Turbulence onset within an initially laminar flow is one of the most common phenomenon in Fluid Mechanics, yet is an open field of research. This is due to the many and diverse causes that can trigger turbulence, which often add to each other, change their effect upon the flow velocity, and are difficult to single out in real-world situations. This is why laminar-toturbulent transition experiments have been and still are a fundamental tool for the researcher. This thesis work has addressed the study of turbulence onset in supersonic flows from an experimental point of view. Two test campaigns have been carried out each in a dedicated supersonic wind tunnel. The first aimed at tracking turbulence onset triggered by a single tetrahedral roughness element. It has been carried out in a multiple-Mach-number supersonic wind tunnel whose qualification campaign has been completed within this thesis work. Two roughness heights were tested, both for two Mach numbers, 1.6 and 2.3. The second test campaign has investigated the effects of an oblique shock wave impinging onto a Mach-2 transitional boundary layer. The transitional state of a boundary layer is that state during which the boundary layer passes from fully laminar to fully turbulent. This passage can be either induced or natural, and it was represented in this thesis work by the trigger wake and by the boundary layer flow downstream of the release point of an electric spark, respectively. Surface sensors, as thin-films and piezoelectric pressure transducers, were used to measure steady and unsteady highfrequency flow evolutions. Different wall temperatures were set for the thin-films insert as to allow the experimental estimation of the recovery temperature. Convective heat-flux trends have been extracted from the steady measurements, which, together with the recovery temperature trends, allowed the calculation of the Stanton number trends. All these quantities let to conclude on the general state of the boundary layer investigated in the first test campaign. The post-processing of the unsteady measurements yielded temperature and pressure fluctuations spectra and RMS streamwise evolutions, along with spectral time evolution at a given position. For the first test campaign, they allowed the characterization of the unsteadiness produced by the roughness within the supersonic boundary layer at different downstream locations. In so doing, they helped conclude on the state of the boundary layer, thus on the effectiveness of the roughness in triggering transition to turbulence. For the second test campaign, they allowed to single out the unsteady effects of the shock impinging downstream of the single roughness and downstream of the electric spark release point. In this way, differences in the shock effect between the roughness configuration and the clean-plate configuration have been highlighted, and the effects of different spark release frequencies compared. / El desarrollo de la turbulencia en el interior de un flujo inicialmente laminar, a pesar de ser uno de los fenómenos más comunes en la mecánica de fluidos, continúa siendo un campo abierto de investigación. Esto es debido a las muchas y diversas causas que condicionan la transición de flujo laminar a régimen turbulento, a menudo actuando de modo combinado, cuyo efecto cambia con la velocidad del flujo y las cuales son difíciles de aislar en situaciones reales. Este es el motivo por el cual los experimentos que estudian la transición de régimen laminar a turbulento han sido y continúan siendo una herramienta fundamental para el investigador. Esta tesis doctoral ha abordado el estudio del comienzo de la turbulencia en flujos supersónicos desde un punto de vista experimental. Dos series de experimentos fueron realizados, cada uno en un túnel de viento supersónico específico. La primera serie tuvo como objetivo el seguimiento del inicio de la turbulencia causado por un único elemento de rugosidad de forma hexaédrica. Este tipo de experimentos fue realizado en un túnel de viento supersónico capaz de operar en un cierto rango de números de Mach, cuya caracterización fue completada en paralelo a esta investigación. Los experimentos fueron realizados a dos números de Mach, 1.6 y 2.3, y dos niveles de rugosidad diferentes variando la temperatura de pared. El objetivo de la segunda serie de medidas consistió en investigar los efectos del impacto de una onda de choque oblicua en una capa límite transitoria, en un flujo a Mach 2. El estado transitorio de una capa límite es aquel durante el cual la capa límite pasa de enteramente laminar a enteramente turbulenta. Esta transformación puede ser tanto natural como inducida. Ambos escenarios han sido reproducidos en esta tesis. La transformación natural ha sido representada mediante la presencia de un elemento de rugosidad, mientras que la transformación inducida se corresponde con el desarrollo de la capa límite aguas abajo del punto de liberación de chispas eléctricas. Para medir la evolución de flujos estacionarios y no estacionarios de alta frecuencia se emplearon sensores superficiales tales como thin-films y transductores piezoeléctricos de presión. Para determinar experimentalmente la temperatura de recuperación (recovery temperature) se aplicaron distintas temperaturas de pared a la pieza contenedora de los thin-films. De las medidas estacionarias se extrajeron las diferentes distribuciones del flujo de calor por convección, las cuales, junto con la distribución de la temperatura de recuperación, permitieron el cálculo de la distribución espacial del número de Stanton. Estos resultados permitieron llegar a una conclusión sobre el estado general de la capa límite investigada en la primera serie de experimentos. Las medidas no estacionarias proporcionaron espectros de fluctuación de temperatura y presión, y evoluciones longitudinales de residuos cuadráticos medios (MSR), así como espectros de evolución temporal en una posición dada. Estos datos permitieron caracterizar, en la primera serie de experimentos, la inestabilidad producida por la rugosidad en la capa límite supersónica en distintas posiciones aguas abajo. Ayudaron, por tanto, a determinar el estado de la capa límite y, co n ello, concluir en la efectividad de la rugosidad para provocar la transición a régimen turbulento. En la segunda serie de experimentos se pudieron señalar los efectos no estacionarios de la onda de choque incidiendo aguas debajo del elemento de rugosidad, y los efectos no estacionarios de la onda incidente aguas abajo del punto de liberación de chispas eléctricas. De este modo, se han identificado las diferencias entre el efecto de una onda de choque en presencia de un elemento de rugosidad y en el caso de la configuración limpia, y se han comparado los efectos del uso de diferentes frecuencias de descargas eléctricas

