The optimal planning of the annual development tasks of a medium voltage power distribution network, to tackle the evolution of the demand with maximum levels of quality and continuity of service and minimum investment, has been under the spotlight of the academic community for the last forty years. The methodologies avalaible today present some withdraws that might complicate its application on real cases. This thesis describes the design of a system of analysis and planning of real distribution networks, which incorporates a new multi-objective and dynamic multi-stage heuristic methodology to generate the optimal and efficient planning strategies. This new heuristic methodology contains strategies to increase its efficiency that have not been found in the specialized literature: the typing of the development tasks and the evaluation of the relative efficiency of the optimal planning strategies during the search. / La planificació òptima dels treballs anuals de desenvolupament d'una xarxa de distribució eléctrica de mitjana tensió, per atendre l'evolució de la demanda amb uns nivells màximes de qualitat i continuïtat del subministrament i amb una inversió mínima, ha estat objecte d'interès de la comunitat acadèmica durant els darrers quaranta anys. Les metodologies formulades fins avui presenten inconvenients que poden dificultar la seva aplicació en casos reals. Aquesta tesi detalla el disseny d'un sistema d'anàlisi i planificació de xarxes de distribució reals, que incorpora una nova metodologia heurística multi-objetiva i dinàmica multi-etapa per l'obtenció de planificacions òptimes i eficients. Aquesta nova metodologia heurística conté estratègies de millora de la seva eficiència que no s'han trobat en la literatura especialitzada: la tipificació d'actuacions de desenvolupament i l'avaluació de l'eficiència relativa de les planificacions òptimes durant el procés de cerca.

The energy efficiency assessment of high-pressure pneumatic circuits is the aim of this dissertation. From a historical perspective the past and cur- rent activities with regards to the energy saving conservation in pneumatic technology were examined, and it could be concluded that high pressure pneumatic circuits have been repeatedly used for years in several industrial applications but to date no studies on that specific field are known. After a systematic review of studies concerning energy saving in pneumatic applications, a complete dynamic model for a high-pressure air blowing machine, employed in the production of plastic bottles, was developed. A synthetic version of the real pneumatic system was considered and consisted of a valve manifold, two tanks, one that simulated the mould cavity where the plastic preform is commonly blown and the other, was intended to recycle air. The one-dimensional models were derived for the pneumatic valve, pipes and vessels. The dynamic modelling of the valve took into account the flow non-linearities through the various geometrical restrictions as well as the pressure and temperature evolution at the inner chambers. Because of the existence of flow discontinuities in the pipes, different solving methods were applied, taking as starting point the Method of Characteristics and continued delving into finite volume methods such as Riemann-solver-based schemes. On the experimental phase a single blowing station unit was designed and built up. The pressure and temperature characteristics at different positions of the pneumatic circuit were measured in detail. In addition, the fluid flow through the valve manifold could be characterised by the sonic conductance and critical pressure ratio, which were determined by the isothermal discharge method. Effort was also expended to study the behaviour of the pressure waves generated along the tubes. The pressure wave propagation was computationally charted, with the intention of assessing how this parameter affected the recycling process. The examination of the experimental results proved the efficiency of the re- cycling process and demonstrated to be in close agreement with the mathematical model. The parameters governing the maximum amount of air to be recycled at each working cycle were identified, and the influence of the pipe geometry was discussed. Finally the author provides recommendations for future research and makes suggestions regarding the valve design to enhance the efficiency of the system. / El objetivo de esta investigación es evaluar la eficiencia energética de los circuitos neumáticos que trabajan con presiones muy superiores a las que habitualmente se emplean en la mayoría de aplicaciones industriales. Un análisis exhaustivo de como el ahorro energético se ha tratado a lo largo de las últimas décadas permite concluir que a pesar de que existen numerosos estudios que revisan las diferentes metodologías empleadas tanto en el reciclaje como en la reducción del consumo de aire comprimido, ninguno presta atención a las aplicaciones que representan el objeto de este estudio. La revisión de las patentes publicadas en las últimas décadas pone de manifiesto la actividad creciente en el desarrollo de máquinas de soplado para botellas de plástico (PET). Las diferentes técnicas empleadas con la intención de reciclar el aire empleado en una de las fases de soplado indican la necesidad de un ahorro de energía. En base a este escenario, se desarrolló un modelo matemático que permite determinar la variación transitoria de los principales parámetros físicos que gobiernan el flujo de aire a través del circuito neumático utilizado en una máquina de soplado de aire a alta presión. El modelo reducido de dicho circuito consiste de un bloque de válvulas, dos tanques, uno que simula la cavidad del molde, donde la preforma de plástico se moldea mediante inyección por soplado y el otro, en el que se recicla el aire empleado en el soplado. Debido a la existencia de discontinuidades de flujo en las tuberías, se aplicaron diferentes métodos de resolución para las ecuaciones de Euler, tomando como punto de partida el Método de las Características y finalizando con métodos numéricos basados en esquemas del tipo Riemann-solver. Por otro lado el modelado matemático de la válvula tiene en cuenta las no linealidades del flujo a través de las diversas restricciones geométricas, así como la evolución de presión y temperatura en los volúmenes interiores de la misma. En la fase experimental, se diseñó y construyó una estación de soplado que permitía determinar las características de presión y temperatura en diferentes posiciones del circuito neumático. Esto permitió determinar el comportamiento de las ondas de presión generadas a lo largo de los tubos y su influencia el proceso de reciclaje. A sí mismo, se emplearon métodos alternativos (simple discharge method and isothermal discharge method) para caracterizar el flujo a través del bloque de válvulas. El examen de los resultados experimentales demostró la eficiencia del proceso de reciclaje y demostró estar en estrecho acuerdo con el modelo matemático. Se identificaron los parámetros que rigen la máxima cantidad de aire que puede reciclarse en cada ciclo de trabajo, y se examinó la influencia de la geometría de la tubería. Por último, el autor aporta recomendaciones para futuras investigaciones y hace sugerencias sobre el diseño de la válvula neumática para mejorar la eficiencia del sistema.

