La tesi ha estat l'intent de posar en ordre tots els esdeveniments musicals succeïts a la ciutat de València des de l'arribada de les primeres melodies considerades jazzístiques [començament dels anys trenta] i la seua influència a les orquestrines de l'època fins la consecució i assoliment de les primeres formacions del gènere compostes per músics locals -o que hi eren treballant a València- i tota vegada passat un any de l'obertura del que ha estat considerat com el club de Jazz més estable a la ciutat: Perdido Club de Jazz [a la fi del 1981]. Treballant per dècades [des de l'any 1927 fins la fi del 1981] i sota criteris metodològics obtinguts en cadascuna de les èpoques tractades, s'han concatenat referències socio-culturals determinants per al desenvolupament de la ciutat [treball d'hemeroteca] amb aportacions personals fetes per músics [o familiars seus] i personatges relacionats amb el reduït món jazzístic local a més de contextualitzar tota aqueixa informació amb l'arribada del Jazz no sols a Barcelona i a Madrid sinó també al continent europeu. A la tesi es concreta la fundació del Hot Club de València i la tasca desenvolupada pels seus membres [abans i després de la Contesa Civil] passant per l'afegiment de dates i dades [músics] dels primers concerts de Jazz realitzats a diversos indrets de la ciutat així com de la posada en marxa d'estructures adients per tal de refermar el nou gènere entre una minvada part dels nostres músics [partitures, fonografia, eines de treball, primers centres d'ensenyament jazzístic, etc.]. Nombrosos personatges apareguts a la tesi [desconeguts en gran nombre] han estat exclosos de l'ideari musical valencià tot i aparèixer com a portadors/difusors del nou estil i malgrat no veure reconeguda en vida la seua tasca. Al carés historiogràfic del treball s'afegeixen apartats musicals d'allò més específics. / Fontelles Rodríguez, VL. (2010). Jazz a la ciutat de València: orígens i desenvolupament fins a les acaballes del 1981 [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7325

El análisis de documentos es una de las áreas científicas de referencia de la Visión por Computador. Se ocupa de la identificación de entidades gráficas en un documento. Dentro de este área el reconocimiento de símbolos es un problema complejo y en el que existen todavía retos importantes, y puede definirse como la extracción de aquellas entidades gráficas con un significado determinado dentro del contexto en el que se enmarque el documento. Los símbolos los podemos dividir en dos clases principalmente, los basados en prototipos y los texturados, es decir símbolos que tienen alguna de sus partes formada por una textura estructurada.Las texturas estructuradas se definen por uno o varios elementos o texels que se distribuyen en el espacio siguiendo unas reglas de emplazamiento. En nuestro modelo de textura estructurada consideraremos que estos texels son polígonos cerrados o segmentos de línea. Análogamente, un plano o documento a reconocer se modeliza por medio de un grafo de regiones de adyacencia, en el que los nodos representan los polígonos encontrados en el plano y las aristas las relaciones entre ellos.El trabajo realizado tiene dos partes bien diferenciadas, la segmentación y el reconocimiento de texturas. En la primera, segmentamos texturas por medio de un clustering jerárquico sobre el grafo que representa el plano. De esta manera obtenemos una serie de clusters de polígonos similares con reglas de emplazamiento similares. Así los clusters donde encontramos un número suficiente de elementos están formando una textura y su representante es el polígono y la vecindad medios calculados. Cuando es una textura compuesta y está formada por más de un texel encontramos clusters solapados, y cada uno de ellos nos indica uno de los texels que forman la textura. La segunda fase infiere una representación de la textura a partir de los representantes de los clusters. Esta representación es una gramática de grafo que permite producciones de error. El proceso de inferencia gramatical se realiza teniendo en cuenta los texels que forman la textura y sus reglas de emplazamiento. A partir de ellas se calculan de forma automática los ciclos cerrados que forman estas vecindades y se generan las reglas de la gramática de grafo. Al final se introducen producciones de error para tolerar texturas distorsionadas por texels partidos o fusionados. Una vez la gramática ha sido calculada se reconoce el símbolo representado por ella mediante un parser que analiza un grafo de entrada y recorre los nodos del mismo que cumplen las reglas de la gramática agrupándolos en uno o varios clusters que serán las ocurrencias del símbolo en el grafo presentado.En resumen, en este trabajo proponemos soluciones para segmentar, mediante el clustering de formas, texturas estructuradas, y modelizar y reconocer un símbolo texturado mediante una gramática de grafo y el análisis sintáctico que podemos realizar con ella sobre un grafo, respectivamente.Palabras