In the work presented in this dissertation, open-loop and closed-loop control strategies that were aimed at resolving major glucose control problems in the postprandial period were developed. A new model-based control algorithm for postprandial glucose regulation in open-loop, which is based on set-inversion technology, was developed. It automatically and efficiently coordinates the values of basal-bolus insulin to achieve certain predefined control objectives. The algorithm was designed to enable integration into existing smart insulin pumps. Closed-loop control strategies based on sliding mode techniques and insulin-on-board constraints were implemented to reduce the risk of late hypoglycaemic events and to obtain safer controller performance without increasing the period of hyperglycaemia. Extensive evaluation and validation of the control robustness was performed in a comprehensive virtual environment that was specifically designed and implemented to facilitate realistic simulations. A practical methodology to “virtualise” a cohort of real Type 1 diabetic patients was also developed / En aquesta investigació, es desenvolupen estratègies de control en llaç obert i llaç tancat encaminades a superar els principals problemes de control de glucosa al període postprandial. Es va desenvolupar un nou algoritme de control basat en models en llaç obert amb tecnologia d'inversió de conjunts. Aquest coordina automàticament els valors d'insulina basal-bol d'una manera eficient per tal d'aconseguir certs objectius de control predefinits. L'algoritme va ser dissenyat per permetre la seva integració en bombes d'insulina intel•ligents. També, es van implementar estratègies de regulació en llaç tancat basades en tècniques de control en mode lliscant i limitacions de la insulina a bord, per reduir el risc d'episodis d'hipoglucèmia tardana per tal d'aconseguir un acompliment més segur sense augmentar el temps a hiperglucèmia. La robustesa dels controladors va ser demostrada mitjançant una àmplia avaluació i validació en un entorn virtual integral específicament dissenyat i implementat en aquesta tesi per permetre simulacions realistes

.En aquesta tesis doctoral es presenta el disseny i implementació d’un sistema d’alimentació ac-dc basat en convertidors de tipus elevador-reductor d’única etapa. El sistema s’ha dissenyat per regular el corrent d’alimentació d’un conjunt de LEDs connectats en sèrie. El sistema d’alimentaciódissenyat té la capacitat de mantenir constant el flux lumínic dels LEDs i permet la dimerització en un ampli rang de valors de corrent. Simultàniament, el sistema manté un nivell molt baix d’harmònics introduïts a la xarxa de corrent altern. L’anàlisi ha demostrat la viabilitat en l’aplicació del control en mode lliscant per a la imposició d’un comportament como resistor lliure de pèrdues (LFR) en convertidors de tipus elevador-reductor d’ordre elevat (Ćuk, SEPIC i Shepard-Taylor) en els que es pretengui simultàniament regular el corrent de sortida. En aquest context, s’ha exposat en detall l’anàlisi dinàmic, i posterior disseny del llaç de regulació de corrent, del LFR basat en el convertidor Ćuk quan s’alimenta a través d’una font de corrent alterna de 230 Vrms-50 Hz. Un dels problemes trobats ha estat l’aparició de distorsió a la forma d’ona del corrent d’entrada en els passos per zero. Aquesta distorsió impedeix, per baixes potències d’entrada, el compliment de la norma d’introducció d’harmònics i, per tant, limita el seu ús en aplicacions de dimerització. S’ha proposat una solució basada en la modulació de la finestra d’histèresi de tal forma que a la proximitat del pas per zero la freqüència de commutació del convertidor augmenta. Mitjançant aquesta tècnica