Aquesta tesi doctoral te com a objectiu fonamental la integració monolítica de microressonadors en una tecnologia comercial, AMS 0.35um, tot utilitzant les capes disponibles del procés tecnològic. Les estructures son alliberades en un procés post-CMOS consistint en un atac humit basat en una solució HF, sense la necessitat de utilitzar cap mascara ni cap procés fotolitografia.Per tal de dissenyar i modelitzar aquests ressonadors, un model electromecànic basat en la deflexió real dels ressonadors serà descrit permetent al dissenyador predir el màxim de corrent a la ressonància. A més a més, un conjunt d'equacions de disseny serà presentat per tots els dispositius fabricats.Al llarg d'aquesta tesi diferents aproximacions tecnològiques tot utilitzant les capes disponibles de la tecnologia estàndard per fabricar microressonadors seran introduïts i discutits. Des del punt de vista del disseny, reduir la distància del gap entre el ressonador i el elèctrode esdevé un dels paràmetres més rellevants que potenciaran la resposta elèctrica del dispositiu. Aleshores, les aproximacions tecnològiques estaran encaminades a reduir la distancia del gap tan com sigui possible. Per a les aproximacions tecnològiques més prometedores, limitacions basades en el col·lapse vertical en el procés de alliberament seran considerats per tal de evitar el disseny s'estructurés amb limitació en el seu funcionament.Una aproximació tecnològica basada en les capes del mòdul estàndard per a la fabricació de capacitats integrades, ha resultat en una de les aproximacions més prometedores per a la fabricació integrada de ressonadors MEMS en el rangs de freqüències VHF i UHF, aconseguint gaps laterals de 40nm. Dispositius exhibint freqüències en el rang VHF, amb factors de qualitat fins a 3000 a 290MHz, seran presentats, obtenint una figura de mèrit de Qxf=9.1011 Hz. A més a més, resultats preliminars en la caracterització d'un anell ressonant en mode acústic a 1GHz serà descrit. / This thesis is focused on the monolithic integration of microresonators in a commercial CMOS technology, AMS-0.35um, by using the standard layers of the process. The structures are released in a maskless post-CMOS process based on a wet hydrofluoric etchant. Those resonators will make the role of frequency selective devices replacing off-chip components of present front-end tranceivers communication systems relying on their reduced size, cost production and lower consumption. In order to design and modelize those microresonators, an electromechanical model based on the real deflection of flexural resonator will be described allowing the designer to predict the maximum current levels at resonance. In addition to that, a set of mechanical design equations will be presented for all fabricated devices. Along this report, different technological approaches using the available layers of the standard technology for fabricating microresonators will be introduced and discussed. From the design point of view, reducing the gap distance between resonator and driver becomes one of the relevant parameters that will enhance the electrical response of the device. Then, the approaches will be focused on reducing gap distances as much as possible. For the most promising approaches, limitations based on the vertical stiction in the releasing process will be considered in order to avoid the design of structures with limited performance.A fabrication approach based on the layers of the standard capacitance module will stand out as the most promising approach for successfully fabricate integrated MEMS resonators in the VHF and UHF frequency range, as expenses of 40nm gap distances. Devices exhibiting frequencies in the VHF range, with high quality factors up to 3000 at 290MHz will be presented, giving a figure of merit of Qxf=9.1011Hz. Furthermore, preliminary results on the characterization of a ring bulk acoustic resonator at 1GHz will be described.

La implementación de programas de cribaje y/o de prevención junto a terapias innovadoras está disminuyendo la mortalidad por cáncer de mama. Ahora bien, más de 120.000 muertes anuales ocurren en Estados Unidos y en Europa por esta causa. Una explicación de este hecho es que aún nos falta obtener una fotografía completa de la heterogeneidad biológica del cáncer de mama con respeto a sus alteraciones moleculares, sensibilidad al tratamiento, y composición celular. De hecho, esta complejidad no se halla reflejada por los principales parámetros clínicos (edad, afectación ganglionar, tamaño tumoral, grado histológico) o los marcadores patológicos (receptor de estrógeno [ER], progesterona [PR] y el receptor del factor de crecimiento epidérmico tipo 2 [HER2]), los cuales están siendo utilizados hoy en día en la clínica para estratificar las pacientes en grupos pronósticos y/o terapéuticos. Los estudios basados en expresión global de genes han proporcionado una mayor comprensión de este escenario tan complejo. Durante los últimos 10 años, seis subtipos moleculares de cáncer de mama (Luminal A, Luminal B, HER2-enriched, Claudin-low, Normal Breast-like and Basal-like) han sido identificados y estudiados extensamente. Conocidos como los subtipos intrínsecos, este grupo de tumores ha revelado diferencias críticas en incidencia, supervivencia y respuesta a los tratamientos. De forma muy importante, la información proporcionada por los subtipos intrínsecos complementa y expande la información proporcionada por las variables clínico-patológicas clásicas. En esta tesis doctoral, presento los resultados de tres proyectos independientes sobre la caracterización molecular de los subtipos intrínsecos de cancer de mama y la implementación clínica de test basados en expresión génica. En global, los resultados sugieren que la información que proporciona los subtipos intrínsecos, combinados con los datos clínico-patológicos, nos ayuda a entender mejor la complejidad biológica del cáncer de mama, mejora la eficacia de los tratamientos actuales y los tratamientos novedosos, y finalmente mejora la supervivencia de las pacientes con cáncer de mama. / Implementation of screening/prevention programs and novel treatment strategies is decreasing breast cancer mortality. However, more than 120,000 estimated deaths due to breast cancer are expected annually in the US and Europe combined. A plausible explanation for this scenario is, in part, that we still lack a complete enough picture of the biologic heterogeneity of breast cancers with respect to molecular alterations, treatment sensitivity, and cellular composition. Importantly, this complexity is not entirely reflected by the main clinical parameters (age, node status, tumor size, histological grade) and pathological markers (estrogen receptor [ER], progesterone receptor [PR] and human epidermal growth factor receptor 2 [HER2]), all of which are routinely used in the clinic to stratify patients for prognostic predictions and to select treatments. Studies based on global gene expression analyses have provided additional insights into this complex scenario. During the last 10 years, four molecular ‘intrinsic’ subtypes of breast cancer (Luminal A, Luminal B, HER2-enriched, and Basal-like) and a Normal Breast-like group have been identified and intensively studied. Known as the ‘intrinsic subtypes of breast cancer’, these groups of tumors have revealed critical differences in incidence, survival, and response to treatment. Importantly, the information provided by the intrinsic subtypes complements and expands the information provided by classical clinical-pathological markers. In this doctoral thesis, I am presenting the results of three independent projects regarding the molecular characterization of the intrinsic subtypes of breast cancer and the implementation of gene expression-based tests in the clinical setting. Overall, the results suggest that the information provided by the intrinsic subtypes, when combined with the current clinical-pathological markers, helps to further explain the biological complexity of breast cancer, increases the efficacy of current and novel therapies, and ultimately improves outcomes for breast cancer patients.