Polymers are becoming preferred materials in biomedical applications because of their vast diversity of properties, functionalities and applications. Properties as mechanical strength, stability against degradation, biocompatibility and biodegradability, among others, have been attractive for different medical applications. One of the most interesting applications of these materials is drug delivery systems. Biodegradable polymers and copolymers are the preferred materials for the manufacture of a variety of devices for temporal applications in medicine and pharmacology; these biodegradable polymers can be chemically synthesized or biologically produced. Biotechnological polymers have attracted much attention because two main advantages; first, they are produced from renewable resources; and second, as they are biologically produced they are biocompatible, biodegradable and bioresorbable materials. Thus, modification of biotechnological polymers to obtain specific properties or functionalities is a good strategy for the development of promising biomedical materials. In this Thesis the water soluble biotechnological polymer poly(ß,L-malic acid) (PMLA) was modified to change its hydrophilic character to produce non water-soluble polymers capable of forming particulate systems for drug encapsulation and controlled release. PMLA is a polyester-3 with a pendant carboxylic group; it is biocompatible, biodegradable and bioresorbable. The carboxylic side group can be substituted in order to modify the properties of the polymer. The polymer as polyelectrolyte, is also water-soluble. Different strategies were used for polymer derivatization: direct esterification and amidation through the activation of the carboxylic side groups with carbodiimides; ionic complex formation with a cationic drug (Doxorubicin); and esterification with aliphatic long chains by a two step method employing thiol-ene click reactions. Obtained PMLA derivatives resulted in hydrophobic or amphiphilic polymers, which were appropriated for nanoparticle formation, either by emulsion solvent evaporation or by precipitation dialysis techniques. Derivatives physicochemical characterization was made by 1H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, gel permeation chromatography (GPC) and differential scanning calorimetry. Hydrolytic degradation was followed by GPC and 1H NMR, while particles were observed by scanning electron microscopy and their size and surface charge characterized by dynamic light scattering and ζ-potential measurement. Assays of drug encapsulation and release were also performed and cytotoxicity tests were done on cancer cell lines. Nanoparticles (100-300 nm aprox.) were obtained from all PMLA derivatives, except for the ionic complex which formed microparticles. Nanoparticles showed potential as drug delivery systems since they were able to encapsulate the anticancer drugs Temozolomide and Doxorubicin, as well as the model drugs Theophylline and Carbamazepine. Drug release was assessed under physiological conditions; the release rate was found to depend on encapsulation method, drug and polymer derivative. Hydrolytic degradation assays showed that free malic acid and the organic compound derived from the reagent used for modification were the last products of aqueous degradation of PMLA derivatives. Cytotoxicity tests demonstrated the low toxicity of the synthesized derivatives. Results generated in this Thesis suggest that the biotechnological polymer PMLA is a material of interest as a platform for the design and development of biodegradable drug delivery systems with potential in the therapy of diseases considered today challenging for pharmacologic treatment.

Virtual optical networking supports the dynamic provisioning of dedicated networks over the same network infrastructure, which has received a lot of attention by network providers. The stringent network requirements (e.g., Quality of Service -QoS-, Service Level Agreement -SLA-, dynamicity) of the emerging high bandwidth and dynamic applications such as high-definition video streaming (e.g., telepresence, television, remote surgery, etc.), and cloud computing (e.g., real-time data backup, remote desktop, etc.) can be supported by the deployment of dynamic infrastructure services to build ad-hoc Virtual Optical Networks (VON), which is known as Infrastructure as a Service (IaaS). Future Internet should support two separate entities: infrastructure providers (who manage the physical infrastructure) and service providers (who deploy network protocols and offer end-to-end services). Thus, network service providers shall request, on a per-need basis, a dedicated and application-specific VON and have full control over it. Optical network virtualization technologies allow the partitioning/composition of the network infrastructure (i.e., physical optical nodes and links) into independent virtual resources, adopting the same functionality as the physical resource. The composition of these virtual resources (i.e., virtual optical nodes and links) allows the deployment of multiple VONs. A VON must be composed of not only a virtual transport plane but also of a virtual control plane, with the purpose of providing the required independent and full control functionalities (i.e., automated connection provisioning and recovery (protection/restauration), traffic engineering (e.g., QoS, SLA), etc.). This PhD Thesis focuses on optical network virtualization, with three main objectives. The first objective consists on the design, implementation and evaluation of an architecture and the necessary protocols and interfaces for the virtualization of a Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) controlled Wavelength Switched Optical Network (WSON) and the introduction of a resource broker for dynamic virtual GMPLS-controlled WSON infrastructure services, whose task is to dynamically deploy VONs from service provider requests. The introduction of a resource broker implies the need for virtual resource management and allocation algorithms for optimal usage of the shared physical infrastructure. Also, the deployment of independent virtual GMPLS control plane on top of each VON shall be performed by the resource broker. This objective also includes the introduction of optical network virtualization for Elastic Optical Networks (EON). The second objective is to design, implement and experimentally evaluate a system architecture for deploying virtual GMPLS-controlled Multi-Protocol Label Switching Transport Profile (MPLS-TP) networks over a shared WSON. With this purpose, this PhD Thesis also focuses on the design and development of MPLS-TP nodes which are deployed on the WSON of the ADRENALINE Testbed at CTTC premises. Finally, the third objective is the composition of multiple virtual optical networks with heterogeneous control domains (e.g., GMPLS, OpenFlow). A multi-domain resource broker