es garanteix tant el compliment de las normes preceptives com un rang de dimerització del 0 al 100 %. Las previsions teòriques s’han verificat mitjançant simulació i a partir de prototipus experimentals. / En esta tesis doctoral se presenta el diseño e implementación de un sistema de alimentación AC-DC basado en convertidores de tipo elevador-reductor de única etapa. El sistema se ha diseñado para regular la corriente de alimentación de un conjunto de LEDs conectados en serie. Este tiene la capacidad de mantener constante el flujo lumínico de los LEDs y permite la dimerización en un amplio rango de valores de corriente. Simultáneamente, el sistema mantiene un nivel muy bajo de armónicos introducidos a la red de corriente alterna. El análisis ha demostrado la viabilidad en la aplicación del control en modo deslizante para la imposición de un comportamiento como resistor libre de pérdidas (LFR) en convertidores de tipo elevador-reductor de orden elevado (Ćuk, SEPIC y Shepard-Taylor) en los que se pretenda simultáneamente regular la corriente de salida. En este contexto, se ha expuesto en detalle el análisis dinámico, y posterior diseño del lazo de regulación de corriente, del LFR basado en el convertidor Ćuk cuando se alimenta a través de una fuente de corriente alterna de 230 Vrms-50 Hz. Uno de los problemas encontrados ha sido la aparición de distorsión en la forma de onda de la corriente de entrada en los cruces por cero. Dicha distorsión impide, para bajas potencias de entrada, el cumplimiento de la norma de introducción de armónicos y, por tanto, limita su utilización para aplicaciones de dimmerización. Se ha propuesto una solución basada en modulación de la ventana de histéresis de tal forma que en las cercanías del cruce por cero la frecuencia de conmutación del convertidor aumenta. Mediante esta técnica se garantiza tanto el cumplimiento de las normas preceptivas como un rango de dimerización del 0 al 100 %. Las previsiones teóricas se han verificado mediante simulación y a partir de prototipos experimentales. / In this thesis, the design and implementation of an ac-dc power factor correction system based on single-stage step up/down converters is presented. The system has been designed to regulate the supply current of a string of LEDs connected in series. The driver has the capability to maintain a constant luminous flux and to dimmer the LED in a wide range of current values. Simultaneously, the system maintains a very low level of current harmonics introduced into the AC mains. The analysis has demonstrated the feasibility in applying the sliding mode control for imposing simultaneously, at single-stage high-order converters (Ćuk, SEPIC and Shepard-Taylor), a Loss-Free Resistor (LFR) behavior and a regulated output current. In this context, it has been exposed in detail the dynamic analysis and the design of a current regulation loop for a Ćuk-based LFR supplied from a AC voltage source of 230 Vrms-50 Hz. One of the problems identified has been the presence of distortion in the input current waveform at the zero crossings. Such distortion prevents, for low input powers, the harmonics compliance and therefore limits their use in LED dimming. To overcome this problem, it has been proposed a technique, based on a variable hysteresis window, to improve the performance near the zero crossing of the input current. This improvement is achieved by increasing the switching frequency near this zero crossing region. With this technique, the dimming range goes from 0-100% maintaining at the same time very low harmonic distortion at the input current. Moreover, experimental and computer simulation results presented are given in order to verify the theoretical predictions.