clave: Análisis de documentos gráficos, reconocimiento de símbolos, texturas estructuradas, reconocimiento sintáctico, gramáticas de grafo. / After decades of activity, Document Analysis continues being one of the main scientific areas in Computer Vision. The aim of the graphical document analysis is to identify graphical entities in a document. Symbol recognition is a complex problem in Graphical Document Analysis, and it still have important challenges for the scientific community. Symbol Recognition can be defined as the extraction of graphical entities which have a special meaning in the context of the analyzed document. Symbolscan be mainly divided in two classes, the prototyped-based symbols and the textured symbols, that means symbols with one or more of its parts formed by a structural texture.Structural textures are defined by one or more elements or texels distributed in the space following placement rules. In our structural texture model we consider texels as closed polygonals or line segments. On the other hand a document or plan to be analyzed is modeled by means of a Region Adjacency Graph, where the nodes represent polygonals found in the original document and the edges the relations among them.This dissertation has two parts well defined, the segmentation and the recognition of textures. In the first part, textures are segmented by means of a hierarchical clustering over the graph that represents the plan. In that way a set of clusters, formed by similar polygonals placed following similar rules, are obtained. Then the clusters with a certain number of elements are considered to form a texture and their representative is presented by the mean polygonal and the mean neighbourhood, both computed. When the texture is composed of more than one kind of texels, the clusters appear overlapped, one for each kind of texel forming the texture. The second part is devoted to infer the texture representation from the representative of the clusters. This representation is a graph grammar with error productions. The grammar inference process is done bearing in mind the texels forming the texture and their placement rules. From these rules the closed loops are computed automatically and the rules of the graph grammar are generated. At the end the error productions are introduced to tolerate textures distorted by cut or merged texels. Once the grammar is computed the symbol represented by it is recognized by parsing an input graph and visiting all the nodes following the rules of the grammar, and grouping them in one orseveral clusters which are the instances of the symbol in the input graph.To summarize, in this work a solution to segment structural textures, by means of shape clustering, is proposed. Then solutions to modelize a textured symbol by means of a grammar, and to recognize it by parsing with that grammar over an input graph, are presented.Key words: Graphical Document Analysis, SymbolRecognition, Structural Textures, Syntactical Pattern Recognition, Graph Grammars.

Bajo la etiqueta de "Modelado y análisis de sistemas fotovoltaicos" se presentan los trabajos realizados a lo largo del doctorado. Estos estudios centran su aplicación en el área de los sistemas fotovoltaicos. Tienen por objetivo conseguir un entorno de trabajo que permita analizar la problemática asociada a instalaciones fotovoltaicas desde su diseño hasta su puesta en marcha y posterior explotación. Se ha escogido Matlab/Simulink como núcleo del entorno de trabajo debido a la gran potencia y flexibilidad que ofrece. En cada apartado, se comenta la problemática asociada a la implementación del modelo correspondiente mediante Matlab/Simulink y se contrastan los resultados con medidas experimentales, realizadas en el Laboratori de Sistemes Fotovoltaics del Departament d'Enginyeria Electrònica de la Universitat Politècnica de Catalunya, para poder evaluar las prestaciones conseguidas.Esta tesis doctoral se ha organizado de forma que primero se plantean las bases teóricas de los dispositivos involucrados. Seguidamente, estos dispositivos se estructuran en sistemas complejos. A continuación se plantea un método de extracción automática de parámetros que se permitirá adaptar los modelos de dispositivos y sistemas a las instalaciones fotovoltaicas reales a diseñar o analizar. Finalmente, se plantean un conjunto de aplicaciones que constituirán el entorno de trabajo de los usuarios.Así pues, en primer lugar se formulan los modelos de los dispositivos involucrados en los sistemas fotovoltaicos: baterías, paneles solares, reguladores de carga, inversores, convertidores continua-continua, controlador para conexión a red eléctrica y resistencias de pérdidas. Se ha tomado como premisa de partida definir un único modelo para cada dispositivo, planteándolo de la forma más general posible. Este planteamiento se soporta en la utilización posterior del método de extracción de parámetros para ajustar automáticamente los parámetros internos