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A los efectos de estudiar la dinámica de, e.g. galaxias, sistemas planetarios u otros sistemas, es necesario contar con herramientas eficientes que la caractericen globalmente; esto es, que además de proveer información sobre la naturaleza del movimiento (regular o caótico), también permitan poner en evidencia otros aspectos relevantes que coadyuven a comprender los complejos procesos difusivos en el espacio de fases. Existen muchos indicadores que permiten caracterizar la dinámica, por citar algunos pueden mencionarse los Exponentes Característicos de Lyapunov (LCEs), los análisis de frecuencias (e.g. el método de Binney y Spergel, el Mapa de Frecuencias de Laskar, FMA, y su variación implementada por Sidlichovský y Nesvorný), los indicadores desarrollados por Contopoulos, Froeschlé y otros más recientes como el Factor de Crecimiento Exponencial Medio entre Órbitas Cercanas (MEGNO). El MEGNO, es una técnica recientemente desarrollada y ha sido rápidamente adoptada por la comunidad, fundamentalmente para estudios de estabilidad de sistemas planetarios extrasolares, entre otros. El objetivo de la investigación propuesta fue realizar un estudio comparativo de la eficiencia de diversos indicadores “rápidos”, dado que utilizan diferente información dinámica para su determinación. / La realización de este trabajo de tesis ha permitido tres publicaciones en igual cantidad de revistas internacionales con referato, entre las cuales se encuentra un trabajo de revisión.

Para estimar la respuesta sísmica de la Cuenca de Santiago se empleó el método de las razones espectrales en superficie H/V, o método de Nakamura, que utiliza el cociente de los espectros de movimientos horizontales y verticales de vibraciones ambientales medidos en superficie. Dentro de la cuenca, se realizaron más de 250 medidas de 15 minutos de duración en diferentes sitios, y se elaboró una clasificación de los depósitos de suelos basada en las frecuencias fundamentales y en las características de las razones espectrales obtenidas. De acuerdo a estos resultados se identificaron cuatro tipos de razones espectrales cuya distribución depende principalmente de las propiedades geotécnicas de los depósitos de suelos y la profundidad del basamento rocoso. En el caso de sectores compuestos por sedimentos rígidos como gravas, el método presenta limitaciones y no fue posible identificar frecuencias fundamentales. Asimismo, teniendo en cuenta que la respuesta en la superficie de un depósito de suelos depende de la fuente y de la trayectoria de propagación de las ondas sísmicas, se analizaron más de 100 registros de aceleraciones, correspondientes a 43 sismos de magnitud superior a 4.5, de tipo interplaca, intraplaca y superficiales. Estos sismos se midieron en siete estaciones sismológicas ubicadas sobre diferentes depósitos de suelos dentro de la Cuenca de Santiago y se analizaron mediante espectrogramas normalizados con el objetivo de determinar las frecuencias predominantes en los registros de aceleraciones. Los resultados indican que la mayoría de los sismos de tipo interplaca, después del peak de aceleraciones, inducen frecuencias predominantes similares a las frecuencias fundamentales obtenidas mediante el método de Nakamura, no así los sismos intraplaca de profundidad intermedia, que generan movimientos en frecuencias mayores. Se confirma que la respuesta sísmica observada en la cuenca de Santiago depende de las características de cada sitio, como las propiedades geotécnicas de los depósitos de suelos y la profundidad del basamento rocoso. Adicionalmente, a través de este estudio quedó de manifiesto que el tipo de sismo solicitante (interplaca, intraplaca o superficial) es un factor que también controla la respuesta de sitio.

Salió en Pisa en el año 1978 (aunque el libro no lleva indicado el año de impresión) un Diccionario de concordancias yfrecuencias de ruso en el léxico poético de César Vallejo, en cuyarealización colaboraron tres investigadores de la Universidad dePisa y de Florencia: Ferdinando Rosselli, Alessandro Finzi, Antonio ZampolW. Esos mismos coautores habían realizado, el añoanterior, otro diccionario similar, relativo a Antonio Machado2 No ha llegado a publicarse todavía, aunque ya está elaboradoelectrónicamente, el diccionario del léxico poético de Nreruda, cuya edición, según me informan, estará a cargo de Ferdinando Rosselli y de Cruz Hilda López.

