la enseñanza y la evaluación de la formación ofrecida, se han recabado las perspectivas y valoraciones de diferentes informantes (estudiantes, académicos y empleadores) acerca de la formación en curso y la que debería ocurrir. Para ello se ha empleado la metodología de estudio de campo, habiéndose integrado diversos instrumentos (análisis documental, cuestionarios, entrevistas) cuyos datos han sido tratados en porcentajes, contraste de diferencias y análisis factorial de los cuestionarios del alumnado. En las conclusiones se revelan coincidencias y diferencias entre las categorías de informantes, así como propuestas de mejora que apuntan hacia una mayor flexibilización de la formación y una atención propia a las competencias no instrumentales. / This research deals with the professional competencies, teaching methodologies and other aspects of the Industrial Engineers Training at the Universidad Católica Madre y Maestra (Santo Domingo, República Dominicana). The research objectives have been: -To know the perspectives of different informants (employees, academics, postgraduates and students) about the professional competencies of the Industrial Engineers. - To appreciate agreements and differences inter informants and valuing their meanings. - To reach perspectives and evaluations on the contents, teaching methodologies and evaluation related to professional competencies in the Industrial Engineers course and interpret their meanings. -To contrast the professional competencies theoretical model with the structure and contents of empirical factors resulting from de students perspectives. - To propose improvements concerning the redesign of the Industrial Engineers training in the Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra, taking into account the data provided by the informants, their analysis and interpretation. A revision of the specific literature on professional competencies across different countries and universities, so as some issues related to teaching, learning and students evaluation, the perspectives of students, academics and employers have been explored, concerning the real and needed training. A field study methodology has been developed, integrating a set of instruments as documental analysis, questionnaires and interviews. The data have been deal calculating percents and contrasting differences, and a factor analysis has been applied to student perspectives. The conclusions offer some agreements and disagreements between different informants, claiming for some improvement singularly in a more flexible and a less instrumental focus of industrial Engineers professional training.

El sector ferroviario, en las líneas de Alta Velocidad, apuesta por piezas inyectadas con polímeros técnicos de altas prestaciones, como son los topes de guía de poliamida reforzada con fibra corta de vidrio. El mantenimiento y renovación de vía, que periódicamente se lleva a cabo, en ocasiones, genera grandes acumulaciones de estos elementos, que se suman a las piezas producidas para tal fin, desechadas por no superar los controles de calidad, y las mazarotas generadas en la inyección. En esta Tesis se ha determinado que existe un grado de reciclabilidad óptimo de los topes de guía, que garantiza su uso industrial en condiciones de máxima seguridad, en aras de, preservar las fuentes naturales de obtención de materia prima, contribuyendo a la sostenibilidad del medio ambiente, y de potenciar un importante ahorro económico. / The railway sector, high-speed lines, bets on injected pieces with high performance technical polymers, such as short glass fiber reinforced polyamide flanged plates. The maintenance and track renewal, which regularly takes place, sometimes, generate large accumulations of these elements. These accumulations join to the produced pieces for this purpose, dismissed for failing quality controls, and risers generated in the injection. In this thesis it has been determined that there is an optimal degree of recyclability of flanged plates, which guarantees their industrial use in high security conditions, in order to preserve the natural sources of procurement of raw material, contributing to the sustainability of the environment, and promote significant economic savings.

Las antenas de tipo reflectarray han despertado interés en aplicaciones como las comunicaciones por satélite, lo que justifica el esfuerzo por desarrollar técnicas para su diseño. Esta tesis aborda los dos aspectos de este problema: la solución de la síntesis de fase que proporcione la respuesta buscada en el diagrama de radiación, y el diseño de los elementos que componen el reflectarray que deberán sintetizar la distribución de fases mencionada. Se han analizado distintos métodos heurísticos para resolver la síntesis de fase y los estudios paramétricos demuestran que, para el problema que aquí se trata, hay dos métodos sensiblemente más eficaces: la optimización con enjambre de partículas y el recocido simulado. El problema de análisis y diseño de los elementos que componen el reflectarray se ha abordado mediante un método de análisis electromagnético basado en el gradiente conjugado en combinación con la FFT. Se han propuesto modificaciones de las estructuras tradicionales tales como las anillas concéntricas, las estructuras evolutivas parche-anillo o las estructuras híbridas anillo-parche. Se ha realizado el diseño y medida de varios prototipos con objeto de comprobar experimentalmente el correcto funcionamiento del proceso de diseño y de las geometrías estudiadas. / The reflectarray antennas have attracted interest in applications such as satellite communications. This justifies the effort in the development of techniques for their design. This thesis approaches the two different issues of the problem: the solution of phase synthesis to obtain the desired radiation pattern, and the design of the reflectarray elements to synthesize the required phase distribution. Different heuristic methods to solve the phase synthesis have been analyzed and parametric studies have been carried out, making it possible to demonstrate that, for the problem at hand, there are two methods more efficient: Particle Swarm Optimization and Simulated Annealing. The problem concerning the analysis and design of the reflectarray elements has been addressed by an electromagnetic analysis method based on the Conjugate Gradient algorithm in combination with the FFT. Some modifications of classic structures have been proposed such as the concentric rings, evolutionary patch-ring structures or ring-patch hybrid structures. The design and measurement of several prototypes has been carried out in order to check experimentally the proper operation of the design process and the geometries studied.