L’objectiu d’aquesta tesi és desenvolupar una solució pel convertidor DC/DC del sistema de tracció d’un vehicle elèctric. Varis aspectes d’aquesta solució han estat examinats minuciosament. El primer és la tria de la topologia de convertidor DC/DC bidireccional apropiada, tenint en compte l’aplicació considerada. Finalment s’ha optat per un convertidor boost bidireccional amb filtre de sortida. Un cop determinada la topologia, s’ha analitzat l’estabilitat del sistema, tenint en compte que l’accionament elèctric que alimenta té un efecte desestabilitzant. D’acord amb els resultats obtinguts, el convertidor ha hagut de ser redissenyat. De fet, el disseny del convertidor és un procés iteratiu que ha estat revisat al llarg de la tesi. Com a part de la solució proposada, aquesta tesi també estudia el control del convertidor. El control en mode lliscament és escollit com la tècnica de control de corrent del convertidor, amb un llaç extern de control de la tensió. S’ha cregut que aquesta tècnica permet l’operació bidireccional del convertidor sense necessitat de determinar si la potència s’entrega de la font al motor o viceversa, i en la tesi es demostra aquest punt. L’últim pas de la solució consisteix en buscar un mètode per incrementar la potència nominal del convertidor dissenyat que permeti assolir la potència d’un vehicle elèctric comercial. Paral•lelitzar varis convertidors i establir un control en mode lliscament amb una configuració en anell aconsegueix aquest increment de potència, alhora que redueix considerablement l’arrissat. La solució proposada es verifica mitjançant un emulador de sistema de tracció de 4,5 kW. Les especificacions per aquest emulador s’han definit, i llavors s’ha obtingut el model corresponent en Matlab/Simulink. Tant els resultats de simulació com els experimentals validen la operació de la solució proposada sota un perfil de conducció. / El objetivo de esta tesis es desarrollar una solución para el convertidor DC/DC del sistema de tracción de un vehículo eléctrico. Varios aspectos de esta solución han sido examinados minuciosamente. El primero es la elección de la topología de convertidor DC/DC bidireccional apropiada, teniendo en cuenta la aplicación considerada. Finalmente se ha optado por un convertidor boost bidireccional con filtro de salida. Una vez determinada la topología, se ha analizado la estabilidad del sistema, teniendo en cuenta que el accionamiento eléctrico que alimenta tiene un efecto desestabilizante. De acuerdo con los resultados obtenidos, el convertidor ha tenido que ser iterativamente rediseñado al largo de la tesis. Como parte de la solución propuesta, esta tesis también estudia el control del convertidor. El control en modo deslizamiento es elegido como la técnica de control de corriente del convertidor, con un lazo externo de control de la tensión. Se considera que esta técnica permite la operación bidireccional del convertidor sin necesidad de determinar si la potencia se entrega de la fuente al motor o viceversa, y en la tesis se demuestra este punto. El último paso de la solución consiste en buscar un método para incrementar la potencia nominal del convertidor diseñado que permita alcanzar la potencia de un vehículo eléctrico comercial. Paralelizar varios convertidores y establecer un control en modo deslizamiento con una configuración en anillo consigue este incremento de potencia, y además reduce considerablemente el rizado. La solución propuesta se verifica mediante un emulador de sistema de tracción de 4,5 kW. Las especificaciones para este emulador se han definido, y entonces se ha obtenido el modelo correspondiente en Matlab/Simulink. Tanto los resultados de simulación como los experimentales validan la operación de la solución propuesta bajo un perfil de conducción. / The objective of this thesis is to develop a solution for the powertrain DC/DC converter of an electric vehicle. Several aspects of the solution have been examined minutely. The first of them is the selection of an appropriate topology of bidirectional DC/DC converter for the herein considered application, which finally is a bidirectional boost converter with output filter. On this decision, the stability of the system has to be thoroughly analysed in view of the fact that the load is a motor drive, and thus has an unstabilising effect. According to the results of the stability analysis, the converter has to be designed. The design of the converter is an iterative process that will have to be re examined during the development of the thesis. As part of the DC/DC system solution, this thesis also has to cover the controller of the converter. Sliding mode is proposed as the current controller technique of the converter, with an outer voltage control loop. This technique is thought to enable the bidirectional operation of the converter with no need to determine if power is flowing from the motor to the source or vice versa, and this point has to be demonstrated. The last step of the solution is to propose a method to increase the power rating of the design, to match the rating of a commercial EV. Paralleling several converters and establishing a ring-configuration sliding-mode control achieves this objective, with the added value of ripple reduction. The proposed solution is verified by means of a powertrain emulator of 4.5 kW. The specifications for the emulator have to be set and once designed, its model in Matlab/Simulink will be obtained. Both the simulation and the experimental results validate the operation of the solution under a driving profile.