has been designed, implemented and evaluated. / La gestió de xarxes òptiques virtuals permet la provisió dinàmica de xarxes dedicades a sobre la mateixa infraestructura de xarxa i ha cridat molt l’atenció als proveïdors de xarxes. Els requisits de xarxa (per exemple la qualitat de servei, els acords de nivell de servei o la dinamicitat) són cada cop més astringents per a les aplicacions emergents d'elevat ample de banda i dinàmiques, que inclouen per exemple la reproducció en temps real de vídeo d'alta definició (telepresència, televisió, telemedicina) i serveis d’informàtica en núvol (còpies de seguretat en temps real, escriptori remot). Aquests requisits poden ser assolits a través del desplegament de serveis de infraestructura dinàmics per construir xarxes òptiques virtuals (VON, en anglès), fet que és conegut com a infraestructura com a servei (IaaS). La internet del futur hauria de suportar dos entitats diferenciades: els proveïdors d'infraestructures (responsables de gestionar la infraestructura física), i els proveïdors de serveis (responsables dels protocols de xarxa i d'oferir els serveis finals). D'aquesta forma els proveïdors de serveis podrien sol•licitar i gestionar en funció de les necessitats xarxes òptiques virtuals dedicades i específiques per les aplicacions. Les tecnologies de virtualització de xarxes òptiques virtuals permeten la partició i composició de infraestructura de xarxa (nodes i enllaços òptics) en recursos virtuals independents que adopten les mateixes funcionalitats que els recursos físics. La composició d'aquests recursos virtuals (nodes i enllaços òptics virtuals) permet el desplegament de múltiples VONs. Una VON no sols està composada per un pla de transport virtual, sinó també per un pla de control virtual, amb l'objectiu d'incorporar les funcionalitats necessàries a la VON (provisió de connexions automàtiques i recuperació (protecció/restauració), enginyeria de tràfic, etc.). Aquesta tesis es centra en la virtualització de xarxes òptiques amb tres objectius principals. El primer objectiu consisteix en el disseny, implementació i avaluació de l'arquitectura i els protocols i interfícies necessaris per la virtualització de xarxes encaminades a través de la longitud d'ona i controlades per GMPLS. També inclou la introducció d'un gestor de recursos per desplegar xarxes òptiques virtuals de forma dinàmica. La introducció d'aquest gestor de recursos implica la necessitat d'una gestió dels recursos virtuals i d’algoritmes d’assignació de recursos per a la utilització òptima dels recursos físics. A més el gestor de recursos ha de ser capaç del desplegament dels recursos assignats, incloent un pla de control GMPLS virtual independent per a cada VON desplegada. Finalment, aquest objectiu inclou la introducció de mecanismes de virtualització per a xarxes elàstiques òptiques (EON, en anglès). El segon objectiu és el disseny, la implementació i l’avaluació experimental d'una arquitectura de sistema per oferir xarxes MPLS-TP virtuals controlades per GMPLS sobre una infraestructura i WSON compartida. Per això, aquesta tesis també es centra en el disseny i desenvolupament d'un node MPLS-TP que ha estat desplegat al demostrador ADRENALINE, al CTTC. Finalment, el tercer objectiu és la composició de múltiples xarxes òptiques virtuals en dominis de control heterogenis (GMPLS i OpenFlow). Un gestor de recursos multi-domini ha estat dissenyat, implementat i avaluat. / La gestión de redes ópticas virtuales permite la provisión dinámica de redes dedicadas encima la misma infraestructura de red y ha llamado mucho la atención a los proveedores de redes. Los requisitos de red (por ejemplo la calidad de servicio, los acuerdos de nivel de servicio o la dinamicidad) son cada vez más estringentes para las aplicaciones emergentes de elevado ancho de banda y dinámicas, que incluyen por ejemplo la reproducción en tiempo real de vídeo de alta definición (telepresencia, televisión, telemedicina) y servicios de computación en la nube (copias de seguridad en tiempo real, escritorio remoto). Estos requisitos pueden ser logrados a través del despliegue de servicios de infraestructura dinámicos para construir redes ópticas virtuales (VON, en inglés), hecho que es conocido como infraestructura como servicio (IaaS). La internet del futuro tendrá que soportar dos entidades diferenciadas: los proveedores de infraestructuras (responsables de gestionar la infraestructura física), y los proveedores de servicios (responsables de los protocolos de red y de ofrecer los servicios finales). De esta forma los proveedores de servicios podrán solicitar y gestionar en función de las necesitados redes ópticas virtuales dedicadas y específicas por las aplicaciones. Las tecnologías de virtualización de redes ópticas virtuales permiten la partición y composición de infraestructura de red (nodos y enlaces ópticos) en recursos virtuales independientes que adoptan las mismas funcionalidades que los recursos físicos. La composición de estos recursos virtuales (nodos y enlaces ópticos virtuales) permite el despliegue de múltiples VONs. Una VON no sólo está compuesta por un plan de transporte virtual, sino también por un plan de control virtual, con el objetivo de incorporar las funcionalidades necesarias a la VON (provisión de conexiones automáticas y recuperación (protección/restauración), ingeniería de tráfico, etc.). Esta tesis se centra en la virtualización de redes ópticas con tres objetivos principales. El primer objetivo consiste en el diseño, implementación y evaluación de la arquitectura y los protocolos e interfaces necesarios por la virtualización de redes encaminadas a través de la longitud de ola y controladas por GMPLS. También incluye la introducción de un gestor de recursos para desplegar redes ópticas virtuales de forma dinámica. La introducción de este gestor de recursos implica la necesidad de una gestión de los recursos virtuales y de algoritmos de asignación de recursos para la utilización óptima de los recursos físicos. Además el gestor de recursos tiene que ser capaz del despliegue de los recursos asignados, incluyendo un plan de control GMPLS virtual independiente para cada VON desplegada. Finalmente, este objetivo incluye la introducción de mecanismos de virtualización para redes elásticas ópticas (EON, en inglés). El segundo objetivo es el diseño, la implementación y la evaluación experimental de una arquitectura de sistema para ofrecer redes MPLS-TP virtuales controladas por GMPLS sobre una infraestructura WSON compartida. Por eso, esta tesis también se centra en el diseño y desarrollo de un nodo MPLS-TP que ha sido desplegado al demostrador ADRENALINE, en el CTTC. Finalmente, el tercer objetivo es la composición de múltiples redes ópticas virtuales en dominios de control heterogéneos (GMPLS y OpenFlow). Un gestor de recursos multi-dominio ha sido diseñado, implementado y evaluado.