Lab-on-a-Chip (LOC) integrated microfluidics has been a powerful tool for new developments in analytical chemistry. These microfluidic systems enable the miniaturization, integration and automation of complex biochemical assays through the reduction of reagent use and enabling portability.Cell and particle separation in microfluidic systems has recently gained significant attention in many sample preparations for clinical procedures. Direct-current insulator-based dielectrophoresis (DC-iDEP) is a well-known technique that benefits from the electric field gradients generated by an array of posts for separating, moving and trapping biological particle samples. In this thesis a parametric optimization is used to determine the optimum radius of the post for particle separation. Results that are used to design a microfluidic device that with a novel combination of hydrodynamic and di-electrophoretic techniques can achieve plasma separation in a microfluidic channel from fresh blood and for the first time allows optical real-time monitoring of the components of plasma without pre or post processing. Finally, all the results are integrated to create a novel microfluidic chip for blood plasma separation, which combines microfluidics with conventional lateral flow immune chromatography to extract enough plasma to perform a blood panel. The microfluidic chip design is a combination of cross-flow filtration with a reversible electroosmotic flow that prevents clogging at the filter entrance and maximizes the amount of separated plasma. The main advantage of this design is its efficiency, since with a small amount of sample (a single droplet ~10µL) a considerable amount of plasma (more than 1µL) is extracted and collected with high purity (more than 99%) in a reasonable time (5 to 8 minutes). To validate the quality and quantity of the separated plasma and to show its potential as clinical tool, the microfluidic chip has been combined with lateral flow immune chromatography technology to perform a qualitative detection of the TSH (thyroid-stimulating hormone) and a blood panel for measuring cardiac Troponin and Creatine Kinase MB. The results obtained from the microfluidic system are comparable to previous commercial lateral flow assays that required more sample for implementing less tests. / Els dispositius Lab-on-a-Chip (LOC) són una eina de gran abast per als nous desenvolupaments de química analítica. Aquests sistemes de microfluids permeten la miniaturització, la integració i automatització d'assajos bioquímics complexos a través de la reducció del consum de reactiu i són portables. La separació de partícules i cél.lules mitjançant sistemes de microfluids ha guanyat recentment una atenció significativa en la preparació de mostres per als procediments clínics. La dielectroforesis amb corrent continu basada amb aïllants (DC-IDEP) és una tècnica ben coneguda que es beneficia dels gradients de camp elèctric generats per una sèrie de columnes d'aïllants que permeten la separació, el moviment i la captura de mostres de partícules biològiques. En aquesta tesis una optimització paramètrica s'utilitza per determinar el radi òptim de la columna necessària per a la separació de partícules. Resultats que s'utilitzen per dissenyar un dispositiu de microfluids que amb una nova combinació de tècniques hidrodinàmiques i di-electroforètiques pot aconseguir la separació de plasma en un microcanal a partir de sang fresca que per primera vegada permet la monitorització en temps real òptica dels components del plasma sense pre o post processament. Finalment, tots els resultats s'integren per crear un nou microxip per a la separació de plasma de la sang, que combina la microfluídica amb cromatografia de flux lateral convencional per extreure suficient plasma per dur a terme un panell de sang. El disseny del microxip és una combinació de filtració de flux creuat amb un flux electroosmòtic reversible que evita l'obstrucció a l'entrada del filtre i maximitza la quantitat de plasma separat. El principal avantatge d'aquest disseny és la seva eficiència, ja que amb una petita quantitat de mostra (una sola gota ~ 10µL) s'extreu una quantitat considerable de plasma (més de 1µL) i es recull amb gran puresa (més de 99%) en temps raonable (de 5 a 8 minuts). Per validar la qualitat i quantitat del plasma separat i per mostrar el seu potencial com a eina clínica, el xip de microfluids s'ha combinat amb la tecnologia de cromatografia de flux lateral per a realitzar una detecció qualitativa de la TSH (hormona estimulant de la tiroide) i un panell de sang per mesura la troponina cardíaca i la creatina quinasa MB. Els resultats obtinguts del sistema de microfluids són comparables als assajos de flux lateral comercials anteriors que requerien més mostra per a la realització de menys proves.

The development and population prosperity in the transition zone between the Sahara desert in the north and the tropical humid savannah in the south, known as Sahel, depends to a great extent on the rainfall regime. The climate is defined by a long and dry season and a short season with rains between the months of June and September. Rainfalls are determined by a strong north to south gradient with small and variable precipitation in the north, which translates into continuous change of vegetation species and life forms that range from sparse thorny shrubs in between grass in the north to a greater amount of vegetal cover and ligneous species in the south. The vegetation growth shows a considerable inter-annual fluctuation that generates a generalized concern in the predominantly rural population, since their way of life is mainly based on dry land agriculture and pasturing. The severe droughts that happened during the 1970¿s, which were extended until the middle of the following decade, have been widely studied because of their serious consequences on the population, and because it is considered as one of the first signs of global climatic changes. Sahel is the region that has shown greater precipitation and vegetation variations in the last three to four decades. Technological advances in remote sensing have allowed constant monitoring of ecosystems, mainly because of the availability of improved spatial, time and spectral data. The present thesis investigates the time and spatial vegetation patterns and the precipitation variability in Sahel through interrelations based on the analysis of temporary series from the normalized vegetation difference index (NDVI) for the period 1983-2012 and rainfall satellite estimations. Whereas the precipitation emerges as a dominant cause from the increase of the vegetation, there is evidence of other anthropogenic factors overlapping the climatologic trend. Measuring rainfall in the semi-arid regions continues to be a pivoting point because of great spatial and weather variability. On top of this, note that the number of available weather stations in Sahel is quite limited. Satellite data, along with meteorological stations measurements, are currently the best source of information with regards to spatial-temporary precipitation in Sahel. Three temporary series of precipitation have been analyzed to cover the period between 1983 and 2012: GPCC, ARC2 and TAMSAT. These series have been compared with more recent ones to provide better quality estimations: RFE2, TRMM 3B42 and GPCP-1dd. The result shows a good correlation between series GPCC, ARC2, RFE2 and TRMM 3B42. The analysis of 30 years of precipitation data shows a recovering of the annual precipitation, although the trends in the annual temporary distribution have changed: nowadays it rains more but during less time. There are NDVI data available coming from the AVHRR sensor since 1981, as well as from its newer GIMMS3g version. Nevertheless, there are aspects in the design and processing of the sensor data that result in noise. There are data sets of the most recent NDVI coming from the sensors VEGETATION and MODIS installed in the SPOT and Terra satellites respectively, which are considered to be an improvement on the AVHRR GIMMS3g data. These sensors provide the possibility of evaluating the accuracy of the tendency analysis of the series of time of the AVHRR GIMMS3g in the period of time in which data overlap, from 