Con el fin de hacer que las máquinas, circuitos electrónicos o contactos eléctricos para diversas aplicaciones, funcionen correctamente; es necesario conocer sus características. La mayoría de las máquinas desarrolladas o dispositivos electrónicos están formados por varios componentes que están interconectados. Cuando estos componentes interactúan entre sí o con el medio ambiente, están sometidos a estrés, fricción y desgaste. Por lo tanto, se requiere predecir el comportamiento de estos materiales cuando están sometidos a fricción y desgaste para así tener una interpretación adecuada de lo que ocurre en estos puntos de contacto. La presente tesis se centra en la caracterización de materiales por medio de un sistema tribológico basado en un "punto plano-contacto", donde una bola estacionaria hace de punto y el material de muestra se hace oscilar debajo. Con este sistema es posible determinar el valor de la fuerza tangencial y la fuerza normal, y a partir de estos dos, se puede calcular el coeficiente de fricción. Además, apoyamos el análisis de materiales mediante una caracterización eléctrica en paralelo durante el experimento. Para este propósito, una corriente se inyecta en la muestra. Luego, la caída de tensión y la corriente son medidas y con estos datos, la resistencia eléctrica se puede determinar. El sistema de medición está controlado por un ordenador central que usa LabVIEW y los datos medidos son almacenados para su posterior análisis. / Tesis

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Las proteínas que unen ácidos grasos o FABPs (Fatty Acid Binding Proteins), componen una familia de proteínas citosólicas ubicuas, de aproximadamente 15 KD de peso molecular, con una estructura terciaria altamente conservada en toda la familia. En todos los casos, la estructura terciaria se compone de láminas beta antiparalelas empaquetadas formando un barril beta elipsoide y dos segmentos alfa-helicoidales cortos que formarían parte de un pequeño portal en uno de los extremos del barril. Es de destacar que, a pesar de la gran similitud de su estructura terciaria, la estructura primaria de FABPs de distintos tejidos no presenta una semejanza comparable. Las FABPs son capaces de unir ácidos grasos transportándolos desde y hacia las membranas celulares dentro de una cavidad hidrofóbica formada por el barril beta antes mencionado. Sin embargo, experiencias empíricas han evidenciado que existen diferencias en los mecanismos por los cuales desarrollan su labor. Por un lado, un grupo de estas proteínas interactuarían con las membranas celulares colisionando con las mismas para transferir sus ligandos, mientras que otras lo harían por una difusión acuosa del ligando. No obstante, publicaciones recientes proponen que la transferencia por difusión implicaría un contacto directo con la membrana, aunque con una conformación distinta y sin penetración en la bicapa lipídica. Los distintos mecanismos propuestos para la transferencia de ligandos desde la proteína hacia las membranas han resultado en la división teórica de la familia FABP en los grupos colisionales y difusionales. Distintos trabajos experimentales han demostrado que el dominio α-helicoidal de IFABP (perteneciente al grupo colisional) y LFABP (difusional) desempeña un rol crítico en la determinación del mecanismo de transferencia de los ácidos grasos, aún cuando la composición de las hélices es muy distinta. Tomando como base estas diferencias estructurales, de unión y de cinética de transferencia del ligando, se ha propuesto que las FABPs colisionales y difusionales tendrían funciones diferentes, tal vez contribuyendo al transporte diferencial y compartimentación de los lípidos. Si bien los mecanismos propuestos fueron y son intensamente estudiados, no se ha propuesto aún una diferencia estructural de estas proteínas que explique acabadamente la existencia de los mismos. En la presente tesis, utilizando diferentes técnicas de la biología computacional, se estudiaron distintos aspectos de la interacción de FABP con membrana con el objetivo de describir los distintos mecanismos. Las técnicas utilizadas permitieron el estudio estructural de FABP, la comprobación