La osteoporosis es una enfermedad ósea que se manifiesta con una menor densidad ósea y el deterioro de la arquitectura del hueso esponjoso. Ambos factores aumentan la fragilidad ósea y el riesgo de sufrir fracturas óseas, especialmente en mujeres, donde existe una alta prevalencia. El diagnóstico actual de la osteoporosis se basa en la cuantificación de la densidad mineral ósea (DMO) mediante la técnica de absorciometría dual de rayos X (DXA). Sin embargo, la DMO no puede considerarse de manera aislada para la evaluación del riesgo de fractura o los efectos terapéuticos. Existen otros factores, tales como la disposición microestructural de las trabéculas y sus características que es necesario tener en cuenta para determinar la calidad del hueso y evaluar de manera más directa el riesgo de fractura. Los avances técnicos de las modalidades de imagen médica, como la tomografía computarizada multidetector (MDCT), la tomografía computarizada periférica cuantitativa (HR-pQCT) y la resonancia magnética (RM) han permitido la adquisición in vivo con resoluciones espaciales elevadas. La estructura del hueso trabecular puede observarse con un buen detalle empleando estas técnicas. En particular, el uso de los equipos de RM de 3 Teslas (T) ha permitido la adquisición con resoluciones espaciales muy altas. Además, el buen contraste entre hueso y médula que proporcionan las imágenes de RM, así como la utilización de radiaciones no ionizantes sitúan a la RM como una técnica muy adecuada para la caracterización in vivo de hueso trabecular en la enfermedad de la osteoporosis. En la presente tesis se proponen nuevos desarrollos metodológicos para la caracterización morfométrica y mecánica del hueso trabecular en tres dimensiones (3D) y se aplican a adquisiciones de RM de 3T con alta resolución espacial. El análisis morfométrico está compuesto por diferentes algoritmos diseñados para cuantificar la morfología, la complejidad, la topología y los parámetros de anisotropía del tejido trabecular. En cuanto a la caracterización mecánica, se desarrollaron nuevos métodos que permiten la simulación automatizada de la estructura del hueso trabecular en condiciones de compresión y el cálculo del módulo de elasticidad. La metodología desarrollada se ha aplicado a una población de sujetos sanos con el fin de obtener los valores de normalidad del hueso esponjoso. Los algoritmos se han aplicado también a una población de pacientes con osteoporosis con el fin de cuantificar las variaciones de los parámetros en la enfermedad y evaluar las diferencias con los resultados obtenidos en un grupo de sujetos sanos con edad similar.Los desarrollos metodológicos propuestos y las aplicaciones clínicas proporcionan resultados satisfactorios, presentando los parámetros una alta sensibilidad a variaciones de la estructura trabecular principalmente influenciadas por el sexo y el estado de enfermedad. Por otra parte, los métodos presentan elevada reproducibilidad y precisión en la cuantificación de los valores morfométricos y mecánicos. Estos resultados refuerzan el uso de los parámetros presentados como posibles biomarcadores de imagen en la enfermedad de la osteoporosis. / Alberich Bayarri, Á. (2010). In vivo morphometric and mechanical characterization of trabecular bone from high resolution magnetic resonance imaging [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8981 / Palancia

El presente trabajo muestra el estudio sobre los sistemas de conversión de energía eólica de pequeña y mediana potencia, en el mismo se realiza un análisis del estado del arte en relación a las diferentes topologías existentes, además del modelado de cada uno de los elementos y su efecto sobre la integración con el convertidor de potencia back-to-back. Igualmente se estudia las principales técnicas de estimación de velocidad y posición de rotor sin sensor aplicada a los generadores sincrónicos de imanes permanentes. Además, se demuestra que la técnica del estimador simplificado de Kalman presenta el mejor desempeño en la aplicación en cuestión. También es planteada la estrategia de control, aplicada al convertidor de potencia back-to-back, donde los lazos de control de corriente y tensión son diseñados tomando en cuenta el rendimiento del sistema y las característica dinámica de la turbina eólica, de la misma manera es analizado el control de potencia de salida en el generador mediante la manipulación del par electromecánico ó la velocidad de rotor. Otro aspecto estudiado en esta tesis, son los diferentes algoritmos de seguimiento de máxima potencia utilizados en estos sistemas, a su vez es propuesto una modificación del clásico algoritmo perturbar y observar, a fin de reducir las variaciones de par asociado al sistema mecánico sin disminuir significativamente el rendimiento. En relación al convertidor de potencia, es realizado un estudio sobre el efecto de la sincronización entre las señales portadoras de los moduladores PWM de las etapas rectificadora e inversora sobre la corriente en el condensador equivalente de la DC-Link. Se demuestra que es posible disminuir el rizado de corriente si se sincronizan ambas señales portadoras, de manera que se reducen las pérdidas y aumenta la vida útil en los condensadores. Las técnicas estudiadas son comprobadas de manera experimental, simulando las condiciones ambientales utilizando DSP TMS320F2812 como dispositivo de control / González Morales, LG. (2011). Mejora de la eficiencia y de las prestaciones dinámicas en procesadores electrónicos de potencia para pequeños aerogeneradores sincrónicos operando en régimen de velocidad variable [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10915 / Palancia