2001 to 2012. This evaluation shows that the AVHRR GIMMS3g data set is correct in temporary studies of the vegetation in areas that do not record rainfalls greater than 1,000 mm, whereas the temporary tendencies in more humid zones should be interpreted with reservations. / Al Sahel, la zona de transició entre el desert del Sàhara al nord i la sabana humida tropical al sud, el desenvolupament i la prosperitat de la població depenen en gran mesura del règim de pluges. El clima es caracteritza per una estació seca i llarga i una temporada curta de pluges entre els mesos de juny i setembre. La precipitació està determinada per un fort gradient de nord a sud amb pluges escasses i variables al nord, cosa que es tradueix en una gran diversitat d'espècies de vegetació i formes de vida: des d'arbustos espinosos de cobertura molt escassa intercalats entre pastures al nord a més quantitat de cobertura vegetal i espècies llenyoses al sud. El creixement de la vegetació mostra fluctuacions interanuals considerables, la qual cosa suscita una preocupació generalitzada en la població -predominantment rural-, ja que el seu modus vivendi es basa principalment en l'agricultura de secà i el pasturatge. Les greus sequeres que van tenir lloc durant la dècada de 1970 i que es van allargar fins a mitja dècada de 1980, han estat àmpliament estudiades no només per les greus conseqüències sobre la població, sinó perquè es consideren un dels primers signes de canvi climàtic global. El Sahel és la regió on s'han evidenciat les grans variacions de precipitació i vegetació al llarg de les últimes tres o quatre dècades. Els avenços tecnològics en el camp de la teledetecció han permès la vigilància dels ecosistemes gràcies a la disponibilitat de dades amb resolucions espacials, temporals i espectrals cada vegada més acurades. En aquesta tesi s'investiguen els patrons temporals i espacials de la vegetació i la variabilitat de les precipitacions al Sahel a partir de les interrelacions basades en l'anàlisi de sèries temporals de l'índex de vegetació normalitzat (NDVI) en el període 1983-2012 i de les estimacions de precipitació procedents de satèl·lit. Mentre que la precipitació emergeix com una causa dominant de l'augment de la vegetació, hi ha evidències d'altres factors de caràcter antropogènic superposats a la tendència del clima. Mesurar la precipitació en les regions semiàrides continua sent una feina crítica a causa de la seva gran variabilitat espacial i temporal; d'altra banda, cal afegir que al Sahel el nombre d'estacions meteorològiques disponibles és molt escàs. Les dades de satèl·lit, en combinació amb els mesuraments de les estacions meteorològiques, són actualment el millor mitjà per adquirir informació espaciotemporal de la precipitació a la regió. S'han analitzat tres sèries temporals de precipitació que cobreixen el període comprès entre 1983 i 2012: GPCC, ARC2, TAMSAT. Aquestes sèries s'han comparat amb altres de més recents i que proporcionen estimacions de més qualitat: RFE2, TRMM 3B42 i GPCP-1dd. El resultat mostra una bona correspondència entre les sèries GPCC, ARC2, RFE2 i TRMM 3B42. L'anàlisi de 30 anys de precipitació mostra que la precipitació anual s'ha recuperat, tot i que la tendència en la distribució temporal anual ha canviat: ara plou més però durant menys temps. Des de 1981 es disposa de dades del NDVI procedents del sensor AVHRR en la seva versió GIMMS3g. No obstant això, hi ha aspectes en el disseny i processament de les dades del sensor que hi introdueixen soroll. Hi ha conjunts de dades del NDVI més recents procedents dels sensors VEGETATION i MODIS -embarcats en els satèl·lits SPOT i Terra, respectivament- que es consideren una versió millorada respecte de les dades AVHRR GIMMS3g. A més, aquests productes ofereixen la possibilitat d'avaluar l'exactitud en l'anàlisi de la tendència de les sèries temporals de l'AVHRR GIMMS3g en el període de temps en què les dades se solapen, de 2001 a 2012, i a partir d'això s'observa que el conjunt de dades AVHRR GIMMS3g és adequat en estudis temporals de la vegetació en àrees que no reben més de 1.000 mm de precipitació, mentre que la interpretació de les tendències temporals en les zones més humides s'ha de fer amb certes reserves. / En el Sahel, la zona de transición entre el desierto del Sahara en el norte y la sabana húmeda tropical en el sur, el desarrollo y la prosperidad de la población depende en gran medida del régimen de lluvias. El clima se caracteriza por una estación seca y larga y una corta temporada de lluvias entre los meses de junio y septiembre. La lluvia está determinada por un fuerte gradiente de norte a sur con una precipitación escasa y variable en el norte, que se traduce en un continuo cambio de especies de vegetación y formas de vida que van desde arbustos espinosos de cobertura muy escasa intercalados entre pastos en el norte a una mayor cantidad de cobertura vegetal y especies leñosas en el sur. El crecimiento de la vegetación muestra fluctuaciones interanuales considerables que generan una preocupación generalizada en la población, predominantemente rural, ya que su modo de vida se basa principalmente en la agricultura de secano y el pastoreo. Las graves sequías ocurridas durante la década de 1970, que se alargaron hasta mediados de la década siguiente, han sido ampliamente estudiadas tanto por sus graves consecuencias sobre la población, como porque se considera uno de los primeros signos de cambio climático global. El Sahel es la región donde se han evidenciado las mayores variaciones de precipitación y vegetación en las últimas tres o cuatro décadas. Los avances tecnológicos en el campo de la teledetección han permitido la vigilancia de los ecosistemas gracias a la disponibilidad de datos con resoluciones espaciales, temporales y espectrales cada vez mejores. En esta tesis se investigan los patrones temporales y espaciales de la vegetación y la variabilidad de las precipitaciones en el Sahel a través de las interrelaciones basadas en el análisis de series temporales del índice de vegetación normalizado (NDVI) en el periodo 1983-2012 y las estimaciones de precipitación procedentes de satélite. Mientras que la precipitación emerge como una causa dominante del aumento de la vegetación, hay evidencias de otros factores de carácter antropogénico superpuestos a la tendencia del clima. Medir la precipitación en las regiones semiáridas sigue siendo un punto crítico por la gran variabilidad espacial y temporal de la misma, a esto hay que añadir que el número de estaciones meteorológicas disponibles es muy escaso en el Sahel. Los datos de satélite, en combinación con las mediciones de las estaciones meteorológicas, son actualmente el mejor medio de adquisición de información espacio-temporal de la precipitación en el Sahel. Se han analizado tres series temporales de precipitación que cubren el periodo comprendido entre 1983 y 2012: GPCC, ARC2, TAMSAT. Estas series se han comparado con otras más recientes y que proporcionan estimaciones de mejor calidad: RFE2, TRMM 3B42 y GPCP-1dd. El resultado muestra una buena correspondencia entre las series GPCC, ARC2, RFE2 y TRMM 3B42. El análisis de 30 años de precipitación muestra que la precipitación anual se ha recuperado, aunque la tendencia en la distribución temporal anual ha cambiado: ahora llueve más pero durante menos tiempo. Desde 1981 se dispone de datos del NDVI procedentes del sensor AVHRR y en su versión GIMMS3g. Sin embargo, hay aspectos en el diseño y procesado de los datos del sensor que introducen ruido en los datos. Existen conjuntos de datos del NDVI más recientes procedentes de los sensores VEGETATION y MODIS embarcados en los satélites SPOT y Terra, respectivamente, que se consideran una mejora sobre los datos AVHRR GIMMS3g, y estos productos ofrecen la posibilidad de evaluar la exactitud en el análisis de la tendencia de las series de tiempo del AVHRR GIMMS3g en el periodo de tiempo en el que los datos se solapan, de 2001 a 2012, a partir de lo cual se observa que el conjunto de datos AVHRR GIMMS3g es adecuado en estudios temporales de la vegetación en áreas que no reciben más de 1.000 mm de precipitación, mientras que en la interpretación de las tendencias temporales en las zonas más húmedas debe de hacerse con ciertas reservas.