de la influencia de la energía electrostática en la interacción, la importancia de residuos conservados y la descripción de la dinámica del sistema. Del estudio estructural de las FABPs de mamíferos, se desprende la existencia de residuos de carga neta distinta de cero, conservados en polos opuestos de las proteínas. Los resultados señalan la conservación del signo de la carga en regiones determinadas para FABPs con igual mecanismo de interacción descripto. El análisis electrostático determinó que es esta energía la que dirige la interacción. Se confirmó además, que los aminoácidos cargados altamente conservados poseen un rol fundamental en la selección del mecanismo, ya que su mutación por residuos de carga opuesta resulta en una inversión del perfil electrostático. La dinámica de los mecanismos señala nuevamente a los residuos cargados conservados como los primeros en tomar contacto con la membrana durante la interacción, confirmando nuevamente los resultados de los estudios estructurales. En suma, los resultados obtenidos permitieron generar un modelo computacional que explica en detalle la existencia de los mecanismos colisional y difusional para FABPs de mamíferos. / Fatty Acid Binding Proteins (FABP) are a huge family of ubiquitous citosolic proteins of 15 KD of molecular weigth, with a highly conserved tertiary structure. In all cases, tertiary structure is composed by antiparallel beta strands that form an elliptic barrel and two alpha helices on one end of the barrel, forming a putative gate. It is a significant fact that, in spite of highly conserved tertiary structure, FABPs from different tissues have no primary structure similarity. FABPs are able to bind fatty acids and to carry them from and to cellular membranes into a hydrophobic cavity in their beta barrel. Nevertheless, empirical evidence suggests that FABP-membrane interaction takes place through two different mechanisms. On one hand, some FABPs interact with membrane by a collisional mechanism, while other group interacts by aquous diffusion of ligand. However, recent bibliography suggests that diffusional mechanism also implies a direct contact with the membrane but without penetration of lipid bilayer. Proposed mechanisms have resulted in theoretical segregation of FABPs in collisional or diffusional groups. Several empirical researches have shown that despite of being structurally different, alpha helices have a critical rol in mechanism selection for both groups. Considering structural, ligand binding and ligand kinetic transfer differences, it has been proposed that collisional and diffusional FABPs may have different functions, contributing with lipid compartmentalization and lipid differential transport. Although both mechanisms have been and are still deeply studied, a detailed explanation of the relationship between structural differences and different mechanisms is still missing. Different computational biology techniques were used in this thesis in order to describe distinct aspects of FABP-membrane interaction. Employed techniques allowed structural analysis of FABP, the study of electrostatic as driving force of FABP-membrane interaction and the description of the system dynamic. Mammals FABP structural analysis shows that highly conserved charged residues are found in defined regions. Charge sign conservation in defined regions is equal for same mechanism FABPs. Electrostatics analysis pointed this very energy as driving force for the interaction. The relevance of the highly conserved charged amino acid for mechanism selection was confirmed. Reverse mutation of them caused inversion in the electrostatic interaction landscape. Molecular Dynamics results pointed to conserved residues as the first residues to contact lipid bilayer, in this way, structural results were confirmed. In summary, obtained results allowed the generation of a computational model that explains in detail the existence colisional and difusional mechanisms for mammals FABP.

Diapositivas de fuerza eléctrica. Comprende lo siguientes temas: carga eléctrica, propiedades de las cargas fundamentales, procesos de carga, ley de Coulom y ejemplos de aplicación.