del modelo. En segundo lugar, se aborda la problemática de la integración de los dispositivos en sistemas fotovoltaicos. Se ha optado por ir construyendo la arquitectura de una instalación fotovoltaica completa a partir de su mínima expresión. Por ello se empieza con el análisis de un sistema formado por paneles solares y cargas, que se ha denominado sistema flotante. Seguidamente se introduce una batería, definiéndose el sistema autónomo. Introduciendo entonces las pérdidas debidas al cableado se plantea el sistema autónomo con pérdidas. La topología es ampliada añadiendo un regulador de batería que introduce las protecciones básicas para la batería, denominada sistema con regulador de batería. La incorporación de un inversor permite diferenciar los dos buses de potencia, desarrollándose el sistema completo. Un convertidor continua-continua entre paneles y baterías ofrece la posibilidad de plantear políticas de control en la generación de potencia, formulando así el sistema controlado. Finalmente, se plantea la introducción de un punto de acceso a la red eléctrica, obteniéndose el sistema más completo, denominado sistema conectado a red. Si bien disponer de un modelo teórico es el paso previo al estudio de cualquier tipo de sistema, el siguiente paso consiste en conocer los valores numéricos de los parámetros que permiten simular exactamente el comportamiento del sistema real bajo estudio. Normalmente se dispone de los valores nominales que proporcionan los fabricantes. Estos parámetros están sujetos tanto a una limitación en precisión como en vigencia debido al envejecimiento del sistema. La posibilidad de obtener los parámetros característicos de un sistema de forma automática, a partir de medidas experimentales, abre un abanico de posibilidades desde el diseño, en las etapas de desarrollo, hasta el mantenimiento, una vez esté ya en explotación. Uno de los métodos más utilizados para la extracción de parámetros de sistemas no lineales fue propuesto por D. Marquardt en 1963, basado en las hipótesis de trabajo de K. Levenberg sobre modelado de datos. Tomando como base este método, junto con los modelos de dispositivos y sistemas, se ha implementado un algoritmo de extracción automática de los parámetros característicos de una instalación fotovoltaica real.Una vez se dispone de las herramientas de bajo nivel necesarias, se afronta el reto de desarrollar las aplicaciones. Se han implementado 6 aplicaciones para el estudio y análisis de instalaciones fotovoltaicas. La identificación de sistemas obtiene los parámetros característicos, que permiten simular fielmente el comportamiento de una instalación fotovoltaica real, a partir de medidas empíricas. El diagnóstico ofrece la posibilidad de determinar la causa más probable de fallo mediante la utilización de técnicas estadísticas. El algoritmo de control ofrece un enfoque complementario a la gestión energética de los sistemas fotovoltaicos. Plantea una gestión global de la energía generada, consumida y almacenada en el sistema, tomando como referencia las baterías. La utilización del servidor Web extiende las posibilidades de identificación, diagnóstico, control y simulación de los sistemas aportando independencia tanto de la ubicación de las aplicaciones como del conocimiento del entorno de trabajo. Además de permitir un acceso remoto mediante un navegador Web estándar, añade confidencialidad y seguridad en la utilización de modelos y algoritmos, ya que los usuarios no tienen acceso directo a ellos, solo a los resultados. Las cuatro aplicaciones anteriores precisan de medidas reales de las instalaciones fotovoltaicas. Para solventar esta necesidad se propone la utilización de una red de monitorización inalámbrica que recoja estas muestras de los sensores. Además, se ha planteado un sensor de batería que permita calcular el nivel de energía y el estado de salud de forma directa.Finalmente se incluyen las conclusiones extraídas a raíz de los resultados y experiencias obtenidos. Además que valorar las prestaciones de los resultados obtenidos, se pone de manifiesto el gran potencial de la línea de investigación iniciada. La combinación de las técnicas utilizadas abre nuevos horizontes en el estudio de todo tipo de sistemas. Por lo que puede considerarse como una reflexión sobre futuros campos de aplicación.El objetivo final de la presente tesis doctoral consiste en desarrollar un sistema integral de simulación, diagnóstico, monitorización y control de instalaciones fotovoltaicas. Este sistema está orientado tanto a diseñadores como a técnicos, proporcionándoles las herramientas necesarias para el desarrollo de sus actividades de investigación, diseño y mantenimiento. Para conseguirlo se ha dividido en un conjunto de objetivos parciales, cada uno de los cuales incide en los aspectos más problemáticos de los sistemas actuales:· Modelar los elementos del sistemao Modelos de dispositivoso Modelos de sistemas· Obtener un método de extracción automática de parámetroso Método