En la realización de este trabajo se obtendrán las expresiones analíticas que permiten describir las propiedades acústicas de una red de elementos dispersivos en el interior de una guía de ondas, permitiendo así, obtener en el límite de homogenización los parámetros efectivos que caracterizan al metamaterial y la verificación experimental de las propiedades acústicas del metamaterial. Matemáticamente este problema se tratará con la teoría de la dispersión múltiple, ya que las geometrías a tratar en este trabajo van a ser cilíndricas y dicha teoría se ha demostrado ser la mas efectiva para esos casos y usando la técnica de ¿mode matching ¿para la resolución general del problema de la dispersión de campo acústico en el interior de una guía de ondas. / Graciá Salgado, R. (2014). Diseño y caracterización de metamateriales acústicos basados en guías de onda [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38759

[ES] La Ley de Prevención de Riesgos Laborales de 8 de noviembre de 1995 (LPRL), en vigor desde el 10 de febrero de 1996, establece en su artículo 5: "tendrá por objeto la promoción de la mejora de las condiciones de trabajo dirigida a elevar el nivel de protección de la seguridad y la salud de los trabajadores en el trabajo." En esta Tesis se ha investigado la evolución de los índices de siniestralidad laboral y su relación con la evolución de diferentes variables explicativas relacionadas con el desarrollo normativo, el mercado de trabajo, la estructura productiva, las condiciones de empleo y las condiciones individuales, entre otras, para el caso de España y en el periodo 1995-2017, que abarca desde la promulgación de la LPRL hasta fechas recientes donde se disponía de los datos históricos necesarios. La investigación se ha centrado en los índices de salud más relevantes según su significado en términos de riesgo y/o sus componentes. El objetivo de la investigación ha sido el encontrar evidencias sobre relaciones causa-efecto entre índices y variables, a partir de las cuales extraer lecciones que facilitarán una mejor planificación de la acción preventiva. Para ello, se han propuesto varios modelos explicativos utilizando diferentes herramientas estadísticas, que han permitido formular de manera explícita y analizar la relación entre la evolución de los indicadores de salud ocupacional y la evolución de las principales variables explicativas. En términos generales puede concluirse que la implantación de dicha ley y normativa que la acompaña ha tenido un impacto positivo en las condiciones de trabajo y en consecuencia sobre el nivel de seguridad y salud de los trabajadores desde entonces y hasta la fecha. Sin embargo, se observan diferentes comportamientos cíclicos en la evolución de los indicadores, tales como los índices de incidencia, frecuencia y gravedad, que pone de manifiesto su dependencia de la naturaleza y comportamiento cíclico de algunas de las variables explicativas más importantes relacionadas con ciclos económicos, mercado de trabajo, estructura productiva, etc. Además, se observa como aspectos tales como la pertenencia a grupos de edad jóvenes o expertos, el nivel de estudios, determinadas categorías profesionales, y algunos sectores particulares tienen efectos significativos sobre los valores alcanzados por los índices de siniestralidad. En cambio, otros, como el trabajo a tiempo parcial o la contratación temporal no manifiestan tener tanta repercusión sobre los indicadores. / [CA] Partint de les dades corresponents als accidents ocorreguts en el període 1995-2017, es La Llei de Prevenció de Riscos Laborals de 8 de novembre de 1995 (*LPRL), en vigor des del 10 de febrer de 1996, estableix en el seu article 5: "tindrà per objecte la promoció de la millora de les condicions de treball dirigida a elevar el nivell de protecció de la seguretat i la salut dels treballadors en el treball." En aquesta Tesi s'ha investigat l'evolució dels índexs de sinistralitat laboral i la seua relació amb l'evolució de diferents variables explicatives relacionades amb el desenvolupament normatiu, el mercat de treball, l'estructura productiva, les condicions d'ocupació i les condicions individuals, entre altres, per al cas d'Espanya i en el període 1995-2017, que abasta des de la promulgació de la LPRL fins a dates recents on es disposava de les dades històriques necessàries. La investigació s'ha centrat en els índexs de salut més rellevants segons el seu significat en termes de risc i/o els seus components. L'objectiu de la investigació ha sigut el trobar evidències sobre relacions causa-efecte entre índexs i variables, a partir de les quals extraure lliçons que facilitaran una millor planificació de l'acció preventiva. Per a això, s'han proposat diversos models explicatius utilitzant diferents eines estadístiques, que han permés formular de manera explícita i analitzar la relació entre l'evolució dels indicadors de salut ocupacional i l'evolució de les principals variables explicatives. En termes generals pot concloure's que la implantació d'aquesta llei i normativa que l'acompanya ha tingut un impacte positiu en les condicions de treball i en conseqüència sobre el nivell de seguretat i salut dels treballadors des de llavors i fins hui. No obstant això, s'observen diferents comportaments cíclics en l'evolució dels indicadors, com ara els índexs d'incidència, freqüència i gravetat, que posa de manifest la seua dependència de la naturalesa i comportament cíclic d'algunes de les variables explicatives més importants relacionades amb cicles econòmics, mercat de treball, estructura productiva, etc. A més, s'observa com a aspectes com ara la pertinença a grups d'edat joves o experts, el nivell d'estudis, determinades categories professionals, i alguns sectors particulars tenen efectes significatius sobre els valors aconseguits pels índexs de sinistralitat. En canvi, uns altres, com el treball a temps parcial o la contractació temporal no manifesten tindre tanta repercussió sobre els indicadors. / [EN] The Occupational Risk Prevention Act of November 8, 1995 (ORPA), in force since February 10, 1996, establishes in its article 5: "will have as its objective the promotion of the improvement of working conditions aimed at raise the level of protection of the safety and health of workers at work. " This thesis has investigated the evolution of the occupational accident rates and their relationship with the evolution of different explanatory variables related to regulatory development, the labor market, the productive structure, employment conditions and individual conditions, among others, in the case of Spain and in the period 1995-2017, which ranges from the enactment of the LPRL to recent dates where the necessary historical data was available. Research has focused on the most relevant health indices according to their meaning in terms of risk and / or their components. The objective of the research has been to find evidence on cause-effect relationships between indices and variables, from which to extract lessons that will facilitate better planning of preventive action. To this end, several explanatory models have been proposed using different statistical tools, which have made it possible to explicitly formulate and analyze the relationship between the evolution of occupational health indicators and the evolution of the main explanatory variables. In general terms, it can be concluded that the implementation of said law and accompanying regulations has had a positive impact on working conditions and consequently on the level of health and safety of workers since then and to date. However, different cyclical behaviors are observed in the evolution of the indicators, such as incidence, frequency and severity indices, which highlights their dependence on the nature and cyclical behavior of some of the most important explanatory variables related to economic cycles, labor market, productive structure, etc. Furthermore, aspects such as belonging to young age groups or experts, educational level, certain professional categories, and some particular sectors are observed as having significant effects on the values reached by the accident rates. On the other hand, others, such as part-time work or temporary hiring, do not claim to have such an impact on the indicators. / Gallego Blasco, VS. (2021). Análisis de la incidencia de factores causales en la evolución de la siniestralidad laboral en España [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/168774