El diseño de un servicio de transporte público urbano contempla tres elementos principales: la estructura de líneas, la frecuencia con que circulan los buses y el tamaño de los vehículos. Para una demanda dada, el valor óptimo de cada una de estas variables de diseño se obtiene de la minimización de los recursos del sistema, contemplando aquellos aportados por los operadores (vehículos, terminales, mano de obra, mantención, etc.) y aquellos aportados por los usuarios (tiempo de acceso, espera, y viaje al interior del vehículo). Restricciones financieras pueden inducir énfasis en la minimización del primer tipo de costos solamente, lo cual tiene efectos importantes en el diseño. Esta tesis tiene como objetivo comparar analítica y numéricamente las diferencias entre las variables óptimas de un diseño que minimiza el gasto de operadores y usuarios, y las de un diseño que minimiza sólo el gasto de operadores. Como antecedentes se estudia el tratamiento que se le da al costo de los operadores y al costo de los usuarios en los principales modelos microeconómicos de transporte público. A partir de esta revisión, se determinan los modelos que se utilizan como base en los análisis realizados: frecuencia y tamaño de bus en una línea aislada, estructuras de línea en redes simples y estructuras de línea en un eje con demanda desbalanceada. Para el análisis de una línea, se extiende el modelo de Jansson (1980) de un período incluyendo tamaño de bus además de frecuencia, lo que permite verificar que el diseño que omite a los usuarios presenta frecuencias menores y tamaños de vehículo mayores que aquel que considera tanto a operadores como a usuarios. Este análisis se extiende a modelos que incluyen hacinamiento y se estudia la sensibilidad al valor del tiempo de los usuarios, descubriendo que a medida que los usuarios son considerados de manera más completa, las diferencias entre frecuencias y tamaño de vehículo aumentan. La estructura de líneas se estudia en cuatro redes sencillas propuestas por Jara-Díaz y Gschwender (2003b), comparando servicios directos (sin trasbordos) y sobre corredores. Cuando los usuarios son omitidos la estructura de línea más favorable siempre corresponde a las líneas directas, sin importar el nivel de demanda del sistema, a diferencia del caso en que se consideran operadores y usuarios, donde la mejor estructura depende de la demanda, la forma de la red y los valores del tiempo. Además, se estudia el efecto de incorporar una penalización por trasbordo y de aumentar la sensibilidad de los usuarios al tiempo de subida y de bajada de pasajeros, demostrando que ambos contribuyen a que los corredores sean menos favorables. Como respuesta a una interrogante surgida en el análisis de una de las cuatro redes sencillas, se estudian cuatro estructuras de líneas sirviendo un eje con demanda desbalanceada: línea única, líneas con trasbordo, líneas exclusivas y líneas compartidas. Se demuestra que si el costo de los usuarios se omite, la estructura de línea más favorable será siempre las líneas exclusivas, independiente del desbalance que presente la demanda o de las características de la ruta. Lo anterior no sucede cuando el costo de operadores y usuarios es considerado. En general, la omisión del costo de los usuarios en el diseño de servicios de transporte público urbano genera frecuencias más bajas y tamaños de vehículo mayores que cuando operadores y usuarios son considerados, sin importar si se estudia una línea aislada o una estructura de líneas particular. La omisión genera que la estructura de línea más favorable no dependa de factores importantes como el nivel de demanda, su desbalance o las características de la ruta. Lo anterior hace que tiempos de espera y viaje al interior del vehículo sean mayores, lo que hace aumentar el costo para los usuarios y para todo el sistema.

