L'objectiu d'aquesta tesis és el desenvolupament de mètodes analítics per a la determinació i control d'un grup d'alteradores endocrins en mostres aquoses mediambientals. Els mètodes desenvolupats es basen por una banda en la utilització de la cromatografia de gasos amb l'espectrometria de masses (GC-MS) amb diferents tècniques d'extracció, com són l'extracció en fase sòlida (SPE) i una tècnica de recent aparició, l'extracció amb barres magnètiques agitadores (SBSE). Aquests mètodes utilitzen tècniques d'injecció de grans volums (LVI) recentment desenvolupats per introduir l'extracte al sistema cromatogràfic. La SPE s'ha acoblat en línia a la GC utilitzant la interfase on-column i el vaporitzador a temperatura programada, aconseguint mètodes amb un elevat grau d'automatització i millor sensibilitat. La SBSE, s'ha utilitzat amb desorció líquida, en lloc de la desorció tèrmica àmpliament utilitzada en combinació amb la GC, per estudiar l'aplicabilitat de les tècniques de LVI en cas de no disposar d'un desorbidor tèrmic. Per una altra banda, amb l'objectiu d'ampliar el número de compostos estudiats, s'han desenvolupat mètodes basats en la cromatografia de líquids d'alta resolució (HPLC) utilitzant la SPE com a tècnica de preconcentració. S'ha utilitzat el detector UV-Visible, obtenint un mètode ràpid i de fàcil aplicació en els laboratoris com a mètode de control pel grup de compostos estudiats en mostres aquoses mediambientals, i la MS utilitzant la interfase d'electroesprai. Amb alguns dels mètodes desenvolupats s'han portat a terme estudis de monitorització de diferents grups d'alteradors endocrins en aigües mediambientals procedents de riu i mar i en aigües d'entrada i sortida d'estacions de depuradores. Aquestes mostres han estat recollides en la zona de Tarragona, on fins l'actualitat no existien estudis de control d'aquests contaminants. / The scope of this thesis is to develop analytical methods to determine endocrine disruptors and to control their presence in environmental water samples. Some methods are based on gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) using several extraction techniques such as solid-phase extraction (SPE) and the novel technique, stir-bar sorptive extraction (SBSE). These methods have been developed by using large volume injection (LVI) techniques to introduce the extract into the GC system. The SPE has been coupled to GC using the on-column interface and a programmable temperature vaporizer (PTV), to increase both automation and sensibility. SBSE with liquid desorption has been used, instead of thermal desorption (the most used in combination with GC) to study its applicability with LVI.Methods based on high-performance liquid chromatography (HPLC) combined with SPE as a preconcentration technique, have been developed to increase the number of analytes studied. In these methods UV detector has been used to obtain a rapid method that can be easily applied as a control method in the routine laboratories. MS with electrospray interface has also been used. Some of the developed methods have been used to monitor several groups of endocrine disruptors in environmental water samples from river, sea and influent and effluent sewage treatment plants. These samples have been collected in Tarragona, where no studies related to the control of these compounds have been done.

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.