[ES] A través de la evolución y el desarrollo de la humanidad, la historia del individuo, de su comunidad y de la cultura, ha estado marcada por muchos esfuerzos focalizados en la creación de buenas prácticas, herramientas y tecnologías dirigidas hacia la reducción de la vulnerabilidad ante distintos tipos de riesgos. En el ámbito de la calidad, la seguridad alimentaria, la seguridad y la salud ocupacional, la gestión ambiental y la eficiencia energética, estos esfuerzos se han consolidado e integrado en instrumentos para el aseguramiento, la mejora en el desempeño y la garantía en términos de certificación de Sistemas de Gestión, conocidos internacionalmente como Normas ISO, que en la actualidad tienen un amplio abanico de posibilidades y modelos, donde los de mayor utilización corresponden al acrónimo en inglés QHSE3+: ISO 9001:2015 "Quality management systems Requirements", para la Q de calidad; ISO 45001:2018 ISO 45001, "Occupational health and safety management systems - Requirements", para la HS de seguridad y salud en el trabajo; ISO 14001:2015 Environmental management systems Requirements with guidance for use, para la E de medio ambiente; ISO 50001:2018. Energy Management Systems - Requirements with guidance for use, para la E2 de eficiencia energética. El acrónimo considera al final el signo (+), que corresponde a cualquier otro referencial que pueda ser exigido a la organización en función de la naturaleza de sus operaciones y del mercado, o que tenga relevancia en función de la naturaleza de los riesgos de la organización, como, por ejemplo, las normas ISO 21500:2012. Guidance on Project management, ISO 22000:2018. International Organization for Standardization. Food safety management systems - Requirements for any organization in the food chain, e ISO 27001:2013 Information technology - Security techniques -Information security management systems - Requirements. La presente Investigación Doctoral, desarrolla un Modelo Conceptual para los Sistemas de Gestión que cubren los referenciales "QHSE3+", bajo un enfoque integral de riesgos que incluye la perspectiva energética y otras componentes que se puedan requerir, en función de la naturaleza y particularidades del negocio. El enfoque propuesto se basa en el Diseño Sistémico, y en el desarrollo y la aplicación de herramientas dirigidas a facilitar su aplicación e implementación en las diferentes empresas, bajo aplicaciones sencillas en Excel. La estructura de la presente Tesis Doctoral se resume en seis capítulos: El capítulo 1 contiene la introducción y la presentación de los principios y elementos de la gestión integral, la administración de riesgos y el enfoque asociado al acrónimo "QHSE3+", considerando la gestión integral de riesgos y los planteamientos de ISO 31000:2018. En el capítulo 2 se describe la metodología general empleada para el desarrollo de la investigación, el estudio del estado del arte, los principios y las fuentes que enmarcan la investigación, el modelo conceptual, los requisitos, el diagnóstico, y la metodología para la planificación y el desarrollo del proyecto. El capítulo 3, los resultados del diseño del Modelo Conceptual. En el capítulo 4, la presentación de la secuencia de aplicación del modelo. El capítulo 5 contiene el Balance de Resultados cuali-cuantitativos de la aplicación preliminar del modelo. Finalmente, el capítulo 6 resume las conclusiones obtenidas en cada uno de los anteriores capítulos y presenta las posibles líneas futuras de investigación. En los Anexos, se ha incluido la referencia a las ilustraciones utilizadas en el Informe de Tesis, la referencia a los archivos de soporte, Herramientas y Plantillas Generadas, los Ejemplos de Aplicación, las Guías, y finalmente, la referencia al archivo "Una voz desde el TC 176. Entrevista a Leopoldo Colombo". / [CA] A través de tota l'evolució i el desenrotllament de la humanitat, la història de l'individu, de la seua comunitat i de la cultura ha estat marcada per molts esforços focalitzats en la creació de bones pràctiques, ferramentes i tecnologies dirigides cap a la reducció de la vulnerabilitat davant de distints tipus de riscos. En l'àmbit de la qualitat, la seguretat alimentària, la seguretat i la salut ocupacional, la gestió ambiental i l'eficiència energètica, estos esforços s'han consolidat i integrat en instruments per a l'assegurament, la millora en l'exercici i la garantia en termes de certificació de Sistemes de Gestió, coneguts internacionalment com a Normes ISO, que en l'actualitat tenen un ampli palmito de possibilitats i models, on els de major utilització corresponen a l'acrònim en anglés QHSE3+: ISO 9001:2015 "Quality management systems ¿ Requirements", per a la Q de Qualitat. ISO 45001:2018 ISO 45001, "Occupational health and safety management systems - Requirements", per a la HS de seguretat i salut en el treball. ISO 14001:2015 Environmental management systems ¿ Requirements with guidance for use, per a la E de medi ambient. ISO 50001:2018. Energy Management Systems - Requirements with guidance for use, per a la E2 de eficiència energètica. L'acrònim considera al final el signe (+), que correspon a qualsevol altre referent que pot ser exigit a l'organització en funció de la naturalesa de les seues operacions i del mercat, o la importància que té en la funció de la naturalesa dels riscos de l'Organització, com per exemple, la norma ISO 21500: 2012. Orientació sobre gestió de projectes, la norma ISO 22000: 2018. Sistemes de gestió de la innocuïtat dels aliments: requisits per a qualsevol organització de la cadena alimentària i ISO 27001: 2013 Tecnologia de la informació - Tècniques de seguretat - Sistemes de gestió de la seguretat de la informació - Requisits. La present Investigació Doctoral, desenvolupa un Model Conceptual per als Sistemes de Gestió que cobreixen els referencials "QHSE3+", sota un enfocament integral de riscos que inclou la perspectiva energètica i altres components que es puguen requerir, en funció de la naturalesa i particularitats del negoci. L'enfocament proposat es basa en el Disseny Sistèmic, i en el desenvolupament i l'aplicació d'eines dirigides a facilitar la seua aplicació i implementació en les diferents empreses, sota aplicacions senzilles en Excel. L'estructura de la present Tesi Doctoral es resumeix en sis capítols: El capítol 1 conté la introducció i la presentació dels principis i elements de la gestió integral, l'administració de riscos i l'enfocament associat a l'acrònim "QHSE3+", considerant la gestió integral de riscos i els plantejaments d'ISO 31000:2018. En el capítol 2 es descriu la metodologia general empleada per al desenvolupament de la investigació, l'estudi de l'estat de l'art, els principis i les fonts que emmarquen la investigació, el model conceptual, els requisits, el diagnòstic, i la metodologia per a la planificació i el desenvolupament del projecte. El capítol 3, els resultats del disseny del Model Conceptual. En el capítol 4, la presentació de la seqüència d'aplicació del model. El capítol 5 conté el Balanç de Resultats cuali-quantitatius de l'aplicació preliminar del model. Finalment, el capítol 6 resumeix les conclusions obtingudes en cadascun dels anteriors capítols i presenta les possibles línies futures d'investigació. En els Annexos, s'ha inclòs la referència a les il·lustracions utilitzades en l'Informe de Tesi, la referència als arxius de suport, Eines i Plantilles Generades, els Exemples d'Aplicació, les Guies, i finalment, la referència a l'arxiu "Una veu des del TC 176. Entrevista a Leopoldo Colombo". / [EN] Throughout the evolution and development of humanity, the history of the individual, their community and their culture has been characterized by many efforts focused on the creation of good practices, tools and technologies aimed at reducing vulnerability related to different types of risks. In the field of quality, food safety, occupational safety and health, environmental management and energy efficiency, these efforts have been consolidated and integrated into instruments for insurance, improvement in performance, and guarantee in terms of requirements for the certification of Management Systems. These instruments are known internationally as ISO Standards, and currently have a wide range of possibilities and models, where the most commonly used correspond to the acronym in English QHSE3+: ISO 9001:2015 "Quality management systems ¿ Requirements", for the Q of Quality. ISO 45001:2018 ISO 45001, "Occupational health and safety management systems - Requirements", for the HS of the Health and Safety. ISO 14001:2015 Environmental management systems ¿ Requirements with guidance for use, for the E of Environment. ISO 50001:2018. Energy Management Systems - Requirements with guidance for use, for the E2 of Energy Efficiency. The acronym considers at the end the sign (+), which corresponds to any other referential that may be required from the organization depending on the nature of its operations and the market, or that has relevance according to the nature of the risks of the organization, such as the ISO 21500: 2012 Standards. Guidance on project management, ISO 22000: 2018. International Organization for Standardization. Food safety management systems - Requirements for any organization in the food chain, and ISO 27001: 2013 Information technology - Security techniques - Information security management systems - Requirements. This Doctoral Research develops a Conceptual Model for Management Systems that cover the references "QHSE3+", under a comprehensive risk approach that includes the energy perspective and other components that may be required, depending on the nature and particularities of the business. The proposed approach is based on the Systemic Design, and the development and application of tools aimed at facilitating its application and implementation in different companies, under simple applications in Excel. The structure of this Doctoral Thesis is summarized in six chapters, configured as described below: Chapter 1 contains the introduction and presentation of the principles and elements of comprehensive management, risk management and the approach associated with the acronym "QHSE3 +", considering comprehensive risk management and the approaches of ISO 31000: 2018. Chapter 2 describes the general methodology used for the development of the research, the study of the state of the art, the principles and sources that frame the research, the conceptual model, the requirements, the diagnosis, and the methodology for planning. and the development of the project. Chapter 3, the results of the Conceptual Model design. In Chapter 4, the presentation of the model application sequence. Chapter 5 contains the Qualitative and Quantitative Results Balance of the preliminary application of the model. Finally, Chapter 6 summarizes the conclusions obtained in each of the previous chapters and presents the possible future lines of research. In the Annexes, the reference to the illustrations used in the Thesis Report, the reference to the support files, Generated Tools and Templates, the Application Examples, the Guides, and finally, the reference to the file "A voice from TC 176. Interview with Leopoldo Colombo ". / Poveda Orjuela, PP. (2021). Configuración de un modelo conceptual para los sistemas de gestión "qhse3+", con perspectiva de rendimiento energético y administración integral de riesgos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/171277