En Uruguay, el control de plagas y enfermedades en invernaderos es el problema central en la producción bajo cubierta. Los objetivos de los trabajos que se presentan fueron caracterizar la metodología de aplicación en uso y evaluar alternativas para la optimización de los tratamientos fitosanitarios en invernaderos. Fueron evaluadas diferentes configuraciones de barras verticales de pulverización manual, pulverización hidráulica con pistola, pulverización neumática con y sin carga electrostática y nebulización en frío en cultivos de pimiento y tomate en invernadero. A través de la encuesta realizada, se determinó que el volumen de aplicación a pleno desarrollo de los cultivos de tomate fue de aproximadamente 1300 l.ha-1. Se detectaron importantes variaciones de volumen entre productores en condiciones similares de desarrollo del cultivo. En los ensayos de distribución de barras verticales, la utilización de gotas muy finas de 100 µm produjo disminución de la cobertura tanto en haz como en envés. La utilización de gotas de 220 µm y 520 l.ha-1 presentó similares resultados en cobertura de las hojas frente a aplicaciones de gotas de 345 µm y 1100 l.ha-1. El uso de las boquillas inclinadas 45º hacia arriba produjo cobertura similar en el haz pero mayor en el envés en comparación con la disposición horizontal de las mismas. En el cultivo de tomate, la aplicación neumática de bajo volumen con el pulverizador ESS (modelo GPS5K Electrostatic Spraying Systems, Inc. Watkinsville, Ga) con y sin carga electrostática a 170 l.ha-1 produjo mayor homogeneidad de cobertura entre la parte exterior e interior del follaje que la aplicación hidráulica convencional de alto volumen con tasas de aplicación de 1000 l.ha-1. En el cultivo de pimiento, la carga electrostática aumentó la cobertura en el haz y en el envés, tanto a 56 como a 103 l.ha-1 en comparación con los mismos tratamientos sin carga. La pulverización neumática con mochila obtuvo cobertura similar en el haz y el envés de la / Olivet Martínez, JJ. (2009). Optimización de los tratamientos fitosanitarios en cultivos de invernadero en Uruguay [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4324 / Palancia

Con el fin de hacer que las máquinas, circuitos electrónicos o contactos eléctricos para diversas aplicaciones, funcionen correctamente; es necesario conocer sus características. La mayoría de las máquinas desarrolladas o dispositivos electrónicos están formados por varios componentes que están interconectados. Cuando estos componentes interactúan entre sí o con el medio ambiente, están sometidos a estrés, fricción y desgaste. Por lo tanto, se requiere predecir el comportamiento de estos materiales cuando están sometidos a fricción y desgaste para así tener una interpretación adecuada de lo que ocurre en estos puntos de contacto. La presente tesis se centra en la caracterización de materiales por medio de un sistema tribológico basado en un "punto plano-contacto", donde una bola estacionaria hace de punto y el material de muestra se hace oscilar debajo. Con este sistema es posible determinar el valor de la fuerza tangencial y la fuerza normal, y a partir de estos dos, se puede calcular el coeficiente de fricción. Además, apoyamos el análisis de materiales mediante una caracterización eléctrica en paralelo durante el experimento. Para este propósito, una corriente se inyecta en la muestra. Luego, la caída de tensión y la corriente son medidas y con estos datos, la resistencia eléctrica se puede determinar. El sistema de medición está controlado por un ordenador central que usa LabVIEW y los datos medidos son almacenados para su posterior análisis. / Tesis

La presente investigación desarrolla un plan de mejora del área de pintura para una empresa fabricante de tableros y celdas eléctricas, que desea implementar un sistema que mejore la línea de producción de las piezas metálicas y consecuentemente reduzca los tiempos de pintado, secado y reprocesos generados que actualmente se pueden encontrar en la empresa. Además de permitir una mejor atención al cliente en cuanto a las entregas oportunas del producto terminado y regular los procesos de producción mediante la propuesta del nuevo sistema y mejoras. Por medio de la propuesta de implementación de un sistema de pintura Electrostática, también denominada pintura en polvo, se podrá dar un cambio sustancial tanto del entorno laboral, como productivo y económico, estableciendo medidas adecuadas que permitan trabajar de forma eficiente en el proceso de pintura. Se inicia con un mapeo, toma de datos y evidencias relevantes que nos indican las deficiencias en el área a estudiar. Es así que se plantea demostrar que un sistema de pintura electrostática mejorará el proceso del área de pintura. Además se muestra el costo de la inversión que representa la implementación del sistema de pintura electrostática y los beneficios al cabo de la propuesta de implementación, terminando con las conclusiones y recomendaciones al finalizar el proyecto de investigación. Se recogieron datos del año 2015, del sistema que se utiliza actualmente en el proceso de pintura, comparando resultados con el sistema de pintura propuesto. The present investigation develops an improvement plan to the painting area, for the manufacture of electrical panels and cells, that it wants to implement a system to improve the production line of metal parts and consequently reduce times of painting, drying and rework, usually generated in the company. Also to permit a better customer service in terms of timely deliveries of finished product and regulate the production processes by proposing the new system and improvements. By the proposal implementation of a system of electrostatic painting, also called as powder, it can make an important change between work environment as productive and economical, establishing appropriate measures and to permit work efficiently in the painting process . It starts with a mapping, data collection and relevant evidence which indicate deficiencies in the area to study. It's like that propose illustrated a system that improve electrostatic painting process of painting area. Also the cost of the investment required to implement the system of electrostatic painting and benefits of the proposal after the implementation, ending with conclusions and recommendations at the end of the research project it is shown. The information was collected in 2015, of the actual system used in the painting process, comparing results with the proposed system.

