A fault detection and correction methodology for user positioning systems based on Kalman filtering is presented in this thesis. To develop this methodology, various aspects of the design of positioning systems are taken into account, such as the dynamic models of the systems, the definition of the estimation technique, the available technology and the environment (to identify disturbances that can affect the systems).In the first phase, the available technologies were identified, and the algorithms and the physical-mathematical models were defined for the positioning systems for both indoor and outdoor environments. The Dead Reckoning (DR) algorithm was included for this reason, because it can be applied in both environments. This algorithm allows the pedestrian's position to be obtained while s/he is walking. Given that one of the main parameters of DR is the pedestrian's step length, a careful analysis was carried out to determine it. Algorithms that allow, first, detection of a step and, second, calculation of its length are therefore presented here.An integrated system based on UWB and inertial technologies (IMU) is proposed for indoor environments. This system uses the information about the step length to improve the information provided by the UWB system. The system that was defined for outdoor environments is a GPS­IMU system based on the DR algorithm. Data fusion is carried out by means of Kalman filtering for both systems. In the GPS­IMU­DR system, the errors of the azimuth bias and the step length are obtained by means of Kalman filtering, which allows the DR parameters to be corrected and, consequently, the pedestrian's position can be obtained with greater accuracy.In the next phase, the fault detection and correction methodology is developed. This is based on the principles of causal diagnosis using the theory of possibility. This methodology is proposed in order to prevent the introduction of erroneous information into the Kalman filter. In order to carry this out, failure states of the sensor systems are defined and corrective measures are applied when one or more of those states are present. These states are defined taking into account the empirical knowledge of the behaviour of the system. The performance of the filters was also monitored. This consists in the continuous evaluation of their innovations and, in case of inconsistency, corrective measures are applied to the parameters of the filters.The experiments, for the proposed systems, presented results that improved their initial response to a considerable degree. For the UWB­IMU system, an analysis that involves the detection of inconsistencies of the filter is presented, while for the GPS­IMU­DR system the fault detection and correction methodology is applied. In the UWB­IMU system, the corrective measures introduced into to the Kalman filter allowed both consistent filtering and a soft signal to be obtained, i.e. most of the reflections of the signal provided by the UWB system were eliminated. The results of the GPS­IMU­DR system indicated that by implementing the methodology developed here, consistent filtering was obtained and the values of the azimuth and the step length were corrected properly. As a result more exact pedestrian trajectories were obtained.

La entrada en vigor de la Directiva de Emisiones Industriales (DEI) ha impulsado el control y la mejora del comportamiento ambiental de los sectores industriales europeos más contaminantes. Las industrias involucradas en el ciclo de vida de la baldosa cerámica, muchas de ellas incluidas en el ámbito de aplicación de la Directiva DEI, conforman uno de los sectores de fabricación de materiales de construcción más importantes a nivel nacional.El objetivo fundamental de esta tesis es crear las bases para facilitar el análisis, mejora y comunicación del comportamiento ambiental de la baldosa cerámica, a lo largo de todo su ciclo de vida. Para ello, el documento se divide en tres bloques diferenciados, un primer bloque dedicado a la evaluación ambiental del ciclo de vida de la baldosa cerámica; un segundo bloque en el que se identifican las alternativas tecnológicas óptimas a implantar para mejorar dicho ciclo de vida; y un tercer bloque en el que se configura una herramienta de comunicación ambiental que facilita, por un lado, exponer el comportamiento ambiental de la baldosa y de su proceso de fabricación y, por el otro, facilitar la adquisición de sistemas de certificación europeos a través de la propuesta de mejoras tecnológicas óptimas para cada caso. Para analizar el comportamiento ambiental de las diferentes etapas del ciclo de vida de la baldosa cerámica, se ha aplicado la metodología de Análisis del Ciclo de Vida (ACV). Para ello, ha sido necesario realizar previamente un Inventario de Ciclo de Vida (ICV) actualizado y representativo del sector objeto de estudio, a partir de la recopilación de datos de más de 30 empresas. Dicho análisis deriva en la identificación de las etapas, procesos y/o materiales con peor comportamiento ambiental y los resultados ambientales obtenidos son verificados mediante la aplicación de técnicas estadísticas. Para mejorar el comportamiento ambiental de todo el ciclo de vida de la baldosa cerámica, se estudian cuáles son las Mejores Técnicas Disponibles (MTD) óptimas para la mejora de los puntos críticos identificados en el capítulo anterior con peor comportamiento ambiental. Para ello, se configura una metodología de evaluación y selección de MTD, desde el punto de vista de la sostenibilidad, basada en la obtención de indicadores ambientales, económicos, técnicos y sociales y su comparación desde dos perspectivas de resolución de análisis multicriterio. Finalmente, una vez evaluado y mejorado el ciclo de vida de la baldosa cerámica, con el objetivo de permitir la comunicación de la información ambiental tanto de dicha baldosa como de su proceso de fabricación, se diseña una herramienta de comunicación ambiental económica, fácil de utilizar y con un entorno gráfico amigable. Esta permite emitir tanto la Declaración Ambiental de Producto (DAP) de la baldosa cerámica como el perfil ambiental y energético de la organización que la fabrica. Además, dicha herramienta facilita la comprobación de los requisitos de la Etiqueta Ecológica Europea (EEE) y, en caso de ineptitud, propone las MTD óptimas que debería incorporar para poder cumplirlos. La utilidad y fiabilidad de la herramienta se comprueba mediante su aplicación al escenario de fabricación de baldosas cerámicas en España.