[EN] The object of this study is the design of a cybermetric methodology whose objectives are to measure the success of the content published in an online media and the possible prediction of the selected success variables. Framed in the field of digital journalism, it responds to the need to analyze the success of web content so that it can help in the decision-making of the editorial team of a digital medium. A line of research focused on the content itself, providing an innovative vision to that of previous research, and a methodology that serves as a basis for future scientific advances. It is about the contribution of valuable information, either from the statistical analysis of the data or from the possible prediction of the success indicators of greatest interest to the environment. In this way, it could be integrated as a feedback into the content strategy and thus favor its iterative optimization. The main objective, therefore, is the design of a cybermetric methodology for calculating the success of an online publication, having as specific objectives: to research the concept of success in digital journalism, the social network Twitter, web analytics and web advertising; design the methodology and determine what tools and reports are needed; extract and process data for statistical analysis; perform regressions that allow to obtain prediction equations of the selected success variables; and validate the prediction equations with test data and obtain their precision, serving this as a degree of confidence in the prediction. The design of the methodology has served to observe a significant over-dispersion in the data, as well as to demonstrate that the success of a web content has a strongly multifactorial nature, which causes a decrease in the variability calculated using the indicators proposed by previous research. This thesis serves, then, as the basis for a very interesting research framework both at an academic and business level: the prediction of the success of digital content. / [ES] El objetivo de estudio es el diseño de una metodología cibermétrica para medir el éxito de los contenidos publicados en un medio de comunicación online y su posible predicción, de manera que se pueda orientar la optimización de los futuros contenidos publicados por el medio. Enmarcada en el ámbito del periodismo digital, responde a la necesidad de analizar el éxito de los contenidos web de manera que se pueda ayudar en la toma de decisiones del equipo editorial. Para ello, se ha realizado un extenso estudio de las publicaciones académicas versadas en las diferentes disciplinas que tienen lugar en esta tesis: la comunicación de contenidos digitales, Twitter, la difusión de las noticias en Twitter, la analítica web, la cibermetría, la analítica en Twitter, el análisis de tendencias en Twitter y la publicidad web. Con dicho marco, se ha obtenido información valiosa para la optimización futura de los contenidos digitales, ya sea procedente del análisis estadístico de los datos o de la posible predicción de los indicadores de éxito de mayor interés para el medio. De esta manera, se podría integrar de manera retroalimentada en la estrategia de contenidos y favorecer así su optimización iterativamente. Para ello, se han tenido en cuenta los siguientes objetivos específicos: investigar el concepto de éxito en el periodismo digital, la red social Twitter, la analítica web y la publicidad en la web; diseñar la metodología y determinar qué herramientas y reportes son necesarios; extraer y procesar los datos para su análisis estadístico; realizar regresiones que permitan obtener ecuaciones de predicción de las variables de éxito seleccionadas; y validar las ecuaciones de predicción con datos de test y obtener su precisión, sirviendo esta como grado de confianza en la predicción. El diseño de la metodología ha servido para observar una sobre dispersión significativa en los datos, así como demostrar que el éxito de un contenido web tiene un carácter fuertemente multifactorial, lo cual provoca una disminución en la variabilidad calculada mediante los indicadores propuestos por investigaciones previas. Esta tesis sirve, entonces, como base para una línea de investigación sobre la optimización de contenido digital basándose en la predicción estadística de su éxito. / [CAT] L'objectiu d'estudi és el disseny d'una metodologia cibermètrica per a mesurar l'èxit dels continguts publicats en un mitjà de comunicació en línia i la seua possible predicció, de manera que es puga orientar l'optimització dels futurs continguts publicats pel mitjà. Emmarcada en l'àmbit del periodisme digital, respon a la necessitat d'analitzar l'èxit dels continguts web de manera que es puga ajudar en la presa de decisions de l'equip editorial. Per a això, s'ha realitzat un extens estudi de les publicacions acadèmiques versades en les diferents disciplines que tenen lloc en aquesta tesi: la comunicació de continguts digitals, Twitter, la difusió de les notícies en Twitter, l'analítica web, la cibermetría, l'analítica en Twitter, l'anàlisi de tendències en Twitter i la publicitat web. Amb aquest marc, s'ha obtingut informació valuosa per a l'optimització futura dels continguts digitals, ja siga procedent de l'anàlisi estadística de les dades o de la possible predicció dels indicadors d'èxit de major interés per al mitjà. D'aquesta manera, es podria integrar de manera retroalimentada en l'estratègia de continguts i afavorir així la seua optimització iterativament. Per a això, s'han tingut en compte els següents objectius específics: investigar el concepte d'èxit en el periodisme digital, la xarxa social Twitter, l'analítica web i la publicitat en la web; dissenyar la metodologia i determinar quines eines i reportes són necessaris; extraure i processar les dades per a la seua anàlisi estadística; realitzar regressions que permeten obtindre equacions de predicció de les variables d'èxit seleccionades; i validar les equacions de predicció amb dades de test i obtindre la seua precisió, servint aquesta com a grau de confiança en la predicció. El disseny de la metodologia ha servit per a observar una sobre dispersió significativa en les dades, així com demostrar que l'èxit d'un contingut web té un caràcter fortament multifactorial, la qual cosa provoca una disminució en la variabilitat calculada mitjançant els indicadors proposats per investigacions prèvies. Aquesta tesi serveix, llavors, com a base per a una línia d'investigació sobre l'optimització de contingut digital basant-se en la predicció estadística del seu èxit. / Yeste Moreno, VM. (2021). Diseño de una metodología cibermétrica de cálculo del éxito para la optimización de contenidos web [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/176009

