En esta tesis presentamos la arquitectura de un sistema de localización que hace uso de los datos obtenidos a partir de los múltiples sensores disponibles en los smartphones actuales. Nuestro principal objetivo es ofrecer una solución capaz de soportar servicios basados en localización precisos, tales como aplicaciones de realidad aumentada, alcanzando un buen equilibrio entre la precisión y el rendimiento obtenidos. Presentaremos la arquitectura que abarca el diseño de nuestro sistema propuesto. Dicha arquitectura soporta el diseño y desarrollo de servicios capaces de combinar sensores de distinta naturaleza. Su estructura organizada en capas así como la especificación detallada de sus entidades, permite soportar diferentes configuraciones de sistemas. En primer lugar nos centramos en el análisis de técnicas de localización basadas en huellas de señales IEEE 802.11, siendo capaces de determinar la posición de un dispositivo con unos pocos metros de error de estimación. Para mejorar la eficiencia de nuestra solución se proponen varias mejora basadas en la integración de sensores adicionales, tales como la cámara o sensores inerciales. Haciendo uso de técnicas para la extracción de características invariantes a escala de imágenes, somos capaces de mejorar de forma notable la fiabilidad de nuestra solución. Además, damos un paso adelante en el análisis de imágenes mediante la integración de técnicas de visión por computador tales como visual structure from motion. Esto nos permite hacer reconstrucciones 3D del entorno en el que nos encontramos, y aplicando técnicas de resección de imagen, somos capaces de estimar de forma precisa la posición 3D y la rotación de un dispositivo en el espacio, llegando a obtener precisiones alrededor de los 15 centímetros de error de media. Nuestra propuesta multisensor trabaja en dos fases diferentes. En primer lugar se obtiene una estimación de grano grueso basándonos en las señales WiFi, la brújula digital y el acelerómetro. Para ello utilizamos técnicas basadas en mapas de huellas, técnicas probabilísticas y estimadores de movimiento. Después, haciendo uso de las imágenes capturadas por la cámara, se lleva a cabo un proceso de análisis de imágenes centrándonos en la zona concreta del modelo 3D construido delimitada por la estimación previa obtenida. Debido a las dificultades encontradas para construir modelos 3D precisos en entornos grandes y repetitivos, durante la fase de entrenamiento nuestra propuesta hace uso de técnicas de procesamiento de datos obtenidos mediante unidades de medición inerciales (IMU). Este proceso nos permite reducir los problemas de escalabilidad relacionados con la aparición de elementos estructurales similares en grandes escenarios de interior. El hecho de obtener modelos 3D precisos del entorno mejora la eficiencia de las técnicas de resección de cámara. En consecuencia, el error de estimación disminuye hasta los 5 centímetros de media, con tiempos de respuesta por debajo de los 250 milisegundos. El conjunto de técnicas presentas soporta una amplia variedad de aplicaciones basadas en localización, desde aquellas que requieren un posicionamiento aproximado hasta aquellas con altos requisitos de precisión. / In this thesis we present the architecture of a localization system that uses data from multiple sensors available in commodity smartphones. Our main aim is to provide a solution able to support accurate location-based services, such as augmented reality applications, pursuing a good balance between accuracy and performance. We present the architecture which encompasses the overall system proposed. This architecture supports the design and development of services able to combine different types of sensors. Its layered structure and the specification of well-designed entities makes it able to support different system configurations. First we focus on the analysis of location fingerprinting techniques based on IEEE 802.11, feasible to determine the position of a device with a few meters of estimation error. Several refinements, based on the integration of additional sensors such as the camera or the inertial, are introduced to improve the efficiency of our solution. Using scale invariant features extracted from images we provide a solution for scene recognition that clearly improves the reliability of our result. Moreover, we take a step forward in the image analysis by including visual structure from motion techniques. It allows us to run off-line 3D reconstructions of the environment, and applying image resection techniques, we are able to provide precise estimations of both the 3D position and rotation of the device, obtaining an accuracy around 15 centimeters of error. Our multisensor solution works in two different stages. We first obtain a coarse-grained estimation based on WiFi signals, digital compass, and built-in accelerometer, making use of fingerprinting methods, probabilistic techniques, and motion estimators. Then, using the images captured by the camera, we carry out the image analysis focusing on the subset of the 3D model spatially delimited by the previously obtained coarse estimation. Because of the difficulties found to build accurate 3D models in large and repetitive environments, our proposal makes use of state-of-the-art IMU data processing techniques during the training phase, in order to reliably generate 3D representations of the targeted environment. This process solves typical scalability issues related to visually repetitive structures in large indoor scenarios. The fact of getting high accurate 3D representations of the testbed scenario improves the efficiency of camera resection techniques, reducing the estimation error to 5 centimeters, with response times below 250 milliseconds. The set of techniques presented supports a wide range of location-based applications, from those requiring a coarse estimation to those with high accuracy requirements.