[EN] Microfluidic systems have been emerged as a promising technology for molecular analysis, biodefence and microelectronics. The properties of the microfluidic devices, such as rapid sample processing and the precise control of fluids, have made them attractive candidates to replace traditional experimental approaches. Microfluidic devices are characterized by fluidic channels with dimensions on the order of tens to hundreds of micrometers. Structures with this size enable the integration of lab-on-chip technology, which allows processing miniaturized devices for fluid control and manipulation. Fluid sensing by microwave sensors based on the RF analysis offers new possibilities for the characterization of mediums by non-invasive methods. Dielectric measurement of fluids is important because it can provide the electric or magnetic characteristics of the materials, which proved useful in many research and development fields, such as molecular biology and medical diagnosis. Several techniques are available in the frequency domain for analyzing the dielectric properties of liquids and their composition. We are focused in resonant cavity techniques for fluid characterization in the millimeter-wave range. However, these techniques are incompatible with lab-on-chip process due its dimensions in this frequency range. In this context, a new structure called gap waveguide appears as a good candidate to overcome the principal drawbacks of the classical resonant cavities. This thesis presents the development of the gap waveguide technology in the millimeter-wave band. Other conventional technologies are discussed as well, to compare them with the performance in terms of losses of the gap waveguide. We also present the resonator design based on gap waveguide with the purpose of making the gap waveguide a technology capable of working in the microfluidic sensing domain. In this context, we propose a comparative study between gap waveguide and Substrate Integrated Cavity (SIC) with the aim to characterize the fluid permittivity at 60 GHz. With this purpose, several prototypes have been manufactured with PCB ("Printed Circuit Board") and Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) technologies. A work in the LTCC laboratory has been done with the purpose of validating some steps in the LTCC process which are key in the gap waveguide manufacturing, especially those related with the creation of cavities (external and internal) using LTCC materials. / [ES] Los sistemas microfluídicos han emergido como una tecnología prometedora para el análisis molecular, biodefensa y microelectrónica. Las propiedades de los dispositivos microfluídicos tales como el procesamiento rápido de las muestras y el control de los fluidos, les han hecho atractivos candidatos para reemplazar los tradicionales métodos experimentales. Los dispositivos microfluídcos están caracterizados por canales fluídicos con dimensiones del orden de decenas a centenares de micrómetros. Las estructuras con estos tamaños permiten la integración de la tecnología "lab-on-chip", la cual permite el procesamiento de dispositivos miniaturizados para el control y la manipulación de fluidos. La detección de fluidos a través de sensores de microondas basados en el análisis de radiofrecuencia ofrece nuevas posibilidades para la caracterización de medios a través de métodos no invasivos. Las medidas dieléctricas de los fluidos son importantes debido a que pueden proporcionar información las características eléctricas o magnéticas de los materiales, siendo útil en muchos campos de investigación y desarrollo tales como biología molecular o para realizar diagnósticos médicos. En el dominio frecuencial, varias tecnologías están disponibles en el mercado para analizar las propiedades dieléctricas y la composición de los líquidos. En esta tesis, estamos enfocados en las técnicas basadas en cavidades resonantes para la caracterización de fluidos en el rango de las ondas milimétricas. Sin embargo, estas técnicas son incompatibles con los procesos "lab-on-chip" debido a sus dimensiones en esta banda de frecuencia. En este contexto, una nueva estructura guía onda denominada "gap waveguide" aparece como un buen candidato para solventar los principales inconvenientes de las clásicas cavidades resonantes. En esta tesis se ha desarrollado la tecnología "gap waveguide" en la banda de ondas milimétricas. Otras tecnologías convencionales serán estudiadas para comparar el rendimiento de todas ellas en términos de pérdidas. También se presenta en esta tesis, el diseño de resonadores basados en la tecnología "gap waveguide" con el propósito de hacer esta tecnología compatible con la detección microfluídica. En este contexto, proponemos un estudio comparativo entre las tecnologías "gap waveguide" y "Substrate Integrated Cavity" (SIC) con el objetivo de caracterizar la permitividad de los fluidos a 60 GHz. Con este propósito, varios prototipos han sido fabricados usando las tecnologías PCB ("Printed Circuit Board") y LTCC ("Low Temperature Co-fired Ceramic". Un importante trabajo en el laboratorio LTCC se realizó para validar algunas de las etapas del proceso LTCC que eran la clave para la fabricación de prototipos basados en "gap waveguide", como la creación de cavidades (externas e internas) usando materiales LTCC. / [CAT] Els sistemes microfluídics han emergit com