Esta tesis se centra en el estudio de tecnicas de precondicionamiento para la resolucion de sistemas lineales de ecuaciones, provenientes de la resolucion de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. La caracteristica comun de los sistemas lineales objeto de interes es su enorme tamano, y el hecho de que la matriz de coeficientes asociada a estos sistemas es dispersa. Se utilizan los modelos de programacion de paso de mensajes y memoria compartida, y se orienta este trabajo a problemas de un tamano medio, hasta 10^5 ecuaciones. La resolucion de sistemas lineales de ecuaciones es, comunmente, el nucleo computacional mas costoso, en cuanto a tiempo de ejecucion, de muchas simulaciones numericas industriales, aunque otros problemas tales como calculo de autovalores tambien suelen ocurrir.Tipicamente, estos problemas consumen una significante porcion del tiempo computacional requerido por una simulacion completa. Una reciente revision sobre el actual uso de supercomputadores de alto rendimiento indica que mas del 70% del tiempo computacional es usado para resolver grandes sistemas lineales de ecuaciones. Un impacto industrial muy importante debe ocurrir si el rendimiento de los metodos usados para resolver estos sistemas pudiera ser mejorado. El problema de resolver sistemas lineales ha sido ampliamente analizado para arquitecturas de memoria compartida, donde el paralelismo que se suele explotar es de grano fino. Sin embargo, el interes en explotar el paralelismo grano grueso, junto con la aparicion de librerias que garantizan la portabilidad de los programas basados en paso de mensaje y junto al avance de la tecnologia, ha hecho posible que en estos momentos se este comenzado a desarrollar aplicaciones industriales sobre multicomputadores de memoria compartida-distribuida. Las tecnicas de descomposicion en dominios son una forma de distribucion de datos que permiten la explotacion del paralelismo de paso de mensaje, y todo el paralelismo interno de cada dominio permite la explotacion del paralelismo de memoria compartida.En esta tesis se intenta cubrir todos los aspectos teoricos y algoritmicos de los metodos mas usados para resolver sistemas lineales dispersos de ecuaciones. Por ello en primer lugar, se estudia los metodos iterativos más importantes, las técnicas más comunes de precondicionamiento y los metodos multinivel.En segundo lugar, se analiza la formulacion numerica del problema y su paralelismo, y se propone el uso de un precondicionador paralelo que disminuye significativamente el tiempo de ejecucion. Finalmente, se muestran los resultados obtenidos para un conjunto de problemas provenientes de la resolucion de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. / The study of preconditioning techniques to solve linear systems arising to solve partial differential equations is the focus of this thesis. The common feature of the matrices associated to linear systems are large size and sparse. We use two programming models: message passing and threads. This work has been oriented to solve problems up to 10^5 freedom degree.The problem to solve linear systems is, frecuently, the computational kernel most expensive (execution time) of many numerical industrial simulations, although others problems such as eigenvalues compute usually it appear. Typically, it problems consume a significant part of the computational time required by a complete simulation. A newly review about the high performance supercomputers suggest that 70% or more of the computational time is used to solve large linear systems. An industrial impact very important should happen if the performance of the methods used to solve these linear systems can be improved. The problem to solve linear systems has been analized to shared memory architecture, where the paralelism that it exploit is fine grain. Nevertheless, the interest to exploit coarse grain paralelism together with the developed of library where it guarantee portability of the programs based in message passing and together with technology advancement has done possible that in this moment the programmer's develop industrial applications on supercomputers with shared-distributed memory. The domain decomposition techniques are a way to exploit the data distribution that permit the explotation of message passing paralelism, and all the internal paralelism in each domain permit the explotation of the shared memory paralelism (threads).In this thesis, I have tried to include all the theorycal and algorithmics aspect of the methods used more often to solve sparse linear system of equations. The first one, I have studied the iterative methods more important, the algebraic preconditioning technique and multilevel methods. The second one, I have analized the numerical formulation of the problem and it paralelism, and I have proposed to use a parallel preconditioner where it reduce the execution time of the algorithm. Finally, I have showed the numerical results for a set problems arising partial differential equations.