L’objectiu de la Monitorització de la salut estructural (SHM) és la verificació de l’estat o la salut de les estructures per tal de garantir el seu correcte funcionament i estalviar en el cost de manteniment. El sistema SHM combina una xarxa de sensors connectada a l’estructura amb monitoratge continu i algoritmes específics. Es deriven diferents beneficis de l’aplicació de SHM, on trobem: coneixement sobre el comportament de l’estructura sota diferents operacions i diferents càrregues ambientals , el coneixement de l’estat actual per tal de verificar la integritat de l’estructura i determinar si una estructura pot funcionar correctament o si necessita manteniment o substitució i, per tant, reduint els costos de manteniment. El paradigma de la detecció de danys es pot abordar com un problema de reconeixement de patrons (comparació entre les dades recollides de l’estructura sense danys i l’estructura actual, per tal de determinar si hi ha algun canvi) . Hi ha moltes tècniques que poden gestionar el problema. En aquest treball s’utilitzen les dades dels acceleròmetres per desenvolupar aproximacions estadístiques utilitzant dades en temps per a la detecció dels danys en les estructures. La metodologia s’ha dissenyat per a una turbina eòlica off - shore i només s’utilitzen les dades de sortida per detectar els danys. L’excitació de la turbina de vent és induïda pel vent o per les ones del mar. La detecció de danys no és només la comparació de les dades. S’ha dissenyat una metodologia completa per a la detecció de danys en aquest treball. Gestiona dades estructurals, selecciona les dades adequades per detectar danys, i després de tenir en compte les condicions ambientals i operacionals (EOC) en el qual l’estructura està treballant, es detecta el dany mitjançant el reconeixement de patrons. Quan es parla del paradigma de la detecció de danys sempre s’ha de tenir en compte si els sensors estan funcionant correctament. Per això és molt important comptar amb una metodologia que comprova si els sensors estan sans. En aquest treball s’ha aplicat un mètode per detectar els sensors danyats i s’ha insertat en la metodologia de detecció de danys. / The objective of Structural Health Monitoring (SHM) is the verification of the state or the health of the structures in order to ensure their proper performance and save on maintenance costs. The SHM system combines a sensor network attached to the structure with continuous monitoring and specific, proprietary algorithms. Different benefits are derived from the implementation of SHM, some of them are: knowledge about the behavior of the structure under different loads and different environmental changes, knowledge of the current state in order to verify the integrity of the structure and determine whether a structure can work properly or whether it needs to be maintained or replaced and, therefore, reduce maintenance costs. The paradigm of damage detection can be tackled as a pattern recognition problem (comparison between the data collected from the structure without damages and the current structure in order to determine if there are any changes). There are lots of techniques that can handle the problem. In this work, accelerometer data is used to develop statistical data driven approaches for the detection of damages in structures. As the methodology is designed for wind turbines, only the output data is used to detect damage; the excitation of the wind turbine is provided by the wind itself or by the sea waves, being those unknown and unpredictable. The damage detection strategy is not only based on the comparison of many data. A complete methodology for damage detection based on pattern recognition has been designed for this work. It handles structural data, selects the proper data for detecting damage and besides, considers the Environmental and Operational Conditions (EOC) in which the structure is operating. The damage detection methodology should always be accessed only if there is a way to probe that the sensors are correctly working. For this reason, it is very important to have a methodology that checks whether the sensors are healthy. In this work a method to detect the damaged sensors has been also implemented and embedded into the damage detection methodology. / El objetivo de la Monitorización de la salud estructural (SHM) es la verificación del estado o la salud de las estructuras con el fin de garantizar su correcto funcionamiento y ahorrar en el costo de mantenimiento. El sistema SHM combina una red de sensores conectada a la estructura con monitorización continua y algoritmos específicos. Se derivan diferentes beneficios de la aplicación de SHM, donde encontramos: conocimiento sobre el comportamiento de la estructura bajo diferentes operaciones y diferentes cargas ambientales, el conocimiento del estado actual con el fin de verificar la integridad de la estructura y determinar si una estructura puede funcionar correctamente o si necesita mantenimiento o sustitución y, por lo tanto, reduciendo los costes de mantenimiento. El paradigma de la detección de daños se puede abordar como un problema de reconocimiento de patrones (comparación entre los datos recogidos de la estructura sin daños y la estructura actual, con el fin de determinar si hay algún cambio). Hay muchas técnicas que pueden manejar el problema. En este trabajo se utilizan los datos de los acelerómetros para desarrollar aproximaciones estadísticas utilizando datos en tiempo para la detección de los daños en las estructuras. La metodología se ha diseñado para una turbina eólica off-shore y sólo se utilizan los datos de salida para detectar los daños. La excitación de la turbina de viento es inducida por el viento o por las olas del mar. La detección de daños no es sólo la comparación de los datos. Se ha diseñado una metodología completa para la detección de daños en este trabajo. Gestiona datos estructurales, selecciona los datos adecuados para detectar daños, y después de tener en cuenta las condiciones ambientales y operacionales (EOC) en el que la estructura está trabajando, se detecta el daño mediante el reconocimiento de patrones. Cuando se habla del paradigma de la detección de daños siempre se debe tener en cuenta si los sensores están funcionando correctamente. Por eso es muy importante contar con una metodología que comprueba si los sensores están sanos. En este trabajo se ha aplicado un método para detectar los sensores dañados y se ha metido en la metodología de detección de daños

Recent research efforts have been aimed toward deriving mathematical models to relate manufacturing sources of variation with part quality variations in multi-station machining systems in order to integrate design and manufacturing knowledge. Such integration would make it possible to create a large number of applications to improve product and process design and manufacturing in areas such as fault diagnosis, best placement of inspection stations, process planning, dimensional control and process-oriented tolerancing. However, nowadays there are still important limitations on the development of these models and even some of their potential applications have still not been studied in detail. The comprehensive research work described in this dissertation contributes to overcome some of the current limitations in this field. The dissertation is divided into three parts. The first part presents a comprehensive literature review of machining sources of error that produce macro and/or micro-geometrical variations on machined surfaces, and the 3D manufacturing variation models (the Stream of Variation model – SoV – and the Model of the Manufactured Part – MoMP) applied in the literature to analyze the propagation of those variations in multi-station machining processes. The second part of the dissertation highlights the current limitation of the SoV model through an experimental study where fixture- and machining-induced variations are analyzed. To overcome this limitation, the extension of the SoV model is formulated by modeling and adding machining-induced variations. The third part of the dissertation presents some potential applications of the SoV model and its extended version for part quality improvement. The first application shows how to apply the SoV model together with sensor-based fixtures when there are CNC machine-tools in the multi-station machining system in order to modify the cutting-tool path and partially compensate the expected part quality error. The second developed application deals with the evaluation and improvement of manufacturing process plans by integrating the SoV model and historical shop-floor quality data. Finally, the third application shows the use of the extended SoV model for the improvement of process-oriented tolerancing in multi-station machining processes.