En esta Tesis se utiliza una técnica de fuente adaptada para medir los parámetros de ruido de transistores de efecto campo, como MESFET y HEMT. Para ello, se ha implementado un sistema de medida en el margen de frecuencias de 2-75 GHz, de 2-50 GHz para medidas de dispositivos en oblea y de 50-75 GHz en guía de onda. Sin embargo, en este margen de frecuencias las pérdidas de los dispositivos aumentan, el nivel del ENR de la fuente de ruido, utilizada para calibrar el sistema, es menor y la sensibilidad a la precisión en la medida de potencia es mayor.Para disminuir la incertidumbre en la medida de potencia, se ha implementado el uso de un detector externo a un analizador de espectros, utilizado inicialmente como medidor de potencia. La calibración del receptor del sistema de medida de ruido se realiza mediante expresiones aproximadas, las cuales son extendidas a un caso general. Dicha calibración requiere como datos la lectura de potencias de ruido para dos cargas, conectadas a la entrada del receptor, a diferente temperatura y de su correspondiente coeficiente de reflexión, el cual no tiene que ser necesariamente igual entre cargas. Particularmente, para reducir la incertidumbre en el cálculo de la constante de ganancia del receptor y como una alternativa a las fuentes de ruido coaxiales, se proponen dos fuentes de ruido en oblea (del tipo coplanar): un transistor polarizado en frío (cold-FET) y un diodo en avalancha, que generan un nivel de ENR mayor en el plano de las sondas de prueba y que además, siendo coplanares permiten disminuir pérdidas debidas al uso de una transición coaxial-coplanar. Por otra parte, se propone un modelo distribuido para transistores de efecto de campo con la finalidad de predecir mejor el comportamiento en pequeña señal y ruido del dispositivo teniendo en cuenta los efectos distribuido de las líneas (electrodos) de puerta, drenador y fuente.También se utiliza la técnica F50, en conjunto con un modelo en pequeña señal y de ruido clásico para transistores bipolares, para extraer simultáneamente los elementos del circuito equivalente en pequeña señal y los parámetros de ruido de un transistor bipolar de heterounión (HBT). / In this Thesis a matched source technique is used to measure the noise parameters of field effect transistors, such as MESFET and HEMT. A noise measurement system, from 2 to 75 GHz, has been implemented. In the frequency range of 2-50 GHz the system has been implemented to measure on-wafer devices, and in the frequency range of 50-75 GHz it has been implemented to measure waveguide devices. However, at these frequencies the losses of the devices increase, the ENR level of the noise source, which is employed to calibrate the receiver, decrease, and the sensibility to the power uncertainty is bigger.To reduce the measurement uncertainty of the noise power, an external detector to a spectrum analyzer, which at the beginning was employed as power meter, has been implemented. Approximate expressions to calibrate the receiver are used, where these are extended to a general case. To develop the calibration the measure of the noise power of two connected loads to the input receiver, and of its corresponding coefficient reflection, it is required. There is not restriction between the loads reflection coefficients. To reduce the uncertainty in the determination of the receiver's gain constant, and as an alternative to the coaxial noise sources, two on-wafer noise sources, a cold-FET and an avalanche noise diode, have been proposed. The on-wafer noise sources generate a bigger ENR level at the on-wafer reference plane, and furthermore, the due losses to the coaxial-to-on-wafer-transition can be practically eliminated.Otherwise, a FET distributed noise model, which takes into account the propagation effects along the device electrodes, is proposed with the purpose of predicting better the small-signal and noise performance of the device.As an application of F50 method, this is applied, in combination of a small-signal and a classic bipolar noise model, to simultaneously extract the elements of the small-signal equivalent circuit and the noise parameters of a heterounion bipolar transistor (HBT).