de Levenberg-Marquardt· Generar un banco de librerías de simulación con Matlab/Simulinko Librería de dispositivoso Librería de sistemaso Librería de extracción automática de parámetros· Diseñar el hardware de monitorización necesarioo Sensor de bateríao Red inalámbrica de monitorización· Implementar el entorno de diagnóstico y análisis de una instalación fotovoltaicao Aplicación para la identificación de sistemaso Aplicación para el diagnóstico de sistemaso Aplicación para el control de sistemaso Enlace Web para el acceso remoto a las aplicacionesRecapitulando hasta los objetivos planteados en la introducción, en la presente tesis doctoral se pretendía desarrollar un sistema integral de simulación, diagnóstico, monitorización y control de instalaciones fotovoltaicas. A lo largo de los capítulos se han ido planteando estructuradamente las motivaciones, problemas y soluciones a los retos iniciales. A modo de síntesis, a continuación se resumen los principales logros y conclusiones alcanzados. Quizás una de las conclusiones más claras es la potencia y flexibilidad que aporta Matlab/Simulink al entorno de trabajo. La eficacia de los algoritmos de cálculo, la gran cantidad de librerías matemáticas disponibles y la facilidad en su utilización han permitido entrelazar un conjunto de funciones para formar modelos de dispositivos y sistemas junto con algoritmos estadísticos. La posibilidad de enlazar Matlab con un servidor web estándar ha facilitado tanto disponer de una interfaz estándar como habilitar el acceso remoto a las aplicaciones y proporcionar seguridad y confidencialidad. Otro logro importante es la obtención del nuevo modelo de batería orientado hacia sistemas dinámicos. Este modelo se basa en el circuito eléctrico equivalente de la batería, resolviendo los problemas de discontinuidades. Introduce además el concepto de nivel de energía, complementario al de estado de carga tradicional.Junto con el modelo de la batería, se han planteado los modelos de los paneles solares, reguladores de carga, inversores, convertidores continua-continua, controlador para conexión a red eléctrica y resistencias de pérdidas. Los cuales se han organizado en un conjunto de arquitecturas con el fin de caracterizar la mayor parte de sistemas fotovoltaicos tradicionales: sistemas flotantes, autónomos, conectados a red, etc.Una vez obtenidos los modelos, se han Integrado en un banco de librerías de Matlab/Simulink, contrastando su comportamiento sistemáticamente respecto ensayos empíricos realizados en laboratorio de sistemas fotovoltaicos. La precisión conseguida, con errores medios por debajo del 5% en todos los casos, se considera suficiente y adecuada para el entorno de trabajo.La utilización combinada de los modelos de dispositivos y sistemas con el método de extracción automática de parámetros Levenberg-Marquardt ha demostrado ser una eficaz herramienta para el análisis de sistemas, permitiendo caracterizar y diagnosticar instalaciones fotovoltaicas. Se abren, pues nuevas vías en la gestión de sistemas, ya que utilizando el concepto de parametrizar el problema a solventar es posible afrontar con éxito aquellas situaciones en las que se ven involucradas varías variables dependientes entre si.La aplicación de la identificación de sistemas permite adaptar un modelo genérico a la realidad de un dispositivo o sistema específico. Combinada con la monitorización de una instalación fotovoltaica forman la plataforma sobre la que se fundamenta el diagnóstico de sistemas. Se ha demostrado como a partir de las premisas de minimizar el número de variables a sensar y utilizar algoritmos de extracción automática de parámetros es posible determinar estadísticamente la causa más probable de fallo en una instalación. Esta aplicación precisa de un potente ordenador para llevar a cabo los cálculos, si se requiere un sistema en tiempo real, pero permite optimizar el coste de la gestión y aumentar la fiabilidad de una instalación.La política de control propuesta optimiza el rendimiento de la instalación fotovoltaica, ya que reduce el flujo de corriente al estrictamente necesario, aumentando la seguridad y retrasando el envejecimiento de cableados y dispositivos, y maximiza la carga de las baterías, reduciendo la probabilidad de pérdida de carga en el sistema. Es una consecuencia lógica surgida del modelo de batería y se considera fácilmente integrable en equipos comerciales.La importancia de disponer del modelo de batería se justifica de nuevo en el planteamiento del sensor de batería. Este sensor combina la técnica de sensado mediante un divisor de corriente, para minimizar interferencias, con el conocimiento sobre la correlación entre impedancia, tensión, corriente, temperatura, nivel de energía y estado de salud que aporta el nuevo modelo. Disponer de un sensor preciso para determinar el nivel de energía y estado de salud de las baterías aumenta la fiabilidad de las instalaciones y permite optimizar el diseño de nuevas instalaciones fotovoltaicas.