En aquesta tesi doctoral es presenta un mètode sistemàtic per a la síntesi de giradors de potència. A partir d'aquest mètode s'han generat i classificat diverses estructures giradores. Cadascun d'aquests giradors, que poden tenir característiques diferents, pot ser útil en diferents aplicacions.Des d'un punt de vista circuital, es tracta d'una estructura de dos ports que es caracteritza per algun d'aquests dos grups d'equacions: 1) I1=gV2, I2=gV1 , 2) V1=rI2, V2=rI1, on I1, V1, i I2, V2 són els valors en contínua corresponents als valors de tensió i corrent als ports d'entrada i sortida respectivament, essent g (r) la conductància (resistència) del girador.En aquesta tesi, les estructures giradores de potència s'han classificat en funció de com transformen una font d'excitació al port d'entrada en la seva representació dual al port de sortida. Segons aquesta classificació es poden distingir tres tipus de giradors: 1) girador de potència de tipus G, 2) girador de potència de tipus G amb corrent d'entrada controlada i 3) giradors de potència de tipus R. Les categories 1 i 2 són les dues possibles solucions de síntesi de les equacions (1), mentre que la categoria 3 correspon a la solució de síntesi de les equacions (2).A més a més, no existeixen estudis sistemàtics on basant-se en les equacions de definició s'arribi finalment a una verificació experimental. En aquesta tesi es presenta el disseny i anàlisi dels giradors que s'han presentat. L'anàlisi cobreix exhaustivament l'estudi tant del comportament dinàmic com estàtic dels giradors presentats. Aquests giradors es poden considerar com estructures canòniques per al processat de potència.A més a més, es presenten algunes funcions bàsiques del processat de potència realitzades amb giradors de potència. Com per exemple: conversió tensió-corrent, corrent-tensió, adaptació d'impedàncies i regulació de tensió.Les característiques de cada girador depenen no només de la topologia convertidora sinó també del funcionament del control del convertidor. S'han investigat dos tècniques de control: el control en mode lliscant i el control no lineal basat en dinàmica zero. Per tant, les estructures giradores proposades poden treballar tant a freqüència constant com a freqüència variable.Finalment s'han verificat les previsions teòriques mitjançant simulació i verificació experimental. / In this thesis, a systematic approach to the synthesis of power gyrators is presented. Based on this approach, several gyrator structures can be generated and classified. Each of these gyrators has its own features and is suitable of different applications.From a circuit standpoint, a power gyrator is a two-port structure characterized by any of the following two set of equations: 1) I1=gV2, I2=gV1 , 2) V1=rI2, V2=rI1, where I1, V1, and I2, V2 are DC values of current and voltage at input and output ports respectively and g ( r ) is the gyrator conductance ( resistance ).In this thesis, power gyrator structures are classified by the manner they transform an excitation source at the input port into its dual representation at the output port. Based on this classification, there exist three types of power gyrators: 1) power gyrators of type G, 2) power gyrators of type G with controlled input current and 3) power gyrators of type R. Categories 1 and 2 are the two possible synthesis solutions to the set of equations ( 1 ) while category 3 corresponds to the synthesis solution of ( 2 ).Thus far, no systematic works have been done starting at the definition equations and ending at the experimental verification. In this thesis, the analysis and design for the disclosed power gyrators are presented. The analysis covers exhaustingly the study of both static and dynamic behavior of the reported power gyrators. These power gyrators presented can be considered as canonical structures for power processing.Thus, some basic power processing functions done by the presented power gyrators are reported. Namely, voltage to current conversion, current to voltage conversion, impedance matching and voltage regulation.The performance characteristics of a power gyrator depend not only on the circuit topology but also depend on the converter control operation.Hence, two main control schemes are investigated, namely, sliding-mode control schemes and zero-dynamics-based PWM nonlinear control. Therefore, the proposed gyrator structures can operate indistinctly at constant or at variable switching frequency.In addition, experimental and computer simulation results of the power gyrators presented are given in order to verify the theoretical predictions.