Currently, the use of Automated Fiber Placement technology allows, large composite aircraft components to be manufactured with high quality materials and introduce new laminate concepts. Among such concepts are the tow-steered panels with curved fibers improved the structural efficiency by means variable stiffness and loading redistribution. However, despite these advantages, conventional laminates with straight fiber architectures are still preferred by designers. The main reason that limits the use of variable stiffness laminates is the incomplete knowledge of the effect of process-induced defects and the response to damage and structural failure mechanisms. The work presented in this thesis focuses on analyzing this influence. A methodology for modeling numerical simulation, which takes into account the manufacturing constraints, has been developed. This pre-processing tool enables unconventional laminates to be delineated and allows for progressive damage. In addition, experimental tests have been carried out to study the effects on the mechanical response of manufacturing defects due to tow-drops / Actualment, l'ús de la tecnologia de 'Automated Fiber Placement' permet, la fabricació de grans components de compòsit per a avions amb una elevada qualitat i, a la vegada, ens dóna la possibilitat d'introduir nous conceptes de laminats. Entre aquests conceptes hi ha els 'tow-steered panels" amb fibres corbes que destaquen per la millora de l'eficiència estructural donada la seva capacitat d'obtenir rigidesa variable i de redistribució de càrregues. Tanmateix, malgrat aquestes avantatges, els laminats convencionals amb arquitectures de fibres rectes són encara la solució preferida pels dissenyadors. Les principals raons que limiten l'ús dels laminats de rigidesa variable és l'incomplet coneixement de l'efecte dels defectes induïts durant la seva fabricació i la seva resposta als mecanismes de dany i de fallada estructural. L'estudi de la influència dels defectes induïts en la fabricació en els panells de rigidesa variable es troba en una fase inicial de recerca. El treball presentat en aquesta tesi està enfocat en l'anàlisi d'aquesta influència. Pel compliment d'aquest objectiu, primer ha estat desenvolupada una metodologia de modelat per a la simulació numèrica que té en compte les limitacions de fabricació. Aquesta eina de pre-procés permet definir els laminats no convencionals que permetrà la simulació del dany progressiu des del seu inici fins a la fallada final d'aquest tipus de dissenys. A la segona part d'aquesta tesi, s'han portat a terme assaigs experimentals per a l'estudi dels efectes sobre la resposta mecànica dels defectes de fabricació deguts als 'tow-drop'

Tesi per compendi de publicacions. La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu de la UPC / Electroencephalogram (EEG) recordings provide insight into the changes in brain activity associated with various states of anesthesia, epilepsy, brain attentiveness, sleep disorders, brain disorders, etc. EEG's are complex signals whose statistical properties depend on both space and time. Their randomness and non-stationary characteristics make them impossible to be described in an accurate way with a simple technique, requiring analysis and characterization involves techniques that take into account their non-stationarity. For that, new advanced techniques in order to improve the efficiency of the EEG based methods used in the clinical practice have to be developed. The main objective of this thesis was to investigate and implement different methods based on nonlinear techniques in order to develop indexes able to characterize the frequency spectrum, the nonlinear dynamics and the complexity of the EEG signals recorded in different state of consciousness. Firstly, a new method for removing peak and spike in biological signal based on the signal envelope was successfully designed and applied to simulated and real EEG signals, obtaining performances significantly better than the traditional adaptive filters. Then, several studies were carried out in order to extract and evaluate EEG measures based on nonlinear techniques in different contexts such as the automatic detection of sleepiness and the characterization and prediction of the nociceptive stimuli and the assessment of the sedation level. Four novel indexes were defined by calculating entropy of the Choi-Williams distribution (CWD) with respect to time or frequency, by using the probability mass function at each time instant taken independently or by using the probability mass function of the entire CWD. The values of these indexes tend to decrease, with different proportion, when the behavior of the signals evolved from chaos or randomness to periodicity and present differences when comparing EEG recorded in eyes-open and eyes-closed states and in ictal and non-ictal states. Measures obtained with time-frequency representation, mutual information function and correntropy, were applied to EEG signals for the automatic sleepiness detection in patients suffering sleep disorders. The group of patients with excessive daytime sleepiness presented more power in ¿ band than the group without sleepiness, which presented higher spectral and cross-spectral entropy in the frontal zone in d band. More complexity in the occipital zone was found in the group of patients without sleepiness in ß band, while a stronger nonlinear coupling between the occipital and frontal regions was detected in patients with excessive daytime sleepiness, in ß band. Time-frequency representation and non-linear measures were also used in order to study how adaptation and fatigue affect the event-related brain potentials to stimuli of different modalities. Differences between the responses to infrequent and frequent stimulation in different recording periods were found in series of averaged EEG epochs recorded after thermal, electrical and auditory stimulation. Nonlinear measures calculated on EEG filtered in the traditional frequency bands and in higher frequency bands improved the assessment of the sedation level. These measures were obtained by applying all the developed techniques on signals recorded from patients sedated, in order to predict the responses to pain stimulation such as nail bad compression and endoscopy tube insertion. The proposed measures exhibit better performances than the bispectral index (BIS), a traditional indexes used for hypnosis assessment. In conclusion, nonlinear measures based on time-frequency representation, mutual information functions and correntropy provided additional information that helped to improve the automatic sleepiness detection, the characterization and prediction of the nociceptive responses and thus the assessment of the sedation level. / El registro de la señal Electroencefalografíca (EEG) proporciona información sobre los cambios en la actividad cerebral asociados con varios estados de la anestesia, la epilepsia, la atención cerebral, los trastornos del sueño, los trastornos cerebrales, etc. Los EEG son señales complejas cuyas propiedades estadísticas dependen del espacio y del tiempo. Sus características aleatorias y no estacionarias hacen imposible que el EEG se describa de forma precisa con una técnica sencilla requiriendo un análisis y una caracterización que implica técnicas que tengan en cuenta su no estacionariedad. Todo esto aumenta la necesidad de desarrollar nuevas técnicas avanzadas con el fin de mejorar la eficiencia de los métodos utilizados en la práctica clínica que son basados en