El estudio de la radiación del Fondo Cósmico de Microondas como principal evidencia del Big Bang como teoría de origen del Universo lleva consigo el desarrollado de receptores de muy alta sensibilidad y ancho de banda en la banda de ondas milimétricas. En esta tesis, se desarrolla el diseño e integración del receptor de la banda de 26 a 36 GHz del instrumento QUIJOTE (Q-U-I JOint TEnerife) que está basado en la conmutación de estados a través de conmutadores de fase de 180º y de 90º. Los circuitos conmutadores deben proporcionar una diferencia de fase plana, de 180º o de 90º respectivamente, en el rango de frecuencias del receptor. Además, en esta tesis se desarrolla el diseño de detectores a diodo, que deben proporcionar la conversión de la potencia de la señal de microondas a niveles de tensión a su salida, para lo que utilizan diodos Schottky. A su vez se analiza el comportamiento de circuitos y dispositivos discretos (diodos) con el cambio de la temperatura de operación, estudiando sus variaciones. Por último, para el desarrollo de los circuitos ha sido necesario el modelado de diodos de microondas, tanto Schottky como PIN, para su utilización en los circuitos y la operación de los circuitos a temperatura ambiente y a temperatura criogénica (alrededor de 15 K). / The analysis of the Cosmic Microwave Background radiation as main evidence of the Big Bang theory involves the development of very high sensitivity receivers and broadband working in millimetre-wave frequencies. In this thesis, the 26 to 36 GHz frequency band QUIJOTE (Q-U-I JOint TEnerife) instrument receiver is designed and integrated, which is based on phase switching using 180º and 90º phase switches. The phase switching circuits must ensure a flat phase difference, 180º or 90º respectively, in the whole frequency range covered by the receiver. Besides, microwave detectors based on Schottky diode are developed which convert the power of the microwave signal into output voltages. The behaviour and variations in performance of circuits and discrete devices are also analysed as a function of the working physical temperature. Finally, the modelling of microwave diodes, such as Schottky and PIN, is described, which are intended for their use on the design stage of the circuits at room and cryogenic (around 15 K) temperatures.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Telecomunicações) na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Dr. Artur Pimenta Alves

Esta Memoria aborda el estudio de la dinámica de actitud de un sólido rígido triaxial (parte integrable) bajo la acción de lo que se conoce como gravity-gradient torque (perturbación). El sistema así constituido resulta ser uno de los modelos básicos no integrables válidos para analizar el movimiento tanto de satélites artificiales como de otros cuerpos naturales. Una forma muy común de abordar este tipo de problemas es llevar a cabo lo que se conoce como la reducción completa de la parte integrable considerada como orden cero. En ese sentido se han propuesto en la literatura distintos conjuntos de variables tomando como base las variables de Andoyer. Así, el principal objetivo de este trabajo es mostrar el comportamiento de dos conjuntos diferentes de estas variables que pueden presentar ciertas propiedades que las hacen más o menos adecuadas para el estudio de una perturbación. El primer conjunto, conocido como variables de ángulo-acción, fue introducido por Sadov, el cual será comparado con un nuevo conjunto propuesto recientemente por Ferrer y Lara. Además del capítulo introductorio, en el Capítulo 2 se realiza una revisión del sólido libre. La integración del problema no perturbado se da en variables de Andoyer, las cuales se emplearán para llevar a cabo la reducción completa del problema. Por otra parte, este Capítulo 2 recoge en detalle la idea de llevar a cabo la integración del problema realizando una regularización consistente en un cambio de la variable independiente (el tiempo). En ambas integraciones se ofrecen detalles sobre la manipulación de las funciones elípticas involucradas. El capítulo finaliza con una sección donde se recoge el estudio de las fases del problema. El Capítulo 3 muestra cómo se lleva a cabo la reducción completa del problema resolviendo la ecuación de Hamilton-Jacobi a la Poincaré. Dado que existen distintas variables intermedias que permiten resolver las cuadraturas existentes, utilizamos una diferente a la propuesta por Sadov para deducir un conjunto alternativo de variables de ángulo-acción cuya bondad dependerá del tipo de perturbación que se esté manejando. Finalmente se presentan las ecuaciones de transformación expresadas en términos de funciones Theta de Jacobi. En el Capítulo 4 se realiza una aproximación en forma cerrada de primer orden del problema perturbado donde se muestra, no sólo el modo en que se manejan las funciones elípticas bajo el método de perturbación, sino también las diferencias existentes cuando éstas se analizan empleando los dos conjuntos diferentes de variables estudiados en esta Memoria. A su vez, el Capítulo 5 emula al Capítulo 4 con el objetivo de comparar las soluciones analíticas y numéricas dadas por un desarrollo en serie de la función perturbación. En este sentido, dado que anteriores trabajos han llevado a cabo desarrollos en serie de Fourier, en esta Memoria exploramos la posibilidad de llevar a cabo series de Taylor de funciones elípticas previamente expresadas en términos de funciones Theta de Jacobi. Los resultados muestran que la aplicación de ambos conjuntos de variables a la perturbación tratada difiere esencialmente en el hecho de que la derivada de la función Zeta de Jacobi con respecto al módulo elíptico, presente en las ecuaciones de transformación, no es periódica en variables Ferrer-Lara, lo cual produce un efecto rizado creciente en la evolución temporal de las variables del problema que no se observa en las variables de ángulo-acción. / This Memoir focuses on the attitude dynamics of a triaxial rigid body (integrable part) under gravity-gradient torque (perturbation), which is considered one of the basic nonintegrable models to analyze the attitude propagation of artificial satellites, although this approximation is also valid to describe the motion of natural bodies. A common way to tackle such approximations is to accomplish the complete reduction of the integrable part considered as the zero order. Different sets of variables have been proposed in the literature in order to address such analytical approximation, most of them starting from Andoyer variables. Thus, the main goal of this work is to show the behaviour of two different sets of these variables which may present a number of properties which can make them more or less suitable for the study of a perturbation. The first set, well known as action-angle variables, was introduced by Sadov and we will compare it with a new set recently proposed by Ferrer and Lara. Apart from the Introduction, in Chapter 2 the free rigid body dynamics is revisited. The integration of the torque-free motion is given in Andoyer variables, which will be used to accomplish the complete reduction of the torque-free motion. Some details on the manipulation of the involved elliptic functions are also given. Furthermore, a different way to address the integration of the free rigid body problem is carried out by a regularization of time. Finally, due to a renewal of interest in geometric aspects of the rigid body dynamics, a study of the phases of the problem is also included. Chapter 3 shows how the complete reduction is carried out by solving the Hamilton-Jacobi-Poincaé equation. Moreover, an alternative intermediary variable is used to build up a new set of action-angle variables which may be utilized for the study of a number of perturbations.\par Next, a first-order closed form solution of the perturbed problem is presented in Chapter 4 where it is shown not only the way to handle the elliptic functions under a perturbation method but also the existing differences when analyzing them using the two different sets of variables given by Sadov and Ferrer-Lara. In turn, Chapter 5 emulates Chapter 4 in order to compare the analytical and numerical solutions given by a series expansion of the perturbing function. In this sense, since other previous works have carried out expansions as Fourier Series, in this work we explore the possibility of developing Taylor expansions of the elliptic functions previously expressed in terms of Jacobi Theta functions. The results show that the application of both sets of variables to the perturbing function differs in the fact that the partial derivative of the Jacobi Zeta function with respect to the elliptic modulus, which is present in the transformation equations, is not periodic in Ferrer-Lara variables. This fact produces an increasing curly effect along the evolution of the variables of the problem which is not observed when action-angle variables are used.