La fibrilación auricular (FA) es una de las arritmias cardiacas más comunes, la cual afecta alrededor del 10% de la población de más de 70 años. En FA, los impulsos eléctricos auriculares generados por el nodo sinusal son sustituidos por impulsos eléctricos desorganizados. Esto esta asociado con un bombardeo irregular de activaciones auriculares hacia el nodo AV. Dado que el nodo AV no puede conducir todas estas activaciones, algunas de ellas son bloqueadas en el nodo. Esta propiedad de filtrado que tiene el nodo es fundamental para mantener el ritmo cardiaco en un rango compatible con la vida. Sin embargo, la respuesta ventricular durante FA presenta intervalos RR (tiempo entre dos activaciones) más cortos e irregulares que durante ritmo sinusal. Al ser el nodo AV la única estructura responsable para la conducción de los latidos auriculares hacia los ventrículos, las estrategias terapéuticas para controlar el ritmo cardiaco durante FA tratan de utilizar y ajustar las propiedades de conducción del nodo. Sin embargo, sigue sin estar suficientemente entendido el papel que dichas propiedades de conducción juegan para controlar y modular la respuesta ventricular durante FA. Durante el desarrollo de la presente tesis se han investigado en diferentes especies y con diversas técnicas algunas de las principales características de la conducción del nodo AV con la intención de aportar mayor conocimiento sobre esta intrigante estructura del corazón. Específicamente, se ha analizado uno de los fenómenos más enigmáticos de la respuesta ventricular durante FA: la aparición de patrones de respuesta ventricular multimodales al construir histogramas de RR obtenidos a partir de registros de larga duración. En la literatura se han sugerido diversas teorías que pudiesen explicar la aparición de estos múltiples intervalos RR predominantes. En el desarrollo de la presente disertación se mostrarán algunos resultados incompatibles con dichas teorías, razón por la cual se presenta y defiende una nueva hipótesis que sugiere que los intervalos RR predominantes están relacionados con el proceso fibrilatorio auricular. / Martínez Climent, BA. (2011). Characterization and Modeling of Atrioventricular Conduction during Atrial Fibrillation [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10985 / Palancia

Esta tesis doctoral trata acerca de los sistemas de compensación activos con conexión en paralelo, utilizados para la mejora de la calidad de la potencia y de la eficiencia energética en las redes eléctricas de distribución y en las instalaciones a cuatro hilos. En la presente tesis se desarrolla un nuevo control del filtro o compensador activo de potencia con la capacidad de seleccionar las potencias ineficientes a compensar basado en el IEEE Std. 1459-2010. Algunos términos de potencia definidos en la IEEE Std. 1459-2010 presentan inconsistencias cuando se desarrollan las expresiones propuestas en la norma. Estas inconsistencias son corregidas con un nuevo procedimiento de cálculo que redefine la corriente efectiva (Ie) y el voltaje efectivo (Ve). Con los nuevos valores de Ve e Ie algunas magnitudes de la IEEE Std. 1459-2010 son recalculadas mientras que otras no se modifican. Se propone el uso de la teoría de la potencia instantánea para explicar los fenómenos que suceden en los sistemas eléctricos. Esta nueva teoría de la potencia eléctrica sirve simultáneamente para medir, cuantificar, y compensar los fenómenos de los sistemas eléctricos, inclusive puede ser usada para determinar las fuentes de distorsión armónica. Mediante el análisis de los flujos de potencia instantáneos se demuestra que la única potencia eficiente de los sistemas eléctricos es la potencia activa fundamental de secuencia positiva (P1+). En relación con el compensador activo de potencia, se deducen las corrientes que debe inyectar el compensador para la estrategia de compensación global, en la que el SAPC genera todas las corrientes ineficientes que demanda la carga Estas corrientes están basadas en la norma IEEE Std. 1459-2010 y en la nueva teoría de la potencia instantánea propuesta. / Muñoz Galeano, N. (2011). Contribución a la mejora de la eficiencia energética en sistemas trifásicos a cuatro hilos mediante la compensación selectiva de las potencias ineficientes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10988 / Palancia