Tesis por compendio / [ES] El flujo anular es uno de los regímenes de flujo bifásico más importantes y se caracteriza por que una fracción de líquido muy pequeña conocida como película de líquido que viaja cerca de la pared y un núcleo gaseoso. El flujo anular se puede observar durante la operación de plantas nucleares y en diferentes escenarios transitorios, aunque también en muchas otras aplicaciones industriales. La película de líquido es determinante en muchas de ellas ya que posee una alta capacidad de transferencia de masa, momento y energía. Parte de estas propiedades se deben a que la película presenta un comportamiento interfacial no linear con desarrollo de ondas interfaciales. Además, en determinadas instalaciones donde se la película de líquido actúa como refrigerante, es esencial conocer su comportamiento tanto por motivos de optimización como por razones de seguridad. Para estudiar los fundamentos del comportamiento de la película de líquido se han llevado a cabo una serie de experimentos en una instalación diseñada para generar flujo anular aire-agua en tubería circular vertical. En esta instalación se ha medido la evolución temporal del espesor de la película de líquido bajo diferentes condiciones y subrégimenes, como flujo en caída libre o flujo en cocorriente ascendente y descendente. El sistema de medida empleado se ha diseñado y construido para esta aplicación y consiste en sondas de conductancia de 3 electrodos rasantes a la pared y dispuestas en diferentes partes de la sección de test. Tanto el sistema electrónico como el dispositivo de calibración se diseñaron específicamente para trabajar con estas son-das de conductancia. La instalación cuenta con dos diámetros diferentes para poder comparar también el efecto del diámetro de la tubería así como aumentar el rango de medidas disponibles en bases de datos. Una de las características más particulares de la película de líquido son sus ondas interfaciales. Las principales ondas que se pueden diferenciar son las disturbance waves, ondas coherentes de gran calibre; y las ripple waves, ondas de pequeño tamaño, no coherentes que se generan constantemente antes de desaparecer al ser absorbidas por otras ondas. Las variables principales de la película de líquido que se han analizado en la instalación experimental son el espesor medio, la altura y frecuencia de las disturbance waves, la altura de las ripple waves y la altura de líquido no perturbado. Se han lleva-do a cabo diferentes estudios experimentales con objeto de añadir un valor adicional a las medidas. Para flujo anular descendente se ha estudiado el desarrollo de la película a través de diferentes zonas de medida y se han comparado las secciones de test de diferente diámetro. Además, múltiples correlaciones se han propuesto y los resultados se han comparado con estudios similares de otros autores. Para el análisis del flujo anular ascendente, se ha añadido un estudio del efecto de la tensión superficial en las variables de la película de líquido mediante la adición de pequeñas cantidades de 1-butanol. Es objeto de esta tesis también la modelación del flujo anular mediante análisis numérico. Los códigos de fluidodinámica computacional (CFD) son herramientas computacionales que permiten analizar el comportamiento de los fluidos. Han experimentado una fuerte evolución a lo largo de los últimos años gracias a los avances tecnológicos y los resultados que se obtienen de su correcta utilización son muy prometedores. No obstante, el flujo multifásico sigue siendo difícil de modelar y es necesario contrastar las predicciones de los códigos CFD con medidas experimentales. Por lo tanto, la fenomenología de flujo anular desarrollado se ha estudiado también mediante el código ANSYS CFX. Existe un importante vacío de conocimiento en la cuantificación de la incertidumbre (UQ) de dichos códigos CFD. Esta tesis también presenta los fundamentos del método UQ Polynomial Chaos Expansion (PCE) aplicado a dos casos prácticos. / [CA] El flux anular és un dels règims de flux bifàsic més importants i es caracteritza perquè la fracció de líquid és molt xicoteta coneguda com a pel·lícula de líquid. El flux anul·lar es pot observar durant l'operació de plantes nuclears i en diferents escenaris transitoris, encara que també en moltes altres aplicacions industrials. La pel·lícula de líquid és determinant en moltes d'elles ja que posseeix una alta capacitat de transferència de massa, moment i energia. Part d'aquestes propietats es deuen al fet que la pel·lícula presenta un comportament interfacial no linear amb desenvolupament d'ones interfacials. A més, en determinades instal·lacions on li la pel·lícula de líquid actua com a refrigerant, és essencial conéixer el seu comportament tant per motius d'optimització com per raons de seguretat. Per a estudiar els fonaments del comportament de la pel·lícula de líquid s'han dut a terme una sèrie d'experiments en una instal·lació dissenyada per a generar flux anular aïre-aigua en canonada circular vertical. En aquesta instal·lació s'ha mesurat l'evolució temporal de la grossària de la pel·lícula de líquid sota diferents condicions i subrégimenes, com a flux en caiguda lliure o flux en cocorriente ascendent i descendent. El sistema de mesura emprat s'ha dissenyat i construït per a aquesta aplicació i consisteix en sondes de conductància de 3 elèctrodes i disposades en diferents parts de la secció de test. Tant el sistema electrònic com el dispositiu de calibratge es van dissenyar específicament per a treballar amb aquestes sondes de conductància. La instal·lació compta amb dos diàmetres diferents per a poder comparar també l'efecte del diàmetre de la canonada així com augmentar el rang de mesures disponibles en bases de dades. Una de les característiques més particulars de la pel·lícula de líquid són les seues ones interfacials. Les principals ones que es poden diferenciar són les disturbance waves, ones coherents de gran calibre; i les ripple waves, ones de xicoteta grandària, no coherents que es generen constantment abans de desaparéixer en ser absorbides per altres ones. Les variables principals de la pel·lícula de líquid que s'han analitzat en la instal·lació experimental són la grossària mitjana, l'altura i freqüència de les disturbance waves, l'altura de les ripple waves i l'altura de líquid no pertorbat. S'han dut a terme diferents estudis experimentals a fi d'afegir un valor addicional a les mesures. Per a flux anul·lar descendent s'ha estudiat el desenvolupament de la pel·lícula a través de diferents zones de mesura i s'han comparat els diferents diàmetres. A més, múltiples correlacions s'han proposat i els resultats s'han comparat amb estudis similars d'altres autors. Per a l'anàlisi del flux anul·lar ascendent, s'ha afegit un estudi de l'efecte de la tensió superficial en les variables de la pel·lícula de líquid mitjançant l'addició de xicotetes quantitats de 1-butanol. És objecte d'aquesta tesi també el modelatge del flux anul·lar mitjançant anàlisi numèrica. Els codis de fluidodinámica computacional (CFD) són eines computacionals que permeten analitzar el comportament dels fluids. Han experimentat una forta evolució al llarg dels últims anys gràcies als avanços tecnològics i els resultats que s'obtenen de la seua correcta utilització són molt prometedors. No obstant això, el flux multifásico continua sent difícil de modelar i és necessari contrastar les prediccions dels codis CFD amb mesures experimentals. Per tant, la fenomenologia de flux anular desenvolupat s'ha estudiat també mitjançant el codi ANSYS CFX. Existeix un important buit de conei-xement en la quantificació de la incertesa d'aquests codis CFD. En aquesta tesi es mostren els fonaments del Polynomial Chaos Expansion (PCE) com a mètode per a calcular la incertesa dels resultats de simulació mitjançant propagació. El PCE per quadratura de Gauss-Hermite s'ha aplicat a les simulacions de dos experiments. / [EN] Annular flow is one of the most important two-phase flow regimes and is characterized by a very small liquid fraction known as a liquid film travelling close to the wall and a gas core. Annular flow can be observed during the operation of nuclear plants, in different transient scenarios, and many other industrial applications. The liquid film is decisive in many of them as it has a high mass, momentum and energy transfer capacity. Many of these properties are due to the film exhibiting nonlinear interfacial behavior with the generation of interfacial waves. In addition, in certain facilities where the liquid film acts as a coolant, it is essential to know its behavior both for optimization and safety reasons. In order to study the fundamentals of the liquid film, a series of experiments have been carried out in a facility designed to generate air-water annual flow in a vertical circular pipe. In this facility, the time evolution of the liquid film thickness has been measured under different conditions and sub-regimes, such as free-fall flow or upward and downward cocurrent flow. The measurement system used has been designed and built for this application and consists of 3-electrode conductance probes mounted flush to the wall and arranged at different distances from the entrance of the test section. Both the electronics and the calibration device were specifically designed to work with these conductance probes. The facility has two different diameters to compare the effect of the pipe diameter and increase the range of measurements available in databases. One of the main characteristics of the liquid film is its interfacial waves. The two primary types of waves that can be distinguished are the disturbance waves, which are large coherent waves, and the ripple waves, small, non-coherent waves that are constantly generated before disappearing when absorbed by other waves. The main variables of the liquid film analyzed in the experimental setup are the mean film thickness, the height and frequency of the disturbance waves, the height of the ripple waves and the height of the unperturbed liquid. Different experimental studies have been carried out to add additional value to the measurements. For downward annular flow, the development of the film through different measuring zones has been studied, and the different test section diameters have been compared. In addition, multiple correlations have been proposed, and the results have been compared with similar studies by other authors. To analyze the upward annular flow, a study