el análisis de EEG. En esta tesis se han investigado y aplicado diferentes métodos utilizando técnicas no lineales con el fin de desarrollar índices capaces de caracterizar el espectro de frecuencias, la dinámica no lineal y la complejidad de las señales EEG registradas en diferentes estados de conciencia. En primer lugar, se ha desarrollado un nuevo algoritmo basado en la envolvente de la señal para la eliminación de ruido de picos en las señales biológicas. Este algoritmo ha sido aplicado a señales simuladas y reales obteniendo resultados significativamente mejores comparados con los filtros adaptativos tradicionales. Seguidamente, se han llevado a cabo varios estudios con el fin de extraer y evaluar las medidas de EEG basadas en técnicas no lineales en diferentes contextos. Se han definido nuevos índices mediante el cálculo de la entropía de la distribución de Choi-Williams (DCW) con respecto al tiempo o la frecuencia. Se ha observado que los valores de estos índices tienden a disminuir, en diferentes proporciones, cuando el comportamiento de las señales evoluciona de caótico o aleatorio a periódico. Además, se han encontrado valores diferentes de estos índices aplicados a la señal EEG registrada en diferentes estados. Diferentes medidas basadas en la representación tiempo-frecuencia, la función de información mutua y la correntropia se han aplicado al EEG para la detección automática de la somnolencia en pacientes que sufren trastornos del sueño. Se ha observado en la zona frontal que la potencia en la banda θ es mayor en los pacientes con somnolencia diurna excesiva, mientras que la entropía espectral y la entropía espectral cruzada en la banda δ es mayor en los pacientes sin somnolencia. En el grupo sin somnolencia se ha encontrado más complejidad en la zona occipital, mientras que el acoplamiento no lineal entre las regiones occipital y frontal ha resultado más fuerte en pacientes con somnolencia diurna excesiva, en la banda β. La representación tiempo-frecuencia y las medidas no lineales se han utilizado para estudiar cómo la adaptación y la fatiga afectan a los potenciales cerebrales relacionados con estímulos térmicos, eléctricos y auditivos. Analizando el promedio de varias épocas de EEG grabadas después de la estimulación, se han encontrado diferencias entre las respuestas a la estimulación frecuente e infrecuente en diferentes períodos de registro. Todas las técnicas que se han desarrollado, se han aplicado a señales EEG registradas en pacientes sedados, con el fin de predecir las respuestas a la estimulación del dolor. Un conjunto de medidas calculadas en señales EEG filtradas en diferentes bandas de frecuencia ha permitido mejorar la evaluación del nivel de sedación. Las medidas propuestas han presentado un mejor rendimiento comparado con el índice bispectral, un indicador de hipnosis tradicional. En conclusión, las medidas no lineales basadas en la representación tiempofrecuencia, funciones de información mutua y correntropia han proporcionado informaciones adicionales que contribuyeron a mejorar la detección automática de la somnolencia, la caracterización y predicción de las respuestas nociceptivas y por lo tanto la evaluación del nivel de sedación.

La consulta íntegra de la tesi, inclòs l'article no comunicat públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu de la UPC / The current approach to managing the distal pancreas after pancreaticoduodenectomy is to anastomose the stump to either the jejunum or the stomach. However, occlusion of the main pancreatic duct (usually sutured, ligated or glued), remains an option in certain circumstances, even if it does involve a greater risk of pancreatic fistula. Recent studies suggest that distal pancreatic transection by radiofrequency-assisted transection (RFAT) devices can seal the main pancreatic duct easily and safely. The goal of this thesis was to elucidate whether the RFAT of the main pancreatic duct may avoid the risk of both necrotizing pancreatitis and postoperative pancreatic fistula (POPF) formation. Using murine and porcine experimental models, we performed a transection of the neck of the pancreas by RFAT without pancreatic anastomosis in both species. Thirty-two rats were subjected to the procedure and were killed at 3, 7, 15 and 21 days. Two additional control groups; sham operation (n=3) and user manipulation only (n=4) of 15 days of postoperative period (PO) were considered. On the porcine model, thirteen animals were subjected to the same procedure and killed at 1 and 6 months, and 11 pancreatic specimens were used such as histological controls. Histologically, both models showed a rapid atrophy of the distal pancreas by apoptosis with no signs of necrotizing pancreatitis. The atrophic pattern of the distal pancreas was characterized by acinar-ductal metaplasia which was replaced by fibrotic and adipose tissue at long PO period (6 month in the porcine model). The insulin area increased over the PO in both proximal and distal pancreas, though we identified a significant increase of clusters of ß-cells in the distal pancreas in both species after the transection. The proximal pancreas was totally preserved at all time of the PO. As a general finding, we observed biochemically a significant increase in serum amylase levels on the immediate PO which return to baseline levels in the following weeks. Two biochemical grade A POPF and a pseudocyst were diagnosed in the porcine model, while any POPF was observed in the murine model. Overall, our results show that the RFAT of the neck of the pancreas achieved and efficient sealing of the stump of the pancreas and led to the complete exocrine atrophy of the distal remnant pancreas without leading necrotizing pancreatitis. This technic could be considered as an alternative in difficult circumstances where anastomosis of the distal pancreatic stump is believed to be unwise. / Hoy en día la duodenopancreatectomía es el procedimiento estándar para el tratamiento del adenocarcinoma ductal y consiste en la anastomosis del remanente pancreático al estómago o yeyuno tras una transección corporocaudal. Sin embargo, la oclusión del ducto pancreático principal (mediante sutura, ligadura o pegamento) sigue siendo una buena opción en algunas circunstancias en las que el riesgo de fístula pancreática es elevado. Estudios recientes sugieren que la transección asistida por radiofrecuencia (RFAT) del páncreas distal es una técnica fácil y segura. El objetivo de ésta tesis es evaluar si la RFAT del ducto pancreático principal reduce el riesgo de pancreatitis necrótico hemorrágica y de fístula pancreática (POPF). Para ello, se utilizaron dos modelos experimentales, murino y porcino, a los cuales se les realizó una RFAT del cuello del páncreas sin anastomosar el remanente pancreático. Treinta y dos ratas fueron sujetas al procedimiento con supervivencia de 3, 7, 15 y 21 días de postoperatorio (PO). Además, se consideraron otros dos grupos controles de 15 días de PO sujetos a toda operación excepto la transección pancreática (sham, n=3) y otros animales sometidos únicamente a manipulación preoperatoria (control, n=4). En modelo porcino, 13 animales fueron sometidos al mismo procedimiento pero con periodos de supervivencia de 1 y 6 meses (n= 8 y n= 5, respectivamente), y 11 especímenes pancreáticos se utilizaron como controles histológicos. Histológicamente, ambos modelos mostraron la rápida atrofia del páncreas distal sin signos de pancreatitis necrótico hemorrágica y total preservación del páncreas proximal. El patrón de atrofia se caracterizó por una respuesta apoptótica que parece estimular un proceso de metaplasia acino-ductal que con el PO tardío (6 meses en modelo porcino) desencadena el reemplazo de los pseudoductos por tejido fibrótico y posterior metaplasia grasa. Con el PO se observó un aumento del área de insulina en el páncreas distal y proximal, aunque se identificó un aumento de agrupaciones de células β en el páncreas distal de ambas especies tras la transección. Bioquímicamente, se identificó un aumento significativo de amilasa en suero durante el PO inmediato que se estabilizó a valores basales a la semana. Se diagnosticaron 2 POPF grado A (bioquímicas) en modelo porcino y ninguna en modelo murino. En conclusión, nuestros resultados sugieren que la RFAT del cuello del páncreas consigue un sellado eficiente del remanente pancreático y desencadena una atrofia exocrina total del páncreas distal sin signos de pancreatitis necrótico hemorrágica. Ésta técnica puede ser de especial interés en casos en que la anastomosis no esté recomendada