En este trabajo se ha desarrollado un microscopio de fuerzas (SFM) provisto de microscopía electrostática (ESFM) y microscopía Kelvin (KPM) especialmente diseñado para integrarse en un microscopio óptico invertido de forma que combine simultáneamente las técnicas de campo cercano con las técnicas ópticas. Tras una introducción (capítulo 1) y la descripción de las técnicas experimentales (capítulo 2), se detallan las características del diseño de un primer prototipo, así como las medidas realizadas con él con el fin de comprobar su correcto funcionamiento (capítulo 3). El capítulo 4 muestra el diseño de un segundo prototipo con las mejoras que incorpora respecto al primero, que lo convierten en un sistema más completo, versátil y fácil de manejar. También figuran las medidas realizadas con él. El capítulo 5 muestra un estudio de fotodegradación en polímeros conductores en función de la radiación incidente, combinando microscopía electrostática y Kelvin con técnicas ópticas. / In this work we have developed an Scanning Force Microscope (SFM) equipped with Electrostatic and Kelvin Probe Microscopy (ESFM, KPM), specially designed for integration into an inverted optical microscope in order to combine near-field techniques with optical techniques. After an introduction (Chapter 1) and the description of the experimental techniques (Chapter 2), are described the features of the design of a first prototype, as well as the measurements made with it in order to verify proper operation (Chapter 3). The Chapter 4 shows the design of a second prototype that incorporates the improvements over the first, making it more comprehensive, versatile and easy to handle. Also are shown the measurements performed with it. The Chapter 5 shows a photodegradation study of conductive polymers as a function of incident radiation combining KPM with optical techniques.

[ES] El objetivo general de la presente tesis doctoral fue aditivar polímeros biodegradables con colofonia y sus derivados mediante el uso de técnicas de procesamiento convencionales y no convencionales. En esta tesis se presentan siete trabajos dentro de cuatro bloques de estudio que constituyeron los objetivos específicos de la investigación. En el primer bloque de estudio se realizó una caracterización comparativa de cinco colofonias de diferentes fuentes para determinar sus propiedades y establecer las diferencias entre cada colofonia para su posterior uso y aplicación como aditivos sostenibles de polímeros biodegradables. En el segundo bloque de estudio se aditivó colofonia en matrices de polímeros biodegradables para lo cual se realizaron dos trabajos. En el primer trabajo se empleó poli (butilen adipato-co-tereftalato) (PBAT) como matriz polimérica y colofonia (GR) y un pentaeritritol éster de colofonia (UT) como aditivos. El PBAT se mezcló con las resinas en varios contenidos y las formulaciones se procesaron por extrusión y un posterior moldeo por inyección. En el segundo trabajo se empleó poli(¿-caprolactona) (PCL) como matriz polimérica, y como aditivos se emplearon GR y cera de abeja (BW). Las formulaciones se prepararon por mezcla por extrusión y el procesamiento del material se llevó a cabo por una técnica no convencional que es la manufactura aditiva o impresión 3D.En el tercer bloque de estudio se realizó la aditivación de materiales termoplásticos utilizando como base un polímero biodegradable de alto rendimiento ambiental y como aditivo colofonia y sus derivados. Como polímero base se empleó almidón termoplástico (TPS) y como aditivos de usaron los siguientes derivados de colofonia: colofonia sin modificar (GR), colofonia deshidrogenada (RD), colofonia modificada con anhidrido maleico (CM), pentaeritritol éster (LF) y éster de glicerol de colofonia (UG). La colofonia se mezcló con el TPS por extrusión y el procesamiento de las mezclas se llevó a cabo por moldeo por inyección. En el cuarto bloque se estudió la aditivación de colofonia a matrices poliméricas mediante la técnica de electropulverización. Se realizaron tres trabajos en los que se optimizó e implementó el proceso de electrospulverización para la incorporación de microesferas de colofonia en matrices poliméricas. En el primer trabajo se evalúo el uso de un proceso electrohidrodinámico como método de aditivación de colofonia en matrices poliméricas. En el segundo trabajo se optimizó el proceso de electropulverización de colofonia a partir de 24 experimentos. Posteriormente, se depositaron microesferas de GR sobre películas de PCL para obtener sistemas bicapa. Los resultados obtenidos revelaron un gran potencial para procesar fácilmente sistemas bicapa con