En los últimos años, las lenguas electrónicas se han convertido en una excelente alternativa a los métodos tradicionales de análisis para el control de los procesos y los productos en el ámbito agroalimentario. Se trata de sistemas que, mediante técnicas electroquímicas como la potenciometría o la voltametría combinadas con herramientas de análisis multivariante, son capaces de clasificar muestras y cuantificar sus parámetros fisicoquímicos. Su principal ventaja con respecto a los métodos tradicionales es que permiten la realización de medidas rápidas y económicas, evitando el preprocesado de la muestra y la necesidad de contar con personal cualificado para llevar a cabo los análisis. Su funcionamiento se basa en la utilización de sensores de sensibilidad cruzada, lo que permite medir muestras en las que existan interferencias entre los distintos compuestos que las integran. En la presente tesis se ha desarrollado un sistema de lengua electrónica basado en las técnicas de voltametría y espectroscopía de impedancias. El sistema diseñado consta de una aplicación de PC y de un Equipo Electrónico de Medida que es capaz de llevar a cabo ensayos de voltametría cíclica y voltametría de pulsos sobre un total de 10 electrodos de trabajo. También se pueden realizar medidas de espectroscopía de impedancias en un rango de frecuencias de 1Hz a 200kHz. El Equipo Electrónico de Medida dispone de un potenciostato, lo que posibilita la implementación de ensayos en configuración de tres electrodos tanto de voltametría como de espectroscopía de impedancias. El software desarrollado permite no solo la realización de los ensayos sino también el almacenamiento de los datos correspondientes a las medidas obtenidas, su preprocesado y la generación de los ficheros necesarios para llevar a cabo el posterior análisis multivariante. El sistema ha sido caracterizado eléctricamente obteniéndose unos niveles de precisión y exactitud excelentes para la técnica de voltametría y niveles aceptables / Alcañiz Fillol, M. (2011). Diseño de un sistema de lengua electrónica basado en técnicas electroquímicas voltamétricas y su aplicación en el ámbito agroalimentario [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11303 / Palancia

En esta tesis doctoral se han diseñado arquitecturas hardware de algunos subsistemas digitales característicos de los sistemas de comunicaciones de elevadas prestaciones, buscando implementaciones optimizadas para dichos sistemas. El trabajo realizado se ha centrado en dos áreas: la aproximación de funciones elementales, concretamente el logaritmo y la arcotangente, y el diseño de un emulador de canal de ruido Gaussiano aditivo. Las arquitecturas se han diseñado en todo momento teniendo como objetivo lograr una implementación eficiente en dispositivos Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), debido a su uso creciente en los sistemas de comunicaciones digitales de elevadas prestaciones. Para la aproximación del logaritmo hemos propuesto dos arquitecturas, una basada en la utilización de tablas multipartidas y la otra basada en el método de Mitchell sobre el que añadimos dos etapas de corrección: una interpolación lineal por rectas con pendientes potencias de dos y mantisa truncada, y una tabla para la compensación del error cometido en la interpolación por rectas. Una primera arquitectura para la aproximación de la atan(y/x) está basada en el cómputo del recíproco de x y en el cálculo de la arcotangente, utilizando básicamente tablas Look-up (LUT) multipartidas. Esta propuesta ya permite reducir el consumo de potencia con respecto a las mejores técnicas recogidas en la bibliografía, como las basadas en CORDIC. Una segunda estrategia para la aproximación de la atan(y/x) está basada en transformaciones logarítmicas, que convierten el cálculo de la división de las dos entradas en una sencilla resta y que hacen necesario el cómputo de atan(2w). Esta segunda estrategia se ha materializado en dos arquitecturas, una primera en la que tanto el logaritmo como el cálculo de atan(2w) se han implementado con tablas multipartidas, combinado además con el uso de segmentación no-uniforme en el cálculo de atan(2w), y una segunda arquitectura que emplea interpolación lineal por tramos con pendientes potencias de dos y tablas de corrección. / Gutiérrez Mazón, R. (2011). Implementaciones de Funciones Elementales en Dispositivos FPGA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11519 / Palancia