L'aroma és un factor de qualitat de la majoria dels aliments, ja que en depèn, en gran mesura, que el consumidor accepti o rebutgi el producte. En el vi i en les begudes alcohòliques esdevé, però, un dels factors més importants, ja que aquests productes no es consumeixen pel seu valor nutritiu, sinó pel plaer que en proporciona la degustació.L'anàlisi de l'aroma del vi no és un problema senzill de resoldre si es consideren els centenars de compostos volàtils que poden intervenir en la seva configuració aromàtica i els baixos nivells de concentració en què es troben molts d'ells. El treball d'investigació realitzat en aquesta tesi ha consistit en l'estudi i la caracterització de l'aroma del vi mitjançant l'aplicació de dues tècniques molt importants en aquest àmbit: la cromatografia de gasos amb detecció olfactimètrica (GCO) i el nas electrònic.La GCO és una tècnica imprescindible en l'estudi de l'aroma que, utilitzant el nas humà com a detector cromatogràfic, permet identificar, d'entre tots els compostos volàtils de la mostra, aquells que presenten olor i que, per tant, són susceptibles de participar en l'aroma. El treball més rellevant dut a terme amb aquesta tècnica ha estat el desenvolupament d'un mètode, per a caracteritzar l'aroma del vi, que utilitza la microextracció en fase sòlida (SPME) com a tècnica de pretractament de la mostra i que permet l'avaluació de la intensitat aromàtica dels diferents compostos mitjançant una nova modalitat de la tècnica de dilució AEDA (Aroma Extract Dilution Analysis).Els instruments coneguts com a nassos electrònics es van desenvolupar amb la finalitat d'imitar el nas humà en el control de qualitat que, des de temps immemorials, s'ha dut a terme mitjançant l'anàlisi sensorial. En l'anàlisi de begudes alcohòliques, però, els nassos electrònics han estat poc utilitzats degut als problemes de saturació que causa l'elevat contingut d'etanol als sensors de gasos que conformen la majoria d'aquests instruments. En aquesta tesi s'ha estudiat l'aplicació d'un nas electrònic basat en l'espectrometria de masses al control de qualitat del vi i de les begudes alcohòliques, concretament brandies i aiguardents de canya de sucre, ja que, a priori, l'etanol no suposa una limitació per a l'ús d'aquest instrument. La major part dels estudis realitzats s'han dirigit a l'avaluació del potencial d'aquesta tècnica en el control de la qualitat del vi. Amb aquest objectiu s'han dut a terme amb èxit diferenciacions de vins segons diversos paràmetres enològics, com són l'origen, la varietat o el temps d'envelliment. Per altra banda, s'ha fet un seguiment de la maduració del raïm i del procés d'elaboració del vi per tal d'avaluar la capacitat d'aquesta tècnica en el control d'aquests dos processos. Una altra aplicació estudiada ha estat la determinació de compostos amb un impacte sensorial important, com els defectes aromàtics no desitjats, mitjançant el calibratge multivariant. En aquesta línia s'han desenvolupat dos mètodes per a la determinació del 2,4,6-tricloroanisole, un compost que es troba en alguns vins a causa de contaminacions externes i que és el principal responsable del defecte aromàtic conegut com a "gust de suro". Per últim, s'ha estudiat també l'aplicació de l'instrument al control de qualitat dels aiguardents de canya de sucre amb el desenvolupament d'un mètode per a determinar el temps d'envelliment dels aiguardents en bótes de fusta de roure, així com també s'ha estudiat la correlació entre les dades obtingudes en l'anàlisi dels aiguardents amb el nas electrònic i les intensitats de diferents descriptors aromàtics avaluades per un panel de tastadors en una anàlisi sensorial de les mostres. / Aroma is an important factor in quality control and quality assurance of foods, but in wines and in alcoholic beverages, this factor is possibly the most important. Wine aroma analysis is not an easy task to perform because aroma is composed of complex mixtures of hundreds of volatile compounds with different sensory and chemical properties and, moreover, the concentration levels of most of them are very low.The research work carried out in this thesis lay in the study and the characterisation of wine aroma by two very important techniques in this field: gas chromatography olfactometry (GCO) and electronic nose. GCO is a very useful technique in the study of wine aroma that makes it possible to identify, among all the volatile compounds, the odorous volatile compounds of the sample by using the human nose as chromatographic detector. The most important study carried out in this thesis by GCO was the development of a method for the characterisation of wine aroma that uses the solid-phase microextraction technique (SPME) as a sample pre-treatment technique. This method evaluates the aromatic intensity of the odorous compounds by a new approach of the aroma extract dilution analysis (AEDA) technique.Quality control of food has been carried out by sensory analysis since immemorial time. However, sensory analysis by a panel of experts is a costly process for industries because it requires trained people who can work for only relatively short periods of time. The purpose of the development of electronic noses was to achieve an instrument that could mimic the human sense of smell and provide rapid sensory information (e.g., differences and similarities among samples, presence of aromatic defects, etc.). Food analysis is probably the field in which the greatest number of applications using electronic noses have been developed. However, in wine and alcoholic beverage research, few studies have been performed with this type of instrumentation because of the problems that ethanol causes in the gas sensors which compose most of the electronic noses. In this thesis, the application of a mass spectromety (MS) based electronic nose to wine analysis has been studied because, a priori, ethanol does not interfere in the analysis by this instrument. Some applications have also been carried out with alcoholic beverages as sugar cane spirits and brandies. The purpose of these studies was to evaluate the potential application of this technique in the quality control of this kind of samples. In wine analysis, this technique was successfully applied to differentiate and classify wines according to their origin, variety and ageing. It was also evaluated its capacity in the monitoring of the aroma profile evolution during grape ripening and alcoholic fermentation in order to study the potential use of this technique in the control of these processes. Other application studied was the determination of compounds with an important sensory impact, such as the off-flavours, by multivariate calibration. Two methods were developed to determine 2,4,6-trichloroanisole which is the main responsible of the aromatic defect known as "cork taint". In the quality control of sugar cane spirits, a method to determine the ageing time of these samples in oak wood barrels was developed. It was also studied the correlation between the electronic nose data and the intensity of several odour attributes evaluated by a panel of experts in a sensory analysis of the spirits.