With current medical imaging improvements, specialists are being able to obtain correct information of anatomical structures of the human organism. By using different image visualization techniques, experts can obtain suitable images for bones, soft tissues, bloodstream among others. Present algorithms generate images with better and better resolution and information accuracy. Medical doctors are being more familiarized with three-dimensional structures reconstructed from bi-dimensional images. As a result, hospitals are becoming interested in tele-medicine and tele-diagnostic solutions. Client-server applications allow these functionalities. Sometimes the use of mobile devices is necessary due to their portability and easy maintenance. However, transmission time for the volumetric information and low performance hardware properties make quite complex the design of efficient visualization systems on these devices. The main objective of this thesis is to enrich user experience during the interactive visualization of volumetric medical models in low performance devices. To achieve this, a new transfer-function aware compression/decompression mechanism adapted to transmission, reconstruction and visualization has been studied. This work proposes several schemes to exploit the use of transfer functions (TFs) to enhance volume compression during data transmission to mobile devices. As far as we know, this possibility has not been considered by any of the described approaches in the previous work. The Wavelet-Based Volume Compression for Remote Visualization approach is a TF-aware compression scheme. It supports inspection of complex volume models with maximum level of detail in selected regions of interest (ROIs). It uses a GPU-based, ROI-aware ray-casting rendering algorithm in the client, with a limited amount of information being sent over the Network, decreasing storage size in the client side. Regarding the Remote Exploration of Volume Models using Gradient Octrees scheme, we have shown that this technique can efficiently encode volume datasets. It supports high-quality visualizations with Transfer Functions from a predefined TFs set. In the present implementation, Transfer Function sets can encode up to ten different volume materials. Gradient Octrees are multi-resolution, supporting progressive transmission and avoiding gradient computations in the client device. That is, Gradient Octrees encodes precomputed gradients to save costly computations in the client, and support illumination-based ray-casting without extra computations in the client GPU. The proposed scheme presents a minimum loss of visual quality as compared to state of the art ray-casting renderings. The octree structure is compacted into a small volume array and a set of texture-coded arrays, with only one bit per octree node. The proposed scheme supports planar volume sections which are visualized with high-resolution volume information, besides interactive extrusion of specific structures. As a final contribution, a Hybrid ROI-based Visualization Algorithm has been proposed. It inherits the advantages of the previously described contributions while keeping a good performance in terms of bandwidth requirements and storage needs in client devices. The scheme is flexible enough to represent several materials and volume structures in the ROI area at high resolution with a very limited information transmission cost. The Hybrid approach has been proved to be specially well suited in the case of large models. Experimental results show that this Hybrid approach is a scalable scheme, with compression rates that decrease when the size of the volume model increases. / Los adelantos actuales en imagenes médicas están permitiendo a los especialistas obtener información cada vez más precisa de las estructuras anatómicas del organismo humano. Mediante la utilización de diferentes técnicas de visualización, los expertos pueden obtener imágenes de calidad para los huesos, tejidos blandos y torrente sanguíneo, entre otros. Los actuales algoritmos de procesamiento de imágenes garantizan el equilibrio entre la resolución y la exactitud de la información. Paralelamente, los médicos están más familiarizados con las estructuras tridimensionales reconstruidas a partir de imágenes en dos dimensiones. Por otro lado, los hospitales están incorporando la tele-medicina y el tele-diagnóstico entre sus soluciones técnicas. Las aplicaciones cliente-servidor permiten estas funcionalidades. En ocasiones el uso de dispositivos móviles es necesario debido a su fácil mantenimiento y a su portabilidad. Sin embargo, el tiempo de transmisión de la información volumétrica así como el bajo rendimiento del hardware en estos dispositivos, hacen que el diseño de sistemas eficientes de visualización sea todavía una tarea compleja. El objetivo principal de esta tesis es enriquecer la experiencia del usuario en la visualización interactiva de modelos volumétricos de medicina en dispositivos de bajo rendimiento. Para conseguir esto, se ha puesto en práctica la implementación de un mecanismo de compresión/descompresión que depende de funciones de transferencia para optimizar la transmisión, reconstrucción y la visualización en estos dispositivos. Esta tesis, por lo tanto, propone varios esquemas para aprovechar el uso de las funciones de transferencia (TFs) e incrementar el ratio de compresión del volumen durante la transmisión a los dispositivos móviles. De acuerdo con nuestros conocimientos, ninguna de las técnicas descritas en los trabajos presentados anteriormente ha considerado esta posibilidad. El esquema de compresión de volumen basado en Wavelets para la visualización remota, es una propuesta para compresión que tiene en cuenta la función de transferencia. Permite la inspección de modelos de volumen complejos con máximos niveles de detalles en regiones de interés seleccionados. El rendering ejecuta un ray-casting adaptado a modelos con regiones de interés orientado a la GPU en el cliente con una cantidad de información muy limitada que se envía por la red. La otra contribución de esta tesis es la implementación de un esquema para la exploración remota de modelos volumétricos mediante Gradient Octrees. Esta técnica codifica de manera eficiente datos de volumen mientras garantiza visualizaciones de alta calidad con funciones de transferencias predefinidas en un determinado conjunto. La actual implementación permite codificiar hasta 10 materiales diferentes en los datos de Volumen. Gradient Octrees es una técnica multi-resolución, permite la transmisión progresiva y evita los cálculos del gradiente en el dispositivo cliente. En efecto, esta aproximación codifica gradientes previamente calculados para reducir el coste de los cálculos en la GPU del cliente y garantizar el ray-casting con iluminación en la GPU del dispositivo. En comparación con las propuestas estudiadas la pérdida de la calidad visual en los Gradient Octrees es mínima. La estructura del octree es compacta, compuesta de un pequeño vector de volumen y un conjunto de vectores de texturas codificadas, que utilizan solo 1 bit por nodo del octree. El esquema soporta además secciones planas de volumen que contienen información de alta resolución, además de la extrusión de estructuras en los modelos visualizados