una tecnologia prometedora per a l'anàlisi molecular, biodefensa i microelectrònica. Les propietats dels dispositius microfluídics com el processament ràpid de les mostres i control dels fluids, els han fet atractius candidats per a reemplaçar les tradicionals aproximacions experimentals. Els dispositius microfluídcs estan caracteritzats per canals fluídics amb dimensions de l'orde de desenes a centenars de micròmetres. Les estructures amb estes grandàries permeten la integració de la tecnologia "lab-on-chip", la qual permet el processament de dispositius miniaturitzats per al control i la manipulació de fluids. La detecció de fluids a través de sensors de microones basats en l'anàlisi de radiofreqüència oferix noves possibilitats per a la caracterització de sistemes a través de mètodes no invasius. Les mesures dielèctriques dels fluids són importants pel fet que poden proporcionar informació sobre les característiques elèctriques o magnètiques dels materials, sent útil en molts camps d'investigació i desenvolupament com biologia molecular o per a realitzar diagnòstics. En el domini freqüencial, diverses tecnologies estan disponibles en el mercat per analitzar les propietats dielèctriques i la composició dels líquids. En aquesta tesi, estem enfocats en les tècniques basades en cavitats ressonants per a la caracterització de fluids en el rang de les ones mil·limètriques. No obstant això, aquestes tècniques són incompatibles amb els processos "lab-on-chip" a causa de les seues dimensions en aquesta banda de freqüència. En aquest context, una nova estructura guia onda denominada "gap waveguide" apareix com un bon candidat per a resoldre els principals inconvenients de les clàssiques cavitats ressonants. En aquesta tesi s'ha desenvolupat la tecnologia "gap waveguide" en la banda d'ones mil·limètriques. Altres tecnologies convencionals seran estudiades per a comparar el rendiment de totes elles en termes de pèrdues.També es presenta en esta tesi el disseny de ressonadors basats en la tecnologia "gap waveguide" amb el propòsit de fer esta tecnologia compatible amb la detecció microfluídica. En aquest context, proposem un estudi comparatiu entre les tecnologies "gap waveguide" i "Substrate Integrated Cavity" (SIC) amb l'objectiu de caracteritzar la permitivitat dels fluids a 60 GHz. Amb aquest propòsit, diversos prototips han sigut fabricats usant les tecnologies PCB ("Printed Circuit Board") i LTCC ("Low Temperature Co-fired Ceramic". Un important treball en el laboratori LTCC es va realitzar per a validar algunes de les etapes del procés LTCC que eren la clau per a la fabricació de prototips basats en "gap waveguide", com la creació de cavitats (externes i internes) usant materials LTCC. / Arenas Buendia, C. (2016). Enhanced fluid characterization in the millimeter-wave band using Gap Waveguide Technology [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62781 / TESIS

Climatic variability associated to the ENSO has profound socio-economic impact on the northwestern of South America. In Colombia, the ENSO warm phase, El Niño, decreases precipitation, is associated with droughts and low river flows. In contrast, the cold phase of the ENSO, La Niña, generates the opposite side effect including water overflowing emergencies at the local and the regional scale. In the country every 2 or 4 years, floods can directly affect over 500,000 people. In contrast to the large water availability (more than 5000 m3 per capita) also have been observed 12 severe droughts in the last five decades. These two hydro-meteorological events can be examined using the statistical modeling of Frequency Analysis to prognostic the behavior of a hydrologic variable beyond the known record period. The resulting model serve to the sizing of hydraulic structures, further implemented as firewall against the change-effect of extreme hydrologic events. Often Hydrological Statistics are based on the hypothesis that the data time series are stationary. However, climatic variability and human induced changes on natural resources can also affect the behavior in time-based hydrologic variables. Here this research-work implements non-stationary statistical modeling to improve our understanding of flooding¿s risk as well as the risk associated to droughts in Colombia. This work aims to analyze the non-stationarity estimates of extreme hydrologic indices, and further make detailed comparisons among different non-stationary models. The study site is the Cauca River high basin known as Valle Alto. This inter-Andean river basin has been shown strongly influenced by ENSO and it is interesting research case due the fact that the waterflow regime has been altered by a reservoir located headwaters of the basin. This system has a spatially distributed hydrological dataset for the period 1965-2015. After the stationarity hypothesis was tested, I examined a cross-correlation analyses between the reservoir storages and flooding events. Considering the changes in ratio of regulated basin areas, I propose to use two indices to describe the reservoir influence on the water system: the average runoff and the changes in the antecedent stored volume in the reservoir. Furthermore, the climatic variability was explicitly parameterized in the model using the Oceanic Niño Index, the multivariate ENSO index, the Pacific Decadal Oscillation, El Niño