OBJETIVOS El trabajo realizado en esta tesis doctoral persigue los siguientes objetivos: (i) Definición y formalización de una metodología de minería de opiniones basada en características para clasificar los sentimientos de las opiniones. Esta metodología incluirá procesamiento del lenguaje natural, identificación de características, cálculo de la polaridad de las características y análisis de sentimientos; (ii) Diseño e implementación de una aplicación software para llevar a cabo el proceso de análisis de sentimientos de las opiniones de los usuarios. Este sistema se diseñará para cumplir con los requisitos que implica el entorno de minería de opiniones descrito. Se emplearán para ello las tecnologías más novedosas y los recursos mejor valorados disponibles actualmente; (iii) Validación de la aplicación de software en varios dominios. La metodología propuesta y el software desarrollado serán validados en dos dominios totalmente diferentes: opiniones sobre películas y finanzas. METODOLOGÍA La metodología que se ha creado responde a un innovador sistema de análisis de sentimientos basado en características que utiliza como base de conocimiento una ontología del dominio. Esta metodología propuesta es independiente del dominio y del idioma empleados. A partir de ella se identifican las características relevantes dentro de cada opinión. Durante el proceso de identificación se tiene en cuenta la estructura semántica de la ontología. Cada una de las frases que contengan expresiones lingüísticas que estén directamente relacionadas con términos de la ontología se tienen en cuenta para calcular la polaridad global de la opinión del usuario. La aplicación de esta metodología ha propiciado el desarrollo de un nuevo software para la clasificación de sentimientos de opiniones basado en cálculos vectoriales en el espacio R3. CONCLUSIONES El tipo de lenguaje informal que emplean los usuarios en sus opiniones dificulta mucho el empleo de técnicas de PLN efectivas. Las herramientas que tenemos en la actualidad no contemplan irregularidades lingüísticas en la mayoría de los casos. La investigación llevada a cabo en este trabajo ha estado motivada principalmente por la carencia de recursos, métodos y herramientas para un efectivo procesamiento de la información subjetiva. Además, el uso de ontologías en el proceso de minería de opiniones basada en características resulta muy beneficioso. El sistema de software implementado alcanza resultados óptimos cuando hay muchas palabras con alto contenido emocional cerca de la expresión lingüística que identifica a una característica dentro de la opinión de un usuario. Ya que el sistema tiene mucha información para poder calcular correctamente la polaridad de la característica. Dependiendo del dominio en el que se trabaje se tendrá un grado de subjetividad más o menos alto a la hora de clasificar las características identificadas en las opiniones. En dominios donde la ambigüedad y el margen de interpretación en función del contexto son bajos, cómo por ejemplo el dominio de las películas, los resultados para la clasificación de sentimientos de características serán buenos. En otros donde las opiniones tengan mucho margen de interpretación, exista un componente de ambigüedad alto y las opiniones tengan un significado muy ligado al momento temporal en el que se emiten, los resultados para la clasificación de sentimientos de características serán peores. Este es el caso del dominio financiero. / The work done in this thesis has the following objectives: (i) Definition and formalization of a feature-based opinion mining methodology to classify the feelings of opinions. This methodology will include natural language processing, feature identification, features polarity calculation and sentiment analysis; (ii) Design and implementation of a software application to perform the sentiment analysis in user reviews. This system will be designed to meet the requirements involving the methodology. The latest technologies and the most valued resources currently available will be used; (iii) Validation of the software application in several domains. The proposed methodology and the software application will be validated in two entirely different domains: movies and finance reviews. METHODOLOGY The methodology proposed in this work has been used to develop a software system to perform featured-based opinion mining in user reviews. It uses a domain ontology as knowledge base. This methodology is independent of the domain and language used. The relevant features are identified within each review. During the features identification process the system uses the semantic structure of the ontology. Each phrase that contain linguistic expressions that are directly related to ontology concepts are taken into account when calculating the overall polarity of the user opinions. The system for the classification of feelings in user opinions is based on vector calculations in the R3 space. CONCLUSIONS The informal language used by users in their opinions hinders the use of effective NLP techniques much. In most cases the existing tools do not include irregularities linguistic. The research conducted in this work has been motivated primarily by a lack of resources, methods and tools for effective processing of subjective information. Furthermore, the use of ontologies in the feature based opinion mining process produces large profits. The software system deployed achieves optimal results when there are many words with high emotional content near linguistic expression identifying a feature within a user's opinion. Since the system has a lot of information to calculate the feature polarity properly. Each domain will have a degree of subjectivity rather high when classifying identified features in the opinions. In domains where ambiguity and interpretation depending on the context are low, such as the domain of movies, the results for features sentiment analysis are promising. In other where opinions have much interpretation of context and there is a high component ambiguity results for feature based opinion mining process will be worse. This is the case in the financial domain.