alto interés en aplicaciones agrícolas, de empaque y/o biomédicas sostenibles. Finalmente, en el tercer trabajo se usó el método optimizado de electrospraying para aditivar microesferas de colofonia sobre la capa exterior de una mascarilla quirúrgica a base de polipropileno (PP), y se determinó que el revestimiento de microesferas ayudó a mantener la hidrofobicidad original de la capa exterior de la mascarilla quirúrgica incluso después de 6 horas de uso, aumentando en el tiempo de vida útil de la mascarilla. Los resultados de la tesis indican que la colofonia y sus derivados son versátiles como aditivos de matrices termoplásticas biodegradables y que el proceso de aditivación puede llevarse a cabo por métodos de procesamiento tanto convencionales como no convencionales. Los hallazgos del estudio son significativos porque la colofonia es un material natural obtenido de fuentes renovables, no es tóxica y es biocompatible, de modo que su uso como aditivo no solo mejora las propiedades de los polímeros biodegradables, sino que promueve el estudio y desarrollo de materiales sostenibles lo que contribuye a la disminución del impacto ambiental de los plásticos. / [CA] L'objectiu general de la present tesi doctoral va ser additivar polímers biodegradables amb colofònia i els seus derivats mitjançant l'ús de tècniques de processament convencionals i no convencionals. En aquesta tesi es presenten set treballs dins de quatre blocs d'estudi que van constituir els objectius específics de la investigació. En el primer bloc d'estudi es va realitzar una caracterització comparativa de cinc colofònies de diferents fonts, per a determinar les seues propietats i establir les diferències entre cada colofònia per al seu posterior ús i aplicació com a additius sostenibles de polímers biodegradables. En el segon bloc d'estudi es additivar colofònia en matrius de polímers biodegradables, per a això es van realitzar dos treballs. En el primer treball es va emprar poli (butilen adipat-co-tereftalat) (PBAT) com a matriu polimèrica i colofònia (GR) i un pentaeritritol èster de colofònia (UT) com a additius. El PBAT es va mesclar amb les resines en diversos continguts i les formulacions es van processar per extrusió i un posterior emotlament per injecció. En el segon treball es va emprar poli(¿-caprolactona) (PCL) com a matriu polimèrica, i com a additius es van emprar GR i cera d'abella (BW). Les formulacions es van preparar per mescla per extrusió i el processament del material es va dur a terme per una tècnica no convencional que és la manufactura additiva o impressió 3D. En el tercer bloc d'estudi es va realitzar l'additivació de materials termoplàstics utilitzant com a base un polímer biodegradable d'alt rendiment ambiental i com a additiu colofònia i els seus derivats. Com a polímer base es va emprar midó termoplàstic (TPS) i com a additius de van usar els següents derivats de colofònia: colofònia sense modificar (GR), colofònia deshidrogenada (RD), colofònia modificada amb anhidrido maleic (CM), pentaeritritol èster (LF) i èster de glicerol de colofònia (UG). La colofònia es va mesclar amb el TPS per extrusió i el processament de les mescles es va dur a terme per emotlament per injecció. En el quart bloc es va estudiar l'additivació de colofònia a matrius polimèriques mitjançant la tècnica d'electrospulverització. Es van realitzar tres treballs en els quals es va optimitzar i va implementar el procés d'electrospulverització per a la incorporació de microesferes de colofònia en matrius polimèriques. En el primer treball s'avalue l'ús d'un procés electrohidrodinàmic com a mètode d'additivació de colofònia en matrius polimèriques i es van obtindre tant microesferes com microfibres de colofònia depenent de la concentració de la solució inicial. En el segon treball es va optimitzar el procés d'electrospulverització de colofònia a partir de 24 experiments. Posteriorment, les microesferes de GR es van depositar sobre pel·lícules de per a obtindre sistemes bicapa. Els resultats obtinguts van revelar un gran potencial per a processar fàcilment sistemes bicapa. Finalment, en el tercer treball es va usar el mètode optimitzat d'electrospulverització per a additivar microesferes de colofònia sobre la capa exterior d'una màscara quirúrgica a base de polipropilè (PP), i es va determinar que el revestiment de microesferes va ajudar a mantindre la hidrofobicitat original de la capa exterior de la màscara quirúrgica. Els resultats de la tesi indiquen que la colofònia i els seus derivats són versàtils com a additius de matrius termoplàstiques biodegradables i que el procés de d'additivació pot dur-se a terme