La tesis se plantea como objetivo principal el estudio y la aplicación de técnicas de corrección de armónicos a sistemas de generación eólica de pequeña potencia, enfocando el problema desde el punto de vista del aerogenerador, esto es, centrando los objetivos en la etapa de entrada del convertidor de potencia utilizado, el cual está constituido por un rectificador trifásico pasivo, un convertidor dc-dc tipo boost y un inversor de conexión a red. Para reducir el factor THDi de las corrientes de salida del aerogenerador (lo que a su vez repercute en menores vibraciones provocadas por armónicos de par) y elevar el factor de potencia del mismo, el convertidor dc-dc opera en conducción discontinua, siguiendo un principio conocido y aplicado a rectificadores trifásicos con corrección del factor de potencia actuando como front-end de sistemas de alimentación con conexión a una red eléctrica de amplitud y frecuencia nominal fijas. La tesis propone como novedad destacada la extensión de este principio a aerogeneradores operando a velocidad variable, de manera que el rectificador trifásico opera con tensiones de amplitud y frecuencia variables en un rango muy extenso. Para operar en conducción discontinua se requiere añadir un filtro LCL resonante en la salida del aerogenerador, por lo que el estudio riguroso de la estabilidad de los controles de corriente utilizados es crítico. Adicionalmente, se tienen en consideración otras cuestiones de relevancia en el contexto estudiado, como son una comparativa de algoritmos estimadores de la velocidad del aerogenerador en condiciones ruidosas de sensado (debido a la conducción discontinua), y el estudio de una estructura de control que permite implementar los algoritmos de búsqueda de la máxima potencia del aerogenerador sin degradar significativamente las prestaciones alcanzadas mediante las técnicas propuestas. Los resultados analíticos han sido validados experimentalmente mediante un prototipo de sistema de generación eólica de 2k / Carranza Castillo, O. (2012). Estudio de técnicas de control de rectificadores Boost Trifásicos con filtro LCL para reducción de la distorsión armónica en corriente, aplicadas al procesado eficiente de energía en aerogeneradores síncronos de imanes permanentes operando a velocidad variable [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14575 / Palancia

El propósito de esta Tesis Doctoral es proponer una alternativa viable a la aproximación de modelos y procesos en el ámbito científico y, más concretamente, en aplicaciones complejas de bioingeniería, en las cuales es imposible o muy costoso encontrar una relación directa entre las señales de entrada y de salida mediante modelos matemáticos sencillos o aproximaciones estadísticas. Del mismo modo, es interesante lograr una compactación de los datos que necesita un modelo para conseguir una predicción o clasificación en un tiempo y con un coste de implementación mínimos. Un modelo puede ser simplificado en gran medida al reducir el número de entradas o realizar operaciones matemáticas sobre éstas para transformarlas en nuevas variables. En muchos problemas de regresión (aproximación de funciones), clasificación y optimización, en general se hace uso de las nuevas metodologías basadas en la inteligencia artificial. La inteligencia artificial es una rama de las ciencias de la computación que busca automatizar la capacidad de un sistema para responder a los estímulos que recibe y proponer salidas adecuadas y racionales. Esto se produce gracias a un proceso de aprendizaje, mediante el cual se presentan ciertas muestras o �ejemplos� al modelo y sus correspondientes salidas y éste aprende a proponer las salidas correspondientes a nuevos estímulos que no ha visto previamente. Esto se denomina aprendizaje supervisado. También puede darse el caso de que tal modelo asocie las entradas con características similares entre sí para obtener una clasificación de las muestras de entrada sin necesidad de un patrón de salida. Este modelo de aprendizaje se denomina no supervisado. El principal exponente de la aplicación de la inteligencia artificial para aproximación de funciones y clasificación son las redes neuronales artificiales. Se trata de modelos que han demostrado sobradamente sus ventajas en el ámbito del modelado estadístico y de la predicción frente a otros métodos clásicos. N / Mateo Jiménez, F. (2012). Redes neuronales y preprocesado de variables para modelos y sensores en bioingeniería [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16702 / Palancia