of the effect of surface tension on the liquid film variables by adding small amounts of 1-butanol has been added. The modelling of annular flow by numerical analysis is also the subject of this thesis. Computational Fluid Dynamics (CFD) codes are computational tools that allow the analysis of fluid behavior. They have undergone a strong evolution over the last few years thanks to technological advances, and the results obtained from their correct use are very promising. However, multiphase flow remains challenging to model, and it is necessary to contrast the predictions of CFD codes with experimental measurements. Therefore, the developed annular flow phenomenology has also been studied using the ANSYS CFX code. There is a significant knowledge gap in the uncertainty quantification of CFD codes. Some methodologies are available, although many are in the early stages or have not been explored by researchers. All applications of CFD codes in nuclear safety require extensive knowledge of the uncertainty of the predictions, so developing these methodologies is crucial. This thesis shows the fundamentals of Polynomial Chaos Expansion (PCE) as a method to calculate the uncertainty of simulation results by propagation. The PCE by Gauss-Hermite quadrature has also been applied to the simulations of two experiments: the experimental setup of this thesis, and an international benchmark. / I would like to acknowledge the support provided by the Ministerio de Economía, Industria y Competitividad and the Agencia Nacional de Investigación under the FPI grant BES-2017-080031, which provided funding for my research. / Rivera Durán, Y. (2023). Experimental and Modelling Study of Interfacial Phenomena in Annular Flow with Uncertainty Quantification [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/194606 / Compendio

[ES] La presente tesis doctoral está dedicada a estudiar, desarrollar y aplicar metodologías basadas en datos, fundamentadas en modelos estadísticos multivariantes de variables latentes, para abordar el paradigma del aprendizaje científico en el entorno de la Industria 4.0. Se pone especial énfasis en los modelos causales basados en variables latentes que utilizan tanto datos provenientes de un diseño de experimentos como, principalmente, datos provenientes del proceso de producción diario, es decir, datos históricos. La tesis está estructurada en cinco partes. La primera parte discute el paradigma del aprendizaje científico en el entorno de la Industria 4.0. Se destacan los objetivos de la tesis. Además, se presenta una descripción exhaustiva de los modelos basados en variables latentes, sobre los cuales se fundamentan las metodologías novedosas propuestas en esta tesis. En la segunda parte, se presentan las novedosas aportaciones metodológicas. En primer lugar, se muestra el potencial de PLS para analizar datos del DOE, con o sin datos faltantes. Posteriormente, el potencial de los modelos causales basados en variables latentes se centra en definir el espacio de diseño de la materia prima que proporciona garantía de calidad con un cierto nivel de confianza para los atributos críticos de calidad, junto con el desarrollo de un nuevo índice de capacidad multivariante basado en el espacio latente para clasificar y seleccionar proveedores para una materia prima particular utilizada en un proceso de fabricación. La tercera parte pretende abordar aplicaciones novedosas mediante modelos causales basados en variables latentes utilizando datos históricos. En primer lugar, se trata de su aplicación en el ámbito sanitario: la Pandemia COVID-19. En este contexto, se utiliza el uso de modelos basados en variables latentes para desarrollar una alternativa a los ensayos clínicos controlados con placebo. Luego, se utilizan modelos basados en variables latentes para optimizar procesos en el marco de aplicaciones industriales. La cuarta parte presenta una interfaz gráfica de usuario desarrollada en código Python que integra los métodos desarrollados con el objetivo de ser autoexplicativa y fácil de usar. Finalmente, la última parte discute la relevancia de esta disertación, incluyendo propuestas que merecen mayor investigación. / [CA] Aquesta tesi doctoral està dedicada a estudiar, desenvolupar i aplicar metodologies basades en dades, fonamentades en models estadístics multivariants de variables latents, per abordar el paradigma de l'aprenentatge científic a l'entorn de la Indústria 4.0. Es posa un èmfasi especial en els models causals basats en variables latents que utilitzen tant; dades provinents d'un disseny d'experiments com, principalment, dades provinents del procés de producció diari, és a dir, dades històriques. La tesi està estructurada en cinc parts. A la primera part es discuteix el paradigma de l'aprenentatge científic a l'entorn de la Indústria 4.0. Es destaquen els objectius de la tesi. A més, es presenta una descripció exhaustiva dels models basats en variables latents, sobre els quals es fonamenten les noves metodologies proposades en aquesta tesi. A la segona part, es presenten les noves aportacions metodològiques. En primer lloc, es mostra el potencial de PLS per analitzar dades del DOE, amb dades faltants o sense aquestes. Posteriorment, el potencial dels models causals basats en variables latents se centra a definir l'espai de disseny de la matèria prima que proporciona garantia de qualitat amb un cert nivell de confiança per als atributs crítics de qualitat, juntament amb el desenvolupament d'un nou índex de capacitat multivariant basat en l'espai latent per a classificar i seleccionar proveïdors per a una primera matèria particular utilitzada en un procés de fabricació. La tercera part pretén abordar aplicacions noves mitjançant models causals basats en variables latents utilitzant dades històrques. En primer lloc, es tracta de la seva aplicació a l'àmbit sanitari: la Pandèmia COVID-19. En aquest context, es fa servir l'ús de models basats en variables latents per desenvolupar una alternativa als assaigs clínics controlats amb placebo. Després s'utilitzen models basats en variables latents per optimitzar processos en el marc d'aplicacions industrials. La quarta part presenta una interfície gràfica d'usuari desenvolupada en codi Python que integra els mètodes desenvolupats amb l'objectiu de ser autoexplicativa i fàcil d'usar. Finalment, l'última part discuteix la rellevància d'aquesta dissertació, incloent-hi propostes que mereixen més investigació. / [EN] The present Ph.D. thesis is devoted to studying, developing, and applying data-driven methodologies, based on multivariate statistical models of latent variables, to address the scientific learning paradigm in the Industry 4.0 environment. Particular emphasis is placed on causal latent variable-based models using both data coming from a planned design of experiments and, mainly, data coming from the daily production process, namely happenstance data. The dissertation is structured in five parts. The first part discusses the scientific learning paradigm in the Industry 4.0 environment. The objectives of the thesis are highlighted. In addition to that, a comprehensive description of latent variable-based models is presented, on which the novel methodologies proposed in this thesis are founded. In the second part, the novel methodological contributions are presented. Firstly, the potential of PLS to analyze data from DOE, with or without missing runs is illustrated. Then, the potential of causal latent variable-based models is concentrated on defining the raw material design space providing assurance of quality with a certain confidence level for the critical to quality attributes, jointly with the development of a novel latent space-based multivariate capability index to rank and select suppliers for a particular raw material used in a manufacturing process. The third part aims to address novel applications by means of causal latent variable-based models using happenstance data. First, it concerns a health application: the Pandemic COVID-19. In this context, the use of latent variable-based models is applied to develop an alternative to placebo-controlled clinical trials. Then, latent variable-based models are used to optimize processes within the framework of industrial applications. The fourth part introduces a graphical user interface developed in Python code that integrates the developed methods with the aim of being self-explanatory and user-friendly. Finally, the last part discusses the relevance of this dissertation, including proposals that deserve further research. / Borràs Ferrís, J. (2023). Causal latent space-based models for scientific learning in Industry 4.0 [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/198993