Amb aquesta tesi s'intenta aportar la informació necessària per a millorar el coneixement dels camps de radiació ionitzant ambiental d'origen natural, i contribuir així a la millora de la gestió de les estacions de vigilància radiològica ambiental. Es fa especial èmfasi en les variacions de la taxa de dosi ambiental i la seva relació amb diverses variables meteorològiques com la pressió atmosfèrica, la concentració de radó a l'aire, i la presència de descendents del radó (214Pb y 214Bi) a la pluja. D'aquesta forma, s'han modelitzat les oscil·lacions de la radiació ionitzant ambiental durant els episodis secs (absència de pluja) i durant certs episodis humits (presència de pluja). Els paràmetres d'aquest model s'han obtingut mitjançant les dades experimentals obtingudes durant diversos anys (1995 a 1998) a l'estació ESCRA. Posteriorment s'ha utilitzat el model per a reproduir la variació de la taxa de dosi natural durant l'any 1999, obtenint-se resultats molt satisfactoris. Pel que respecta als episodis humits, també s'han reproduït els increments de taxa de dosi ambiental natural durant i després de períodes de pluja, utilitzant les dades registrades amb l'equip SARAC. Aquest equip, que ha sigut desenvolupat íntegrament en el marc d'aquesta tesi i s'ha instal·lat a l'estació ESCRA, permet determinar la concentració d'emissors de radiació gamma de vida curta, presents a l'aigua de pluja. Un dels avantatges d'aquest dispositiu consisteix en que ofereix resultats de forma continua, donat que es troba totalment automatitzat. Per a la identificació de radionúclids emissors gamma utilitza un sistema d'espectrometria gamma amb cristall de germani intrínsec d'alta puresa (HPGe), refrigerat amb nitrogen líquid. El funcionament de l'equip SARAC ha permès determinar la concentració dels descendents del radó que són emissors gamma (214Pb y 214Bi) a l'aigua de pluja, i observar la seva variació al llarg de tot un episodi de pluja a intervals de 10 minuts.S'aporten les tècniques necessàries per a determinar els factors de dosi que relacionen la concentració de radionúclids d'origen artificial depositats (per l'acció de la pluja) sobre el terreny que envolta l'estació ESCRA, amb la taxa de dosi mitjana en diverses posicions de la torre meteorològica de la estació. Per a la determinació dels factors de dosi s'han utilitzat tècniques de simulació Monte Carlo (MC) i diverses tècniques de reducció de variança per a minimitzar el temps de simulació. En concret, s'ha utilitzat un paquet de rutines de simulació denominat PENELOPEEls resultats obtinguts en aquesta tesi indiquen que cada emplaçament a on s'ubica una estació de vigilància s'ha de caracteritzar meteorològicament i radiològiocament abans de la seva explotació, per tal de determinar de forma precisa els principals elements d'influència de la dosi ambiental. La modelització de les variacions de la taxa de dosi ambiental d'origen natural en episodis secs i humits permetrà discriminar els increments de dosi deguts a causes artificials de les exclusivament naturals que són registrats per les estacions de vigilància radiològica ambiental. D'aquesta forma es podrà optimitzar la gestió de les alertes i reduir el nombre de falses alarmes.En referència als episodis de pluja, l'equip SARAC és de gran utilitat, donat que a més de registrar els descendents de radó emissors gamma, també permet determinar de forma continua i in situ altres emissors gamma que puguin tenir un origen artificial. / Con esta tesis se pretende aportar la información necesaria para mejorar el conocimiento de los campos de radiación ionizante ambiental de origen natural y contribuir así a una mejor gestión de las estaciones de vigilancia radiológica ambiental. Se hace especial énfasis en las variaciones de la tasa de dosis ambiental y su relación con diversas variables meteorológicas tales como la presión atmosférica, la concentración de radón en el aire, y la presencia de descendientes del radón (214Pb y 214Bi) en la lluvia. De este modo, se han modelizado las oscilaciones de la radiación ionizante ambiental durante los episodios secos (ausencia de lluvia) y durante ciertos episodios húmedos (presencia de lluvia). Los parámetros de dicho modelo se han obtenido mediante los datos experimentales obtenidos durante varios años (1995 a 1998) en la estación ESCRA. Posteriormente se ha utilizado el modelo para reproducir la variación de la tasa de dosis natural durante el año 1999 obteniéndose resultados muy satisfactorios. Por lo que respecta a los episodios húmedos, también se han reproducido los incrementos de dosis ambiental natural durante y después de periodos de lluvia, empleando los datos registrados con el equipo SARAC. Dicho equipo, que ha sido desarrollado íntegramente en el marco de esta tesis y se ha instalado en la estación ESCRA, permite determinar la concentración de emisores de radiación gamma de vida corta, presentes en el agua de lluvia. La ventaja de dicho dispositivo consiste en que ofrece resultados de forma continua ya que se encuentra totalmente automatizado. Para la identificación de radionuicleidos emisores gamma utiliza un sistema de espectrometría gamma de germanio intrínseco de alta pureza refrigerado con nitrógeno líquido. La operación del equipo SARAC ha permitido determinar la concentración de los descendientes del radón emisores gamma 214Pb y 214Bi en el agua de lluvia y observar su variación temporal a lo largo de todo un episodio de lluvia a intervalos de 10 minutos.Se aportan las técnicas necesarias para determinar los factores de dosis que relacionan la concentración de radionucleidos de origen artificial depositados (por la acción de la lluvia) en el terreno que rodea la estación ESCRA, con la tasa de dosis medida en distintas posiciones de la torre meteorológica de la estación. Para la determinación de los factores de dosis se han utilizado técnicas de simulación Monte Carlo (MC) y ciertas técnicas de reducción de varianza para minimizar el tiempo de simulación. En concreto se ha utilizado un paquete de rutinas de simulación denominado PENELOPE.Los resultados obtenidos con esta tesis indican que cada emplazamiento donde se ubica una estación de vigilancia debe ser caracterizado meteorológicamente y radiológicamente con anterioridad a su explotación para determinar de forma precisa los principales elementos de influencia en la dosis ambiental. La modelización las variaciones de la tasa de dosis ambiental de origen natural en episodios secos y húmedos permite discriminar los incrementos de dosis debidos a causas artificiales de los exclusivamente naturales que son registrados por las estaciones de vigilancia radiológica ambiental. De esta forma se podrá optimizar la gestión de las alertas y reducir el número de falsas alarmas.En lo que se refiere a los episodios de lluvia, el equipo SARAC es de gran utilidad ya que además de registrar los descendientes de radón emisores gamma permite determinar de forma continua e in situ otros emisores gamma que pueden tener un origen artificial. / This thesis contributes to the knowledge of environmental ionizing radiation fields from natural origin. It is focused on the characterization of stations for the environmental ionizing radiation surveillance. We have modeled time variations of the environmental doserate related with the atmospheric pressure, the radon concentration in air, and rain precipitation. The presence of the radon progeny (214Pb and 214Bi - gamma emitters) in rain implies an increase on the environmental doserate. The model has been validated by means of experimental data, measured at the ESCRA Station (located in Barcelona) during several years (1995 to 1999). At wet (rain) periods, we have reproduced the increments of natural environmental doserate, using data collected with the SARAC device. This device has been developed entirely in the mark of this thesis and has been settled in the station ESCRA; it allows the measurement of short lived gamma emitters in rainwater. One of the goals of this device is that it is automated allowing the measurement of gamma emitters "in situ" each 10 minutes. Gamma emitters in rainwater are detected by mains of a High Purity Germanium Detector cooled with liquid nitrogen. The operation of the SARAC device has allowed the measurement of natural gamma emitter concentration in rainwater along rain episodes at intervals of 10 minutes.To model the environmental doserate variations with time, is required to know some dose factors which relates the gamma emitters deposited on the soil, in the surroundings of the ESCRA Station, with the doserate measured at a point (the position of a gamma probe). These dose factors have been obtained by means of the simulation of the transport of the gamma and beta radiation emitted by the soil, and their interaction with gamma probes and the surroundings of the ESCRA Station. These simulations have been done with techniques of Monte Carlo (MC) for the transport of gamma and beta radiation, and also techniques of variance reduction to minimize the time of the simulations. To perform these simulations, we have used the simulation package PENELOPE.The results obtained with this thesis shows that each station for the surveillance of environmental ionizing radiation should be meteorological and radiological characterized prior to its exploitation. It also implies the knowledge of the dose factors (at each probe location) of the main radionuclides (gamma emitters) presents in the soil and buildings surrounding the surveillance station. Monte Carlo simulation techniques described in this thesis could be used. The knowledge of the origin of natural variations of environmental doserate in dry and wet episodes allows discriminate those variations from artificial origin. This allows to optimize the administration of alerts and to reduce the number of false alarms.The successful operation of the SARAC device is a goal that allows us to increase our knowledge of the environmental ionizing radiation fields during rain episodes.

