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

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

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

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

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

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

La aplicación del Lean Management en las organizaciones conlleva la implicación de todo el personal en la mejora de todas las operaciones para disminuir, o eliminar, todo aquello que no aporte valor en las operaciones, mejorando la eficiencia de cada operación y, como consecuencia, del conjunto de la organización. Bien sea que las propuestas de mejora provengan de las aportaciones de los grupos de trabajo, a través de los Programas de Sugerencias, o de acciones Kaizen-blitz surge la necesidad de objetivar el proceso de toma de decisiones sobre su implantación. Conforme aumenta el tamaño de la organización también lo hace el volumen de proyectos de mejora y, con ello, la necesidad de gestionar eficazmente el sistema a través del cual fluyen, son analizadas y, en su caso, puestas en funcionamiento. En la práctica este sistema de sugerencias cubre tres funciones básicas. En primer término canaliza todas las propuestas de mejora desde las líneas de producción, y áreas de servicios, hasta la toma de decisión sobre su implantación. En segundo lugar, estos procesos permiten que parte del conocimiento tácito, acumulado en los miembros del grupo, pase a conocimiento explícito y pueda transmitirse y extenderse en la organización. Finalmente, constituye un importante factor para el enriquecimiento del trabajo del operario de línea que, por naturaleza, se caracteriza por su monotonía. Para mantener el empuje a través de toda la organización y a largo plazo el principal problema radica en mantener activa la participación del personal en el programa. Para soslayarlo todas las sugerencias deben ser evaluadas mediante criterios objetivos, sin que se generen dudas sobre su aplicación, y todo ello debe ser realizado en el mínimo plazo posible y manteniendo la comunicación eficaz con los equipos cuyas propuestas son evaluadas. Si estos elementos no son percibidos positivamente por el personal se pierde parte de la necesaria participación, lo que afecta directamente a la ....... / Barberá Ribera, MT. (2012). Propuesta de un modelo de cartera para la valoración de proyectos de mejora asociados a acciones kaizen-blitz y al programa de sugerencias. Aplicación en el sector de automoción bajo un enfoque multicriterio [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/18434 / Palancia

En la presente tesis doctoral se exponen los resultados obtenidos en el desarrollo de las lenguas electrónicas para diferentes aplicaciones en el ámbito del medio ambiente y de la industria alimentaria. La lengua electrónica presentada en esta tesis, está basada en la voltametría de pulsos y emplea electrodos metálicos como sensores. Dicha lengua electrónica incluye entre sus sensores, dos conjuntos de metales con reactividades totalmente diferentes como son los por un lado los metales nobles, Pt, Rh, Ir y Au, los cuales son difíciles de oxidar y un conjunto de metales más reactivos como son Co, Cu, Ag y Ni. Estos metales reaccionan con muchos compuestos cambiando su comportamiento electroquímico. Además, en esta tesis también se ha demostrado la importancia que el diseño del de pulsos a aplicar y la duración de la misma tiene en los resultados finales. En el campo del medioambiente, la lengua electrónica ha sido aplicada para la determinación de simulantes de agentes de guerra química o simulantes de agentes nerviosos en agua. En este trabajo se demostró que la lengua electrónica diseñada es capaz de diferenciar entre los simulantes de agentes nerviosos: DCP y DCNP de un conjunto de interferentes, con estructura química de organofosforados. Estudios de PLS han demostrado que la lengua electrónica posee una buena capacidad para cuantificar mezclas de ambos simulantes en presencia de un tercer interferente (OP-2). En la segunda aplicación en este campo, se desarrolló una lengua electrónica aplicada al control de la calidad de las aguas residuales. En este caso, los parámetros más importantes que normalmente se encuentran como contaminantes en las aguas residuales, como la demanda química de oxígeno soluble (DQO), demanda biológica de oxígeno soluble (DBO), nitrógeno amoniacal (NH4-N), ortofosfato (PO4-P) y sulfato (SO4¿S) fueron determinados con resultados satisfactorios. Por último, en el campo de la industria alimentaria se han desarrollado dos aplicaciones distintas. La primera de ella ha sido la determinación simultánea de agentes de curado de carne como son el cloruro, el nitrato y el nitrito en nuestras de carne picada. La segunda aplicación en este campo, ha sido el desarrollo de una lengua electrónica capaz de seguir el proceso de maduración de 7 de las más comunes variedades de uvas (Macabeo, Chardonnay, Pinot Noir, Sauvignon Caberné, Shyrah, Merlot y Bobal), y además, controlar el proceso de fermentación de una variedad en concreto, la uva Macabeo. / Campos Sánchez, I. (2013). Sensores electroquímicos tipo lengua electrónica voltamétrica aplicados al control medioambiental y a la industria alimentaria [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/28937 / TESIS