La implementació de la Directiva Europea 91/271/CEE referent a tractament d'aigües residuals urbanes va promoure la construcció de noves instal·lacions al mateix temps que la introducció de noves tecnologies per tractar nutrients en àrees designades com a sensibles. Tant el disseny d'aquestes noves infraestructures com el redisseny de les ja existents es va portar a terme a partir d'aproximacions basades fonamentalment en objectius econòmics degut a la necessitat d'acabar les obres en un període de temps relativament curt. Aquests estudis estaven basats en coneixement heurístic o correlacions numèriques provinents de models determinístics simplificats. Així doncs, moltes de les estacions depuradores d'aigües residuals (EDARs) resultants van estar caracteritzades per una manca de robustesa i flexibilitat, poca controlabilitat, amb freqüents problemes microbiològics de separació de sòlids en el decantador secundari, elevats costos d'operació i eliminació parcial de nutrients allunyant-les de l'òptim de funcionament. Molts d'aquestes problemes van sorgir degut a un disseny inadequat, de manera que la comunitat científica es va adonar de la importància de les etapes inicials de disseny conceptual. Precisament per aquesta raó, els mètodes tradicionals de disseny han d'evolucionar cap a sistemes d'avaluació mes complexos, que tinguin en compte múltiples objectius, assegurant així un millor funcionament de la planta. Tot i la importància del disseny conceptual tenint en compte múltiples objectius, encara hi ha un buit important en la literatura científica tractant aquest camp d'investigació. L'objectiu que persegueix aquesta tesi és el de desenvolupar un mètode de disseny conceptual d'EDARs considerant múltiples objectius, de manera que serveixi d'eina de suport a la presa de decisions al seleccionar la millor alternativa entre diferents opcions de disseny. Aquest treball de recerca contribueix amb un mètode de disseny modular i evolutiu que combina diferent tècniques com: el procés de decisió jeràrquic, anàlisi multicriteri, optimació preliminar multiobjectiu basada en anàlisi de sensibilitat, tècniques d'extracció de coneixement i mineria de dades, anàlisi multivariant i anàlisi d'incertesa a partir de simulacions de Monte Carlo. Això s'ha aconseguit subdividint el mètode de disseny desenvolupat en aquesta tesis en quatre blocs principals: (1) generació jeràrquica i anàlisi multicriteri d'alternatives, (2) anàlisi de decisions crítiques, (3) anàlisi multivariant i (4) anàlisi d'incertesa. El primer dels blocs combina un procés de decisió jeràrquic amb anàlisi multicriteri. El procés de decisió jeràrquic subdivideix el disseny conceptual en una sèrie de qüestions mes fàcilment analitzables i avaluables mentre que l'anàlisi multicriteri permet la consideració de diferent objectius al mateix temps. D'aquesta manera es redueix el nombre d'alternatives a avaluar i fa que el futur disseny i operació de la planta estigui influenciat per aspectes ambientals, econòmics, tècnics i legals. Finalment aquest bloc inclou una anàlisi de sensibilitat dels pesos que proporciona informació de com varien les diferents alternatives al mateix temps que canvia la importància relativa del objectius de disseny.El segon bloc engloba tècniques d'anàlisi de sensibilitat, optimització preliminar multiobjectiu i extracció de coneixement per donar suport al disseny conceptual d'EDAR, seleccionant la millor alternativa un cop s'han identificat decisions crítiques. Les decisions crítiques són aquelles en les que s'ha de seleccionar entre alternatives que compleixen de forma similar els objectius de disseny però amb diferents implicacions pel que respecte a la futura estructura i operació de la planta. Aquest tipus d'anàlisi proporciona una visió més àmplia de l'espai de disseny i permet identificar direccions desitjables (o indesitjables) cap on el procés de disseny pot derivar. El tercer bloc de la tesi proporciona l'anàlisi multivariant de les matrius multicriteri obtingudes durant l'avaluació de les alternatives de disseny. Específicament, les tècniques utilitzades en aquest treball de recerca engloben: 1) anàlisi de conglomerats, 2) anàlisi de components principals/anàlisi factorial i 3) anàlisi discriminant. Com a resultat és possible un millor accés a les dades per realitzar la selecció de les alternatives, proporcionant