OBJETIVOS De la determinación de los componentes y el diseño de un modelo de estructura para dispositivos móviles adecuado para las Enseñanzas Artísticas Visuales (EAV), fundamentado en la racionalización de los elementos que lo han de configurar, y que pueda implantarse en un entorno de enseñanza, se han derivado tres objetivos de investigación: • Objetivo 1: Crear un modelo organizativo de Diseño Instruccional válido para m-Learning y las Enseñanzas Artísticas Visuales. • Objetivo 2: Crear una planificación estratégica integradora para llevar a cabo las Enseñanzas Artísticas Visuales mediante dispositivos móviles. • Objetivo 3: Crear un modelo operativo interactivo fundamentado en las teorías de aprendizaje genéricas, en las teorías de aprendizaje de e-Learning, y en modelos m-Learning, para llevar a cabo las Enseñanzas Artísticas Visuales mediante dispositivos móviles. Los objetivos planteados van encaminados a unificar y concretar los elementos que serán necesarios incorporar en un modelo de enseñanza que resuelva la planificación del proceso de aprendizaje de las EAV a través de dispositivos móviles. METODOLOGÍA Se ha adoptado una estrategia de búsqueda y de análisis de los factores que se consideran imprescindibles, para que desde una perspectiva crítica poder diseñar espacios comunicativos que permitan enfrentarse a una problemática educativa que ha de adaptarse a nuevos tiempos. Esto se va a llevar a cabo mediante la creación de un modelo teórico de gestión del conocimiento focalizado en el estudiante y en los procesos que debe ejercitar dentro del aprendizaje de las EAV. Para esta finalidad, la construcción teórica del modelo tiene que integrar todos los componentes que fundamentan la educación a través de la tecnología, pero además integrando los aspectos diferenciadores que los dispositivos móviles poseen. La metodología de investigación que guía los pasos que se van a llevar a cabo está basada en un desarrollo hipotético-deductivo que parte de enunciados generales de teorías, de modelos educativos, diseños de instrucción, investigaciones y experiencias. De aquí se han deducido hechos contrastados a los que se les ha dotado de fiabilidad y validez al triangular la información según cada caso, y sobre los que se han aportado distintas visiones, enfoques y desarrollos sobre los temas tratados. Partiendo de estos hechos se ha derivado el problema de esta investigación, sobre el que descansa toda la lógica racional deductiva, y que supone la base fundamental y guía estructural para la resolución teórica del problema y la consecución de los objetivos marcados. Desde estas premisas, la lógica que se ha llevado a cabo para poder abordar el problema ha contemplado siempre la pertinencia académica, tanto en cuanto que no se pretende establecer leyes, sino que desde una visión holística del proceso enseñanza-aprendizaje se deducen los planteamientos, situaciones y conceptos necesarios para que en una labor participativa y activa del estudiante se integren esos conceptos en metodologías dirigidas a un aprendizaje móvil de las EAV. Las pautas secuenciales son las que se expresan a continuación: 1. Definir la estructura del modelo de DI. 2. Definir el escenario de aprendizaje. 3. Crear una estructura general de planificación estratégica. 4. Determinar las relaciones de cada componente de la planificación estratégica con la fundamentación teórica del m-Learning. 5. Establecer una estrategia metodológica de enseñanza para las artes visuales mediante m-Learning. 6. Realizar una propuesta gráfica de las distintas situaciones que se pueden dar durante la navegación interactiva. 7. Establecer las relaciones entre las distintas propuestas gráficas y los conceptos de aprendizaje en entornos móviles para las Enseñanzas Artísticas Visuales. CONCLUSIONES Partiendo de sistemas ampliamente utilizados aunque todavía en desarrollo como son los del e-Learning, se han relacionado sus características y potencialidades con las del m-Learning por pertenecer a un mismo tronco común. Las estructuras organizativas que es necesario utilizar representan una parte muy importante en cualquier sistema basado en la tecnología móvil, que incluye implícitamente unas formas de uso y de comunicación que a día de hoy es imposible realizar desde otros medios, motivo por el que se ha investigado sobre modelos de enseñanza móvil adecuados para el fin que se busca, integrándolos dentro del modelo propuesto. Desde aquí, y junto a la estructura organizativa que se ha derivado de modelos de diseño instruccional, el modelo EAVm-Learning ha tomado forma, dando respuesta al primer objetivo de investigación. El proceso enseñanza-aprendizaje de las Enseñanzas Artísticas Visuales en entornos tecnológicos tiene que integrar elementos educativos asociados a las formas de estructuración y de organización metodológica. Esto se evidencia aún más cuando para aplicar la tecnología con garantías se requiere de un estudio integral para comprender cómo se produce el aprendizaje cuando los escenarios y los contextos cobran tanta importancia, amplificados por la movilidad y la manera de acceder a la información que proporcionan los dispositivos móviles. En el modelo que se ha diseñado se integran estos factores: el diseño de escenarios por el profesor, que adquiere un nuevo rol como mentor o facilitador del aprendizaje, y por otro, más importante si cabe, la experiencia del propio alumno en contextos reales y auténticos. Esto se ve fortalecido por una estructura que potencia el aprendizaje autónomo y comprometido, apoyado por la comunicación entre sus compañeros y el profesor, ofreciendo la posibilidad de trabajar cooperativamente en espacios compartidos. El modelo propuesto representa una planificación de la estrategia que consideramos necesaria para que exista una evolución real de la docencia de las EAV paralela a los cambios tecnológicos, comunicativos y de navegación interactiva que la sociedad ha integrado en sus usos cotidianos, estructura integrada en el segundo y tercer objetivo de investigación