Uno de los problemas más candentes en sistemas expertos es la discusión existente entre los defensores de los modelos probabilísticos y sus detractores. Los métodos alternativos surgidos (t. evidencia, lógica difusa, factores de certeza) son inadecuados para reproducir muchas situaciones reales. Entre las causas de crítica de los métodos basados en probabilidad destaca la insuficiencia del modelo de independencia y la imposibilidad de reflejar la dependencia total, debida al excesivo número de parámetros. Como alternativa se propone el modelo llamado de dependencia de síntomas relevantes. Este modelo no es solo teórico sino que puede implementarse tal como demuestra la concha RSPS implementada como parte de esta tesis.Se analiza también los diferentes sistemas de representación de reglas y los algoritmos que permiten los cambios de una representación a otra. Además se estudian algoritmos para compilar reglas mediante la agrupación de todas las que concluyen un objeto reduciendo con ello enormemente el tiempo de respuesta de los motores de inferencia.Mediante la compilación de reglas se puede detectar, además, cuando un conjunto de hechos contradicen un sistema de reglas.Con el fin de mantener la coherencia en la base de conocimiento de los sistemas probabilísticos se dan dos soluciones para asistir al experto a dar su información.Una mediante aportación ordenada de probabilidades y otra basada en programación lineal.Por otra parte, se describen algunas técnicas estadísticas que permiten desarrollar bases de conocimiento, motores de inferencia, etc. en sistemas expertos.En relación con el aprendizaje en sistemas expertos se propone un método basado en el principio de máxima verosimilitud para el modelo de redes causales propuesto por Lauritzen y Spiegelhalter. Por otra parte, la teoría de aprendizaje de conceptos de tipo determinista es generalizable al caso de conceptos de tipo probabilístico. / One of the most current problems with Expert Systems is the continuing argument between the defendants of probabilistic models and those against it. The alternative suggested (certainty factors, fuzzy logic, theory of evidence,. ) are inadequate at reproducing many real situations. Probabilistic models have been criticized either for the high number of parameters involved or the difficulties in their estimation from data. In fact, there is general agreement that the general dependence model is not practical for most real cases. Other sources of criticism come from the independence models, which are considered too simple for reproducing some real problems. As an alternative the model known as relevant symptoms dependence model is proposed. This model is not only theoretical but can be implemented as well, as shows the RSPS shell integrated in part of this thesis.Different systems of the representation of rules and the algorithms that allow changes from one representation to another are also analysed. Moreover some technical statistics that allow knowledge bases and inference engine to be created in expert systems are described.In relation to the learning of expert systems a method based on the maximum likelihood method for causal networks by Lauritzen and Spiegelhalter is proposed.

In the last decades, the use of laminated composites, such as Carbon Fiber Reinforce Polymer has increased in many industrial sectors. Different failure mechanisms different damage mechanism can appear in laminated composites. Among the different damage mechanisms, delamination or interlaminar failure is the one that reduces the load-carrying capacity of composite structures and may compromise structural integrity. Nowadays, the prediction of delamination can be done using computational tools that involve high computational costs, limiting their applicability in the initial stages of the design of new structural components. In this work, quick-analysis tools for delamination predictions are proposed. Two different sources of delamination have been studied: free-edge and matrix-crack induced delamination. A methodology to predict both types of induced delamination is proposed and it has been validated with experimental results / En los últimos años se ha incrementado el uso de materiales compuestos en diferentes campos de la tecnología. Este tipo de materiales presentan varios tipos de fallo, siendo uno de ellos la deslaminación o fallo interlaminar. La deslaminación puede reducir la capacidad de carga de los compuestos y puede comprometer la integridad estructural. En la actualidad, se puede predecir la deslaminación mediante herramientas numéricas, pero estas implican un alto coste computacional que imposibilita su utilización en las primeras etapas del diseño de un componente estructural. En esta tesis se aborda esta problemática, proponiendo métodos de cálculo de bajo coste computacional que permiten predecir la deslaminación en las primeras etapas del diseño estructural. Se han desarrollado métodos de análisis para dos distintos tipos de deslaminación: por efectos de borde y provocada por grietas en la matriz, y se han validado mediante una campaña experimental

Introduction Current instrumentation makes it possible to measure vehicle emissions with high temporal resolution. But the increased resolution of emissions signals does not equate with increased accuracy. A prerequisite for the derivation of accurate emission factors from instantaneous vehicle emissions data is a fine allocation of measured mass emissions to recorded engine or vehicle states. This poses a technical challenge, because vehicle emission test facilities are not designed to support instantaneous emissions modelling, and they introduce distorting effects that compromise the instantaneous accuracy of the measured signals. Methodology These distorting effects can be compensated through a combination of physical modelling and data post-processing. The main original contribution of this dissertation is a novel methodology for the compensation of instantaneous emission signals, which is fully described herein. Whereas previous methodologies relied on systems theory modelling, and on comprehensive testing to model the sub-systems of the measurement setup, the alternative approach uses CO2 as a tracer of the distortions brought about by the measurement setup, which is modelled as a 'lump' system. Conclusions The main benefits of this methodology are its low burden of experimental work and its flexibility. Furthermore, it has been fully implemented in the 'esto' software tool, which can perform the compensation of emission signals with minimal user intervention and speed up the creation of engine emission maps.