Tesis por compendio / [ES] Los métodos multicriterio proporcionan un enfoque analítico y estructurado para la toma de decisiones en la gestión de la cadena de suministro, que permiten evaluaciones basadas en múltiples criterios, esenciales para gestionar socios comerciales sostenibles. El objetivo de esta tesis es contribuir a la gestión sostenible de la cadena de suministro desarrollando nuevos modelos y técnicas multicriterio para evaluar proveedores y clientes. Se han diseñado modelos que incorporan las preferencias empresariales para tomar decisiones colaborativas en la selección y clasificación transparente de alternativas basadas en criterios sostenibles. También se han desarrollado métodos para clasificar las alternativas en grupos ordenados y evaluar su calidad. Tanto los modelos como los métodos se han validado mediante casos empíricos y comparado con enfoques alternativos. La metodología se basa en una profunda revisión bibliográfica y en el conocimiento experto de profesionales en la cadena de suministro. Los modelos multicriterio propuestos emplean técnicas como el Analytic Hierarchy Process (AHP), la Multi-Attribute Utility Theory (MAUT) y PROMETHEE. También se han desarrollado tres algoritmos para la clasificación de alternativas (nominal y ordenada). En primer lugar, se ha propuesto un modelo multicriterio híbrido y se ha validado con datos reales para homologar y seleccionar proveedores de tecnología, así como para su priorización y clasificación. Este modelo integra métodos compensatorios (AHP, MAUT) y no compensatorios (PROMETHEE, FlowSort) en una jerarquía con criterios de sostenibilidad. La validación del modelo en un contexto real y su comparación con un modelo alternativo ha demostrado su capacidad para proporcionar información relevante y transparente en la toma de decisiones para la evaluación sostenible de proveedores de tecnología en el sector bancario. En segundo lugar, se ha diseñado un nuevo algoritmo, denominado Global Local Net Flow sorting (GLNF sorting), que clasifica alternativas en grupos ordenados a partir de los flujos netos generados en búsquedas globales y locales con PROMETHEE. Adicionalmente, se ha diseñado el algoritmo SILhouette for Sorting (SILS) para calcular un índice de calidad en las clasificaciones. Ambos algoritmos se han validado empíricamente en la segmentación de proveedores y sus resultados se han comparado con otros métodos publicados. Por una parte, GLNF sorting destaca al mejorar la discriminación entre proveedores cercanos a los perfiles limitantes de los grupos, aprovechando el nivel de similitud preferencial entre alternativas. Por otra, SILS mejora la calidad de las asignaciones y permite un análisis detallado que facilita la toma de decisiones. En tercer lugar, se ha propuesto un sistema de segmentación de clientes B2B basado en transacciones y colaboración, aplicando AHP y GLNF sorting. Validado con 8,157 clientes de una multinacional, se ha evaluado con SILS y estadística descriptiva. Comparado con K-means, el modelo genera clasificaciones más homogéneas y robustas. Esta herramienta permite a las empresas automatizar decisiones y llevar a cabo análisis detallados para mejorar las relaciones con los clientes, alineándose con sus estrategias de colaboración y enfoques de mercado. En cuarto lugar, las búsquedas globales y locales se han utilizado para proponer un algoritmo de clasificación nominal basado dos dimensiones, que proporciona una matriz estratégica muy útil para los gestores de cadena de suministro. Por último, se ha desarrollado el paquete de software PrometheeTools en R, que automatiza la aplicación de PROMETHEE, GLNF sorting y SILS para resolver problemas multicriterio de priorización y clasificación de alternativas. Este paquete se ha validado con éxito y destaca por su eficiencia en PROMETHEE con miles de alternativas. Está disponible en acceso abierto en el repositorio CRAN para su utilización por investigadores y profesionales interesados en toma de decisiones multicriterio. / [CA] Els mètodes multicriteri proporcionen un enfocament analític i estructurat per a la presa de decisions en la gestió de la cadena de subministrament, que permeten avaluacions basades en múltiples criteris, essencials per a gestionar socis comercials sostenibles. L'objectiu d'aquesta tesi és contribuir a la gestió sostenible de la cadena de subministrament desenvolupant nous models i tècniques multicriteri per a avaluar proveïdors i clients. S'han dissenyat models que incorporen les preferències empresarials per a prendre decisions col·laboratives en la selecció i classificació transparent d'alternatives basades en criteris sostenibles. També s'han desenvolupat mètodes per a classificar les alternatives en grups ordenats i avaluar-ne la qualitat. Tant els models com els mètodes s'han validat mitjançant casos empírics i comparat amb enfocaments alternatius. La metodologia es basa en una profunda revisió bibliogràfica i en el coneixement expert de professionals en la cadena de subministrament. Els models multicriteri proposats empren tècniques com ara el procés analític jeràrquic (AHP), la teoria d'utilitat multiatribut (MAUT) i PROMETHEE. També s'han desenvolupat tres algoritmes per a la classificació d'alternatives (nominal i ordenada). En primer lloc, s'ha proposat un model multicriteri híbrid i s'ha validat amb dades reals per a homologar i seleccionar proveïdors de tecnologia, així com per a la seua priorització i classificació. Aquest model integra mètodes compensatoris (AHP, MAUT) i no compensatoris (PROMETHEE, FlowSort) en una jerarquia amb criteris de sostenibilitat. La validació del model en un context real i la seua comparació amb un model alternatiu n'ha demostrat la capacitat per a proporcionar informació rellevant i transparent en la presa de decisions per a l'avaluació sostenible de proveïdors de tecnologia en el sector bancari. En segon lloc, s'ha dissenyat un nou algoritme, denominat Global Local Net Flow sorting (GLNF sorting), que classifica alternatives en grups ordenats a partir dels fluxos nets generats en cerques globals i locals amb PROMETHEE. Addicionalment, s'ha dissenyat l'algoritme SILhouette for Sorting (SILS) per a calcular un índex de qualitat en les classificacions. Ambdós algoritmes s'han validat empíricament en la segmentació de proveïdors i els seus resultats s'han comparat amb altres mètodes publicats. D'una banda, GLNF sorting destaca en millorar la discriminació entre proveïdors pròxims als perfils limitants dels grups, que aprofita el nivell de similitud preferencial entre alternatives. De l'altra, SILS millora la qualitat de les assignacions i permet una anàlisi detallada que facilita la presa de decisions. En tercer lloc, s'ha proposat un sistema de segmentació de clients B2B basat en transaccions i col·laboració, aplicant AHP i GLNF sorting. Validat amb 8,157 clients d'una multinacional, s'ha avaluat amb SILS i estadística descriptiva. Comparat amb K-means, el model genera classificacions més homogènies i robustes. Aquesta eina permet a les empreses automatitzar decisions i portar a cap anàlisis detallades per a millorar les relacions amb els clients, que s'alineen amb les seues estratègies de col·laboració i enfocaments de mercat. En quart lloc, les cerques globals i locals s'han utilitzat per a proposar un algoritme de classificació nominal basat en dues dimensions, que proporciona una matriu estratègica molt útil per als gestors de la cadena de subministrament. Finalment, s'ha desenvolupat el paquet de programari PrometheeTools en R, que automatitza l'aplicació de PROMETHEE, GLNF sorting i SILS per a resoldre problemes multicriteri de priorització i classificació d'alternatives. Aquest paquet s'ha validat amb èxit i destaca per la seua eficiència en PROMETHEE amb milers d'alternatives. Està disponible en accés obert en el repositori CRAN per a la utilització per investigadors i professionals interessats en la presa de decisions multicriteri. / [EN] Multicriteria methods provide an analytical and structured approach to decision making in supply chain management. These techniques allow multicriteria evaluations, which are essential for choosing and managing sustainable business partners. The aim of this thesis is to contribute to sustainable supply chain management by developing new multicriteria models and techniques to assess suppliers and customers. Models have been designed in order to incorporate business preferences to make collaborative decisions in the transparent selection and ranking of alternatives based on sustainable criteria. New methods have also been developed to classify alternatives into ordered groups and to assess their quality. Both models and methods have been validated using empirical cases and compared with alternative approaches. The methodology is based on an in-depth literature review, as well as the expertise of supply chain professionals. The proposed multicriteria models integrate techniques such as the Analytical Hierarchical Process (AHP), Multi-Attribute Utility Theory (MAUT) and the PROMETHEE method. Three new algorithms have also been developed for classifying alternatives into nominal and ordered groups (sorting problem). Firstly, a hybrid multicriteria model has been proposed and validated with real data for technology supplier qualifying, selection and ranking. This model integrates compensatory (AHP, MAUT) and non-compensatory (PROMETHEE, FlowSort) methods in a hierarchy with sustainability criteria to evaluate products, suppliers and manufacturers. Validation of the model in a real context and its comparison with an alternative model has demonstrated its ability to provide relevant and transparent information for decision making in the sustainable evaluation of technology suppliers in the banking sector. Secondly, a new algorithm has been designed, called Global Local Net Flow