planteado. Se es consciente de que este planteamiento, pudiéndose implantar como una metodología docente autónoma, lleva implícito que el propio modelo pueda pertenecer a un modelo estructural superior, integrándose en un sistema más amplio y complejo todavía por desarrollar, pero este supuesto no se ha tratado en este documento por excederse de su intencionalidad. Esto abre nuevas líneas de investigación tan interesantes como estimulantes. / In determining the components and the design of a model structure for mobile devices suitable for the Visual Arts Education (VAE), based on the rationalization of the elements that have been set up, and that can be implanted in a teaching environment, has developed three objectives investigation: • Objective 1: Create an organizational model valid of Instructional Design for m-Learning and Visual Art Education. • Objective 2: Create an integrated strategic planning to carry out Visual Art Education using mobile devices. • Objective 3: Create an interactive operating model based on generic theories of learning, learning theories of e-Learning, m-Learning and models, to perform Visual Arts Education using mobile devices. The objectives are aimed at unifying and identifying elements that will be required to incorporate into a teaching model that addresses the planning of the learning process of the VAE through mobile devices. METHODOLOGY It has adopted a strategy of search and analysis of the factors that are considered essential, so that from a critical perspective to design communication spaces that allow facing an educational problem that must adapt to new times. This will be accomplished by creating a theoretical management model focused on the student and processes that must be exercised within the learning of knowledge VAE. For this purpose, the theoretical construction of the model must integrate all the components that support education through technology, but also integrating the differentiating aspects that mobile devices have. The research methodology that guides the steps to be carried out is based on a hypothetical-deductive development of general statements of theories, educational models, instructional design, research and experience. From here you have deduced hard evidence to which they have been provided reliability and validity to triangulate the information according to each case, and which have contributed different visions, approaches and developments on the issues. Based on these facts it has led the problem of this research, on which rests the whole rational deductive logic, and representing the foundation and structural guidance for theoretical problem solving and achieving the objectives. On this basis, the rationale has been carried out to address the problem has always contemplated the academic relevance, so long as it is not intended to establish laws, but from a holistic vision of the teaching-learning process approaches are deducted, situations and concepts needed for a participatory and active work of the student those concepts are integrated into methodologies directed to a mobile learning in VAE. The sequential patterns are as given below: 1. Define the structure of a model of ID. 2. Define the learning scenario. 3. Create a general structure of strategic planning. 4. Determine the relationship of each component of strategic planning with the theoretical foundation of m-Learning. 5. Establish a methodology teaching strategy for the visual arts by m-Learning. 6. Make a graphic proposal of the various situations that may occur during interactive navigation. 7. Establish relationships between different design concepts and learning concepts in mobile environments for Visual Arts Education. CONCLUSIONS Systems based on widely used but still in development such as e-Learning, have been associated with their characteristics and potential of the m-Learning for belonging to the same common trunk. Organizational structures must be used represent a very important part of any mobile technology-based system, which implicitly includes some forms of use and communication today is impossible since other means, why it was investigated on mobile teaching models suitable for the purpose sought, integrating them into the proposed model. From here, and together with the organizational structure that has been derived from models of instructional design, EAVm-Learning model has taken shape, responding to the first objective research. The teaching and learning of Visual Arts Education in technological environments educational process has to integrate elements associated with the ways of structuring and methodological organization. This is even more evident when to apply technology guarantees it requires a comprehensive study to understand how learning occurs when the scenarios and contexts charge as important, amplified by mobility and how to access the information provided by mobile devices. Stage design by the teacher, who takes on a new role as a mentor or facilitator of learning, and for another, even more important, the student's own experience in real contexts: in the model that is designed these factors are integrated authentic. This is strengthened by an autonomous power structure and engaged learning, supported by communication among peers and teacher, offering the ability to work cooperatively in shared spaces. The proposed model is a planning strategy that we consider necessary for there to be a real evolution of the teaching of the VAE parallel to technological, communicative and interactive navigation changes that society has integrated into their everyday uses, structure integrated in the second and third target proposed research. It is aware that this approach, can be implemented as an autonomous teaching methodology, it implies that the model itself may belong to a higher structural model, integrated into a wider and complex system yet to be developed, but this assumption has not been addressed in this document exceeded its intent. This opens up new lines of research as interesting as stimulants.