més informació per a una avaluació mes efectiva, i finalment incrementant el coneixement del procés d'avaluació de les alternatives de disseny generades. En el quart i últim bloc desenvolupat en aquesta tesi, les diferents alternatives de disseny són avaluades amb incertesa. L'objectiu d'aquest bloc és el d'estudiar el canvi en la presa de decisions quan una alternativa és avaluada incloent o no incertesa en els paràmetres dels models que descriuen el seu comportament. La incertesa en el paràmetres del model s'introdueix a partir de funcions de probabilitat. Desprès es porten a terme simulacions Monte Carlo, on d'aquestes distribucions se n'extrauen números aleatoris que es subsisteixen pels paràmetres del model i permeten estudiar com la incertesa es propaga a través del model. Així és possible analitzar la variació en l'acompliment global dels objectius de disseny per a cada una de les alternatives, quines són les contribucions en aquesta variació que hi tenen els aspectes ambientals, legals, econòmics i tècnics, i finalment el canvi en la selecció d'alternatives quan hi ha una variació de la importància relativa dels objectius de disseny. En comparació amb les aproximacions tradicionals de disseny, el mètode desenvolupat en aquesta tesi adreça problemes de disseny/redisseny tenint en compte múltiples objectius i múltiples criteris. Al mateix temps, el procés de presa de decisions mostra de forma objectiva, transparent i sistemàtica el perquè una alternativa és seleccionada en front de les altres, proporcionant l'opció que més bé acompleix els objectius marcats, mostrant els punts forts i febles, les principals correlacions entre objectius i alternatives, i finalment tenint en compte la possible incertesa inherent en els paràmetres del model que es fan servir durant les anàlisis. Les possibilitats del mètode desenvolupat es demostren en aquesta tesi a partir de diferents casos d'estudi: selecció del tipus d'eliminació biològica de nitrogen (cas d'estudi # 1), optimització d'una estratègia de control (cas d'estudi # 2), redisseny d'una planta per aconseguir eliminació simultània de carboni, nitrogen i fòsfor (cas d'estudi # 3) i finalment anàlisi d'estratègies control a nivell de planta (casos d'estudi # 4 i # 5). / The implementation of EU Directive 91/271/EEC concerning urban wastewater treatment promoted the construction of new facilities and the introduction of nutrient removal technologies in areas designated as sensitive. The need to build at a rapid pace imposed economically sound approaches for the design of the new infrastructures and the retrofit of the existing ones. These studies relied exclusively on the use of heuristic knowledge and numerical correlations generated from simplified activated sludge models. Hence, some of the resulting wastewater treatment plants (WWTPs) were characterized by a lack of robustness and flexibility, bad controller performance, frequent microbiology-related solids separation problems in the secondary settler, high operating and maintenance costs and/or partial nutrient removal, which made their performance far from optimal. Most of these problems arose because of inadequate design, making the scientific community aware of the crucial importance of the conceptual design stage. Thus, these traditional design approaches should turn into more complex assessment methods in order to conduct integrated assessments taking into account a multiplicity of objectives an hence ensuring a correct plant performance. Despite the importance of this fact only a few methods in the literature addressed the systematic evaluation of conceptual WWTP design alternatives using multiple objectives. Yet, the decisions made during this stage are of paramount importance in determining the future plant structure and operation. The main objective pursued in this thesis targets the development of a systematic conceptual design method for WWTP using multiple objectives, which supports decision making when selecting the most desirable option amongst several generated alternatives. This research work contributes with a modular and evolutionary approach combining techniques from different disciplines such as: a hierarchical decision approach, multicriteria decision analysis, preliminary multiobjective optimization using sensitivity functions, knowledge extraction