La técnica de recubrimiento "capa por capa' (layer-by-layer, LbL) de superficies cargadas mediante materiales con carga opuesta es una herramienta versátil para la fabricación de ensamblados moleculares e interfaces funcionales. Sus principales ventajas sobre otras metodologías, como las monocapas autoensambladas (SAM) o la técnica de Langmuir-Blodgett, son una enorme flexibilidad combinada con su gran simplicidad y bajo coste. Con instrumentación sencilla y protocolos de preparación simples, es posible ensamblar estructuras complejas y estables con un control nanométrico sobre su composición y estructura.La metodología LbL es especialmente adecuada para la integración de biomoléculas (proteínas, lípidos, DNA) en multicapas funcionales, ya que el proceso de ensamblaje se lleva a cabo en condiciones suaves. Las propiedades biológicas de estos materiales se mantienen o incluso mejoran tras su incorporación en los films.Otra ventaja de esta técnica es que permite recubrir sustratos de virtualmente cualquier tamaño y forma con films funcionales de manera sencilla y controlada. De particular importancia ha sido la extensión del método a la modificación de partículas coloidales. Aparte de su interés desde un punto de vista fundamental y aplicado, los coloides constituyen herramientas de gran potencial para la creación de estructuras de diseño específico en los campos de la bio y nanotecnología. La funcionalización vía LbL de partículas coloidales permite integrar múltiples funcionalidades en las partículas, y proporciona además una ruta para la creación de estructuras tridimensionales que facilitan la transición desde la nano- a la micro- y macroescala.La técnica LbL ha supuesto también un gran avance en el desarrollo de sistemas electroquímicos. Diversos materiales electroactivos pueden ser incorporados en las multicapas, junto con otras especies que proporcionan funcionalidades adicionales. Además, parámetros críticos como el grosor del film, el transporte de materia y la conductividad pueden ajustarse con precisión en estas estructuras, incrementando la capacidad de control sobre el funcionamiento final del sistema. En particular, las estructuras LbL han encontrado numerosas aplicaciones en el área de los biosensores electroquímicos. Estos dispositivos proporcionan una interfaz entre funciones biológicas específicas y procesos de transducción electrónicos, y ofrecen una alternativa con gran potencial para el desarrollo de plataformas de biodetección integradas.En el presente trabajo, la técnica LbL se emplea para ensamblar films multicapa de enzimas y polielectrolitos en la superficie de micropartículas de sílice. Dos enzimas diferentes, glucosa oxidasa (GOx) y peroxidasa (HRP) son co-inmovilizadas junto con capas precursoras e intermedias de polielectrolitos. En los films resultantes se desarrolla una reacción enzimática secuencial, con la conversión inicial de glucosa en acido glucónico y peróxido de hidrógeno, catalizada por GOx, y la posterior reducción del peróxido de hidrógeno a agua por acción de la HRP. El enfoque secuencial LbL permite explorar la influencia de diferentes combinaciones de polielectrolitos sobre la inmovilización y funcionalidad de los enzimas. Técnicas como la citometría de flujo, microscopía confocal y electrónica y medidas espectrofotométricas proporcionan información sobre la interacción entre los diferentes componentes de las capas, así como sobre la estabilidad de las suspensiones coloidales y el comportamiento de los films en presencia de los diferentes sustratos enzimáticos.Una funcionalidad electroquímica se integra adicionalmente en estos films mediante la incorporación de un polímero redox a la estructura. De este modo, los eventos específicos que tienen lugar durante la catálisis enzimática se transducen en una señal eléctrica. Las partículas nanoestructuradas asumen un doble papel en el sistema final. Por una parte, actúan como sustratos de alta área superficial para la fabricación de microreactores enzimáticos. Además, los coloides se incorporan en un film de polímero redox y se inmovilizan en la superficie de electrodos de oro, actuando como elementos de construcción para la fabricación de un biosensor electroquímico que permite la detección de glucosa y peróxido de hidrógeno. / The