sorting (GLNF sorting), which classifies alternatives into ordered groups based on the net flows generated in global and local searches with PROMETHEE. In addition, the SILhouette for Sorting (SILS) algorithm has been designed to calculate a quality index in the classifications. Both algorithms have been empirically validated in supplier segmentation and their results compared with other published methods. On the one hand, the GLNF sorting algorithm excels in improving the discrimination between suppliers close to the limiting profiles by exploiting the level of preference similarity between alternatives. On the other, SILS improves the quality of alternative assignments to groups, allows for a detailed analysis of suppliers and facilitates decision making. Thirdly, a customer segmentation model based on transactions and collaboration has been proposed in the Business to Business context, applying AHP and GLNF sorting. Validated with 8,157 customers of a multinational company, it has been assessed by SILS and descriptive statistics. This model generates more homogeneous and robust groups than the K-means cluster method. This tool enables companies to automate decisions and perform detailed analysis to improve customer relationships, aligning with their collaboration strategies and market approaches. Fourthly, global and local searches have been used to propose an algorithm for nominal classification based on two dimensions, which provides a very useful strategic matrix for supply chain managers. Finally, the PrometheeTools software package has been developed in R, which automates the implementation of PROMETHEE, GLNF sorting and SILS to solve multicriteria problems of alternatives ranking and classification. This package has been successfully validated and stands out for the efficiency in PROMETHEE and especially when solving problems with thousands of alternatives. It is available by open access in the CRAN repository for use by researchers and practitioners interested in multicriteria decision making. / Barrera Jimenez, IF. (2024). Multicriteria Techniques for Sustainable Supply Chain Management [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202879 / Compendio

[ES] Esta tesis, desarrollada bajo una beca de formación de personal investigador de la Universitat Politècnica de València, tiene como objetivo proponer y aplicar metodologías de Statistical Machine Learning en contextos de Ingeniería Biomédica. Este concepto pretende aunar el uso de modelos de aprendizaje automático junto con la búsqueda de comprensión e interpretabilidad clásica del razonamiento estadístico, dando lugar a soluciones tecnológicas de problemas biomédicos que no pasen únicamente por el objetivo de optimizar el desempeño predictivo de los modelos. Para ello, se han dibujado dos objetivos principales que vertebran además el documento: proponer metodologías novedosas dentro del paraguas del Statistical Machine Learning, y aplicar soluciones a problemas biomédicos reales manteniendo esta filosofía en mente. Estos objetivos se han materializado en contribuciones metodológicas para la simulación de valores atípicos y la imputación de datos faltantes en presencia de datos atípicos, y en contribuciones aplicadas a casos reales para la mejora de procesos de atención médica, la mejora en el diagnóstico y pronóstico de enfermedades, y la estandarización de procedimientos de medición en entornos biotecnológicos. Dichas contribuciones se han artículado en capítulos correspondientes a las dos partes principales ya mencionadas. Finalmente, las conclusiones y líneas futuras cierran el documento, recalcando los mensajes principales de las contribuciones de la tesis doctoral en general, y sentando además las bases para líneas futuras que se han dibujado a consecuencia del trabajo realizado a lo largo del doctorado. / [CA] Aquesta tesi, desenvolupada sota una beca de formació de personal investigador de la Universitat Politècnica de València, té com a objectiu proposar i aplicar metodologies de Statistical Machine Learning en contextos d'Enginyeria Biomèdica. Aquest concepte pretén unir l'ús de models d'aprenentatge automàtic juntament amb la cerca de comprensió i interpretació clàssica del raonament estadístic, donant lloc a solucions tecnològiques de problemes biomèdics que no passen únicament per l'objectiu d'optimitzar el rendiment predictiu dels models. Per a això, s'han dibuixat dos objectius principals que vertebren a més el document: proposar metodologies noves dins del paraigua del Statistical Machine Learning, i aplicar solucions a problemes biomèdics reals mantenint aquesta filosofia en ment. Aquests objectius s'han materialitzat en contribucions metodològiques per a la simulació de valors atípics i la imputació de dades mancants en presència de valors atípics, i en contribucions aplicades a casos reals per a la millora de processos d'atenció mèdica, la millora en el diagnòstic i pronòstic de malalties, i l'estandardització de procediments de mesurament en entorns biotecnològics. Aquestes contribucions s'han articulat en capítols corresponents a les dues parts principals ja esmentades. Finalment, les conclusions i línies futures tanquen el document, recalant els missatges principals de les contribucions, de la tesi doctoral en general, i assentant a més les bases per a línies futures que s'han dibuixat com a consequència del treball realitzat al llarg del doctorat. / [EN] This thesis, developed under a research personnel formation grant from the Universitat Politècnica de València, aims to propose and apply methodologies of Statistical Machine Learning in Biomedical Engineering contexts. This concept seeks to combine machine learning models with the classic understanding and interpretability of statistical reasoning, resulting in technological solutions for biomedical problems that go beyond solely optimizing the predictive performance of models. To achieve this, two main objectives have been outlined, which also structure the document: proposing novel methodologies within the umbrella of Statistical Machine Learning and applying solutions to real biomedical problems while keeping this philosophy in mind. These objectives have materialized into methodological contributions for simulating outliers and imputing missing data in the presence of outliers and applied contributions to real cases for improving healthcare processes, enhancing disease diagnosis and prognosis, and standardizing measurement procedures in biotechnological environments. These contributions are articulated in chapters corresponding to the aforementioned two main parts. Finally, the conclusions and future lines of research conclude the document, reiterating the main messages of the contributions and the overall doctoral thesis and laying the groundwork for future lines of inquiry stemming from the work conducted throughout the doctorate. / González Cebrián, A. (2024). Statistical Machine Learning in Biomedical Engineering [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203529

Tesis por compendio / [ES] Según World Health Organization (WHO), el cáncer es una de las principales causas de muerte a nivel mundial, con cerca de 10 millones de fallecimientos en 2020. Esto significa que aproximadamente una de cada seis muertes es causada por el cáncer. Para prevenir y disminuir esta enorme cantidad de muertes, es necesario un diagnóstico preciso del cáncer. Las técnicas basadas en Deep Learning (DL) han ofrecido algunas técnicas en el Diagnóstico Asistido por Computadora (CAD) para ayudar a los médicos con su diagnóstico. Estas técnicas no solo disminuyen la carga de trabajo de los patólogos, sino que también aumentan la precisión de sus diagnósticos con menos costos. Las colecciones de imágenes de alta resolución, como las láminas histopatológicas y las exploraciones médicas, han mejorado el rendimiento de estas técnicas. En esta tesis, nos enfocamos principalmente en imágenes histopatológicas escaneadas por escáneres de Whole Slide Images (WSI). Estas imágenes se introducen en métodos basados en DL, que emplean Redes Neuronales Convolucionales (CNN) para detectar las anomalías y los patrones en el tejido escaneado. Estas técnicas son capaces de analizar el tejido para disminuir los impactos de los errores humanos en el diagnóstico del cáncer. Content-Based Medical Image Retrieval (CBMIR) es uno de estos métodos que recientemente ha captado la atención de los investigadores en patología digital. En esta tesis, proponemos tres marcos CBMIR sobre imágenes histopatológicas con dos técnicas basadas en DL que se presentan en diferentes escenarios. En cuanto a los obstáculos potenciales que un CBMIR en patología digital podría enfrentar, incluida la limitación de recursos de GPU, la falta de suficientes conjuntos de datos, y las estrictas regulaciones de privacidad de datos para el intercambio de datos. En relación con estas complejidades, nos enfocamos en el aprendizaje federado en la segunda clase de nuestra investigación. En esta sección, combinamos los conceptos de Federated Learning (FL) con un marco CBMIR para imitar un CBMIR Federado Mundial (FedCBMIR) en imágenes histológicas de cáncer de mama. En esta investigación, seguimos tres escenarios para imitar los tres casos de uso de FedCBMIR en el flujo de trabajo