Un dels aspectes dels fluxos turbulents que s'ha tractat amb més interès en els últims anys, és l'estudi de l'existència de moviments de gran escala, repetitius i que presenten una certa organització. Aquests moviments són el que s'ha anomenat estructura coherent. El present treball intenta aportar una visió més complerta de les estructures coherents en l'estela llunyana turbulenta generada per un cilindre escalfat per una resistència interna. Amb aquesta finalitat s'han realitzat una sèrie d'experiments, emprant tècniques d'anemometria de fil calent, en el túnel aerodinàmic de baixa turbulència de l'E.T.S. d'Enginyeria Química. Aquests experiments han proporcionat dades de temperatura i dels tres components de la velocitat en l'estela llunyana turbulenta (x/D=150). Aquestes dades s'han analitzat emprant un mètode de reconeixement de formes condicional que empra les fluctuacions de temperatura com a marcador del pas de les estructures coherents. El primer resultat de les anàlisis realitzades ha estat la confirmació de que l'estructura predominant en el pla horitzontal (homogeni) de l'estela és una circulació doble amb fluctuacions negatives del component longitudinal de la velocitat en el centre. De fet aquesta estructura és la que va predir Grant (1958) i en la que s'han recolzat multitud d'estudis posteriors (Mumford, 1983; Ferré, 1986). Per altra banda, amb l'aplicació del mètode de reconeixement de formes condicional, s'ha obtingut una visió tridimensional del camp dinàmic de l'estructura relacionant-lo amb el camp tèrmic, el de vorticitat i el de la velocitat de deformació. Un resultat interessant de les anàlisis anteriors és la relació existent entre el camp tèrmic i el camp dinàmic de l'estructura. Aquesta relació es pot resumir dient que existeix una correlació negativa entre el component longitudinal de les fluctuacions de la velocitat, u, i les fluctuacions de temperatura, θ. Es a dir, a u negatives li corresponen θ positives. En canvi existeix una correlació positiva entre el component lateral de la velocitat, v, i les fluctuacions de la temperatura. Un segon grup de resultats, obtinguts de les anàlisis realitzades, són els que fan referència al contingut energètic de l'estructura i a l'intercanvi d'energia entre les diferents escales de la turbulència. En primer lloc s'ha analitzat el contingut energètic de les finestres de dades seleccionades per obtenir la mitjana de conjunt de l'estructura, observant-se que encara que representen el 40% de les dades totals, aquestes sumen més del 60% de l'energia associada, el que implica que les finestres seleccionades són més important energèticament que la resta.També s'ha obtingut la distribució dels diferents termes de la producció, que informen de l'intercanvi d'energia entre les diferents escales de la turbulència, es a dir entre el camp mitjà, el camp coherent i el camp incoherent. També es mostren les distribucions de la dissipació i de la funció indicadora d'escala fina (FSTIF). Amb aquest resultats, s'ha pogut analitzar com i quan l'estructura guanya i/o perd energia.Per últim s'ha realitzat un esquema tridimensional de l'estructura, relacionant-la amb els processos d' engoliment i amb el flux que l'envolta. / One of the topics emphasized in the study of turbulent flows in the last few years has been the identification of large scale organized motions called coherent structures. The present work extends the knowledge of the coherent structures in free turbulence by examining the far wake (x/D=150) of a heated cylinder at a Reynolds number of 9700. Multi-probe experiments carried out using hot- and cold-wire anemometry in a low turbulence wind tunnel, measuring temperature and the three velocity components simultaneously in time. The data were analyzed using a conditional pattern recognition technique. Basically, events in the temperature field were used to identify the velocity patterns of the coherent structures. Specifically, the pattern recognition software searched for hot-to-cold transitions in the temperature field. In the horizontal planes, the typical footprint identified with the temperature transitions was a double roller eddy with negative streamwise fluctuations in its centre plane. This eddy is similar to that identified by Grant (1958) with correlation measurements and is the origin for a large number of later investigations (Munford, 1983; Ferré, 1986). The present work shows that, in fact, this double roller structure is part of a larger structure which is shaped like a horseshoe.The use of the conditional pattern recognition technique allows one to obtain the three-dimensional velocity field that characterizes the coherent structure, and its relationship to the temperature field. It was found that the correlation between the temperature fluctuations and the streamwise velocity fluctuations is negative, while the correlation between the same temperature fluctuations and the lateral velocity fluctuations is positive. In addition, it was observed that the individual horseshoe structures occupy at least 40% of the flow and that these structures contain 60% of the turbulent kinetic energy. Thus, the parts of the flow selected by the technique are more energetic that the mean. As well, the role of the coherent structures in the exchange of energy between different turbulent scales, the mean, the coherent field and the incoherent field has been identified. The distributions of the fine scale turbulence and the dissipation were also investigated relative to the horseshoe structure. These results provide information about where and when the structure gains and loses energy. It was found that the majority of the production and dissipation of fine-scale turbulence occur in the central portion of the three-dimensional horseshoe structure.

En un reactor anaeróbico de lecho empacado y de flujo ascendente con carbón activado (AC) biológico se obtuvieron altas velocidades de conversión del colorante azoico Acid Orange 7 a tiempos espaciales muy cortos, hasta 99% en 2.0 min. Tanto el área superficial específica como la conductividad electrónica del AC contribuyeron a las mayores velocidades de reducción. La agitación en el lecho de carbón produjo un incremento de la bioconversión del colorante. Se estableció un modelo cinético de decoloración que implica catálisis heterogénea y bioreducción. La biodegradabilidad anaeróbica de un colorante azoico en el sistema reactivo agitado pudo ser predicha a partir de su potencial de reducción. Las velocidades de decoloración fueron significativamente influenciadas por las propiedades texturales del AC y moderadamente afectadas por su química superficial. Este bioreactor catalítico parece ser una alternativa atractiva para la mejora económica de las tecnologías de tratamiento de aguas residuales textiles y de colorantes. / In an anaerobic upflow packed-bed reactor with biological activated carbon (AC), high azo dye Acid Orange 7 conversion rates were achieved during very short space times up to 99% in 2.0 min. Both electron conductivity and specific surface area of AC contributed to higher reduction rates. The application of stirring in the carbon bed resulted in an increase of dye bioconversion. A decolourisation model was developed involving both heterogeneous catalysis and bioreduction. The anaerobic biodegradability of an azo dye could be predicted by its reduction potential in the stirred reactor system. The decolourisation rates were found to be significantly influenced by the textural properties of AC and moderately affected by its surface chemistry. This catalytic bioreactor system seems to be an attractive alternative for economically improving textile/dye wastewater technologies.

En aquesta tesis doctoral s’han investigat capes primes i nanostructures de WO3 per sensat òptic de gasos. S’han realitzats els estudis de la síntesis dels materials nanoestructurats, la possible fabricació del dispositiu i les propietats per la detecció dels gasos. Han estat investigades les capes primes de WO3, amb uns grossors al voltant de les 550 nm, crescudes mitjançant RF sputtering. Aquestes capes varen ser dopades amb nanopartícules de Pt i es varen estudiar les seves propietats de sensat òptic de gas sota la influencia de H2, CO i NOx. Aquestes capes mostraren una reposta i recuperacions ràpides sota la influencia dels gasos anteriorment esmentats. Les capes no dopades de WO3 mostren una resposta òptica detectable al gas NOx, mentre que les capes dopades amb nanopartícules de Pt mostres una resposta al H2 a temperatura