layer-by-layer (LbL) coating of charged surfaces with oppositely charged materials is a powerful and versatile approach for the fabrication of functional molecular assemblies and interfaces. The key advantages of this technique over other methodologies such as self-assembled monolayers (SAM) or Langmuir-Blodgett (LB) are its unparalleled flexibility in combination with its simplicity and inexpensiveness. With simple instrumentation and easy preparation steps it is possible to assemble highly complex and stable architectures with nanoscale control over their composition and structure.The LbL approach is particularly suitable for the integration of biomolecules (proteins, lipids, DNA) into functional multilayers, since layer buildup is carried out under mild conditions. Many biologically relevant species can be incorporated into the films while maintaining or even improving their biological functions. A further advantage of this technique is that substrates of virtually any size and shape can be coated with functional films in a simple and controlled fashion. Of particular interest has been the extension of the LbL method to the modification of colloidal particles. Apart from their interest from a fundamental and applied point of view, colloids have emerged as powerful tools particularly suited to meet the challenge of creating tailored building blocks for the rapidly evolving fields of bio- and nanotechnology. The LbL functionalisation of colloidal particles provides a new route for the creation of composite architectures which allow the integration of nanoscale-defined materials into two- and three-dimensional structures. This ultimately opens the way not only to functional microsystems but also to the fabrication of macroscopic devices.One of the fields in which the LbL technique has represented a major advance is the development of electrochemical systems. Electrochemically active materials can be readily incorporated into multilayer films, together with other species which provide additional functionalities. Furthermore, critical parameters such as film thickness, mass transport and conductivity can be precisely tuned, allowing an increased control over the performance of the system. In particular, LbL assemblies have found many successful applications in the area of electrochemical biosensors. These devices provide an interface between biological functions and electronic signal-transduction processes, and offer great potential for the development of new miniaturised, low-cost, integrated biodetection platforms.In the present work, the LbL technique is employed to assemble multilayer films of enzymes and polyelectrolytes on the surface of silica microparticles. Two different enzymes, glucose oxidase (GOx) and horseradish peroxidase (HRP) are co-immobilised together with precursor and intermediate polyelectrolyte layers. In the resulting multilayer films a sequential reaction takes place, with the conversion of glucose to gluconic acid and hydrogen peroxide catalysed by GOx and the subsequent reduction of hydrogen peroxide to water catalysed by HRP. The sequential LbL approach allows to explore the influence of different polyelectrolyte combinations on the immobilisation and functionality of the enzymes. Flow cytometry, confocal and electron microscopy and spectrophotometric measurements provide information about the interaction between the different layer components, as well as the stability of the colloidal substrates and the behaviour of the multilayer films in the presence of the different enzyme substrates.An electrochemical functionality is further added to these films with the incorporation of an osmium-based redox polymer to the structure. In this way the specific chemical events taking place at the redox centers of the enzymes are transduced into an electrical signal. The nanostructured particles assume a multiple role in the final system. On one hand, they act as immobilisation substrates and high surface area carriers for the creation of enzymatic microreactors. Moreover, the LbL-coated colloids are embedded in a redox polymer film and immobilised on the surface of gold electrodes, acting as building blocks fo the fabrication of an electrochemical biosensor able to detect glucose and hydrogen peroxide.