Modoki Index, the South Oscillation Index, the anomaly of Pacific Sea Surface Temperature in the Niño 3 region, and the index of superficial jet stream to the western of Colombia. All the covariates allow to incorporated patterns to a group of distribution functions through gamlss additive models. The models suggest a better fit to both climate and human-induced changes in the hydrologic regimes. I found that the average runoff is an informative index but, incorporate the reservoir changes is better to describe the dependency of the hydrologic variables on the reservoir. Here, the non-stationary models provide evidence of the hydrologic risk of: flood through increases in both frequency and duration during la Niña events and intensification of hydrologic drought when low-level water in the reservoir and El Niño Events occur simultaneously. This risk cannot to be controlled by the actual operation rules at the reservoir, and constitute a significant challenge for water management of the whole Cauca river basin. The findings as well as the methods have significant meaning for current hydric resources management and the integrated hydrological risk management of an inter-Andean valley that house over 4.6 million people in the Valle del Cauca, Colombia. / La variabilidad climática asociada a ENSO tiene un profundo impacto ambiental y socioeconómico en Colombia. Aunque el país dispone de más de 5000 m3 de agua por habitante, El Niño disminuye la precipitación y los caudales en los ríos, provocando 12 sequías severas en las últimas cinco décadas. La Niña, genera el efecto opuesto con emergencias por inundaciones y deslizamientos de tierra que pueden afectar a más de 500.000 personas con una frecuencia de 2 a 4 años. El dimensionamiento de estructuras hidráulicas se apoya en la modelación estadística de Análisis de Frecuencias que permite pronosticar el comportamiento de una variable hidrológica más allá del período de registro conocido, basándose en la hipótesis de que los datos son estacionarios. Sin embargo, la variabilidad climática y los cambios inducidos por el ser humano en los recursos naturales pueden provocar tendencias y alteraciones en el comportamiento de las variables hidrológicas en el tiempo, dejando de lado el supuesto de estacionariedad. Este trabajo tiene como objetivo detectar y caracterizar la variabilidad de los eventos extremos del río Cauca por efecto de las variaciones climatológicas y antrópicas, a través de la modelación estadística no estacionaria, para mejorar nuestra comprensión sobre el riesgo de inundaciones y sequías en Colombia. El área de estudio es la cuenca alta del río Cauca conocida como Valle Alto, localizada en una región interandina de interés para la investigación por la alteración en el régimen hidrológico asociada a la operación de un embalse y a la influencia de ENSO. El caso posee datos hidrológicos distribuidos espacialmente para el período 1965-2015. Las variables de extremos anuales son los caudales diarios máximos, los caudales mensuales mínimos, la duración de las crecidas y de los estiajes de cuatro estaciones hidrométricas. Las variables explicativas son siete índices de variabilidad climática de baja frecuencia, la probabilidad de ocurrencia de las fases de ENSO y dos índices de embalse. Se evalúan seis funciones de distribución de probabilidad acumulada para series con asimetría positiva, en los modelos aditivos generalizados de localización, escala y forma. La metodología considera: analizar la estacionariedad; estudiar la correlación entre el embalse y los caudales; evaluar la teleconexión entre los índices climáticos; y comparar modelos no estacionarios. Los resultados muestran que usar el volumen de almacenamiento de agua en el índice de embalse permite representar la alteración antrópica del régimen hidrológico. Además, los mejores modelos no estacionarios emplean simultáneamente covariables climáticas y antrópicas. Los modelos de covariables indican que durante las fases de ENSO, los caudales estimados para una rara probabilidad de excedencia pueden ser diferentes a los obtenidos en el Análisis de Frecuencias estacionario. Se concluye que el riesgo de inundaciones en la estación hidrométrica Juanchito se debe al aumento en la precipitación y en el escurrimiento medio en áreas de la cuenca no reguladas por el embalse, y al efecto de La Niña. Por tal razón el reservorio no logra amortiguar los caudales de crecida. Sin embargo, los incrementos en los caudales mínimos anuales dependen significativamente de la presa, pero se prevé la intensificación de la sequía hidrológica a valores no deseados, cuando ocurren simultáneamente, niveles bajos de almacenamiento en el embalse y eventos El Niño. De tal forma que las reglas actuales de operación del embalse no logran controlar el riesgo de inundaciones y sequías, esto constituye un desafío real para el manejo del agua en toda la cuenca del río Cauca. Los hallazgos, así como los métodos propuestos, son de interés para la gestión de los recursos hídricos y del riesgo hidrológico de un valle interandino que alberga a más de 4.6 millones personas. / La variabilitat climática associada a ENSO té un profunt impacte soci-económic en el noroest de Sudamèrica. En Colombia la fase càlida d'ENSO, ''El Niño'', disminuix la precipitació, s'associa en sequies i cabals baixos en els rius. En contrast, la fase