L'objectiu del projecte és el desenvolupament de nous processos químics per a la modificació dels subproductes obtinguts en la producció del biodiésel, per obtenir ésters de propietats millorades com lubricants. Les tres propietats més importants que ha de tenir un fluid per al seu ús com lubricant són: viscositat, propietats en fred i estabilitat oxidativa. Els biolubricants de 1ª generació mostren una sèrie de limitacions quan són comparats amb els seus equivalents en base petroli. A causa de les condicions d'operació, els lubricants han de suportar altes temperatures (estabilitat química i oxidativa), igual que tenir unes bones propietats en fred (punt de fluència i de terbolesa). Aquestes propietats estan intrínsecament lligades a l'estructura química dels àcids grassos utilitzats en els biolubricants de 1a generació, on les insaturacions infereixen bones propietats en fred però una baixa estabilitat oxidativa degut a la seva alta reactivitat. Per obtenir biolubricants de 2ª generació es requereix la substitució de les insaturacions per ramificacions per tal d'augmentar l'estabilitat oxidativa dels compostos mantenint unes bones propietats en fred. En el present treball s'ha desenvolupat una nova via sintètica en tres passos utilitzant l'estratègia de epoxidació-obertura de les insaturacions, per obtenir compostos on les insaturacions han estat substituïdes per ramificacions éster-éster asimètriques. S'han caracteritzat els nous productes sintetitzats (densitat, viscositat, punt de fluència ...) per tal d'estudiar la relació estructura propietats. L’introducció de la ramificació produeix una millora substancial de l'estabilitat oxidativa dels compostos mantenint unes bones propietats en fred, la viscositat cinemàtica experimenta un notable increment a causa del procés de ramificació i algunes propietats poden ser modulades mitjançant la longitud de la ramificació. Les propietats dels nous compostos han estat comparades amb les propietats d'altres biolubricants de 2ª generació descrits a la bibliografia mostrant la gran diferència que produeix l'ús d'enllaços tipus èter o èster i la simetria o asimetria en les ramificacions. Un estudi computacional mitjançant dinàmica molecular dels diferents tipus de ramificació possibles, ha permès la racionalització del comportament dels diferents tipus de ramificació a nivell molecular. Finalment s'ha realitzat un estudi sobre la possibilitat d'obtenir aquests productes mitjançant tècniques de biotecnologia blanca, concretament l'esterificació d'alcohols altament impedits utilitzant lipases. Els resultats han mostrat que és possible obtenir compostos amb un alt valor afegit mitjançant un procés que millori els processos basats en la química tradicional. / El objetivo del proyecto es el desarrollo de nuevos procesos químicos para la modificación de los subproductos obtenidos en la producción del biodiésel, para obtener ésteres de propiedades mejoradas como lubricantes. Las tres propiedades más importantes que debe tener un fluido para su uso como lubricante son: viscosidad, propiedades en frío y estabilidad oxidativa. Los biolubricantes de 1ª generación muestran una serie de limitaciones cuando son comparados con sus equivalentes en base petróleo. Debido a las condiciones de operación, los lubricantes deben soportar altas temperaturas (estabilidad química y oxidativa), al igual que tener unas buenas propiedades en frío (punto de fluencia y de turbidez). Estas propiedades están intrínsecamente ligadas a la estructura química de los ácidos grasos utilizados en los biolubricantes de 1ª generación, donde las insaturaciones infieren buenas propiedades en frío pero una baja estabilidad oxidativa debido a su alta reactividad. Para la obtención de biolubricantes de 2ª generación se requiere la sustitución de las insaturaciones por ramificaciones con el fin de aumentar la estabilidad oxidativa de los compuestos manteniendo unas buenas propiedades en frío. En el presente trabajo se ha desarrollado una nueva vía sintética en tres pasos utilizando la estrategia de