Esta Tesis Doctoral es un trabajo empírico que tiene como propósito conocer el uso que hacen de los videojuegos los estudiantes de Grado de la Universidad de Murcia, así como la percepción que tienen de su utilización en diferentes contextos educativos contemplados como recursos didácticos en el proceso de enseñanza-aprendizaje. En el marco teórico de este trabajo se hace una revisión de las diferentes conceptualizaciones de los juegos digitales y de sus características fundamentales. Así mismo, se exponen diversas tipologías sobre los mismos, sus atractivos, los valores que se transmiten a través de su uso y los riesgos que conllevan. La revisión de los estudios empíricos que han utilizado los videojuegos como un recurso didáctico o que han concluido que su utilización aporta resultados positivos durante el proceso de enseñanza-aprendizaje de los usuarios, evidencia la relevancia del planteamiento del problema de esta investigación, así como la necesidad de continuar realizando trabajos en esta línea desde las diferentes perspectivas de los agentes y elementos implicados, y desde una pluralidad de enfoques metodológicos. El trabajo trata de dar respuesta a estos objetivos: - Describir el perfil de los estudiantes universitarios usuarios de videojuegos según sus características personales y académicas. - Conocer la utilización que hacen los estudiantes universitarios de los videojuegos atendiendo a sus características personales y académicas. - Valorar la percepción que tienen los estudiantes universitarios acerca de los aspectos atractivos de los videojuegos y del perfil de los videojugadores. - Analizar la percepción que tienen los estudiantes universitarios sobre el uso educativo de los videojuegos y su experiencia de utilización a lo largo de su itinerario educativo. - Valorar la percepción que tienen los estudiantes videojugadores sobre los aprendizajes y habilidades que permiten desarrollar los videojuegos. La muestra de nuestro estudio ha abarcado a todas las titulaciones de Grado implantadas en la Universidad de Murcia durante el curso académico 2009/2010. Desde el planteamiento de un estudio tipo encuesta, se ha diseñado un cuestionario de elaboración propia; se trata de un cuestionario semiestructurado que ha pasado por diferentes etapas y procesos analíticos para llegar a su estado actual de validez. Los análisis inferenciales de los datos nos han permitido contrastar las hipótesis formuladas para analizar las asociaciones y relaciones entre las variables implicadas, y por ende dar respuesta a los objetivos planteados. Destacamos algunas de las conclusiones, de acuerdo con cada uno de los objetivos planteados: - Las variables que contribuyen a explicar de forma significativa el hecho de ser o no videojugador son el género, la edad y el área de conocimiento en la que se ubica la titulación que cursa el estudiante. - El ordenador personal se proclama como el dispositivo más utilizado para jugar a videojuegos, además de ser el más preferido entre los diferentes soportes disponibles. En cuanto a su dedicación, más de tres cuartas partes manifiesta destinar menos de cinco horas semanales a los videojuegos, existiendo una correlación positiva entre las horas de dedicación al ordenador y las horas destinadas a jugar con videojuegos. También se evidencia que el área de conocimiento de las titulaciones de Grado de los videojugadores universitarios influyen en el número de horas que dedican al ordenador y a los videojuegos. Atendiendo al contenido de los videojuegos, se evidencia una orientación más didáctica o encaminada hacia el aprendizaje por parte de las mujeres, mientras que los hombres manifiestan unas preferencias asociadas hacia el ocio y el entretenimiento. En este sentido, se destacan como títulos preferidos Sing Star, Pro Evolution Soccer y Los Sims. - Casi todos los aspectos considerados como atractivos son bien valorados por los usuarios, observándose algunas diferencias con respecto al género, donde las universitarias videojugadoras se muestran más afines a su utilización como recurso didáctico. - Los estudiantes universitarios de género masculino son quienes consideran en mayor proporción el valor didáctico de los videojuegos para el aprendizaje en los niveles educativos de Infantil, Primaria y Secundaria. Sin embargo, se evidencia una mayor indecisión o duda al señalar el uso de los videojuegos en la etapa universitaria. La valoración predominante que hacen los universitarios sobre el profesorado que utiliza videojuegos en clase es buena y/o regular. Asimismo, los estudiantes universitarios valoran significativamente más utilidades de los videojuegos en contextos educativos que las alumnas. En este sentido, destacan los títulos Brain Training/Brain Academy, saga Age of Empires y Trivial Pursuit como aquellos que los universitarios videojugadores utilizarían en un contexto educativo. - Existe una percepción más positiva de los chicos con respecto a los videojuegos, ya que valoran más conceptos positivos de estas tecnologías que las chicas. Del mismo modo, también son ellos los que más creen en la potencialización de habilidades con el uso de los videojuegos. Para concluir, observamos una buena valoración por parte de los alumnos de Grado de la Universidad de Murcia a la hora de que se utilicen los videojuegos como recurso didáctico, abriéndose una alternativa didáctica, motivadora e innovadora en este ámbito educativo. / Evaluation of the use of video games as a teaching-learning process. A point of view of grade students at the University of Murcia ABSTRACT This Doctoral Thesis is an empirical study whose main purpose is to know how grade students at the University of Murcia use video games, as well as their perceptions in different educational contexts where video games can be used as an educational resource in the teaching-learning process. In the theoretical framework of this study we review the different conceptualizations of digital games and their main features. Also, different types of games, their attractions, the values which are transmitted through their use and the risks involved are discussed. The review of empirical studies using video games as an educative resource or have concluded that their use brings positive results during the teaching-learning process, the relevance of evidence approach to the problem of this research, as well as the need of new studies approaching the same topic from different perspectives of the elements involved and other methodological approaches. The research tries to answer the following objectives: - Describing the profile of grade students as video game users according to their personal and academic characteristics. - Knowing the use made of video games by grade students according to their personal and academic characteristics. - Considering the perception of grade students about the attractive aspects of video games and their profile. - Analyzing the perceptions of grade students on the educational use of video games and their experience with these technologies throughout their educational life. - Judging the perception that grade students have about the learning process and the skills that can be developed by using video games. The sample of our study has covered all implanted undergraduate degrees at the University of Murcia during the 2009/2010 academic year. We designed our own questionnaire from an approach of a study as a survey, it is a semi-structured questionnaire that has gone through different stages and analytical processes to reach its current state of authenticity. The inferential analysis of the data allowed us to compare the assumptions made to analyze the associations between the variables and relationships involved, and thus respond to the objectives. We highlight some of the conclusions, according to each of the objectives: - The variables that contribute significantly to explain the fact of being or not a video gamer are: gender, age and area of knowledge in which the university degrees are located. - The personal computer is supposed to be the most used device to play video games, apart from being the most preferred among the available devices. As for their dedication, more than three-quarters of the students expressed they managed less than five hours per week playing video games. There is a positive correlation between the hours of dedication to the computer and the hours spent on playing video games. It is clear that the area of knowledge of the students affects the number of hours devoted to computer and video games. Considering the content of video games, a more didactic or a straight orientation towards learning is demonstrated by females, while males express a preference associated to leisure and entertainment. In this sense, Sing Star, Pro Evolution Soccer and The Sims are the preferred titles. - Almost every aspect considered attractive is highly rated by users. There some marked differences concerning gender. Female students are more liable to educative resources. - On the other hand, male students are more for the educational use of video games to learn at various educational levels (infant, primary and secondary). However, at university levels there are doubts when it comes to talking about the use of video games. The major evaluation of grade students about university professors that use video games in class is rated as good and/or just fair. Male students also, assess significantly more uses of video games in educational contexts than female students. So, university gamers will include Brain Training / Brain Academy, Age of Empires series and Trivial Pursuit as preferred titles in educative contexts. - There is a more positive perception of boys regarding video games because they have a more positive concept of technology than girls. Likewise, they also believe in the potentials regarding the skills about using video games. In conclusion, we have observed that grade students at the University of Murcia have good opinion about video games when they are used as an educative resource. That is to say, a motivating and innovative alternative in this educational environment is ahead.