La presente tesis analiza el uso de la cartografía turística como instrumento del web marketing oficial de destinos, centrándose en los mapas interactivos como interfaces de acceso a la información y, también, imágenes gráficas únicas que introducen la idea de unidad territorial y colaboran en la proyección de la imagen e identidad/marca del destino. Se aplican tres enfoques: de los usuarios, de los gestores de las webs oficiales de promoción y de los académicos. Se elabora el modelo de calidad para los mapas turísticos en Internet junto con el inventario de características detalladas que garantizan su adecuación al sector. Se desarrolla un método sistemático para evaluar la calidad de la cartografía web turística (MEMTI) con el fin de proveer las Organizaciones de Marketing de Destinos (OMDs) con un instrumento práctico. Se analiza una muestra de 50 mapas oficiales de las ciudades “Top Destinos” detectando el gran potencial de mejora. / La present tesi analitza l'ús de la cartografia turística com a instrument del web màrqueting oficial de destinacions, centrant-se en els mapes interactius com a interfícies d'accés a la informació i, també, imatges gràfiques úniques que introdueixen la idea d'unitat territorial i col•laboren en la projecció de la imatge i identitat/marca de la destinació. S'apliquen tres enfocaments: dels usuaris, dels gestors de les webs oficials de promoció i dels acadèmics. S'elabora el model de qualitat per als mapes turístics en Internet juntament amb l'inventari de característiques detallades que garanteixen la seva adequació al sector. Es desenvolupa un mètode sistemàtic per avaluar la qualitat de la cartografia web turística (MEMTI) amb la finalitat de proveir les Organitzacions de Màrqueting de Destinacions (OMDs) amb un instrument pràctic. S'analitza una mostra de 50 mapes oficials de les ciutats “Top Destinacions” detectant el gran potencial de millora. / This thesis analyses the use of tourist mapping as a tool of destination official web marketing, focusing on interactive maps as interfaces with information access as well as unique graphic images that introduce the idea of territorial unity and collaborate in promoting the image and identity/brand of the destination. Three approaches are applied: that of the users, of the web marketing managers, and of the academics. Quality model for online tourist maps along with detailed features inventory are elaborated to ensure their suitability to the sector. A systematic method for evaluating the quality of tourist web mapping (MEMTI) is developed in order to provide the Destination Marketing Organizations (DMOs) with a practical tool. A sample of 50 official maps of "Top Destination" cities is analyzed and the great potential for improvement is detected.

This thesis presents a novel and complete fuzzy multi-criteria decision making (MCDM) methodology. This methodology is specifically designed for selecting classifications in the framework of unsupervised learning systems. The main results obtained are twofold. On the one hand, the definition of fuzzy criteria to be used to assess the suitability of a set of given classifications and, on the other hand, the design and development of a natural language generation (NLG) system to qualitatively describe them. Unsupervised learning systems often produce a large number of possible classifications. In order to select the most suitable one, a set of criteria is usually defined and applied sequentially to assess and filter the obtained classifications. This is done, in general, by using a true-false decision in the application of each criterion. This approach could result in classifications being discarded and not taken into account when they marginally fail to meet one particular criterion even though they meet other criteria with a high score. An alternative solution to this sequential approach has been introduced in this thesis. It consists of evaluating the degree up to which each fuzzy criterion is met by each classification and, only after this, aggregating for each classification the individual assessments. This overall value reflects the degree up to which the set of criteria is globally satisfied by each classification. Five fuzzy criteria are defined and analysed to be used collectively to evaluate classifications. The corresponding single evaluations are then proposed to be aggregated into a collective one by means of an Ordered Weighted Averaging (OWA) operator guided by a fuzzy linguistic quantifier, which is used to implement the concept of fuzzy majority in the selection process. In addition, a NLG system to qualitatively describe the most important characteristics of the best classification is designed and developed in order to fully understand the chosen classification. Finally, this new methodology is applied to a real business problem in a marketing context. The main purpose of this application is to show how the proposed methodology can help marketing experts in the design of specific-oriented marketing strategies by means of an automatic and interpretable segmentation system.