epoxidación-apertura de las insaturaciones, para obtener compuestos donde las insaturaciones han sido sustituidas por ramificaciones éster-éster asimétricas. Se han caracterizado los nuevos productos sintetizados (densidad, viscosidad, punto de fluencia…) con el fin de estudiar la relación estructura propiedades. La introducción de la ramificación produce una mejora sustancial de la estabilidad oxidativa de los compuestos manteniendo unas buenas propiedades en frío, la viscosidad cinemática experimenta un notable incremento debido al proceso de ramificación y algunas propiedades pueden ser moduladas mediante la longitud de la ramificación. Las propiedades de los nuevos compuestos han sido comparadas con las propiedades de otros biolubricantes de 2ª generación descritos en la bibliografía, mostrando la gran diferencia que produce el uso de enlaces tipo éter o éster y la simetría o asimetría en las ramificaciones. Un estudio computacional mediante dinámica molecular de los distintos tipos de ramificación posibles, ha permitido la racionalización del comportamiento los distintos tipos de ramificación a nivel molecular. Finalmente se ha realizado un estudio sobre la posibilidad de obtener estos productos mediante técnicas de biotecnología blanca, concretamente la esterificación de alcoholes altamente impedidos utilizando lipasas. Los resultados han mostrado que es posible obtener compuestos con un alto valor añadido mediante un proceso que mejore los procesos basados en la química tradicional. / The project aims to develop new chemical processes for the modification of the byproducts obtained in the production of biodiesel in order to obtain esters with improved properties as lubricants. The three most important properties that an oil should have to be used as a lubricant are: viscosity, cold properties and oxidative stability. The 1st generation biolubricants show some limitations when compared with their petroleum based counterparts. Due to the operating conditions, lubricants must withstand high temperatures (chemical and oxidative stability), as well as having good cold properties (pour point and turbidity). These properties are inherent to the chemical structure of the fatty acids used in 1st generation biolubricants, where the good cold properties are inferred by the unsaturations while giving low oxidative stability because of their high reactivity. To obtain 2nd generation biolubricants, it requires the unsaturation replacement by branches in order to increase the oxidative stability of the compounds while maintaining good cold properties. In this work we have developed a new synthetic pathway in three steps using the strategy of epoxidation-ring opening of unsaturations, in order to obtain compounds where the unsaturations have been replaced by ester-ester asymmetric branches. We have characterized the new synthesized products (density, viscosity, pour point ...) in order to study the relationship between structure properties. The introduction of branching produces a substantial improvement of the oxidative stability of the compounds while maintaining good cold properties, kinematic viscosity substantially increases due to branching and some properties can be modulated by the length of the branch. The properties of the new compounds have been compared with the properties of other 2nd generation bio-lubricants described in the literature, showing the difference produced by the use of ether or ester bonds and the symmetry or asymmetry of the branches. A computational study using molecular dynamics of different possible types of branching, has allowed the rationalization of the behavior of different types of branching at the molecular level. Finally, we have conducted a study on the possibility of obtaining such products through white biotechnology techniques, namely the esterification of hindered alcohols using lipases. The results have shown that it is possible to obtain compounds with high added value through a process which improves the available processes based on traditional chemistry.