El procesamiento digital de imágenes es un área de la ciencia y la tecnología cuyo desarrollo ha crecido enormemente durante los últimos años. Este desarrollo se debe entre otras cosas a los grandes avances en la fabricación de los circuitos integrados y a las nuevas tecnologías de computación. En el ámbito del procesamiento de imágenes esta Tesis estudia el impacto del hardware y el software en un sistema de adquisición de imágenes en tiempo real que se usa en la investigación del comportamiento depredador-victima de animales marinos. Esta investigación nace del estudio de la conducta de animales marinos, y en específico en el análisis de las trayectorias de escape del camarón Litopenaeus vannamei, el registro de los eventos se graban en video y un investigador posteriormente revisa los mismos para encontrar las interacciones entre la jaiba y el camarón, y una vez detectadas dentro de los videos, se evalúa cuadro por cuadro cada una de estas interacciones para marcar en el monitor los puntos importantes, y poder calcular ángulos (manualmente en el monitor), velocidades (manualmente, en base a distancia medida en el monitor y número de cuadros transcurridos), entre otras. La respuesta inicial de escape del animal, está determinada por el movimiento rotacional y la energía cinemática con la que se mueve. En esta Tesis se plantea una solución para resolverlo de manera automática, aumentando la eficiencia de los investigadores y reduciendo los errores debido a los métodos manuales que se están utilizando. Esta Tesis tiene como objetivo fundamental generar una instrumentación (hardware y software) para el seguimiento en tiempo real de diferentes especies en el estudio de la conducta de animales marinos, en especifico, en esta Tesis los experimentos que se realizaron fueron para estudiar la conducta de camarones ante la presencia de un depredador natural (jaiba). Sin embargo los algoritmos desarrollados pueden ser adaptados fácilmente para el estudio de animales fu / Luján Ramírez, CA. (2012). ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁTENES PARA LA OBTENCIÓN DE LA TRAYECTORIA DE LOS VECTORES DE POSICIÓN DEL CAMARÓN Y LA JAIBA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17502 / Palancia

Los fenómenos arrítmicos afectan a la actividad eléctrica del corazón y son provocados por diversas enfermedades. El estudio de estos fenómenos es de crucial interés debido a que no se conocen con precisión, los mecanismos que los producen. En la presente Tesis Doctoral se estudian mediante modelización matemática y simulación por ordenador dos fenómenos relacionados con la generación anormal y la conducción del impulso cardiaco, producidos por situaciones patológicas: la reflexión en fibras ventriculares y las reentradas en el subsistema Purkinje-ventrículo que tienen lugar durante la fase 1B de isquemia. El fenómeno de reflexión ocurre en tejido ventricular cardiaco, y se produce cuando un impulso que llega a una zona de tejido dañada, provoca otro impulso que se propaga en sentido opuesto al impulso original. Las arritmias provocadas por isquemia se producen en dos fases, fase 1A y fase 1B. Mientras que la fase 1A de arritmias cardiacas ha sido ampliamente estudiada, los estudios sobre las arritmias de la fase 1B son escasos, y es de interés investigar los mecanismos que provocan esta fase de arritmias. Para el estudio de ambos fenómenos arrítmicos se implementaron modelos unidimensionales (1D) y bidimensionales (2D). El modelo 1D de reflexión se compone de dos segmentos de fibra ventricular, uno bajo condiciones normales fisiológicas y el otro bajo condiciones que facilitan la inducción de posdespolarizaciones tempranas (EADs) de fase 2. Los segmentos de fibra del modelo de reflexión se acoplaron mediante una resistencia, cuyo valor se varió en un rango de 5 a 30 ?·cm2. Las reentradas generadas en el subsistema Purkinje-ventrículo isquémico 1B se estudiaron con tres modelos: modelo 1D Purkinje-ventrículo 1B, modelo 1D Purkinje-ventrículo 1B con una estructura de anillo y modelo 2D Purkinje-ventrículo 1B. Los resultados obtenidos muestran que el acoplamiento entre las células del tejido ventricular tiene una influencia importante en ambos fenómenos arrítmicos. / Ramírez Islas, EB. (2012). ESTUDIO MEDIANTE MODELIZACIÓN MATEMÁTICA DE FENÓMENOS ARRÍTMICOS GENERADOS POR ACTIVIDAD ECTÓPICA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/18216 / Palancia