La finalitat d'aquesta investigació és descriure i interpretar el rol dels docents que utilitzen Entorns Virtuals d'Aprenentatge (EVAs) per definir els seus perfils i patrons d'ús en el context de la Facultat d'Informàtica i Electrònica (FIE) / la finalidad de esta investigación es describir e interpretar el rol de los docentes que utilizan Entornos Virtuales de Aprendizaje (EVAs) para definir sus perfiles y patrones de uso en el contexto de la Facultad de Informática y Electrónica (FIE) / The purpose of this research is to describe and interpret the role of teachers using Virtual Learning Environments (VLEs) to define their profiles and usage patterns in the context of the Faculty of Informatics and Electronics (FIE)

Tesi per compendi de publicacions. La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu de la UPC / The thesis falls into the field of machine olfaction and accompanying experimental set up for chemical gas sensing. Perhaps more than any other sensory modality, chemical sensing faces with major technical and conceptual challenges: low specificity, slow response time, long term instability, power consumption, portability, coding capacity and robustness. There is an important trend of the last decade pushing artificial olfaction to mimic the biological olfaction system of insects and mammalians. The designers of machine olfaction devices take inspiration from the biological olfactory system, because animals effortlessly accomplish some of the unsolved problems in machine olfaction. In a remarkable example of an olfactory guided behavior, male moths navigate over large distances in order to locate calling females by detecting pheromone signals both rapidly and robustly. The biomimetic chemical sensing aims to identify the key blocks in the olfactory pathways at all levels from the olfactory receptors to the central nervous system, and simulate to some extent the operation of these blocks, that would allow to approach the sensing performance known in biological olfactory system of animals. New technical requirements arise to the hardware and software equipment used in such machine olfaction experiments. This work explores the bioinspired approach to machine olfaction in depth on the technological side. At the hardware level, the embedded computer is assembled, being the core part of the experimental set up. The embedded computer is interfaced with two main biomimetic modules designed by the collaborators: a large-scale sensor array for emulation of the population of the olfactory receptors, and a mobile robotic platform for autonomous experiments for guiding olfactory behaviour. At the software level, the software development kit is designed to host the neuromorphic models of the collaborators for processing the sensory inputs as in the olfactory pathway. Virtualization of the set up was one of the key engineering solutions in the development. Being a device, the set up is transformed to a virtual system for running data simulations, where the software environment is essentially the same, and the real sensors are replaced by the virtual sensors coming from especially designed data simulation tool. The proposed abstraction of the set up results in an ecosystem containing both the models of the olfactory system and the virtual array. This ecosystem can loaded from the developed system image on any personal computer. In addition to the engineering products released in the course of thesis, the scientific results have been published in three journal articles, two book chapters and conference proceedings. The main results on validation of the set up under the scenario of robotic odour localization are reported in the book chapters. The series of three journal articles covers the work on the data simulation tool for machine olfaction: the novel model of drift, the models to simulate the sensor array data based on the reference data set, and the parametrized simulated data and benchmarks proposed for the first time in machine olfaction. This thesis ends up with a solid foundation for the research in biomimetic simulations and algorithms on machine olfaction. The results achieved in the thesis are expected to give rise to new bioinspired applications in machine olfaction, which could have a significant impact in the biomedical engineering research area. / Esta tesis se enmarca en el campo de bioingeneria, mas particularmente en la configuración de un sistema experimental de sensores de gases químicos. Quizás más que en cualquier otra modalidad de sensores, los sensores químicos representan un conjunto de retos técnicos y conceptuales ya que deben lidiar con problemas como su baja especificidad, su respuesta temporal lenta, su inestabilidad a largo plazo, su alto consumo enérgético, su portabilidad, así como la necesidad de un sistema de datos y código robusto. En la última década, se ha observado una clara tendencia por parte de los sistemas de machine olfaction hacia la imitación del sistema de olfato biológico de insectos y mamíferos. Los diseñadores de estos sistemas se