Uno de los problemas más complejos en redes de computadores es el de proporcionar garantías de calidad y confiabilidad a las comunicaciones de datos entre entidades que se encuentran en dominios distintos. Esto se debe a un amplio conjunto de razones -- las cuales serán analizadas en detalle en esta tesis -- pero de manera muy breve podemos destacar: i) la limitada flexibilidad que presenta el modelo actual de encaminamiento inter-dominio en materia de ingeniería de tráfico; ii) la naturaleza distribuida y potencialmente antagónica de las políticas de encaminamiento, las cuales son administradas individualmente y sin coordinación por cada dominio en Internet; y iii) las carencias del protocolo de encaminamiento inter-dominio utilizado en Internet, denominado BGP (Border Gateway Protocol).El objetivo de esta tesis, es precisamente el estudio y propuesta de soluciones que permitan mejorar drásticamente la calidad y confiabilidad de las comunicaciones de datos en redes conformadas por múltiples dominios.Una de las principales herramientas para lograr este fin, es tomar el control de las decisiones de encaminamiento y las posibles acciones de ingeniería de tráfico llevadas a cabo en cada dominio. Por este motivo, esta tesis explora distintas estrategias de como controlar en forma precisa y eficiente, tanto el encaminamiento como las decisiones de ingeniería de tráfico en Internet. En la actualidad este control reside principalmente en BGP, el cual como indicamos anteriormente, es uno de los principales responsables de las limitantes existentes. El paso natural sería reemplazar a BGP, pero su despliegue actual y su reconocida operatividad en muchos otros aspectos, resultan claros indicadores de que su sustitución (ó su posible evolución) será probablemente gradual. En este escenario, esta tesis propone analizar y contribuir con nuevas estrategias en materia de control de encaminamiento e ingeniería de tráfico inter-dominio en tres marcos temporales distintos: i) en la actualidad en redes IP; ii) en un futuro cercano en redes IP/MPLS (MultiProtocol Label Switching); y iii) a largo plazo en redes ópticas, modelando así una evolución progresiva y realista, facilitando el reemplazo gradual de BGP.Más concretamente, este trabajo analiza y contribuye mediante: - La propuesta de estrategias incrementales basadas en el Control Inteligente de Rutas (Intelligent Route Control, IRC) para redes IP en la actualidad. Las estrategias propuestas en este caso son de carácter incremental en el sentido de que interaccionan con BGP, solucionando varias de las carencias que éste presenta sin llegar a proponer aún su reemplazo. - La propuesta de estrategias concurrentes basadas en extender el concepto del PCE (Path Computation Element) proveniente del IETF (Internet Engineering Task Force) para redes IP/MPLS en un futuro cercano. Las estrategias propuestas en este caso son de carácter concurrente en el sentido de que no interaccionan con BGP y pueden ser desplegadas en forma paralela. En este caso, BGP continúa controlando el encaminamiento y las acciones de ingeniería de tráfico inter-dominio del tráfico IP, pero el control del tráfico IP/MPLS se efectúa en forma independiente de BGP mediante los PCEs.- La propuesta de estrategias que reemplazan completamente a BGP basadas en la incorporación de un nuevo agente de control, al cual denominamos IDRA (Inter-Domain Routing Agent). Estos agentes proporcionan un plano de control dedicado, físicamente independiente del plano de datos, y con gran capacidad computacional para las futuras redes ópticas multi-dominio.Los resultados expuestos aquí validan la efectividad de las estrategias propuestas, las cuales mejoran significativamente tanto la concepción como la performance de las actuales soluciones en el área de Control Inteligente de Rutas, del esperado PCE en un futuro cercano, y de las propuestas existentes para extender BGP al área de redes ópticas. / One of the most complex problems in computer networks is how to provide guaranteed performance and reliability to the communications carried out between nodes located in different domains. This is due to several reasons -- which will be analyzed in detail in this thesis -- but in brief, this is mostly due to: i) the limited capabilities of the current inter-domain routing model in terms of Traffic Engineering (TE); ii) the distributed and potentially conflicting nature of policy-based routing, where routing policies are managed independently and without coordination among domains; and iii) the clear limitations of the inter-domain routing protocol, namely, the Border Gateway Protocol (BGP). The goal of this thesis is precisely to study and propose solutions allowing to drastically improve the performance and reliability of inter-domain communications. One of the most important tools to achieve this goal, is to control the routing and TE decisions performed by routing domains. Therefore, this thesis explores different strategies on how to control such decisions in a highly efficient and accurate way. At present, this control mostly resides in BGP, but as mentioned above, BGP is in fact one of the main causes of the existing limitations. The natural next-step would be to replace BGP, but the large installed base at present together with its recognized effectiveness in other aspects, are clear indicators that its replacement (or its possible evolution) will probably be gradually put into practice.In this framework, this thesis proposes to to study and contribute with novel strategies to control the routing and TE decisions of domains in three different time frames: i) at present in IP multi-domain networks; ii) in the near-future in IP/MPLS (MultiProtocol Label Switching) multi- domain networks; and iii) in the future optical Internet, modeling in this way a realistic and progressive evolution, facilitating the gradual replacement of BGP.More specifically, the contributions in this thesis can be summarized as follows. - We start by proposing incremental strategies based on Intelligent Route Control (IRC) solutions for IP networks. The strategies proposed in this case are incremental in the sense that they interact with BGP, and tackle several of its well-known limitations. - Then, we propose a set of concurrent route control strategies for MPLS networks, based on broadening the concept of the Path Computation Element (PCE) coming from the IETF (Internet Engineering Task Force). Our strategies are concurrent in the sense that they do not interact directly with BGP, and they can be deployed in parallel. In this case, BGP still controlls the routing and TE actions concerning regular IP-based traffic, but not how IP/MPLS paths are routed and controlled. These are handled independently by the PCEs.- We end with the proposal of a set of route control strategies for multi-domain optical networks, where BGP has been completely replaced. These strategies are supported by the introduction of a new route control element, which we named Inter-Domain Routing Agent (IDRA). These IDRAs provide a dedicated control plane, i.e., physically independent from the data plane, and with high computational capacity for future optical networks.The results obtained validate the effectiveness of the strategies proposed here, and confirm that our proposals significantly improve both the conception and performance of the current IRC solutions, the expected PCE in the near-future, as well as the existing proposals about the optical extension of BGP.

Bio and nano technologies are absent or incipient in papermaking industry and, concretely, in recycling and high-yield pulps sectors. In this sense, the present Thesis uses cellulose nanofibers (CNF), both in bulk and on surface, for physicomechanical properties enhancement of both recycled papers and of those made from high-yield fibers. Moreover, in order to reach even higher physicomechanical properties, the synergetic action between CNF and enzymatic refining was investigated. Recycling through mechanical refinement was found to produce papers with similar properties than the original ones, without the possibility of enhancement. However, the above cited combination drives to papers with properties that can be used in higher performance applications. / L’aplicació de la bio i la nano tecnologia en el sector paperer en general i, més concretament, en el subsector del reciclatge i les pastes d’alt rendiment és pràcticament inexistent o molt incipient. En aquest sentit, en aquesta tesi s’utilitzen nanofibres de cel·lulosa (CNF), tant en massa com en superfície, per tal d’incrementar les propietats físico-mecàniques del paper de fibres secundàries i d’alt rendiment. A més, amb l’objectiu d’assolir fins i tot propietats físico-mecàniques superiors, es van utilitzar tècniques de refinat enzimàtic en combinació amb l’addició de CNF. Es va constatar que el refinat mecànic de les fibres secundàries permet la fabricació de papers amb les mateixes prestacions físico-mecàniques que el paper original, sense la possibilitat d’incrementar les propietats. D’altra banda, l’addició de CNF i el refinat enzimàtic doten als papers de propietats que els obren les portes a nous horitzons d’aplicació on els requeriments físico-mecànics són superiors.