L'objectiu d'aquesta tesi és proposar noves tècniques per al disseny de microarquitectures clúster superescalars eficients. Les microarquitectures clúster particionen el disseny de diversos components crítics del hardware com a mitjà per mantenir-ne el paral·lelisme i millorar-ne l'escalabilitat. El nucli d'un processador clúster, format per blocs de baixa complexitat o clústers, pot executar cadenes d'instruccions dependents sense pagar el sobrecost d'una llarga emissió, curtcircuïts, o lectura de registres, encara que si dues instruccions dependents s'executen en clústers diferents, es paga la penalització d'una comunicació. Per altra banda, les estructures distribuïdes impliquen generalment menors requisits de potència dinàmica, i simplifiquen la gestió de l'energia per mitjà de tècniques com la desactivació selectiva del rellotge o l'energia, o com la reducció a escalade la tensió.El primer objecte d'aquesta recerca és l'assignació d'instruccions a clústers, ja que aquesta juga un paper clau en el rendiment, amb l'objectiu de mantenir equilibrada la càrrega i reduir la penalització de les comunicacions crítiques. Es proposen dos diferents enfocs: primer, una família de nous esquemes que identifiquen dinàmicament certs grups d'instruccions dependents anomenats "slices", i fan l'assignació de clústers slice per slice. Es diferencien d'altres enfocs previs, ja sigui perquè són dinàmics i/o bé perquè inclouen nous mecanismes explícits de mesura i gestió de l'equilibri de càrrega. Segon, una família de nous esquemes que assignen clústers instrucció per instrucció, basats en les assignacions prèvies dels productors dels registres fonts, en la ubicació dels registres físics, i en la càrrega de treball.La segona contribució proposa la predicció de valors com a mitjà per mitigar les penalitzacions dels retards dels connectors i, en particular, per amagar les comunicacions entre clústers. Es demostra que el benefici obtingut amb l'eliminació de dependències creix amb el nombre de clústers i la latència de les comunicacions i, doncs, és major que per a una arquitectura centralitzada. Es proposa un nou esquema d'assignació de clústers que aprofita la menor densitat del graf de dependències per tal de millorar l'equilibri de càrrega.El tercer aspecte considerat es la xarxa d'interconnexió entre clústers, ja que determina la latència de les comunicacions, amb l'objectiu de trobar el millor compromís entre cost i rendiment. Es proposen diverses xarxes punt-a-punt, tant síncrones com parcialment asíncrones, que assoleixen un IPC pròxim al d'un model ideal amb ample de banda il·limitat, tot i tenir molt baixa complexitat. Llur impacte sobre els curtcircuïts, cues d'emissió o bancs de registres es molt menor que el d'altres enfocs. Es proposen també possibles implementacions dels enrutadors, que il·lustren llur factibilitat amb solucions hardware molt simples i de baixa latència. Es proposa un nou esquema d'assignació de clústers conscient de la topologia, que redueix la latència de les comunicacions.L'última contribució proposa tècniques per distribuir els components principals de les etapes inicials del processador, amb l'objectiu de reduir-ne la complexitat i evitar-ne la replicació. Es proposen tècniques eficaces per a la partició del predictor de salts i la lògica de distribució d'instruccions, a fi de minimitzar la penalització pels retards dels connectors causada per les dependències recursives en dos llaços crítics del hardware: la generació de l'adreça de búsqueda d'instruccions i la lògica d'assignació d'instruccions, respectivament. En el primer cas, es converteixen els retards dels connectors intra-estructurals d'un predictor centralitzat en retards de comunicació entre clústers, els quals se segmenten sense problemes. En el segon cas, el particionat de la lògica d'assignació d'instruccions basada en dependències implica paral·lelitzar aquesta tasca, la qual es inherentment seqüencial. / El objetivo de esta tesis es proponer técnicas para el diseño de microarquitecturas clúster superescalares eficientes. Las microarquitecturas clúster particionan el diseño de diversos componentes críticos del hardware como medio para mantener el paralelismo y mejorar la escalabilidad. El núcleo de un procesador clúster, formado por bloques de baja complejidad o clústers, puede ejectutar cadenas de instrucciones dependientes sin pagar el sobrecoste de una larga emisión, cortocircuitos, o lectura de registros; pero si dos instrucciones dependientes se ejecutan en clústers distintos, se paga la penalización de una comunicación. Por otro lado, las estructuras distribuidas implican generalmente menores requisitos de potencia dinámica, y simplifican la gestión de la energía por medio de técnicas como la desactivación selectiva del reloj o de la alimentación, o la reducción a escala del voltaje.El primer objetivo de esta investigación es la asignación dinámica de instrucciones a clústers, ya que ésta juega un papel clave en el rendimiento, a fin de mantener equilibrada la carga y reducir la penalización de las comunicaciones críticas. Se proponen dos enfoques distintos: primero, una familia de nuevos esquemas que identifican dinámicamente ciertos grupos de instrucciones denominados "slices", y realizan la asignación slice por slice. Éstos se diferencian de otros enfoques previos, ya sea porque son dinámicos y/o porque incluyen nuevos mecanismos explícitos de medida y gestión del equilibrio de carga. Segundo, una familia de nuevos esquemas que asignan clústers instrucción a instrucción, basándose en las asignaciones previas de los productores de sus registros fuente, en la ubicación de los registros físicos, y en la carga de trabajo.La segunda contribución propone la predicción de valores como medio para mitigar las penalizaciones de los retardos de los conectores, y en particular, para esconder las comunicaciones entre clústers. Se demuestra que el beneficio obtenido con la eliminación de dependencias aumenta con el número de clústers y con la latencia de las comunicaciones, y es asimismo mayor que para una arquitectura centralizada. Se propone un nuevo esquema de asignación de clústers que aprovecha la menor densidad del grafo de dependencias con el fin de mejorar el equilibrio de la carga.El tercer aspecto considerado es la red de interconexión entre clústers, pues determina la latencia de las comunicaciones, a fin de hallar el mejor compromiso entre coste y rendimiento. Se proponen diversas redes punto a punto, tanto síncronas como parcialmente asíncronas, que aun teniendo muy baja complejidad consiguen un IPC próximo al de un modelo con ancho de banda ilimitado. Su impacto sobre la complejidad de los cortocircuitos, colas de emisión o bancos de registros es mucho menor que el de otros enfoques. Se proponen también posibles implementaciones de los enrutadores, ilustrando su factibilidad como soluciones simples y de baja latencia. Se propone un esquema de asignación de clústers consciente de la topología, que reduce la latencia de las comunicaciones.La última contribución propone técnicas para distribuir los componentes principales de las etapas iniciales del procesador, con el objetivo de reducir su complejidad y evitar su replicación. Se proponen técnicas eficaces para particionar el predictor de saltos y la lógica de distribución de instrucciones, a fin de minimizar la penalización por retardos de conectores causada por las dependencias recursivas en dos bucles críticos del hardware: la generación de la dirección de búsqueda de instrucciones y la lógica de asignación de clústers. En el primer caso, los retardos de los conectores intra-estructurales de un predictor centralizado se convierten en retardos de comunicación entre clústers, que se pueden segmentar fácilmente. En el segundo caso, el particionado de la lógica de asignación de clústers basada en dependencias implica paralelizar esta tarea, intrínsecamente secuencial. / The objective of this thesis is to propose new techniques to design efficient clustered superscalar microarchitectures. Clustered microarchitectures partition the layout of several critical hardware components as a means to keep most of the parallelism while improving the scalability. A clustered processor core, made up of several low complex blocks or clusters, can efficiently execute chains of dependent instructions without paying the overheads of a long issue, register read or bypass latencies. Of course, when two dependent instructions execute in different clusters, an inter-cluster communication penalty is incurred. Moreover, distributed structures usually imply lower dynamic power requirements, and simplify power management via techniques such a selective clock/power gating and voltage scaling.The first target of this research is the assignment of instructions to clusters, since it plays a major role on performance, with the goals of keeping the workload of clusters balanced and reducing the penalty of critical communications. Two different approaches are proposed: first, a family of new schemes that dynamically identify groups of data-dependent instructions called slices, and make cluster assignments on a per-slice basis. The proposed schemes differ from previous approaches either because they are dynamic and/or because they include new mechanisms to deal explicitly with workload balance information gathered at runtime. Second, it proposes a family of new dynamic schemes that assign instructions to clusters in a per-instruction basis, based on prior assignment of the source register producers, on the cluster location of the source physical registers, and on the workload of clusters.The second contribution proposes value prediction as a means to mitigate the penalties of wire delays and, in particular, to hide inter-cluster communications while also improving workload balance. First, it is proven that the benefit of breaking dependences with value prediction grows with the number of clusters and the communication latency, thus it is higher than for a centralized architecture. Second, it is proposed a cluster assignment scheme that exploits the less dense data dependence graph that results from predicting values to achieve a better workload balance.The third aspect considered is the cluster interconnect, which mainly determines communication latency, seeking for the best trade-off between cost and performance. First, several cost-effective point-to-point interconnects are proposed, both synchronous and partially asynchronous, that approach the IPC of an ideal model with unlimited bandwidth while keeping the complexity low. The proposed interconnects have much lower impact than other approaches on the complexity of bypasses, issue queues and register files. Second, possible router implementations are proposed, which illustrate their feasibility with very simple and low-latency hardware solutions. Third, a new topology-aware improvement to the cluster assignment scheme is proposed to reduce the distance (and latency) of inter-cluster communications.The last contribution proposes techniques for distributing the main components of the processor front-end with the goals of reducing their complexity and avoiding replication. In particular, effective techniques are proposed to cluster the branch predictor and the steering logic, that minimize the wire delay penalties caused by broadcasting recursive dependences in two critical hardware loops: the fetch address generation, and the cluster assignment logic, respectively. In the former case, the proposed technique converts the cross-structure wire delays of a centralized predictor into cross-cluster communication delays, which are smoothly pipelined. In the latter case, the partitioning of the instruction steering logic involves the parallelization of an inherently sequential task such as the dependence based cluster assignment of instructions.