La Ferroresonancia és un dels fenòmens transitoris més destructius dels sistemes de potència. Associa inductàncies no lineals i capacitancias del sistema, iniciant-se de maneres diferents, el que fa molt difícil la seva caracterització. Per evitar les conseqüències de la ferrorresonancia cal entendre el fenomen, predir-i identificar-lo, per poder evitar-ho o eliminar-lo. No obstant això, el seu comportament complex no permet analitzar usant mètodes lineals. A causa de les no linealitats, la solució d'un circuit ferrorresonante s'obté generalment usant mètodes en el domini del temps; típicament, mètodes d'integració numèrica per ordinador, com ara el EMTP. Algunes eines per a l'enteniment, classificació i predicció de la ferrorresonancia es presenten en aquest estudi: mapes de Poincaré s'utilitzen per identificar el fenomen; Diagrames de Bifurcació s'utilitzen per detallar la ubicació dels canvis abruptes en estudis paramètric; Mapes 3D i 4D s'implementen per generalitzar el comportament complex del sistema. D'altra banda, els transformadors són sens dubte l'equip que requereix un modelatge més detallat. Els paràmetres utilitzats en el model han de ser adequats específicament per al tipus d'estudi a realitzar, d'una altra manera, les simulacions podrien no reproduir els casos correctament. En aquesta tesi, es presenten els detalls per modelar transformadors monofàsics i trifàsics. A més, es presenten noves tendències per representar fenòmens físics com el cicle d'histèresi. / La Ferrorresonancia es uno de los fenómenos transitorios más destructivos de los sistemas de potencia. Asocia inductancias no lineales y capacitancias del sistema, iniciándose de maneras diferentes, lo que hace muy difícil su caracterización. Para evitar las consecuencias de la ferrorresonancia es necesario entender el fenómeno, predecirlo e identificarlo, para poder evitarlo o eliminarlo. Sin embargo, su comportamiento complejo no permite analizarlo usando métodos lineales. Debido a las no linealidades, la solución de un circuito ferrorresonante se obtiene generalmente usando métodos en el dominio del tiempo; típicamente, métodos de integración numérica por ordenador, tales como el EMTP. Algunas herramientas para el entendimiento, clasificación y predicción de la ferrorresonancia se presentan en este estudio: mapas de Poincaré se utilizan para identificar el fenómeno; Diagramas de Bifurcación se utilizan para detallar la ubicación de los cambios abruptos en estudios paramétrico; Mapas 3D y 4D se implementan para generalizar el comportamiento complejo del sistema. Por otro lado, los transformadores son sin duda el equipo que requiere un modelado más detallado. Los parámetros utilizados en el modelo deben ser adecuados específicamente para el tipo de estudio a realizar, de otra manera, las simulaciones podrían no reproducir los casos correctamente. En esta tesis, se presentan los detalles para modelar transformadores monofásicos y trifásicos. Además, se presentan nuevas tendencias para representar fenómenos físicos como el ciclo de histéresis. / Ferroresonance is one of the most destructive transient phenomena in power systems. It involves the association of nonlinear magnetizing inductances and capacitances, and may be initiated in many different ways, making very difficult its characterization. To prevent the consequences of ferroresonance it is necessary to understand the phenomenon, predict and identify it, to finally avoid it or eliminate it. However, it cannot be analyzed or predicted by computation methods based on linear approximation. Because of nonlinearities, the solution of a ferroresonant circuit is usually obtained using time-domain methods; typically, a computer-based numerical integration method such as the EMTP. Tools for discerning, classifying and predicting ferroresonance are collected in this study: Poincaré maps are used to describe the time behavior of a system; Bifurcation Diagrams are utilized to detail the locations of all the abrupt changes in parametric study; 3D and 4D Maps can be implemented to generalize a complex system behavior. On the other hand, transformers are unquestionably the equipment demanding most detailed modeling. The parameters used in the model should be adequate specifically for the type of study to be performed, other way, the simulation may not reproduce the real cases. In this thesis, details are presented to modeling single- and three-phase transformers. In addition, new trends are presented to address important physical phenomenon such as hysteresis cycle.