freda de l'ENSO, ''La Niña'', genera l'efecte contrari en emergències per desbordament d'aigua a escala local i regional. Al païs cada 2 o 4 anys, les inundacions poden afectar directament a més de 500.000 persones. En contrast amb la gran disponibilitat d'aigua (més de 5000 M3 per capita) també s'han observat 12 sequies severes en les últimes cinc decades. Aquestos dos events hidro- meteorològics poden ser examinats utilisant la modelació estadistica d' Anàlisis de Freqüències per a pronosticar el comportament d'una variable hidrològica més allà del periodo de registre conegut. El model resultant servix per al dimensionamient d'estructures hidràuliques de protecció front a l'efecte d'events hidrològics extrems. L'Estadistica Hidrològica es basa en hipòtesis que una serie temporal es estacionària. No obstant, la variabilitat climática i els canvis induits pel ser humà en els recursos naturals també poden afectar el comportament de les variables hidrològiques en el temps. Aquest treball d'investigació implementa models estadistics no estacionaris per a millorar la nostra comprensió del risc d'inundacions i sequies en Colombia. El treball té com objectiu analisar la no ESTACIONARIEDAD en els valors estimats d'índexs d'extrems hidrològics, i realisar comparacions detallades entre diferents models no estacionaris. El cas d'estudi és la conca alta del riu Cauca coneguda com Vall Alta. Esta conca fluvial interandina es fortament afectada per ENSO i és un cas d'investigació interessant degut a que el règim hidrològic ha segut alterat per un embassament ubicat en la capçal de la conca. El cas posseix senyes hidrològiques distribuides espacialment per al periodo 1965-2015. Després de que l'Hipòtesis d'ESTACIONARIEDAD fòra provada, s'analisa la correlacio creuada entre el volum almagasenat en l'embassament i cabals extrems. Considerant els canvis la taxa d' àrea compassada en la conca, proponc utilisar dos índexs per a descriure l'influència de l'embassament en el règim hidrològic: un en funció de l'escorriment mig i altre usant els canvis en el volum almagasenat en el reservori. Ademés, la variabilitat climàtica va ser amb paràmetros adequats en el model empleat: l'Índex Oceànic El Niño, l'Índex Multivariat ENSO, l'Oscilació Decadal del Pacífic, l'Índex El Niño MODOKI, l'Índex d'Oscilació del Sur, l'anomalia de la Temperatura Superficial de l'Oceà Pacífic en la regió de Niño 3, i l'Índex del Corrent en Chorro de l'Occident de Colombia. Totes les covariables permeten aplicar patrons de canvi significatius en diferents funcions de distribució a través dels models aditius GAMLSS. Els resultats dels models sugerixen un millor ajust tant al clima com als canvis induits pel ser humà en el règim hidrològic. S'identifica que l'escorriment mig es un índex informatiu, pero utilisar els canvis en el volum almagasenat es millor per a descriure la dependència entre l'embassament i les variables hidrològiques. Els models no estacionaris presenten evidencies del risc per: aument en la freqüència i duració dels events de La Niña, adicionalment, intensificació de la sequia hidrològica, quan ocorren simultaneament, nivells baixos d'almagasenament en l'embassament i events El Niño. Dit risc no conseguix ser controlat per les regles actuals d'operació en l'embassament i constituixen un desafiament significatiu per al maneig de l'aigua en tota la conca del riu CAUCA. Les troballes, aixina com els métodos proposts, son d'interés per a la gestió actual dels recursos hídrics i la gestió integrada del risc hidrològic d'una vall internada que alberga a més de 4.600.000 persones en la Vall del CAUCA, Colombia. / Sedano Cruz, RK. (2017). Influencia de la variabilidad climática en la modelación estadística de extremos hidrológicos en el Valle Alto del río Cauca, Colombia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90579 / TESIS

Las investigaciones realizadas para la elaboración de la presente tesis involucran desarrollos con series de potencias enteras para abordar el estudio del comportamiento mecánico-estructural de pórticos planos abiertos y cerrados. Los estudios de la tesis se organizan en tres partes: una que contempla la búsqueda de las frecuencias naturales de los pórticos, otra que resuelve el comportamiento estático bajo diferentes condiciones de solicitación/vínculo y finalmente la ampliación de los estudios de estática y determinación indirecta de cargas críticas empleando formulaciones de segundo orden. La resolución de las ecuaciones gobernantes de los problemas estructurales se halla dentro del encuadre adoptado por la Teoría Clásica de Resistencia de Materiales. La metodología básica consiste en hallar la respuesta para cualquiera de los problemas propuestos, mediante la resolución de las ecuaciones diferenciales gobernantes utilizando series de potencias enteras para describir los corrimientos axiales y transversales. Se evalúan las condiciones esenciales o geométricas para todas las barras que concurren a un nodo, así como el equilibrio del mismo y las condiciones de vinculación a tierra del entramado. Bajo este marco de referencia, se han resuelto todos los problemas planteados con un muy reducido número de incógnitas en comparación a las utilizadas en el método de elementos finitos con la misma formulación unidimensional. Se ha elaborado un código de cálculo basado en la metodología de esta