per mètodes de processament tant convencionals com no convencionals. Les troballes de l'estudi són significatius perquè la colofònia és un material natural obtingut de fonts renovables, no és tòxica i és biocompatible, de manera que el seu ús com a additiu no sols millora les propietats dels polímers biodegradables, sinó que promou l'estudi i desenvolupament de materials sostenibles el que contribueix a la disminució de l'impacte ambiental dels plàstics / [EN] The general objective of this doctoral thesis was to add biodegradable polymers with gum rosin and its derivatives, using conventional and unconventional processing techniques. This thesis presents seven works within four study blocks that constitute the specific objectives of the research. The first study block conducts a comparative characterization of five gum rosins from different sources to determine their properties and establish the differences between each rosin for their subsequent use and application as sustainable additives for biodegradable polymers. The second study block examines the compounding of biodegradable polymer matrices with gum rosin, for which two works were developed. The first work uses poly (butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) as the polymeric matrix and rosin (GR) and a rosin pentaerythritol ester (UT) as additives. PBAT was mixed with the resins in various contents, and the formulations were processed by extrusion and subsequent injection molding. The second work uses poly(¿-caprolactone) (PCL) as a polymeric matrix and GR and beeswax (BW) as additives. The three materials mentioned are biocompatible and biodegradable. The formulations were mixed by extrusion, and the material was processed by an unconventional technique: additive manufacturing or 3D printing. The third study block compounded thermoplastic materials using a biodegradable polymer with high environmental performance as a base and gum rosin and its derivatives as additives. This study used thermoplastic starch (TPS) as the base polymer and the following gum rosin derivatives were used as additives: unmodified rosin (GR), dehydrogenated rosin (RD), rosin modified with maleic anhydride (CM), pentaerythritol ester (LF) and ester of rosin glycerol (UG). Gum rosin and TPS were mixed by extrusion and processed by injection molding. The fourth study block studies the addition of rosin to polymeric matrices using the electrospraying technique. Three works were carried out to optimize and implement the electrospraying process for adding rosin microspheres in polymeric matrices. The first work evaluated the use of an electrohydrodynamic process to add gum rosin to polymeric matrices. The process allowed gum rosin microspheres and microfibers depending on the concentration of the initial solution. The second work optimized the gum rosin electrospraying process from 24 experiments. Subsequently, GR microspheres were deposited on compression molded PCL films to obtain bilayer systems. The results revealed a great potential to efficiently process bilayer systems with high interest in sustainable agricultural, packaging, and/or biomedical applications. Finally, the third work used the optimized electrospraying method to add gum rosin microspheres to the outer layer of polypropylene (PP)-based surgical mask. The results showed that the microsphere coating helped maintain the original hydrophobicity of the outer layer of the surgical mask. The thesis results indicate that gum rosin and its derivatives are versatile as additives in biodegradable thermoplastic matrices and that both conventional and unconventional processing methods can carry out the additive process. The study findings are significant because rosin is a natural material obtained from renewable sources; it is non-toxic and biocompatible. Therefore, using gum rosin as an additive not only improves the properties of biodegradable polymers but also promotes the study and development of sustainable materials, which contributes to reducing the environmental impact of plastics. / Gracias a la Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital, por la beca otorgada (GRISOLIAP/2019/113), que me ha permitido dedicarme completamente a la realización de este proyecto. A la Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital por la ayuda para “Subvenciones para estancias de contratados predoctorales en centros de investigación fuera de la Comunitat Valenciana (BEFPI)” (CIBEFP/2021/30) / Pavón Vargas, CP. (2022). Aditivación de materiales biodegradables mediante el uso de derivados de colofonia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191385