inspiran del sistema olfativo biológico, ya que los animales cumplen, sin apenas esfuerzo, algunos de los escenarios no resueltos en machine olfaction. Por ejemplo, las polillas machos recorren largas distancias para localizar las polillas hembra, detectando sus feromonas de forma rápida y robusta. La detección biomimética de gases químicos tiene como objetivo identificar los elementos fundamentales de la vía olfativa a todos los niveles, desde los receptores olfativos hasta el sistema nervioso central, y simular, en cierta medida, el funcionamiento de estos bloques, lo que permitiría acercar el rendimiento de la detección al rendimiento de los sistemas olfativos conociodos de los animales. Esto conlleva nuevos requisitos técnicos a nivel de equipamiento tanto hardware como software utilizado en este tipo de experimentos de machine olfaction. Este trabajo propone un enfoque bioinspirado para la ¿machine olfaction¿, explorando a fondo la parte tecnológica. A nivel hardware, un ordenador embedido se ha ensamblado, siendo ésta la parte más importante de la configuración experimental. Este ordenador integrado está interconectado con dos módulos principales biomiméticos diseñados por los colaboradores: una matriz de sensores a gran escala y una plataforma móvil robotizada para experimentos autónomos. A nivel software, el kit de desarrollo software se ha diseñado para recoger los modelos neuromórficos de los colaboradores para el procesamiento de las entradas sensoriales como en la vía olfativa biológica. La virtualización del sistema fue una de las soluciones ingenieriles clave de su desarrollo. Al ser un dispositivo, el sistema se ha transformado en un sistema virtual para la realización de simulaciones de datos, donde el entorno de software es esencialmente el mismo, y donde los sensores reales se sustituyen por sensores virtuales procedentes de una herramienta de simulación de datos especialmente diseñada. La propuesta de abstracción del sistema resulta en un ecosistema que contiene tanto los modelos del sistema olfativo como la matriz virtual . Este ecosistema se puede cargar en cualquier ordenador personal como una imagen del sistema desarrollado. Además de los productos de ingeniería entregados en esta tesis, los resultados científicos se han publicado en tres artículos en revistas, dos capítulos de libros y los proceedings de dos conferencias internacionales. Los principales resultados en la validación del sistema en el escenario de la localización robótica de olores se presentan en los capítulos del libro. Los tres artículos de revistas abarcan el trabajo en la herramienta de simulación de datos para machine olfaction: el novedoso modelo de drift, los modelos para simular la matriz de sensores basado en el conjunto de datos de referencia, y la parametrización de los datos simulados y los benchmarks propuestos por primera vez en machine olfaction. Esta tesis ofrece una base sólida para la investigación en simulaciones biomiméticas y en algoritmos en machine olfaction. Los resultados obtenidos en la tesis pretenden dar lugar a nuevas aplicaciones bioinspiradas en machine olfaction, lo que podría tener un significativo impacto en el área de investigación en ingeniería biomédica

This thesis examines the response of stainless steel members when subjected to transverse and normal forces triggering the instability phenomena called web crippling and local buckling, respectively. Currently, the part of Eurocode dealing with stainless steel, EN 1993-1-4 (2006) misses design provisions for web crippling and the applicability of some of its aspects is yet to be fully verified especially for application to ferritic stainless steel. The first part of the thesis laid in the development of design equations for the treatment of web crippling in stainless steel sections which are currently designed following specifications given in EN 1993-1-3 (2006) for cold-formed carbon steel. Two design approaches were derived covering austenitic and ferritic stainless steels: an empiric equation, in line with the current provisions for web crippling design given in EN 1993-1-3 (2006); and an alternative semi-empiric design method based on strength curves which enables a better understanding of the phenomenon and showed to significantly improve web crippling predictions. For the second part of the thesis, the applicability of the local buckling design provisions given in EN 1993-1-4 (2006) to ferritic stainless steel was examined giving focus to the slenderness limits and the effective width equations. The results showed that EN 1993-1-4 (2006) can safely be applied to ferritic stainless steel, though the code is rather conservative in comparison with other methods. Finally, a modification of the effective width equation incorporating element interaction effects was proposed which allows an improvement of cross-section capacity predictions and enables to amend the effective width method to the same level of alternative design approaches but promoting the use of the concepts currently considered in Eurocode.