ambient. De manera similar, la resposta gasocromica de les nanoagulles al gas NH3 tambe va ser investigada. Les nanoagulles de WO3 decorades amb nanopartícules de Pt i Au mostren una resposta òptica quan estan exposades a NH3 gas a temperatura ambient. És la primera vegada que es reporta la resposta òptica del WO3 a temperatura ambienti es descriu en aquesta tesis. Finalment, de manera semblant a les capes primes, el temps de detecció i recuperació de les nanoagulles als gasos; és ràpid i de l’ordre de segons. En resum, la recerca realitzada en el si d’aquesta tesis, ha complert els objectius d’investigar i desenvolupar uns sensors òptics de gasos fets de WO3 i en forma de nanoestructures i capes primers. De manera exitosa, aquest material s’ha implementat per la detecció òptica de NH3, CO, NOx i H2. Basant-nos en aquests resultats, l’avaluació final és que el WO3 és un bon material com a candidat de futurs dispositius òptics per la detecció de gasos. / En esta tesis doctoral se han investigados capas delgadas i nanoestructuras de WO3 para el sensado óptico de gases. Se han relaizado estudios de las síntesis de materiales nanoestructurados, la posible fabricación del dispositivo y las propiedades para la detección de gases. Se han investigado capas delgadas de WO3 con unos grosores cercanos a 550 nm, crecidas mediante pulverización catódica de radiofrecuencia. Dichas capas fueron dopadas con nanopartículas de Pt y se estudiaron sus propiedades para el sensado óptico de gases como el H2, Co y NOx. Estas capas mostraron un respuesta y recupèración rápidas bajo la influencia de los gases mencionados anteriormente. Las capas no dopadas de WO3 mustran una respuesta óptica mediable al NOx mientras que las dopadas con Pt muestran repsuesta al H2 a temperatura ambiente. De manera similar, la respuesta gasocrómica de nanoagujas de WO3 decoardas con nanopartículas de Pt y Au muestran una respuesta óptica a temperatura ambiente cuando se exponen a NH3. Por primera vez y en esta tesis se reporta la respuesta óptica del WO3 a temperatura ambiente. Finalmente y de manera similar a las capas delgadas, los tiempos de respuesta y recuperación de las nanoagujas de WO3 es rápido y del orden de segundos. En resumen, la investigtación que se ha desarrollado en esta tesis ha cumplido los objetivos de desarrollar sensores ópticos basados en nanomateriales de WO3. Se ha implementado la detección de NH3, CO, NOx y H2. de forma exitosa. Basandonos en estos resultados podemos concluir que el WO3 representa un buen material candiudato a ser integrado en futuros dispositivos ópticos para el sensado de gases. / n this doctoral thesis, WO3 based thin films and nanostructures have been investigated for optical gas sensing. The nano structured material synthesis, device fabrication and their gas sensing properties have been studied. WO3 thin films with thicknesses around 550 nm, grown by RF sputtering have been investigated for optical gas sensing using absorbance spectroscopy. These films were doped with Pt nanoparticles and subjected to optical gas sensing under the influence of H2, CO and NOx. These films showed fast response and recovery under the influence of mentioned gases. The response and recovery time is in the range of seconds. The bare WO3 films show a measureable optical response to NOx. The films doped with Pt nanoparticles show a response to H2 at room temperature. Similarly, the gasochromic response of WO3 nanoneedles was investigated upon the exposure to NH3. The nanoneedles decorated with Au and Pt show optical response when exposed to NH3 gas at room temperature. The optical response at room temperature of these nanoneedles is presented in this doctoral thesis for the first time. Similarly to thin films, nanoneedles have also shown a fast response and recovery time in the range of seconds. In summary, this PhD research program successfully fulfilled its objectives to investigate and develop novel WO3 optical sensors based on nanostructures and thin films. During the work the author has successfully employed this material for optically sensing the mentioned gases such as NH3, CO, NOx, and H2. The evaluation of these results indicates that WO3 is a good candidate for designing future devices for optical gas sensing.