El sistema de comunicació ràdio d’alta freqüència (HF, en anglès) és usat arreu del món per agències governamentals i no governamentals sempre que calgui una alternativa a les comunicacions via satèl•lit: vaixells a alta mar, avions fora de cobertura de xarxes ràdio amb visió directa, operacions militars, zones on la infraestructura ha estat destruïda per algun tipus de desastre o bé zones llunyanes sense cap altre tipus de comunicació. La ràdio HF representa una alternativa, o un sistema de backup al satèl•lit per a comunicacions de llarg abast i en redueix els costos, evita la vulnerabilitat i els problemes de sobirania. En aquesta tesi s’ha estudiat l’enllaç HF entre la base antàrtica espanyola Juan Carlos I, situada a l’illa Livingston a l’arxipèlag de les Shetland del Sud, i Espanya. L’objectiu d’aquest treball és estudiar els problemes que afecten la propagació; és a dir, la relació senyal a soroll i interferència, la dispersió multicamí i la dispersió per efecte Doppler, i dissenyar la capa física d’un enllaç HF de baixa velocitat, poca potència i llarg abast. Pel que fa aquest últim punt es fan un parell de propostes: espectre eixamplat per seqüència directa (DSSS, en anglès) i multiplexació per divisió en freqüència ortogonal (OFDM, en anglès). El repte que es planteja és el de la definició de les característiques dels símbols que millor encaixen en aquest canal per tal d’obtenir un benefici de la diversitat temporal i freqüencial que ofereix el canal. Des de l’any 2003 diverses campanyes han permès estudiar aquest canal HF, però no va ser fins la campanya 2009/2010 que s’obtingué un foto de les característiques, diürnes i nocturnes, de la ionosfera. En els articles que es presenten en aquesta tesi hem estès el rang freqüencial d’estudi respecte a investigacions prèvies i hem mostrat diferències de comportament entre el dia i la nit. Hem usat els resultats de la caracterització del canal per a dissenyar i comparar la bondat dels símbols DSSS i OFDM. Ambdues possibilitats han resultat ser candidates a implementar l’enllaç HF entre l’Antàrtida i Espanya. Tot i així, ambdues tècniques representen visions diferents de la implementació del mòdem: mentre que DSSS obté bons resultats a baixa velocitat en entorns amb baixa relació senyal a soroll, OFDM aconsegueix tasses de velocitat més elevades en canals més benignes. / Los sistemas de radio de alta frecuencia (HF, en inglés) son usados por agencias gubernamentales y no gubernamentales en todo el mundo siempre que se necesite una alternativa a las comunicaciones por satélite: barcos en alta mar, aviones fuera del rango de cobertura de las redes radio de visión directa, operaciones militares, zonas donde la infraestructura ha sido destruida por algún desastre. Ésta ofrece una alternativa, o representa un sistema de backup, a las comunicaciones vía satélite, evitando los costes, la vulnerabilidad y los problemas de soberanía de las comunicaciones por satélite. En esta tesis se ha estudiado el enlace HF entre la base antártica española Juan Carlos I en la isla Livingston, en las Shetland del sur y España. El objetivo de este trabajo es el estudio de las limitaciones de la propagación ionosférica (como la relación señal a ruido e interferencia, la dispersión multicamino y la dispersión por efecto Doppler) y el diseño de la capa física de un enlace HF de baja velocidad, baja potencia y largo alcance. Se han estudiado un par de propuestas para este enlace, como son el espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS, en inglés) y la multiplexación por división en frecuencia ortogonal (OFDM, en inglés). El reto ha sido definir las características que mejor se adecuan a este enlace para poder aprovechar la diversidad temporal y frecuencial que ofrece el canal HF. Desde el año 2003 diversas campañas de sondeo han permitido estudiar el canal HF pero no es hasta la campaña 2009/2010 que se consigue una fotografía de la actividad ionosférica tanto nocturna como diurna. En los artículos que se presentan en esta tesis hemos extendido los estudios previos a todo el rango de frecuencias HF y hemos mostrado las diferencias entre el día y la noche. Hemos usado estos resultados de caracterización del canal para diseñar y comparar símbolos DSSS y símbolos OFDM. Ambas posibilidades han resultado ser posibles candidatas para implementar un enlace HF de baja velocidad entre la Antártida y España. Sin embargo ambas técnicas representan dos aproximaciones distintas a la implementación del módem. Mientras que DSSS consigue un buen funcionamiento a baja velocidad en escenarios con baja relación señal a ruido, OFDM consigue tasas de transmisión más altas en escenarios más benignos. / High Frequency (HF) radio is used by governmental and non nongovernmental agencies worldwide whenever an alternative to satellites for sky wave communication is needed: ships at sea, aircraft out of range of line-of-sight radio networks, military operations, disaster areas with communication infrastructure destroyed or distant regions lacking other communications. It offers an alternative to satellites, or a backup, for long-haul communications, thus avoiding the costs, vulnerabilities and sovereignty concerns of satellite communications. In this thesis the HF link between the Antarctic Spanish Station Juan Carlos I in Livingston Island, South Shetlands and Spain is studied. The aim of this study is to address the impairments that affect HF propagation (i.e., signal-to-noise plus interference ratio, multipath and Doppler shift and spread) and to design the physical layer of a low rate, low power and long-haul HF link. Some proposals regarding this last issue are addressed, i.e., direct sequence spread spectrum (DSSS) and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). The challenge is to define the symbol characteristics that best fit the link to benefit from time and frequency diversity that offers the HF channel. Since 2003 several transmission campaigns have allowed to study the HF channel but it is not until the 2009/2010 campaign that we have achieved a whole picture of both diurnal and nocturnal ionospheric activity. In the papers presented in this thesis we have extended the previous research to the whole range of HF frequencies and we have shown the differences on performance between day and night. We have used the results from channel characterization to design and compare the performance of DSSS and OFDM symbols. Both techniques have turned out to be possible candidates to implement a low rate HF link between Antarctica and Spain. However, both techniques stand for different approaches of the modem: DSSS achieves good performance at low data rate in low SNR scenarios, whereas OFDM achieves higher data rate in benign channels