Research on organic photovoltaic devices (OPV) has developed during the past 30 years, but especially in the last decade it has attracted scientific and economic interest triggered by a rapid increase in power conversion efficiencies. Thanks to the indtroduction of the bulk heterojunction (BHJ) concept, today BHJ OPV efficiencies are exceeding 9%. This thesis gives an overview on the different possible strategies that could be adopted for a further. improvement of BHJ OPV devices performances. The accurate analysis of the chemical, energetic and physical criteria governing the solar cells functioning allowed to individuate some critical aspects and apply possible solutions by a fine tuning of the materials chemical structures, device processing techniques and device architecture engineering. Even though noit in all cases the applied strategy successfully led to device efficiency improvements, the fundamental understanding of some of the efficiency limiting factors could serve as useful scientific basis for future developments.

This thesis addresses the problem of automated underwater optical image characterization. Remote underwater optical sensing allows the collection and storage of vast amounts of data for which manual classification may take months. Supervised automated classification of such datasets can save time and resources and can also enable extraction of valuableinformation related to marine and geological research / Aquesta tesi tracta el problema de la caracterització automàtica d'imatges òptiques submarines. L'adquisició automatitzada d'imatges submarines permet l'obtenció i emmagatzematge de grans quantitats de dades per les quals la classificació manual pot requerir mesos de feina. Una classificació automatitzada i supervisada d'aquestes dades suposa un estalvi significatiu de temps i recursos, així com permet l'extracció d'informació valuosa per a realitzar estudis marins i geològics. Pocs són els treballs en la bibliografia orientats a la resolució d'aquest problema. A més, aquests pocs treballs no són capaços d'obtenir resultats consistents quan s'apliquen sobre una mostra variada d'imatges òptiques subaquàtiques

En esta tesis se trata el problema de integración de servicios en redes ATM. En particular, el trabajo se centra en los servicios que incorporan información de vídeo digital.La tesis se compone en cinco capítulos. El primer capítulo presenta el escenario y la motivación en el que se enmarca este trabajo, introduciéndose las técnicas y conceptos empleados para su desarrollo. En los tres capítulos centrales se formulan los problemas actuales tratados en esta tesis y se discuten las soluciones planteadas y estandarizadas hasta el momento. Asimismo, se proponen nuevas maneras de abordar cada problemática presentando en cada caso una solución contrastada. Finalmente, en el último capítulo se enumeran las conclusiones obtenidas y se proponen nuevas líneas de investigación derivadas del presente estudio. El trabajo desarrollado puede estructurarse en tres fases asociadas con la presentación realizada en los tres capitulos centrales:i ) En el capítulo 2 se presentan las distintas técnicas empleadas para la codificación de vídeo digital y se describe el algoritmo de codificación MPEG-I, el cual se ha revelado como el más eficiente en cuanto al nivel de compresión obtenido para un nivel de calidad dado. Fijando diferentes niveles de calidad de la imagen, objetivos o subjetivos, se desarrolla un detallado análisis de elección de los valores de los parámetros de codificación MPEG-I que maximizan el rango de compresión.Asimismo, se establecen las dependencias entre los valores de los parámetros, la calidad objetiva y la tasa binaria media generada en la codificación. A través del análisis estadístico de la tasa binaria generada por cuadro, para cada modo de codificación del algoritmo MPEG-I se resaltan las dependencias entre los valores de los parámetros de codificación y su impacto en la tasa binaria resultante.Se proponen distintos mecanismos de funcionamiento de un codificador MPEG-I y se discuten su cualidades en cuanto a su adecuación para la transmisión sobre redes ATM y en cuanto a la calidad, objetiva y subjetiva, obtenida. Los mecanismos de funcionamiento se comparan a partir de la tasa binaria y del nivel SNR resultante de la codificación de distintas secuencias. Finalmente, se propone un esquema de codificación MPEG-I para la transmisión de vídeo digital sobre redes ATM. Este esquema se caracteriza por mantener un nivel de calidad subjetiva semi-constante y presenta una gran simplicidad en su funcionamiento.ii ) En capítulo 3 se plantean las distintas técnicas de modelado de fuentes de tráfico para redes ATM y, en particular, el estudio se centra sobre el tráfico generado por los codificadores de vídeo MPEG VBR. Se discuten las distintas variables aleatorias que se pueden emplear