and data mining techniques, multivariate statistical techniques and uncertainty analysis using Monte Carlo simulations. This is accomplished by dividing the design method into 4 different blocks: (1) hierarchical generation and multicriteria evaluation of the design alternatives, (2) analysis of critical decisions, (3) multivariate analysis and, finally, (4) uncertainty analysis. The first block of the proposed method, supports the conceptual design of WWTP combining a hierarchical decision approach with multicriteria analysis. The hierarchical decision approach breaks down the conceptual design into a number of issues that are easier to analyze and to evaluate while the multicriteria analysis allows the inclusion of different objectives at the same time. Hence, the number of alternatives to evaluate is reduced while the future WWTP design and operation is greatly influenced by environmental, technical, economical and legal aspects. Also, the inclusion of a sensitivity analysis facilitates the study of the variation of the generated alternatives with respect to the relative importance of the objectives. The second block, analysis of critical decisions, is tackled with sensitivity analysis, preliminary multiobjective optimization and knowledge extraction to assist the designer during the selection of the best alternative amongst the most promising alternatives i.e. options with a similar overall degree of satisfaction of the design objectives but with completely different implications for the future plant design and operation. The analysis provides a wider picture of the possible design space and allows the identification of desirable (or undesirable) WWTP design directions in advance.The third block of the proposed method, involves the application of multivariate statistical techniques to mine the complex multicriteria matrixes obtained during the evaluation of WWTP alternatives. Specifically, the techniques used in this research work are i) cluster analysis, ii) principal component/factor analysis, and iii) discriminant analysis. As a result, there is a significant improvement in the accessibility of the information needed for effective evaluation of WWTP alternatives, yielding more knowledge than the current evaluation methods to finally enhance the comprehension of the whole evaluation process. In the fourth and last block, uncertainty analysis of the different alternatives is further applied. The objective of this tool is to support the decision making when uncertainty on the model parameters used to carry out the analysis of the WWTP alternatives is either included or not. The uncertainty in the model parameters is introduced, i.e input uncertainty, characterising it by probability distributions. Next, Monte Carlo simulations are run to see how those input uncertainties are propagated through the model and affect the different outcomes. Thus, it is possible to study the variation of the overall degree of satisfaction of the design objectives, the contributions of the different objectives in the overall variance to finally analyze the influence of the relative importance of the design objectives during the selection of the alternatives. Thus, in comparison with the traditional approaches the conceptual design method developed in this thesis addresses design/redesign problems with respect to multiple objectives and multiple performance measures. Also, it includes a more reliable decision procedure that shows in a systematic, objective and transparent fashion the rationale way a certain alternative is selected and not the others. The decision procedure provides to the designer/decision maker with the alternative that best fulfils the defined objectives, showing its main advantages and weaknesses, the different correlations between the alternatives and evaluation criteria and dealing with the uncertainty prevailing in some of the model parameters used during the analysis. A number of case studies, selection of biological nitrogen removal process (case study #1), optimization of the setpoints in two control loops (case study #2), redesign to achieve simultaneous organic carbon, nitrogen and phosphorus removal (case study #3) and evaluation of control strategies at plant wide level (case studies #4 and #5), are used to demonstrate the capabilities of the conceptual design method.