A aquesta tesi, les dades diàries de temperatures màximes i mínimes i precipitació de 12 estacions meteorològiques guineanes han segut sotmeses a controls de qualitat utilitzant les rutines RClimdex-ExtraQC. Les quals contenen eines per una sèrie temporal única. Els valors identificats com potencialment erronis han segut examinats mitjançant decisió subjectiva, han segut validats, corregits o eliminats. Aquestes dades lliures de qualsevol registre sospitós han segut homogeneïtzades utilitzant l’arxiu de sortida HOMER de dades mensuals. Els índexs escollits d’ETCCDI i ET-CRSCI s’han calculat per a les dades de temperatura i precipitació anuals i estacionals utilitzant ET-CRSCI del paquet RClimPact. A més, les mitjanes anuals de Tx, Tn i precipitació nacional junt amb vuit índexs d’extrem han segut utilitzats per detectar teleconexions entre els índexs climàtics i l’índex SOI. Un anàlisis de tendències no paramètric s’ha dut a terme sobre tres períodes superposats que comencen al 1941, 1961 i 1971 i tots acaben al 2010. Els resultats indiquen diversos patrons espacials coherents amb l’escalfament, significatius identificats tant amb els índexs extrems de Tx com de Tn per a tots els períodes i estacions. Els índexs basats en dades de precipitació diària mostren patrons menys coherents però, en general, existeixen patrons de sequera significatius per a la majoria d’índexs relacionats amb la precipitació diària per als períodes 1941-2010 i 1961-2010, mentre que per al període 1971-2010 l’anàlisi suggereix canvis no significatius cap a condicions més humides. En general, no s’han produït canvis espacialment coherents amb esdeveniments extrems de precipitació per al conjunt de Guinea i període d’estudi, ja que aquests, s’han produït a escala local. Hi ha indicis de que les condicions humides estan relacionades amb la Niña. Les precipitacions durant el període 1971-2010 han segut entre un 13.6 % i un 27.75 % menors que durant el període 1941-1970. / En esta tesis, datos diarios de temperaturas máximas y mínimas y precipitación de 12 estaciones guineanas han sido sometidos a controles de calidad utilizando las rutinas RClimdex-ExtraQC. Estas rutinas contienen herramientas para una serie temporal única. Los valores identificados como potencialmente erróneos han sido examinados y mediante decisión subjetiva, han sido validados, corregidos o eliminados. Estos datos libres de cualquier tipo de registro sospechoso han sido homogeneizados utilizando el archivo de salida HOMER de datos mensuales. Índices elegidos de ETCCDI y ET-CRSCI se han calculado para las temperaturas y precipitaciones anuales y estacionales utilizando ET-CRSCI del paquete R ClimPact. Además, promedios anuales de Tx, Tn y precipitación nacional y ocho índices de extremos han sido usados para detectar teleconexiones entre los índices climáticos y el índice SOI. Un análisis de tendencias no paramétrica se ha realizado sobre tres períodos superpuestos que empiezan en 1941, 1961 y 1971, y terminan todos en 2010. Los resultados indican diversos patrones espaciales coherentes con el calentamiento, significativos, identificados tanto en los índices de extremos de Tx como de Tn para todos los periodos y estaciones. Los índices basados en datos de precipitación diaria mostraron patrones menos coherentes pero, en general, existen patrones de sequía significativos en la mayoría de los índices relacionados con la precipitación diaria para los períodos 1941-2010 i 1961-2010, mientras que para el período 1971-2010 el análisis sugiere cambios no significativos hacia condiciones más húmedas. En general, no se han producido cambios espacialmente coherentes con eventos extremos de precipitación para el conjunto de Guinea y el período de estudio, ya que estos, se han producido a escala local. Hay indicios de que las condiciones más húmedas están asociadas con La Niña. Las precipitaciones durante el periodo 1971-2010 han sido entre un 13.6% y un 27.75% menores que durante el período 1941-1970. / In this thesis, Guinea's 12 weather stations daily minimum and daily maximum temperatures and daily precipitation data have been carefully quality controlled using the RClimdex-ExtraQC routines. These routines contain suitable tools to quality control single time series. The values identified as potentially erroneous have been carefully scrutinized and a subjective decision has been made to validate, correct or set them to missing. The resulted dataset free of any kind of suspicious data record has been homogenized using HOMER monthly output file. Chosen indices from ETCCDI and ET-CRSCI indices have been calculated using ET-CRSCI ClimPact R package. Annual and seasonal temperatures and precipitations indices have also been computed. Additionally, eight nationwide averaged climate extremes indices, the nationwide averaged annual Tx mean and Tn mean and total precipitation indices have been use to detect teleconnection between climate indices and SOI indices. A nonparametric trend analysis is then performed for three overlapping periods, with different starting years 1941, 1961 and 1971 but all ending the same 2010 year. The result suggested that coherent spatial patterns of significant warming changes have emerged from both Tx and Tn related extremes indices for all periods and season. Indices based on daily precipitation data showed more mixed patterns of change but, in general, significant drying patterns have been seen in most of the 1941-2010 and 1961-2010 periods' daily precipitation related indices while over the period 1971-2010 analyses suggested non-significant changes towards wetter conditions. Overall, there have been no spatially coherent changes in extreme rainfall events across Guinea for the study period, but changes in extreme precipitation events have occurred on local scales. There are signs that wetter conditions are associated with the La Niña years. Rainfall during the 1971-2010 is on average some 13.6 % to 27.75 % lower than during the period 1941–1970.