para la caracterización de estas fuentes y cuáles son los parámetros que debería capturar un modelo.Se propone una nueva técnica de modelado a nivel de cuadro basada en la caracterización individual de cada modo de funcionamiento de la codificación MPEG. Sobre este esquema de síntesis de tráfico se desarrollan cuatro modelos. Tras la evaluación de los modelos se concluye que los modelos de fluidos son los más adecuados para la caracterización del tráfico vídeo MPEG VBR y que los modelos autoregresivos son válidos para la predicción y suavizado de este tipo de tráfico. A partir de la consideración de la conformación del tráfico de vídeo MPEG VBR, dado su interés por la eliminación de las nocivas llegadas periódicas a los multiplexores y conmutadores de las redes ATM, propias de las variaciones intrínsecas de la tasa binaria generada por el codificador, se elabora un nuevo modelo de fluidos a nivel de GoP. Este modelo se muestra especialmente adecuado para la captura del comportamiento del tráfico de vídeo MPEG VBR entregado a la red. El modelo de fluidos a nivel de GoP presenta como mejora, respecto a los modelos de este género propuestos en la actualidad, un buen ajuste de los histogramas resultantes de la codificación real y una perfecta aproximación a corto y largo plazo de la función de autocovarianza. Como contribución a la suavización del tráfico de vídeo MPEG VBR se confecciona un nuevo modelo ARIMA que, si bien no puede utilizarse para la síntesis de tráfico artificial de este tipo de fuentes, se muestra como un excelente predictor de tráfico, por lo que puede ser empleado en la conformación predictiva. Cabe destacar que el valor de los parámetros de este predictor, obtenidos a partir del estudio de diferentes secuencias de larga duración, se mantienen casi invariantes, incluso para distintos pasos de cuantificación del codificador. iii) En el capítulo 4 se estudia la transmisión de la información generada por las fuentes de vídeo MPEG VBR sobre redes que emplean ATM. Se desarrolla un análisis de la multiplexación estadística a través de simulación para una probabilidad de pérdida aceptable en este tipo de servicios y distintas restricciones de retardo máximo. Este análisis permite cuantificar la ganancia de multiplexación estadística para distintas combinaciones de fuentes de vídeo compartiendo los mismos recursos de red. A partir del estudio del tráfico agregado se propone un nuevo modelo ARMA capaz de captura el comportamiento del tráfico entrante en un multiplexor estadístico. Para la síntesis de este modelo se propone un nuevo rocedimiento basado en la estacionalidad presentada por la función de autocovarianza de la serie temporal del número de celdas generadas por intervalo de slice. Finalmente, se plantea un esquema de para la transmisión de vídeo MPEG VBR sobre redes ATM que incorpora un dispositivo cuyas funciones son monitorizar el cumpliento de contrato establecido con la red, detectar el nivel de actividad de la secuencia de vídeo digital y regular la tasa binaria generada por el codificador en situaciones de congestión.

En entornos donde los recursos son precederos y la asignación de recursos se repite en el tiempo con el mismo conjunto o un conjunto muy similar de agentes, las subastas recurrentes pueden ser utilizadas. Una subasta recurrente es una secuencia de subastas donde el resultado de una subasta puede influenciar en las siguientes. De todas formas, este tipo de subastas tienen problemas particulares cuando la riqueza de los agentes esta desequilibrada y los recursos son precederos. En esta tesis se proponen algunos mecanismos justos o equitativos para minimizar los efectos de estos problemas. En una subasta recurrente una solución justa significa que todos los participantes consiguen a largo plazo sus objetivos en el mismo grado o en el grado más parecido posible, independientemente de su riqueza. Hemos demostrado experimentalmente que la inclusión de justicia incentiva a los bidders en permanecer en la subasta minimizando los problemas de las subastas recurrentes. / In environments where resources are perishable and the allocation of resources is repeated over time with the same set or a very similar set of agents, recurrent auctions come up. A recurrent auction is a sequence of auctions where the result of one auction can influence the following ones. These kinds of auctions have particular problems, however, when the wealth of the agents is unevenly distributed and resources are perishable. In this thesis some fair mechanisms are proposed to deal with these problems. In a recurrent auction a fair solution means that at long term, all participants accomplish their goals in the most equal possible degree, independently of their wealth. We have experimentally shown how the inclusion of fairness incentives to bidders stay in the auction minimizing the problems of recurrent auctions.