Las perturbaciones en la tensión de suministro eléctrico pueden provocar mal funcionamiento o avería en los equipos conectados a la red de distribución. Los eventos de tensión son los más perjudiciales debido a su carácter aleatorio. El desarrollo de equipos de medida y técnicas de procesado de señal que permitan detectar y analizar en tiempo real las perturbaciones no estacionarias es actualmente de gran importancia para poder identificar posibles problemas. En esta tesis doctoral se desarrolla un método nuevo para la detección y análisis on-line y en tiempo real de perturbaciones transitorias en la tensión del suministro eléctrico en redes de distribución de baja tensión. El método que se propone permite detectar cambios repentinos en la forma de onda de la tensión iniciando un proceso de almacenamiento de la perturbación detectada para su posterior análisis. El método desarrollado realiza un muestreo continuo de la señal y compara cada muestra del ciclo adquirido con la muestra correspondiente al ciclo anterior previamente almacenado en memoria como señal de referencia. A la señal diferencia así obtenida se le aplica la transformada wavelet discreta para calcular la energía en distintas bandas de frecuencia. Se realiza una predetección de un evento cuando la señal diferencia sobrepasa un umbral predefinido. En ese caso en función de la magnitud de la energía de las bandas de frecuencia en el ciclo en que se produce la perturbación, se clasifica y se almacena el evento. Se describe un equipo de medida desarrollado, en base al algoritmo propuesto, sus características hardware y software y algunos de los resultados que ha generado al monitorizar una red de distribución de energía eléctrica de baja tensión. / Perturbations in electric power supply can provoke incorrect function or failure in equipment connected to the distribution network. Voltage events are the most detrimental due to their random nature. The development of suitable measurement equipment and signal processing techniques that enable the detection and real-time analysis of these non-stationary perturbations is nowadays of great importance in identifying possible problems. In this doctoral thesis, a novel method is described that enables the detection and then the on-line, real-time analysis of transitory perturbations in the electric supply voltage in low-voltage distribution networks. The method proposed enables the detection of sudden changes in the voltage waveform, which start a process whereby the perturbations detected are stored for later analysis. The method developed performs a continuous sampling of the signal and compares each sample of the cycle with the corresponding sample in the previous cycle stored in memory as a reference. The wavelet transform is applied to the difference signal obtained from comparison in order to calculate the energy in the distinct frequency bands. A pre-detection of the event is carried out when the signal surpasses a predefined threshold. In this case, depending on the magnitude of the energy in the frequency bands of the cycle when the perturbation is produced, the event is classified and stored. The measurement equipment developed is described in terms of; the algorithm proposed, its hardware and software characteristics and some of the results that it generated while monitoring a low-voltage electricity distribution network.

Esta Tesis trata de la simulación numérica y experimental de estructuras de edificios equipadas con disipadores de energía de fricción, sujetos a cargas de sismo. La Tesis pretende contribuir a la evaluación de la eficacia de los disipadores de fricción para reducir la respuesta lateral de los edificios sujetos a sismos. Así, el objetivo global es la evaluación de la utilidad de los disipadores de fricción frente a las cargas sísmicas.La Tesis está organizada de tal manera que sea fácil su seguimiento. Por esta razón, los capítulos se han escrito siguiendo una secuencia lógica. Una breve descripción de los capítulos se presenta a continuación.El primer capítulo trata de los aspectos generales del Control Estructural con un especial énfasis en los disipadores de fricción, los cuales se incluyen en el llamado enfoque de 'Control Pasivo'.El Capítulo 2 proporciona un repaso general al estado del conocimiento relativo a los principios de la fricción seca y a la investigación y aplicación de los dispositivos disipadores de fricción, así como a sus simulaciones numéricas.Un procedimiento numérico ha sido desarrollado (programa ALMA) en los Capítulos 3 (edificios de una sola planta) y 4 (edificios de varias plantas) para llevar a cabo simulaciones numéricas de edificios equipados con disipadores de fricción y los resultados obtenidos fueron comparados a los que se obtuvieron con el programa comercial ADINA. La similitud entre los resultados de ambos programas es aceptable.El Capítulo 5 describe los ensayos sobre una mesa vibratoria que se hicieron en dos modelos de edificios: uno de una sola planta y otro de dos plantas; ambos equipados con disipadores de fricción. Los resultados obtenidos se compararon a los resultados conseguidos con ALMA. Los resultados coinciden aceptablemente.Luego de probar la validez del programa ALMA, éste se usó para hacer un estudio numérico preliminar para obtener la llamada 'carga óptima de deslizamiento' de los disipadores de fricción en el Capítulo 5. Las curvas que se pueden dibujar a partir de los resultados obtenidos con este estudio, pueden ser aplicadas para determinar las cargas óptimas de deslizamiento de edificios de una y varias plantas.Finalmente, el Capítulo 7 contiene las conclusiones de esta Tesis y algunas propuestas para las futuras líneas de investigación.Además, se han incluido cinco apéndices. El Apéndice A contiene los principios básicos del Análisis del Contacto. El Apéndice B trata de la solución numérica de las ecuaciones de movimiento para sistemas de uno y varios grados de libertada. Este apéndice está muy relacionado con el contenido de los Capítulos 3 y 4 de esta Tesis. El Apéndice C describe la solución de las ecuaciones de movimiento usando multiplicadores de Lagrange. El Apéndice D describe el equipo de laboratorio y la instrumentación usada en los ensayos. Los resultados de éstos, y la comparación entre éstos y los resultados numéricos (programa ALMA), son presentados en el Apéndice E.