tesis. Se comparan los resultados de esta investigación con los que brindan los programas comerciales de elementos finitos, lográndose, en algunos casos, sustanciales reducciones en el tiempo computacional para la misma calidad de respuesta. Este tipo de enfoques es de importancia gravitante para encarar estudios que requieran tiempo de cálculo masivo, como por ejemplo optimización estructural. / The research performed to elaborate the present thesis involves the development of integer power-series in order to address the study of the structural mechanics behavior of open and closed frames. The studies of this thesis contemplate three parts: on one hand the search of natural frequencies in the dynamics of frames, on other hand the solution of the static behavior under different load/boundary conditions and finally, the extension of the studies about statics and the indirect determination of buckling loads employing second order formulations. The resolution of the governing equations of the structural problems is enclosed in the context of the Classic Strength of Materials Theory. The basic methodology consist in the calculation of the response for all the proposed problems by solving the governing differential equations by using integer power series to describe the axial and transverse displacements. The essential or geometric conditions of all bars concurring to a given node are evaluated as well as the equilibrium at the node and the remaining boundary conditions of the whole frame. Under this reference context, all the proposed problems have been solved employing a rather reduced number of unknowns in comparison to the ones used in the finite element method (FEM) with the same unidimensional formulation. A calculation code based in the methodology of this thesis has been elaborated. A comparison of the results of the present investigation with the ones obtained by commercial programs based in the FEM has also been carried out. In some cases, a substantial reduction of calculation time has been achieved for the same response quality. This type of approaches is of crucial importance in order to carry out studies that require massive computational time as, for example, the structural optimization.

[ES] La optomecánica de cavidades se ocupa de la interacción entre la luz y la materia a través del efecto de presión de radiación cuando las ondas ópticas y mecánicas implicadas están confinadas en una cavidad. En estos sistemas optomecánicos, la interacción entre fotones y fonones da lugar a multitud de fenómenos en función de las condiciones en las que se excita el sistema. En particular, se pueden obtener dos regímenes distintos en los que se puede, o bien absorber fonones (denominado como enfriamiento de la cavidad), o bien éstos se pueden amplificar (régimen conocido como calentamiento de la cavidad). El primer régimen puede usarse, por ejemplo, para reducir la ocupación térmica del sistema y se usa comúnmente para aplicaciones relativas al procesado de información cuántica. Sin embargo, la amplificación de fonones, que puede ser desarrollada a temperatura ambiente, ha permitido conseguir alcanzar incluso las condiciones necesarias para obtener láseres de fonones, lo cual permite poder usar esta característica como elemento de referencia en aplicaciones relativas al procesado de señales de radiofrecuencia (RF). En esta tesis se aborda el confinamiento simultáneo y la interacción de fotones y fonones en estructuras periódicas y en guías no suspendidas desarrolladas en sistemas CMOS compatibles basados en tecnología de silicio. A través del estudio experimental de estas estructuras periódicas, hemos demostrado que las cavidades optomecánicas pueden actuar como elementos clave en el dominio de la fotónica de microondas, donde todo el procesado de la información puede ser realizado en el dominio óptico a través de la manipulación de fonones en este sistema. En particular, mostramos que un solo oscilador optomecánico puede actuar tanto como un oscilador local y un mezclador de RF, y éste puede operar como un conversor de frecuencias de señales de cadenas de datos reales. Para mejorar esta funcionalidad, también se demuestra que es posible obtener tanto peines de frecuencias ópticos así como múltiples modos mecánicos confinados, aumentando así su rendimiento. Por otro lado, con el objetivo de poder solventar las posibles limitaciones de estos sistemas, en esta tesis también se exploran diferentes configuraciones que permiten la interacción acusto-óptica simultánea en la misma estructura. Específicamente, se analiza la interacción optomecánica en discos de alto índice que soportan estados cuasi-ligados en el continuo así como una propuesta de guías no suspendidas que soportan altas ganancias de Brillouin. Este último estudio debería permitir el desarrollo de sistemas optomecánicos no suspendidos donde el problema de la pérdida de fonones hacia el sustrato se resuelva, hecho que permitiría enormemente simplificar la fabricación de estos sistemas optomecánicos en chips de silicio así como su uso en múltiples aplicaciones. / [CA] L'optomecànica de cavitats s'ocupa de la interacció entre la llum i la matèria a través de l'efecte de pressió de radiació quan les ones òptiques i mecàniques implicades estan confinades en una cavitat. En aquests sistemes optomecànics, la interacció entre fotons i fonons