La celiaquía, intolerancia al gluten, es una enfermedad autoinmune que afecta principalmente a la parte próxima del intestino delgado y que está presente en el 1% de la población mundial. La ingestión de gluten (proteína presente en el trigo, la cebada, el centeno) desencadena la producción de anticuerpos anti-gliadina (AGA) y anti-transglutaminasa tisular (anti-tTG) que pueden provocar inflamación y daños en el intestino delgado. La detección de estos anticuerpos mediante el uso de pruebas serológicas representa una alternativa rápida, confiable y no invasiva. El objetivo principal de esta Tesis es el desarrollo de inmunosensores usando monocapas de tioles autoensambladas en superficies de oro que sean rápidos, sensibles y de bajo coste, pero eficientes para su uso en muestras reales. Dos estrategias para inmovilizar los antígenos fueron exploradas: i) Usando monocapas autoensambladas de un alcanotiol bípedo, que posee grupos carboxílicos, ii) Introduciendo grupos disulfuro a través de los distintos grupos presentes en los antígenos: carboxílicos, aminos e hidroxilos. Ambas estrategias para construir los inmunosensores fueron optimizadas y usadas para la detección amperométrica de los marcadores serológicos de la celiaquía en muestras humanas de suero. / Coeliac disease (CD), a gluten-sensitive enteropathy, is an autoimmune disorder of the upper small intestine triggered from the gluten ingestion (cereal protein found in wheat, rye and barley) and affects 1% of the population around the globe. The ingestion of gluten, triggers the production of a series of autoantibodies against gliadin (AGA) and tissue transglutaminase (anti-tTG) which can provoke inflammation and damage some parts of the intestine. The detection of those antibodies through serological testing represent a non-invasive, fast and reliable approach. The main objective of this Thesis is the development of a sensitive, rapid and cost-efficient real-sample-oriented immunosensor using thiol-self assembled monolayers on gold surfaces. Two strategies for the antigen immobilisation have been investigated: i) The use of monolayers of a carboxylic acid-ended bipodal alkanethiol, ii) The introduction of disulfide groups through three different moieties of the antigens: amine, carboxylic and hydroxyl. Both immunosensor approaches were optimized and used for the amperometric detection of CD serological markers from human serum samples.