médico. En la última contribución de esta tesis, el enfoque principal es una estrategia basada en aprendizaje contrastivo. Proponemos un marco CBMIR que puede superar las técnicas anteriores con el top K (K>1) y también tener un alto rendimiento en la recuperación de imágenes en el top primero. Además, otra contribución de esta tesis es resolver los desafíos que los patólogos tienen al clasificar los Tumores Spitzoides de Potencial Maligno Incierto (STUMP). Los STUMP presentan un dilema diagnóstico debido a su intrincada histología, creando desafíos para establecer parámetros claros entre nevos benignos y melanomas potencialmente malignos. Para ayudar a los patólogos a enfrentar esta complejidad, el marco puede proporcionar parches similares al top K para ellos con sus etiquetas correspondientes. En resumen, los marcos CBMIR y CBHIR propuestos en esta tesis contribuyen al diagnóstico del cáncer de próstata, mama y piel a partir de imágenes histopatológicas mediante el uso de FEs basados en DL en diferentes escenarios. Estos no solo mejoran la precisión y la eficiencia del diagnóstico del cáncer, sino que también prometen facilitar la detección temprana y las estrategias de tratamiento personalizado. Aprovechar estos marcos en el diagnóstico actual del cáncer podría conducir en última instancia a mejores resultados para los pacientes, menores costos de atención médica y una mayor calidad de vida para las personas afectadas por el cáncer de próstata, mama y piel. Estos avances tienen el potencial de impulsar un cambio social positivo y contribuir a la lucha global contra el cáncer. / [CA] Segons l'Organització Mundial de la Salut (OMS), el càncer és una de les principals causes de mort a nivell mundial, amb prop de 10 milions de defuncions en 2020. Això significa que aproximadament una de cada sis morts és causada pel càncer. Per prevenir i disminuir aquesta enorme quantitat de morts, és necessari un diagnòstic precís del càncer. Les tècniques basades en Deep Learning (DL) han ofert algunes tècniques en el Diagnòstic Assistit per Ordinador (CAD) per ajudar els metges amb el seu diagnòstic. Aquestes tècniques no només disminueixen la càrrega de treball dels patòlegs, sinó que també augmenten la precisió dels seus diagnòstics amb menys costos. Les col·leccions d'imatges d'alta resolució, com les làmines histopatològiques i les exploracions mèdiques, han millorat el rendiment d'aquestes tècniques. En aquesta tesi, ens enfoquem principalment en imatges histopatològiques escanejades per escàners de Whole Slide Images (WSI). Aquestes imatges s'introdueixen en mètodes basats en DL, que empren Xarxes Neuronals Convolucionals (CNN) per detectar les anomalies i els patrons en el teixit escanejat. Aquestes tècniques són capaces d'analitzar el teixit per disminuir els impactes dels errors humans en el diagnòstic del càncer. El Content-Based Medical Image Retrieval (CBMIR) és un d'aquests mètodes que recentment ha captat l'atenció dels investigadors en patologia digital. En aquesta tesi, proposem tres marcs CBMIR sobre imatges histopatològiques amb dues tècniques basades en DL que es presenten en diferents escenaris. Pel que fa als obstacles potencials que un CBMIR en patologia digital podria afrontar, inclou la limitació de recursos de GPU, la manca de suficients conjunts de dades, i les estrictes regulacions de privadesa de dades per a l'intercanvi de dades. En relació amb aquestes complexitats, ens enfoquem en l'aprenentatge federat en la segona classe de la nostra investigació. En aquesta secció, combinem els conceptes de Federated Learning (FL) amb un marc CBMIR per imitar un CBMIR Federat Mundial (FedCBMIR) en imatges histològiques de càncer de mama. En aquesta investigació, seguim tres escenaris per imitar els tres casos d'ús de FedCBMIR en el flux de treball mèdic. En l'última contribució d'aquesta tesi, l'enfocament principal és una estratègia basada en aprenentatge contrastiu. Proposem un marc CBMIR que pot superar les tècniques anteriors amb el top K (K>1) i també tenir un alt rendiment en la recuperació d'imatges en el top primer. A més, una altra contribució d'aquesta tesi és resoldre els desafiaments que els patòlegs tenen a l'hora de classificar els Tumors Spitzoides de Potencial Maligne Incert (STUMP). Els STUMP presenten un dilema diagnòstic a causa de la seva intricada histologia, creant desafiaments per establir paràmetres clars entre nevus benignes i melanomes potencialment malignes. Per ajudar els patòlegs a enfrontar aquesta complexitat, el marc pot proporcionar parches similars al top K per a ells amb les seves etiquetes corresponents. En resum, els marcs CBMIR i CBHIR proposats en aquesta tesi contribueixen al diagnòstic del càncer de pròstata, mama i pell a partir d'imatges histopatològiques mitjançant l'ús de FEs basats en DL en diferents escenaris. Aquests no només milloren la precisió i l'eficiència del diagnòstic del càncer, sinó que també prometen facilitar la detecció primerenca i les estratègies de tractament personalitzat. Aprofitar aquests marcs en el diagnòstic actual del càncer podria conduir en última instància a millors resultats per als pacients, menors costos d'atenció mèdica i una major qualitat de vida per a les persones afectades pel càncer de pròstata, mama i pell. Aquests avenços tenen el potencial d'impulsar un canvi social positiu i contribuir a la lluita global contra el càncer. / [EN] According to the World Health Organization (WHO), cancer is one of the leading causes of death worldwide, with nearly 10 million deaths in 2020. This means that approximately one in six deaths is caused by cancer. To prevent and decrease this enormous number of deaths, an accurate cancer diagnosis is necessary. Deep Learning (DL)-based techniques have offered some methods in Computer-Aided Diagnosis (CAD) to assist doctors with their diagnoses. These techniques not only reduce the workload of pathologists but also increase the accuracy of their diagnoses at lower costs. Collections of high-resolution images, such as histopathological slides and medical scans, have improved the performance of these techniques. In this thesis, we focus mainly on histopathological images scanned by Whole Slide Image (WSI) scanners. These images are introduced into DL-based methods, which employ Convolutional Neural Networks (CNN) to detect anomalies and patterns in the scanned tissue. These techniques can analyze the tissue to reduce the impacts of human errors in cancer diagnosis. Content-Based Medical Image Retrieval (CBMIR) is one of these methods that has recently attracted the attention of researchers in digital pathology. In this thesis, we propose three CBMIR frameworks on histopathological images with two DL-based techniques presented in different scenarios. Regarding potential obstacles that a CBMIR in digital pathology might face, including the limitation of GPU resources, the lack of sufficient datasets, and strict data privacy regulations for data sharing. Considering these complexities, we focus on federated learning in the second part of our research. In this section, we combine the concepts of Federated Learning (FL) with a CBMIR framework to simulate a World-Wide Federated CBMIR (FedCBMIR) on histological images of breast cancer. In this research, we follow three scenarios to mimic the three use cases of FedCBMIR in the medical workflow. In the final contribution of this thesis, the main focus is a contrastive learning-based strategy. We propose a CBMIR framework that can surpass previous techniques with the top K (K>1) and also have high performance in retrieving images at the top first. Additionally, another contribution of this thesis is to solve the challenges that pathologists face in grading Spitzoid Tumors of Uncertain Malignant Potential (STUMP). STUMPs present a diagnostic dilemma due to their intricate histology, creating challenges for establishing clear parameters between benign nevi and potentially malignant melanomas. To assist pathologists in coping with this complexity, the framework can provide top K similar patches for them with their corresponding labels. In summary, the CBMIR and CBHIR frameworks proposed in this thesis contribute to the diagnosis of prostate, breast, and skin cancer from histopathological images using DL-based FEs in different scenarios. These not only improve the accuracy and efficiency of cancer diagnosis but also promise to facilitate early detection and personalized treatment strategies. Leveraging these frameworks in current cancer diagnosis could ultimately lead to better patient outcomes, lower healthcare costs, and a higher quality of life for individuals affected by prostate, breast, and skin cancer. These advances have the potential to drive positive social change and contribute to the global fight against cancer. / This study is funded by European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No. 860627 (CLAR- IFY Project). The work of Adrián Colomer has been supported by the ValgrAI – Valencian Graduate School and Research Network for Artificial Intelligence & Gen- eralitat Valenciana and Universitat Politècnica de València (PAID-PD-22). / Tabatabaei, Z. (2024). Deep learning strategies for histological image retrieval [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207119 / Compendio