Los procesos de oxidación químicos son una herramienta universal para el tratamiento de aguas subterráneas, efluentes industriales y aguas residuales. Una de estas técnicas se basa en la generación de radicales hidroxilos (•OH), y se le conoce con el nombre de proceso de oxidación avanzada (AOP). Aunque dicho proceso es considerado una poderosa herramienta para la degradación de contaminantes, este enfrenta varias limitación prácticas especialmente en función del sistema seleccionado para la generación de los •OH. El objetivo de este trabajo fue proponer y poner a prueba una estrategia novedosa con el fin de ampliar la aplicabilidad de la oxidación avazanda, integrando al sistema el uso de reactores de membrana catalítica (CMR). Los esfuerzos fueron enfocados en la aplicación de los CMRs para la oxidación de un compuesto orgánico modelo (fenol), utilizando peróxido de hidrogeno generado in situ como fuente de •OH. Las características de los CMRs permiten la síntesis directa de H2O2. / Chemical oxidation processes are the most universal tool for treatment of contaminated groundwater, industrial effluents and wastewater. Oxidation at mild conditions and based on the generation of highly reactive hydroxyl radicals (•OH) is referred to as advanced oxidation process (AOP). Even though this technique is considered as powerful regarding contaminant degradation, it faces several practical limitations in a large scale due to the cost of the system selected for •OH generation. The aim was to propose and test a novel strategy in order to extend the applicability of AOP, whereby the integration of catalytic membrane reactors (CMRs) plays a key role. The efforts were focused on the application of the CMRs for direct oxidation of a model organic compound by the in-situ generated hydrogen peroxide. The inherent properties of the CMRs permit the direct synthesis of hydrogen peroxide starting from H2 and O2 using noble metal as an active phase.

Over the past few decades, microalgae become focus of the researches again as a possible raw material for the production of biodiesel due to the myth of the oil crisis and also Kyoto Protocol which entered into force in 2005. Although microalgae have proven to be very efficient at producing oil-rich lipids, the optimum conditions for algae cultivation and methods for harvesting and oil extraction have not been determined in details yet. In particular, the harvesting process is especially important to the effectiveness of the overall process because of the large volumes of algae-rich water that must be processed. The requirements for downstream also makes complicated the chosen harvesting system. Several solid-liquid separation technologies have shown some potential for achieving microalgae/water separation; however, application of these processes to biofuel production requires an evaluation of treatment effectiveness as a function of water quality, algae particle characteristics and process chemistry. Pre-concentration (bulk harvesting) aims to separate the micro algae from culture medium (bulk solution). Flocculation, flotation or gravity sedimentation are the frequently used methods. Filtration, centrifugation and ultrasonic aggregation are mostly used in thickening. Of these technologies, from chemical and/or biological harvesting, by means of flocculants e.g. auto flocculation, chemical coagulation, inorganic coagulants, organic flocculants, combined flocculation, electro-coagulation and ultrasonic aggregation. Flocculation is used in order to ease the following dewatering steps in this study. Flocculation is also a factor that affects the mechanical properties of the culture. Therefore, it is important to study the flow behaviour of flocculated suspensions by additives. The flocculation mechanism determines the properties of the flocs and therefore the rheological behaviour of the suspension. The rheological properties of algae slurries have a direct impact on the agitation and pumping power requirements as well as process design for producing algal biofuels. Flocculation efficiency is commonly evaluated by measuring the settling rate of flocs, the percentage of solids settled, the sediment volume/weight, the moisture content and strength of flocs, and the suspension viscosity and turbidity in water treatment processes. Particle size analysis is usually applied in drinking water treatment for monitoring and controlling filtration process performance. Analysis of sizes of flocs formed in the coagulation and flocculation processes are not routinely conducted. However, particle size distribution (PSD) analysis can produce direct information about the flocs in the fluid. Through measuring and analysing the amount and size of particles, we can evaluate the efficiency of the process; assess design of the treatment or harvesting systems. A primary factor controlling the performance of sedimentation is the particle size distribution (PSD) of the incoming sediment. Particle size distribution information is needed to model the sedimentation process. From biological harvesting methods, auto-flocculation is one of the promising methods for microalgae. The mechanism of auto-flocculation depends on the alkaline conditions. According to several studies two major reactions are effective: the precipitation of calcium carbonate (CaCO3) and the precipitation of