La present tesi proposa una metodología per a la simulació probabilística de la fallada de la matriu en materials compòsits reforçats amb fibres de carboni, basant-se en l'anàlisi de la distribució aleatòria de les fibres. En els primers capítols es revisa l'estat de l'art sobre modelització matemàtica de materials aleatoris, càlcul de propietats efectives i criteris de fallada transversal en materials compòsits.El primer pas en la metodologia proposada és la definició de la determinació del tamany mínim d'un Element de Volum Representatiu Estadístic (SRVE) . Aquesta determinació es du a terme analitzant el volum de fibra, les propietats elàstiques efectives, la condició de Hill, els estadístics de les components de tensió i defromació, la funció de densitat de probabilitat i les funcions estadístiques de distància entre fibres de models d'elements de la microestructura, de diferent tamany. Un cop s'ha determinat aquest tamany mínim, es comparen un model periòdic i un model aleatori, per constatar la magnitud de les diferències que s'hi observen.Es defineix, també, una metodologia per a l'anàlisi estadístic de la distribució de la fibra en el compòsit, a partir d'imatges digitals de la secció transversal. Aquest anàlisi s'aplica a quatre materials diferents.Finalment, es proposa un mètode computacional de dues escales per a simular la fallada transversal de làmines unidireccionals, que permet obtenir funcions de densitat de probabilitat per a les variables mecàniques. Es descriuen algunes aplicacions i possibilitats d'aquest mètode i es comparen els resultats obtinguts de la simulació amb valors experimentals. / This thesis proposes a methodology for the probabilistic simulation of the transverse failure of Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) by analyzing the random distribution of the fibres within the composite. First chapters are devoted to the State-of-the-art review on the modelization of random materials, the computation of effective properties and the transverse failure of fibre reinforced polymers.The first step in the proposed methodology is the definition of a Statistical Representative Volume Element (SRVE). This SRVE has to satisfy criteria based on the analysis of the volume fraction, the effective properties, the Hill Condition, the statistics of the stress and strain components, the probability density function of the stress and strain components and the inter-fibre distance statistical distributions. Once this SRVE has been achieved, a comparison between a periodic model and a random model is performed to quantitatively analyze the differences between the results they provide.Also a methodology for the statistical analysis of the distribution of the fibre within the composite from digital images of the transverse section. This analysis is performed for four different materials.Finally, a two-scale computational method for the transverse failure of unidirectional laminae is proposed. This method is able to provide probability density functions of the mechanical variables in the composite. Some applications and possibilities of the method are given and the simulation results are compared with experimental tests.

This thesis proposes a framework for identifying the root-cause of a voltage disturbance, as well as, its source location (upstream/downstream) from the monitoring place. The framework works with three-phase voltage and current waveforms collected in radial distribution networks without distributed generation. Real-world and synthetic waveforms are used to test it. The framework involves features that are conceived based on electrical principles, and assuming some hypothesis on the analyzed phenomena. Features considered are based on waveforms and timestamp information. Multivariate analysis of variance and rule induction algorithms are applied to assess the amount of meaningful information explained by each feature, according to the root-cause of the disturbance and its source location. The obtained classification rates show that the proposed framework could be used for automatic diagnosis of voltage disturbances collected in radial distribution networks. Furthermore, the diagnostic results can be subsequently used for supporting power network operation, maintenance and planning. / En esta tesis se propone una metodología para la identificación de la localización relativa (aguas arriba/abajo) y la causa de una perturbación eléctrica. La metodología utiliza las ondas trifásicas de tensión y de corriente registradas en redes de distribución radial sin presencia de generación distribuida. La metodología es validada utilizando perturbaciones eléctricas reales y simuladas. La metodología involucra atributos que han sido concebidos basándose en principios eléctricos e hipótesis de acuerdo a cada uno de los fenómenos eléctricos analizados. Se propusieron atributos tanto basados en la forma de onda como en la fecha de ocurrencia de la perturbación. La cantidad de información contenida y/o explicada por cada atributo es valorada mediante la aplicación del análisis multivariante de la varianza y algoritmos de extracción automática de reglas de decisión. Los resultados de clasificación muestran que la metodología propuesta puede ser utilizada para el diagnóstico automático de perturbaciones eléctricas registradas en redes de distribución radial. Los resultados de diagnóstico pueden ser utilizados para apoyar las tareas de operación, mantenimiento y planeamiento de las redes de distribución.