dona lloc a multitud de fenòmens en funció de les condicions de les condicions en les quals s'excita el sistema. En particular, es poden obtindre dos règims diferents en els quals es pot, o bé, absorbir fonons (denominat com a refredament de la cavitat), o bé, es poden amplificar (règim conegut com a calfament de la cavitat). El primer règim pot usar-se, per exemple, per a reduir l'ocupació tèrmica del sistema i s'usa comunament per a aplicacions relatives al processament d'informació quàntica. No obstant això, l'amplificació de fonons, que pot ser desenvolupada a temperatura ambient, ha permés aconseguir fins i tot les condicions necessàries per a obtindre làsers de fonons, la qual cosa permet poder usar aquesta característica com a element de referència en aplicacions relatives al processament de senyals de radiofreqüència (RF). En aquesta tesi s'aborda el confinament simultani i la interacció de fotons i fonons en estructures periòdiques i en guies no suspeses en sistemes CMOS compatibles basats en tecnologia de silici. A través de l'estudi experimental d'aquestes estructures periòdiques, hem demostrat que les cavitats optomecàniques poden actuar com a elements clau en el domini de la fotònica de microones, on tot el processament de la informació pot ser realitzat en el domini òptic a través de la manipulació de fonons en aquest sistema. En particular, vam mostrar que només un oscil·lador optomecànic pot actuar tant com un oscil·lador local i un mesclador de RF, i aquest pot operar com un convertidor de freqüències de senyals de cadenes de dades reals. Per a millorar aquesta funcionalitat, també es demostra que és possible obtindre tant tren de freqüències òptics així com múltiples modes mecànics confinats, augmentant així el seu rendiment. D'altra banda, amb l'objectiu de poder solucionar les possibles limitacions d'aquests sistemes, en aquesta tesi també s'exploren diferents configuracions que permeten la interacció acusto-òptica simultània en la mateixa estructura. Específicament, s'analitza la interacció optomecànica en discos d'alt índex que suporten estats quasi-lligats en el continu així com una proposta de guies no suspeses que suporten altes ganancies de Brillouin. Aquest últim estudi hauria de permetre el desenvolupament de sistemes optomecànics no suspesos on el problema de la pèrdua de fonons cap al substrat es resolga, fet que permetria enormement simplificar la fabricació d'aquests sistema optomecànics en xips de silici així com el seu ús en diverses aplicacions. / [EN] Cavity optomechanics deals with the interaction of light and matter through the radiation pressure effect, when the involved optical and mechanical waves are confined in a cavity. In optomechanical systems, photon and phonon interaction give rise to a plethora of phenomena as a function of the driving conditions of the system. Relative to that, two distinctive regimes can be obtained which enable either the absorption of phonons (cavity cooling) or their amplification (cavity heating). The first regime can be used to reduce the thermal occupancy of the system and it is commonly used for quantum processing information applications. However, the amplification of phonons, which can be performed at room temperature, has enabled to even reach phonon lasing conditions, a feature that could be used as a reference element for RF processing applications. In this thesis, we address the simultaneous confinement and interaction of photons and phonons in periodic structures and unreleased waveguides on CMOS-compatible silicon-based technology. Throughout the experimental study of those periodic structures, we demonstrate that optomechanical cavities can perform as key blocks in the microwave photonics domain where all the information processing can be performed in the optical domain through phonon manipulation. In particular, we show that a single optomechanical oscillator can perform as both a local oscillator and an RF mixer, and it can operate as a frequency-converted of real data stream signals. To improve its performance, it is also demonstrated that optical frequency combs can be obtained by means of this system and multiple mechanical mode confinement can also be achieved, thus improving the functionality of the system. On the other hand, in order to fulfill the possible limitations of those systems, we explore different configurations enabling the simultaneous acousto-optic interaction together into the same structure. Especially, optomechanical interaction in high-index disks supporting quasi-bound states in the continuum is addressed, as well as a proposal of unreleased waveguides supporting strong Brillouin gains is also reported. The last one should lead to unreleased optomechanical interacting systems where the issue of phonon leakage into the substrate is solved, which could enormously simplify the fabrication of optomechanical systems in silicon chips as well as their practical use in multiple applications. / This work has been carried out under the framework of the H2020 FET-Open EU project PHENOMEN. This Thesis was also supported by the Programa de Ayudas de Investigación y Desarrollo (PAID-01-16) de la Universitat Politècnica de València / Mercadé Morales, L. (2021). Phonons Manipulation in Silicon Chips Using Cavity Optomechanics [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/171461 / TESIS