magnesium hydroxide (Mg (OH) 2), depending on the primary particles and the ions contained in the solution. To sum up, this thesis aims; (i) to determine a simple, rapid and an efficient pre-concentration method -preferentially cost effective- for Phaeodactylum tricornutum and Nannochloropsis gaditana through testing, (1) natural sedimentation; (2) flocculation with commercial flocculants (aluminium sulphate, polyaluminium chloride) and chitosan; and (3) pH induced flocculation. The drawbacks of the methods, state of the concentrated algae according to studied species after every studied treatment method, sedimentation rates of pH induced flocculation method were also shown; (ii) to know more about pre-concentration processes of studied species, characteristic properties of downstream process after treating the pre-concentration methods under author chosen conditions (viscosity, particle size and Ca and Mg ion determination analysis) were investigated after applying different methods of harvesting; (iii) to try a mathematical model and a numerical simulation procedure for the flocculation process, using usual parameterization solutions to estimate the sedimentation rate and floc size distribution for pre-concentration process. The main objective is estimating sedimentation rate coupled with that of the particle size distribution (PSD), through a population balance equation (PBE). From the thesis we could conclude; the selection of the proper harvesting method depends mainly on the process product targets. To decide which method is better for harvesting, it should be checked not only how efficient the agent as a flocculant and how appropriate to provide a cost effective harvesting, but also how feasible to use the agent in the case of using concentrated biomass in the further processes without any problem and managing the residual water after harvesting. Depending on the chemical properties of the seawater and on the properties of the outer surface of the algae, pH induced flocculation seems promising for P. tricornutum and N. gaditana species. It is effective, economical and eco-friendly. Sedimentation rates of the author chosen method are also helpful to scale-up the process. The process is also very reproducible. It is observed that after a certain pH, increasing the pH didn’t change the flocculation efficiency, however changed the mass content of the concentrated sample (higher ash content). The comparative study of pre-concentrated sample properties shows that; (I) Pre-concentration processes make both pumping and mixing easier because of the Newtonian behaviour of the samples than Non-Newtonian ones. (II) Particle size analysis of the pre-concentrated samples support settling properties sufficiently. (III) Ca and Mg ion concentrations of the pre-concentrated samples substantiate the fact that the Mg ion is the protagonist in the alkalinity-induced flocculation mechanism. A population balance model (PBM) has been tried to build to predict the floc size distribution for P. tricornutum and N. gaditana. The model was ineffective to simulate alkalinity induced flocculation -a mimic of autoflocculation in lab scale. High shear rates were needed in the model to let the floc to appear. The mathematical model for flocculation is still a framework that should be developed. Additionally, the model needs to be further adjusted and integrated with the sedimentation model simultaneously with PBM.

Wind power generation has become one of the most important energy sources. Currently, due to the advances achieved in power electronics and vertical-axis small wind-turbines, the urban integration of wind-energy has increased considerably. In this work, three three-phase rectifiers are proposed to inject the energy from a permanent magnet synchronous generator to a microgrid DC-bus. By means of sliding mode control these architectures are modeled as a three-phase Loss Free Resistor allowing the power factor correction in each phase and obtaining a modular and redundant implementation. However, due to the cost of the microgrids implementation, a boost inverter is proposed to obtain the most basic configuration for grid-connection. Using the boost inverter a sinusoidal output waveform can be obtained for input voltages lower than mains voltage. Finally, the DC voltage and the DC-link capacitor can be adjusted in order to optimize the global efficiency. / Wind power generation has become one of the most important energy sources. Currently, due to the advances achieved in power electronics and vertical-axis small wind-turbines, the urban integration of wind-energy has increased considerably. In this work, three three-phase rectifiers are proposed to inject the energy from a permanent magnet synchronous generator to a microgrid DC-bus. By means of sliding mode control these architectures are modeled as a three-phase Loss Free Resistor allowing the power factor correction in each phase and obtaining a modular and redundant implementation. However, due to the cost of the microgrids implementation, a boost inverter is proposed to obtain the most basic configuration for grid-connection. Using the boost inverter a sinusoidal output waveform can be obtained for input voltages lower than mains voltage. Finally, the DC voltage and the DC-link capacitor can be adjusted in order to optimize the global efficiency.