Aquest treball es centra en l’estudi de dos sistemes diferents de films polimèrics. En primer lloc, s’analitza experimentalment la resposta viscoelàstica dels films polimèrics multicapa (sandvitxos) de polietilè lineal de baixa densitat (LLDPE) i etilen-vinil-alcohol (EVOH). A partir de les dades experimentals es troba que la resposta mecànica dels sandvitxos estudiats es pot predir mitjançant una regla additiva utilitzant les dades dels components purs, quan aquests han estat processats en les mateixes condicions. Per tant, la resposta no depèn del gruix de les capes individuals, ni dels efectes interfacials, sinó només de la fracció volumètrica d’EVOH i LLDPE en el sistema. Es proposa addicionalment un model més mesoscòpic per la resposta viscoelàstica dels films de LLDPE i EVOH purs i els sandvitxos. Aquest es basa en el model de Maxwell Generalitzat que correspon a l’analogia mecànica de la resposta complexa del material. Mitjançant l’ajust del model a les dades experimentals podem obtenir informació sobre l’espectre dels temps de relaxació, els quals ens donen coneixement sobre l’estructura microscòpica del sistema. Finalment, el segon sistema que s’investiga és completament diferent a l’anterior. Aquest sistema consisteix en films de “diblock-copolymers” que formen esferes i que estan sotmesos a influències externes. Per l’estudi s’utilitza una implementació numèrica de la dinàmica del sistema en una xarxa que es coneix com “Cell Dynamics Simulation”. A través de les simulacions demostrem que podem obtenir formacions de dominis esfèrics altament ordenats en films prims sobre una superfície químicament decorada amb bandes paral•leles. No obstant, l’ordre de llarg abast, requerit en aplicacions nanoscòpiques, depèn de la commensurabilitat de l’estructura amb la periodicitat de les bandes i el gruix del film, i la seva adequada selecció permet tenir una disposició d’esferes hexagonal o bé quadrada, que correspondria a un empaquetament cúbic centrat (BCC). / Este trabajo se centra en el estudio de dos sistemas diferentes de films poliméricos. En primer lugar, se analiza experimentalmente la respuesta viscoelástica de los films poliméricos multicapa (sándwiches) de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y etilen-vinil-alcohol (EVOH). Partiendo de los datos experimentales se encuentra que la respuesta mecánica de los sándwiches se puede predecir mediante una regla aditiva utilizando los datos de los componentes puros, cuando éstos han sido procesados en las mismas condiciones. Por consiguiente, la respuesta no depende del grosor de las capas individuales, ni de los efectos interfaciales, sino que depende de la fracción volumétrica de EVOH y LLDPE en el sistema. Se propone adicionalmente un modelo más mesoscópico para la respuesta viscoelástica de los films de LLDPE y EVOH puros y los sándwiches. Éste se basa en el modelo de Maxwell Generalizado que corresponde a la analogía mecánica de la respuesta compleja del material. Mediante el ajuste del modelo a los datos experimentales podemos obtener información sobre el espectro de los tiempos de relajación, que nos dan conocimiento sobre la estructura microscópica del sistema. Finalmente, el segundo sistema que se investiga es completamente diferente al anterior. Este sistema consiste en filmes de “diblock-copolymers” que forman esferas y se someten a influencias externas. Para el estudio se utiliza una implementación numérica de la dinámica del sistema en una red conocida como “Cell Dynamics Simulation”. Por medio de las simulaciones demostramos que se pueden obtener formaciones de dominios esféricos altamente ordenados en films delgados sobre una superficie químicamente decorada con bandas paralelas. El orden de largo alcance depende de la conmensurabilidad de la estructura con la periodicidad de las bandas y del grosor del film, y su adecuada selección permite tener una disposición de esferas hexagonal o bien cuadrada, correspondiente a un empaquetamiento cúbico centrado (BCC). / This work is focused on the study of two different systems of thin polymeric films. In the first place, the viscoelastic response of multilayer polymeric films (sandwiches) of linear low-density polyethylene (LLDPE) and ethylene vinyl alcohol (EVOH) copolymer has been experimentally analyzed. From experimental data we find that the mechanical response of the studied sandwiches can be predicted through a mixing rule using the data of the pure constituents when they have been processed under the same conditions. Then, the response does not depend on the individual layer thickness, neither on the interfacial effects, but only on the volume fraction of the EVOH and LLDPE in the system. We additionally propose a more mesoscopic model for the viscoelastic response of the solid LLDPE and EVOH films and sandwiches. The model is formally a Generalized Maxwell (GM) model, which corresponds to a mechanical analog of the complex response of the material. Through the fitting of the model to the experimental data one can get information on the spectra of relaxation times, which bear information on the microscopic structure of the system. Finally, the second system investigated is completely different to the previous one. This system studied consists of films of sphere-forming diblock copolymers under external influences. For the study we use a numerical implementation of the dynamics of the system on a lattice that is referred to as Cell Dynamics Simulation. Using 3-Dimensional CDS we demonstrate that on patterned surfaces with chemically attractive parallel stripes, arrays of spherical domains with long-range order, required for nanoscopic applications, can be obtained. The long-range order depends on the commensurability of the structure with both the band periodicity and slit thickness, and their proper selection permits the system to switch from a hexagonal packing to a square packing corresponding to a body-centered orthohedron.