Esta Tesis se ha enmarcado en un proyecto financiado por la CICYT gracias al cual se adquirió un equipo portátil de espectroscopia Raman con fibra óptica. Esto determinó el objetivo inicial de esta investigación, que consistió en conocer las prestaciones y los dispositivos ópticos esenciales del equipo portátil. Esta portabilidad permitió afrontar otro objetivo fundamental: investigar la pigmentación amarilla de objetos cerámicos patrimoniales españoles e italianos de las épocas del Renacimiento y Barroco pertenecientes al Museo de Cerámica de Barcelona gracias a un convenio firmado entre la UPC y este museo. La investigación comenzó con la caracterización química y estructural de unos pigmentos históricos de referencia compuestos por óxidos de plomo, estaño y antimonio con o sin sílice encargados a la Stazione Sperimentale del Vetro (Venecia). Esta etapa se completó con el análisis directo de las piezas cerámicas. En base a los resultados experimentales, se concluye que tanto en España como en Italia durante los siglos XVI y XVII y, excepcionalmente, en un objeto Califal del siglo X procedente del Norte de África, se empleó el mismo pigmento amarillo. Este hallazgo plantea nuevas interpretaciones acerca del origen islámico de estos pigmentos. La interpretación de los espectros de estos pigmentos amarillos artificiales resultó muy complicada debido a su heterogeneidad. El concepto de pigmento heterogéneo en esta Tesis se ha entendido como una mezcla de sustancias de distinta composición química y/o cristalización (entre las cuales, como mínimo, una de estas sustancias es un pigmento) y cuya distribución no es uniforme. Este concepto dio pie a un segundo objetivo que consistió en investigar de forma especial el espectro Raman de una mezcla. Como ejemplo de mezclas naturales se analizaron diferentes conchas marinas (también utilizadas por los artistas como materiales pictóricos históricamente). En este caso, los resultados experimentales demostraron una doble heterogeneidad. Por una parte, se identificó la presencia de dos tipos de compuestos (heterogeneidad composicional): carbonato cálcico y un pigmento orgánico (azul, violeta y marrón) de la familia de los polienos. Por otro lado, el segundo tipo heterogeneidad, en este caso estructural, resultó sorprendente. Se demostró que en la sección transversal de una concha coexisten dos cristalizaciones del carbonato cálcico: la trigonal (calcita) y la ortorrómbica (aragonito), tanto conjunta como aisladamente Continuando la investigación de mezclas, se analizaron diferentes combinaciones de pigmentos comúnmente empleados en arte. Esencialmente, el objetivo fue investigar hasta qué punto el espectro de una mezcla es igual a la suma ponderada de espectros individuales, dado que en una mezcla intervienen fenómenos, entre otros, diferente reflectividad, índice de refracción o el número y tamaño de las partículas de cada componente que no se manifiestan en el espectro de un pigmento aislado. Se partió de la siguiente idea: si a igualdad de radiación incidente cada sustancia química tiene una temperatura concreta, se plantea la cuestión acerca de cuál es la temperatura medida en la mezcla. Dado que el factor de Boltzmann relaciona los espectros Stokes y antiStokes con la temperatura absoluta de un material, se parte de esta relación para deducir una fórmula aproximada que relaciona la temperatura de una mezcla con las temperaturas de sus componentes aislados. Se ha confirmado experimentalmente la validez de esa fórmula y se concluye que el espectro Raman de una mezcla no es la suma ponderada de espectros individuales. Por tanto, deben producirse variaciones en el espectro mezcla tanto en intensidad como en posición frecuencial de bandas / Aquesta tesi s'ha emmarcat en un projecte finançat per la CICYT gràcies al qual es va adquirir un equip portàtil d'espectroscòpia Raman amb fibra òptica. Això va determinar l'objectiu inicial d'aquesta investigació, que va consistir en conèixer les prestacions i els dispositius òptics essencials de l'equip portàtil. Aquesta portabilitat va permetre afrontar un altre objectiu fonamental: investigar la pigmentació groga d'objectes ceràmics patrimonials espanyols i italians de les èpoques del Renaixement i Barroc pertanyents al Museu de Ceràmica de Barcelona gràcies a un conveni signat entre la UPC i aquest museu. La investigació va començar amb la caracterització química i estructural d'uns pigments històrics de referència compostos per òxids de plom, estany i antimoni amb o sense sílice encarregats a la Stazione Sperimentale del Vetro (Venècia). Aquesta etapa es va completar amb l'anàlisi directa de les peces ceràmiques. En base als resultats experimentals, es conclou que tant a Espanya com a Itàlia durant els segles XVI i XVII i, excepcionalment, en un objecte califal del segle X procedent del Nord d'Àfrica, es va emprar el mateix compost groc. Aquesta troballa planteja noves interpretacions sobre l'origen islàmic d'aquests pigments. La interpretació dels espectres d'aquests pigments grocs artificials va resultar molt complicada a causa de la seva heterogeneïtat. El concepte de pigment heterogeni en aquesta tesi s'ha entès com una barreja de substàncies de diferent composició química i / o cristal · lització (entre les quals, com a mínim, una d'aquestes substàncies és un pigment) i la distribució no és uniforme. Aquest concepte va donar peu a un segon objectiu que va consistir en investigar de forma especial l'espectre Raman d'una mescla. Com a exemple de mescles naturals es van analitzar diferents petxines marines (també utilitzades pels artistes com materials pictòrics històricament). En aquest cas, els resultats experimentals van demostrar una doble heterogeneïtat. D'una banda, es va identificar la presència de dos tipus de compostos (heterogeneïtat composicional): carbonat càlcic i un pigment orgànic (blau, violeta i marró) de la família dels poliens. D'altra banda, el segon tipus heterogeneïtat, en aquest cas estructural, va resultar sorprenent. Es va demostrar que a la secció transversal d'una petxina coexisteixen dos cristal · litzacions del carbonat càlcic: la trigonal (calcita) i la ortorrómbica (aragonita), tant conjunta com aïlladament. Continuant la investigació de mescles, es van analitzar diferents combinacions de pigments comunament emprats en art. Essencialment, l'objectiu va ser investigar fins a quin punt l'espectre d'una barreja és igual a la suma ponderada d'espectres individuals, atès que en una barreja intervenen fenòmens, entre d'altres, diferent reflectivitat, índex de refracció o el nombre i mida de les partícules de cada component que no es manifesten en l'espectre d'un pigment aïllat. Es va partir de la següent idea: si a igualtat de radiació incident cada compost químic té una temperatura concreta, es planteja la qüestió sobre quina és la temperatura mesurada en la barreja. Atès que el factor de Boltzmann relaciona els espectres Stokes i antiStokes amb la temperatura absoluta d'un material, es parteix d'aquesta relació per deduir una fórmula aproximada que relaciona la temperatura d'una mescla amb les temperatures dels seus components aïllats. S'ha confirmat experimentalment la validesa d'aquesta fórmula i es conclou que l'espectre Raman d'una barreja no és la suma ponderada d'espectres individuals. Per tant, s'han de produir variacions en l'espectre barreja tant en intensitat com en posició freqüencial de bandes.