Tesi Alícia RubalcabaLa creixent complexitat dels efluents residuals així com la manifesta oposició pública cap a determinades tècniques convencionals per a la gestió de residus, com és la incineració, ha accelerat el desenvolupament de tractaments econòmics i respectuosos amb el medi ambient. Hi ha pocs dubtes sobre que els processos de degradació biològica continuïn sent els més utilitzats pel tractament d'aigües residuals. Malgrat això, quan els processos biològics s'apliquen al tractament d'efluents industrials, no sempre arriben a nivells de depuració satisfactoris, ja que moltes substàncies orgàniques produïdes per les indústries químiques són inhibidores, tòxiques o resistents a l'oxidació biològica. L'Oxidació Humida Catalítica (CWAO, de l'anglès Catalytic Wet Air Oxidation) és una de les tecnologies més prometedores per al tractament d'aigües que continguin una alta càrrega orgànica o amb presència de contaminants biotòxics. A més a més, el procés CWAO ha demostrat recentment la seva eficàcia com a pretractament químic, produint efluents que poden ser tractats posteriorment mitjançant un sistema biològic. Una opció per suavitzar les condicions d'operació de la CWAO o per al tractament de contaminants resistents a aquest procés és afegir petites quantitats d'un oxidant més potent que l'aire, com ara el peròxid d'hidrogen. Aquest procés s'anomena Oxidació Humida Catalítica Promoguda amb Peròxid d'Hidrogen (PP-CWAO, de l'anglès Peroxide Promoted Catalytic Wet Air Oxidation). Per a l'estudi d'aquest procés recentment desenvolupat, l'activitat i l'estabilitat del carbó actiu (AC) s'han provat a la PP-CWAO de solucions aquoses de fenol. Aquest compost s'ha elegit com a model degut a que els residus fenòlics són uns dels contaminants més habituals als efluents de les indústries químiques, que a més es caracteritzen per una elevada toxicitat i una escassa biodegradabilitat. A aquesta tesi, les solucions fenòliques s'han tractat en un reactor de llit fix de goteig a condicions de pressió i temperatura mitjanes (<15 bar, <150 ºC), amb aire com a principal agent oxidant i peròxid d'hidrogen com a promotor de la oxidació. En primer lloc, s'ha estudiat l'efecte sinèrgic o promotor de l'H2O2 per a facilitat la reacció d'oxidació del fenol sobre AC. A continuació, el procés PP-CWAO s'ha aplicat al tractament d'altres compostos fenòlics a unes condicions d'operació seleccionades. Finalment, s'han preparat uns catalitzadors de ferro suportat sobre AC i s'han aplicat a la oxidació de fenol. Els resultats d'aquest estudi s'han avaluat en funció de la reducció de la càrrega orgànica i l'augment de la biodegradabilitat de les solucions tractades. Es pot concloure que el procés PP-CWAO podria ser inclòs entre els pretractaments químics aplicables a aigües residuals tòxiques o concentrades, que, un cop optimitzat, produiria efluents innocus per un posterior tractament biològic. / Thesis Alícia RubalcabaThe increasing complexity of wastewater streams as well as the unfavourable public opinion about some conventional waste management techniques, e.g. incineration, is forcing the development of cost-competitive and environmentally acceptable waste treatments. There is little doubt that biological processes will continue to be employed as a baseline treatment processes for most wastewater. However, when biological processes are applied to treatment of industrial effluents, they do not always give satisfactory results, sine many organic substances produced by the chemical and related industries are inhibitory, toxic and/or resistant to biological oxidation. The Catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) process is one of the most promising technologies for the remediation of concentrated and/or biotoxic water pollutants, when a stable and active catalyst can be provided. In addition, CWAO has recently proved to be effective as chemical pre-treatment that could give effluents suitable for a subsequent biological end treatment. An alternative to lower CWAO operation conditions or to treat some refractory compounds is to supply little amount of a stronger oxidant such as hydrogen peroxide in a process referred as to Peroxide Promoted Catalytic Wet Air Oxidation (PP-CWAO). To study the potentialities of this newly developed oxidation process, the catalytic activity and stability of activated carbon (AC) was tested in the PP-CWAO of phenolic aqueous solutions. Phenol was chosen as model compound because of phenolic wastes are one of the most prevalent forms of chemical pollutants, characterised by a high toxicity and a poor biodegradability. In this work, phenolic water was treated in a trickle bed reactor (TBR) at mild pressure and temperature conditions (<15 bar, <150 ºC), using air as main oxidant agent and hydrogen peroxide merely being a promoter. First, the synergistic or promoting ability of H2O2 to facilitate the oxidation reaction of phenol over AC was analysed. Secondly, some selected conditions were tested for the oxidation of other phenolic compounds such as o-cresol and p-nitrophenol. Finally, iron containing AC catalysts were prepared and applied to the oxidation of phenol. Results were evaluated in terms or organic load removal and biodegradability improvement. It can be concluded that this newly developed process could be included among chemical pre-treatments for toxic and concentrated wastewater that, once optimised, could lead to innocuous effluents for a subsequent biological process.