En esta tesis se han investigado los algoritmos de decodificación para códigos de comprobación de paridad de baja densidad (LDPC) y las arquitecturas para la implementación hardware de éstos. El trabajo realizado se centra en los algoritmos del tipo de intercambio de mensajes para códigos estructurados los cuales se incluyen en varios estándares de comunicaciones. Inicialmente se han evaluado las prestaciones de los algoritmos existentes Sum-product, Min-Sum y las principales variantes de este último (Min-Sum con escalado y Min-Sum con offset). Además, se ha realizado un análisis de precisión finita utilizando los códigos LDPC de los estándares IEEE 802.3an, IEEE 802.11n e IEEE 802.16e. Posteriormente se han propuesto dos algoritmos basados en el algoritmo Min-Sum, denominados Min-Sum entero y Min-Sum modificado con corrección. La complejidad de éstos es menor que las de los algoritmos estudiados anteriormente y además permiten una implementación hardware eficiente. Por otra parte, se han estudiado diferentes métodos de actualización de los algoritmos de decodificación: por inundación, por capas horizontales (layered) y por capas verticales (shuffled), y se ha propuesto un nuevo método por capas verticales entrelazadas (x-shuffled) que consigue mejorar la tasa de decodificación. Tras el estudio algorítmico, se han realizado implementaciones hardwar} con diferentes arquitecturas para los algoritmos y métodos de actualización evaluados y propuestos. En la mayoría de algoritmos implementados se requiere el cálculo de los dos primeros mínimos, por lo que inicialmente se realiza un estudio de las arquitecturas hardware para realizar este cálculo y se ha propuesto una nueva arquitectura de menor complejidad. En segundo lugar se ha realizado una comparación de las prestaciones hardware de los diferentes algoritmos con las arquitecturas de referencia: completamente paralela y parcialmente paralela basada en memorias. También se han propuesto dos arquitecturas enfocadas a la alta velocidad, la cuales se implementan con el algoritmo Sum-Product. La primera es una modificación de la arquitectura Sliced Message-Passing que consigue una reducción en el área de la implementación, y la segunda, es una arquitectura específica para el método de actualización propuesto x-shuffled que alcanza tasas de decodificación muy altas. Finalmente, se han implementado los algoritmos propuestos con la arquitectura layered obteniendo implementaciones hardware eficientes con baja área y muy alta tasa de decodificación. Estas últimas consiguen un ratio entre tasa de decodificación y área mejor que las implementaciones existentes en la literatura. Por último, se ha evaluado el comportamiento de los algoritmos de decodificación estudiados en la zona de baja tasa de error, donde las prestaciones se suelen degradar debido a la aparición de un suelo de error. Para ello se ha implementado un simulador hardware usando dispositivos FPGA. La tasa de datos alcanzada con el simulador hardware diseñado es superior a la de otros simuladores documentados en la literatura. En la zona de baja tasa de error el algoritmo propuesto Min-Sum modificado con corrección presenta un mejor comportamiento que el resto de algoritmos evaluados, consiguiendo bajar el suelo de error varios órdenes de magnitud. / Angarita Preciado, FE. (2013). Diseño de decodificadores de altas prestaciones para código LDPC [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31646 / TESIS

La electrofisiología cardíaca permite el estudio de la actividad eléctrica de regiones específicas del corazón y, por tanto, el análisis de las modificaciones de sus características en regiones sometidas a cambios tales como el estiramiento miocárdico agudo. El estiramiento miocárdico modifica las propiedades electrofisiológicas de los cardiomiocitos, originando arritmias cardíacas en diferentes situaciones patológicas. Los efectos mecánicos del estiramiento inducen cambios relacionados con el calcio, y son varios los mecanismos que han sido implicados, incluyendo un incremento de la entrada de Na+ y la activación secuencial de los intercambiadores Na+/H+ y Na+/Ca2+ (modo inverso), ligados a eventos autocrino/paracrinos. Esta Tesis Doctoral tiene como principal objetivo el estudio de la posible participación de estos mecanismos en las respuestas electrofisiológicas al estiramiento mediante el análisis de las modificaciones farmacológicas de dichas respuestas. Se han estudiado las modificaciones de las características de la activación miocárdica durante la fibrilación ventricular (FV) y de las propiedades electrofisiológicas miocárdicas inducidas por el estiramiento miocárdico agudo en 44 corazones de conejo aislados y perfundidos en un sistema Langendorff, utilizando electrodos múltiples epicárdicos y técnicas de cartografía eléctrica, bajo condiciones control (n=9) y durante la perfusión del antagonista de los receptores tipo 1 de angiotensina II losartán 1µM (n=8), del antagonista de los receptores tipo A de endotelina BQ-123 0,1µM (n=9), del inhibidor del intercambiador Na+/H+ 5-(N-ethyl-N-isopropyl)-amiloride (EIPA) 1µM (n=9) y del inhibidor de la corriente tardía de Na+ ranolazina 5µM (n=9) / Canto Serrano, ID. (2015). Estudio de las modificaciones farmacológicas de los efectos electrofisiológicos producidos por el estiramiento local miocárdico a partir de técnicas dinámicas de cartografía eléctrica, en un modelo experimental de corazón aislado de conejo [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48544 / TESIS