El treball de recerca analitza i descriu els aspectes comunicacionals de la interacció i la interactivitat dels estudiants de grau d'enginyeria de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, en el context del desenvolupament d'una activitat acadèmica portada a terme en entorns virtuals d'aprenentatge 2D i 3D. Amb aquest propòsit es dissenyen activitats acadèmiques, que posteriorment van ser desplegades en les plataformes tecnològiques de Moodle i d'OpenSim. Per a l'estudi de la interacció s'analitzen els discursos i es classifiquen segons el tipus d'interacció i el sistema d'actituds i aptituds evidenciades en el procés comunicacional. Es conclou amb l'estudi de les percepcions dels estudiants en el context de la interacció i de la interactivitat dels entorns virtuals d'aprenentatgeon es va treballar. / El trabajo de investigación analiza y describe los aspectos comunicacionales de la interacción y la interactividad de estudiantes de grado de ingeniería de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, en el contexto del desarrollo de una actividad académica llevada a cabo en entornos virtuales de aprendizaje 2D y 3D. Con este propósito se diseñan actividades académicas, que posteriormente fueron desplegadas en las plataformas tecnológicas de Moodle y de OpenSim. Para el estudio de la Interacción se analizan los discursos y se clasifican según el tipo de interacción y el sistema de actitudes y aptitudes evidenciadas en el proceso comunicacional. Se concluye con el estudio de las percepciones de los estudiantes en el contexto de la interacción y la interactividad de los entornos virtuales de aprendizaje en los que trabajaron. / The research analyzes and describes the communication aspects of interaction and interactivity of undergraduate engineering from the Chimborazo Polytechnic School, in the context of developing an academic activity deployed in both 2D and 3D virtual learning environment. For this purpose, academic activities have been designed and deployed in technology platforms Moodle and OpenSim. For the study of the interaction, the speeches are analyzed and classified according to the type of interaction and the system of attitudes and skills evidenced in the communication process. This research concludes with the study of student perceptions in the context of interaction and interactivity of virtual learning environments in which they worked.

The majority of research in feature-based SLAM builds on the legacy of foundational work using the EKF, a single-object estimation technique. Because feature-based SLAM is an inherently multi-object problem, this has led to a number of suboptimalities in popular solutions. We develop an algorithm using the SC-PHD filter, a multi-object estimator modeled on cluster processes. This algorithm hosts capabilities not typically seen with feature-base SLAM solutions such as principled handling of clutter measurements and missed detections, and navigation with a mixture of stationary and moving landmarks. We present experiments with the SC-PHD SLAM algorithm on both synthetic and real datasets using an autonomous underwater vehicle. We compare our method to the RB-PHD SLAM, showing that it requires fewer approximations in its derivation and thus achieves superior performance. / En aquesta tesis es desenvolupa aquest algoritme a partir d’un filtre PHD amb un únic grup (SC-PHD), una tècnica d’estimació multi-objecte basat en processos d’agrupació. Aquest algoritme té unes capacitats que normalment no es veuen en els algoritmes de SLAM basats en característiques, ja que és capaç de tractar falses característiques, així com característiques no detectades pels sensors del vehicle, a més de navegar en un entorn amb la presència de característiques estàtiques i característiques en moviment de forma simultània. Es presenten els resultats experimentals de l’algoritme SC-PHD en entorns reals i simulats utilitzant un vehicle autònom submarí. Els resultats són comparats amb l’algoritme de SLAM Rao-Blackwellized PHD (RB-PHD), demostrant que es requereixen menys aproximacions en la seva derivació i en conseqüència s’obté un rendiment superior.