Considering that the most abundant renewable energy source is the Sun, photovoltaic technology possesses one of the highest potentials to provide environmental benign and sustainable energy worldwide. Currently, most of commercial available modules are fabricated from crystalline silicon because of its high efficiency. To lower fabrication costs and increase the functionality of the solar modules, several thin film technologies are under development. Among them, organic photovoltaics has created large expectations provided it possesses some intrinsic advantages, such as light weight, flexibility or semi-transparency. However, the low charge mobility in the majority of the organic semiconductor materials prevents the use of active layers thicker than a few hundred nanometers. This leads to a limited light harvesting capacity and, consequently, a limited conversion efficiency. Different optical approaches have been considered to enhance the absorption of organic solar cells and increase their efficiency. In this thesis, we propose a novel configuration based on the use of fiber arrays to effectively trap light and efficiently couple it into the active layer to enhance absorption. The thesis work is presented in five chapters. After an introductory chapter, in chapter 2 light absorption of an organic solar cell deposited on the backside of a fiber array is studied theoretically. A strong enhancement in light harvesting is predicted using such configuration. For small diameter fibers the enhancements originated from light coupling to some low quality whispering gallery modes, while for large diameter fibers light seemed to be effectively trapped inside the fiber structure. In chapter 3 and 4, we consider the dip-coating procedure, a fabrication technique that can be applied to deposit from a precursor solution, layers on a substrate irrespective of its shape. Its viability is demonstrated by applying it to different device architectures. The deposition on such non-flat substrates of the rest of the layers forming an organic solar cell is also examined. For instance, several relevant changes that had to be introduced to the ITO sputtering to obtain transparent electrodes with an optimal quality, both, optically and electrically, are discussed. Once the layer deposition is optimized to fulfill the electrical and optical requirements of organic solar cells, in chapter 5, we experimentally demonstrate that an enhanced light absorption can be achieved from such organic solar cells when deposited on fiber arrays. Optical fibers of 80 µm in diameter were used to fabricate the arrays to be used as the cell substrate. Such substrates were coated with an organic solar cell of evaporated small molecules. The implemented fiber array configuration is seen to be an effective light trapping method. Indeed, the photogenerated current from such devices is shown to increase by a 26%, which is a considerable percentage when compared to the majority of the optical approaches that were considered in the past to enhance absorption in organic cells. / Si considerem que la font d'energia renovable més a abundant és el Sol, la tecnologia fotovoltaica posseeix un dels potencials més alts per poder produir l'energia mundial de forma sostenible i benigne amb el medi ambient. Actualment la majoria dels mòduls comercials estan fabricats de silici cristal.lí ja que aquest material té una gran eficiència. Per tal de rebaixar els costos de producció i incrementar la funcionalitat d'aquest panells solars, diverses tecnologies de capa prima s'estan desenvolupant. Entre elles, la tecnologia fotovoltaica amb materials orgànics ha creat grans expectatives gràcies a les seves propietats intrínseques, com per exemple la seva lleugeresa, flexibilitat o bé semi transparència. Per altra banda, la baixa mobilitat de les càrregues en la majoria dels semiconductors orgànics impedeix l'ús de capes actives no molt més gruixudes que uns pocs nanòmetres. Això provoca que tinguin una capacitat de col.lecció lumínica limitada i com a conseqüència, la eficiència de conversió energètica també ho és. S'han considerat diferents estratègies òptiques per tal de millorar l'absorció en les cel.les solars orgàniques i incrementar la seva eficiència. En aquesta tesi proposem una configuració innovadora basada en l'ús d'una matriu de fibres, les quals atrapen i acoblen la llum en la capa activa per millorar l'absorció d'aquesta. La present tesi consta de cinc capítols. Després d'un capítol introductori, en el capítol 2 s'estudia teòricament l'absorció de llum d'una cel·la solar orgànica dipositada en la part posterior de la matriu de fibres. Per diàmetres de fibra petits, les millores són degudes a l'acoblament d'uns modes recirculants de llum de baixa qualitat. Mentre que per diàmetres grans, la llum sembla estar atrapada de forma efectiva dins de l'estructura formada per les fibres. En els capítols 3 i 4 hem considerat el recobriment per immersió, aquesta tècnica de fabricació pot ser aplicada per dipositar capes des d'una solució precursora a un substrat, independentment de la seva forma. La validesa de la tècnica es demostra quan s'aplica a diferents arquitectures de cel·la. El dipòsit en aquestes estructures no planes de la resta de les capes que formen la cel·la solar orgànica també s'ha investigat. Per exemple, es discuteixen varis canvis rellevants, els quals s'han tingut que introduir per la polvorització catòdica del ITO, per tal d'obtenir elèctrodes transparents amb unes qualitats òptiques i elèctriques òptimes.