Las topologías de circuitos inversores multinivel pueden trabajar a tensiones y potencias mayores que las alcanzadas por convertidores convencionales de dos niveles. Además, la conversión multinivel reduce la distorsión armónica de las variables de salida y en algunos casos, a pesar del aumento de elementos de conmutación, también reduce las pérdidas de conversión al incrementarse el número de niveles. La reducción de distorsión alcanzada por el número de niveles puede aprovecharse para reducir las pérdidas de conmutación disminuyendo la frecuencia de las señales portadoras. Para reducir aún más esta frecuencia sin degradar el espectro, nosotros controlamos las pendientes de las portadoras triangulares. Primero se han desarrollado dos modelos analíticos para predecir el espectro del voltage de salida, dependiendo de: el índice de modulación MA, la razón de distribución de voltaje K de las fuentes de alimentación , y las cuatro pendientes de las portadoras{r1, r2, r3, r4}. El primer modelo considera el Muestreo Natural y se basa en Series Dobles de Fourier (SDF) mientras que el segundo modelo, utiliza la Serie Sencilla de Fourier (SSF) introduciendo el concepto de Muestreo Pseudo-Natural, una aproximación digital de la modulación natural. Ambos modelos son programados en Matlab, verificados con Pspice y validados con un prototipo experimental que contiene un modulador digital implementado con DSP.La concordancia entre las modulaciones natural y pseudo-natural, asi como entre sus respectivos modelos, es aprovechada por un algorítmo genético (AG) donde la THD es la función costo a reducir. Después de varios ensayos y de sintonizar el AG, se genera una matriz que contiene conjuntos de portadoras optimizadas dentro un rango específico de las variables {MA,K} y es probada con un segundo prototipo en lazo cerrado. Un lazo lento digital modifica las portadoras creadas por un dsPIC en modulaciones PWM; estas son demoduladas y sus amplitudes corregidas por un lazo de acción anticipada. Estas portadoras se comparan con una referencia sinusoidal que a su vez es modificada por variables de estado, generando finalmente la modulación multinivel en lazo cerrado. Los resultados finales demuestran la fiabilidad de la reducción de armónicos usando la programación de las pendientes de las portadoras. Palabras claves: inversor multinivel, PWM, distorsión armónica, modelo espectral, pendiente de portadora, conjunto de portadoras, distribución de niveles, Serie Doble de Fourier, Serie Simple de Fourier, muestreo natural, muestreo regular, muestreo pseudo-natural , Algoritmos Genéticos. / Multilevel inverter (MI) topologies can work at higher voltage and higher power than conventional two-level converters. In addition, multilevel conversion reduces the output variables harmonic distortion and, sometimes, in spite of the devices-count increment, the conversion losses can also decrease by increasing the number of levels. The harmonic distortion reduction achieved by increasing the number of levels, can be used to further reducing the switching losses by decreasing the inverter carrier frequencies. To reduce even more the switching frequency without degrading output spectrum, we control the triangular carrier waveforms slopes. First, to achieve this target, two analytical models have been created in order to predict the inverter output voltage spectrum, depending on diverse parameters: the amplitude modulation index MA, the voltage distribution K of the inverter input sources, and the four carrier slopes {r1, r2, r3, r4}. The first model considers Natural Sampling and is based on Double Fourier Series (DFS) whereas the second model based on Simple Fourier Series (SFS), introduces the concept of Pseudo-Natural Sampling, as a digital approximation of the natural modulation. Both models are programmed in Matlab, verified with Pspice simulations and validated with a first experimental prototype with a DSP digital modulator.The good agreement between natural and pseudo-natural modulations, as well as their respective DFS and SFS models, is exploited by a Genetic Algorithm (GA) application where THD is the cost function to minimize. After testing and properly tuning the GA, a framework matrix containing the optimized carriers set for a specific range of variables {MA,K} is generated and then, tested with a second, closed-loop prototype. A slow digital loop modifies the carrier slopes created by dsPIC microcontroller as PWM modulations, whose amplitude, once demodulated, are affected by a feed-forward loop. These carriers, compared with a sinusoidal reference, state-feedback modified, generate finally the closed-loop multilevel modulation. The final results demonstrates the feasibility of harmonic reduction by means of carrier slopes programming. Keywords: multilevel inverter, PWM, harmonic distortion, spectral modeling, carrier slope, carriers set, level distribution, Double Fourier Series, Simple Fourier Series, natural sampling, regular sampling, pseudo-natural sampling, Genetic Algorithms.