Durant l’últim segle els vehicles ha esdevingut el mitjà de transport per excel·lència. L’ús generalitzat d’aquests vehicles en la nostra societat ha significat una revolució en diferents àmbits com ara les relacions socials, la comoditat i l’economia. Malgrat això, també ha suposat nous inconvenients, com per exemple, un augment de la congestió del trànsit, dels accidents, i de la contaminació atmosfèrica. Recentment, l’agreujament d’aquests fets, especialment en àrees urbanes, juntament amb l’aparició de les tecnologies de la informació i de la comunicació, i una major conscienciació de la societat amb aquestes problemàtiques, ha suposat el desenvolupament dels sistemes de telepeatge en ciutats. L’objectiu d’aquests sistemes és restringir l’accés de vehicles a determinades zones de la ciutat, anomenades “zones de baixes emissions” (LEZ), mitjançant el pagament de peatges en funció de les condicions del trànsit i les emissions del vehicle. Des de la seva implantació, les solucions semblen prometedores. Tot i això, encara son lluny de ser ideals ja que, com s’ha demostrat, afecten la privadesa dels conductors i tenen un alt percentatge d’error en el control de frau. Aquesta tesi té com objectiu proporcionar seguretat i privadesa als sistemes de peatge urbans mitjançant l’estudi de la privadesa i control de frau que ofereixen els sistemes existents. A més a més, basat amb les conclusions d’aquest estudi, es proposen dos nous sistemes de telepeatge per detectar el frau de manera determinista i preservar la privadesa dels conductors mitjançant anonimat revocable. Ambdues propostes permeten dispersar el trànsit procedent de zones amb alta densitat de trànsit amb l’objectiu de reduir les emissions contaminants. En la primera proposta, els conductors paguen en funció de la durada de l’estada a la LEZ, en canvi, en la segona, els conductors paguen d’acord amb trajecte recorregut. També inclouen un estudi de seguretat, privadesa i viabilitat. / Durante el último siglo los vehículos se han convertido en el medio de transporte por excelencia. El uso generalizado de éstos en nuestra sociedad ha significado una revolución en ámbitos como las relaciones sociales y la economía. Sin embargo, también ha supuesto nuevos inconvenientes, como el aumento de la congestión del tráfico y de la contaminación atmosférica. Recientemente, el agravamiento de estos hechos, especialmente en áreas urbanas, junto con la aparición de las tecnologías de la información y de la comunicación, y una mayor concienciación de la sociedad con estas problemáticas, ha supuesto el desarrollo de los sistemas de telepeaje en ciudades. El objetivo de éstos es restringir el acceso de vehículos a determinadas zonas de la ciudad, llamadas "zonas de bajas emisiones" (LEZ), mediante el pago de peajes en función de las condiciones del tráfico y las emisiones del vehículo. Desde su implantación, las soluciones parecen prometedoras. Sin embargo, todavía son lejos de ser ideales ya que pueden afectar a la privacidad de los conductores y tienen un alto porcentaje de error en el control del fraude. Esta tesis tiene como objetivo proporcionar seguridad y privacidad a los sistemas de peaje urbanos mediante el estudio de la privacidad y control de fraude que ofrecen los sistemas existentes. Además, se proponen dos nuevos sistemas de telepeaje para detectar el fraude de manera determinista y preservar la privacidad de los conductores mediante anonimato revocable. Ambas propuestas permiten dispersar el tráfico procedente de zonas con alta densidad de tráfico con el objetivo de reducir las emisiones contaminantes. En la primera propuesta, los conductores pagan en función de la duración de la estancia en la LEZ, en cambio, en la segunda, los conductores pagan de acuerdo con trayecto recorrido. También incluyen un estudio de seguridad, privacidad y viabilidad. / Over the last century, vehicles have become the means of transport par excellence. The widespread vehicle adoption by our societies has been a revolution in terms of social interactions and economy. They undoubtedly bring many benefits, but they also entail some drawbacks such as an increase of traffic congestion and air pollution. Recently, the aggravation of these problems in urban areas and the emergence of the Information and Communication Technologies have led to solutions such as the deployment of Electronic Road Pricing (ERP) systems. The main purpose of these systems is to restrict the access of vehicles to certain city areas, named Low Emission Zones (LEZ), for which a toll is assessed according to traffic conditions and vehicle emissions. Since their adoption, these solutions have proven to be quite promising. However, current proposals are still far from being ideal. While reducing congestion to some extent, they exhibit several shortcomings. They still introduce a significant error percentage in the detection of fraudulent drivers. Moreover, they usually require toll systems to be equipped with cameras that take pictures of all the vehicles that pass through the control points, which may represent a serious privacy threat. This thesis aims at providing security and privacy to new LEZs. Two new urban ERP systems have been proposed with the aim of detecting fraud while preserving drivers’ privacy. They provide a deterministic fraud control and revocable anonymity for vehicles that misbehave. Both proposals allow to disperse traffic from areas with high traffic density with the aim of reducing the pollutant emissions. In the first proposal, drivers pay depending on the duration of the stay in the LEZ. In the second proposal, drivers pay according to the path they have covered. They include a study of security, privacy and feasibility.