En este trabajo se describe el funcionamiento de un sistema de control de humedad relativa y temperatura que se llevó a cabo para la conservación preventiva de los frescos renacentistas de la bóveda del ábside de la Catedral Metropolitana de Valencia, que se restauraron en 2006. Este sistema está compuesto por 29 sensores de humedad relativa (HR) y temperatura: 10 de ellos se insertaron en la capa de yeso que sirve de apoyo a las pinturas al fresco, otros 10 sensores se colocaron en el interior de las paredes cerca de los frescos y el resto monitorizan el microclima interior en diferentes puntos de la bóveda. A los datos recogidos en 2007, 2008 y 2010 se les ha aplicado un análisis de componentes principales (PCA) y los resultados obtenidos revelan que las semejanzas y diferencias entre los sensores se mantuvieron aproximadamente a lo largo de los tres años. Adicionalmente, se hace una interpretación física de la primera y la segunda componente principales. Curiosamente, los sensores que en el análisis de PCA aparecen alejados del resto de sensores, corresponden a zonas donde están apareciendo problemas de conservación debido a la formación de eflorescencias salinas. Los datos registrados de humedad relativa y temperatura se analizan de acuerdo a la norma UNI 10829 italiano (1999). Objetivos. Los objetivos que se persiguen con este trabajo son los siguientes: 1. Obtener datos suficientes y de calidad sobre las condiciones de los materiales sobre los que están pintados los frescos y el ambiente contiguo a los mismos. 2. Una vez obtenidos los datos, almacenarlos y gestionarlos de manera adecuada. Teniendo en cuenta el gran volumen de datos recogidos (entre 6 y 10 millones de datos por año) el sistema de almacenamiento debe ser potente pero a la vez, sencillo y económico de implementar. 3. Detección temprana de situaciones de emergencia para la conservación de la obra: inundación de la terraza por encima de los frescos, aparición de niveles anormalmente e / Fernández Navajas, A. (2012). SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DEL MICROCLIMA DE LOS FRESCOS RENACENTISTAS DE LA CATEDRAL METROPOLITANA DE VALENCIA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16044

[EN] Title: Assessment of language competence through ICT: analysis and strategies for improvement. Author: Antonio Martínez Ramírez Director: Dr. Cristina Perez- Guillot PhD programme: Languages and Technology. Department of Applied Linguistics. Universitat Politècnica de València. The aim of this research study was to analyze different ways of assessing language competence using computer tools. For this purpose, the various procedures used to date were first studied. We then attempted to design a system ensuring quality, safety and reliability for the benefit of all parties involved, including teachers and students, as well as technical and administrative staff. This study was carried out in the Language Centre of the Universitat Politècnica de València, using the centre's resources to research and develop the alternatives proposed. In the first phase of the study the initial manner in which language competence tests were developed in the center was examined to detect the existing problems. Strategies for improvement were defined and a number of working hypotheses considered for computerized evaluation environments. The improvements and hypotheses are related to topics as diverse as time saved by teaching staff, system security, the reliability of the results, the increase in multimedia capabilities, the benefits of monitoring and the need for proper feedback. During the second phase, specific software was developed to to meet the specified requirements, following which pilot tests were conducted to check the validity of the system designed. In the third phase, this software was used on all language competence level tests carried out at the center in English, French, and German. The tests for which the software was developed are used to provide access to language courses offered by the center, scholarships for academic exchange students (ERASMUS), and high academic performance (ARA) subjects for which English is the medium of instruction. Users were also requested to take a satisfaction survey using a web page developed for this purpose. In the fourth and final phase of this study, the results and opinions gathered were analyzed to check the validity of our assumptions and offer a number of conclusions based on the experience gained. / [ES] Título: Evaluación de competencia lingüística a través de las TIC: valoración y estrategias de mejora. Autor: Antonio Martínez Ramírez Directora: Dra. Cristina Pérez- Guillot Programa de Doctorado: Lenguas y Tecnología. Departamento de Lingüística Aplicada. Universitat Politécnica de València. Nuestro objetivo en este trabajo de investigación ha sido analizar las posibilidades de evaluación de la competencia lingüística mediante herramientas informáticas, estudiando los diversos procedimientos utilizados hasta el momento y posteriormente intentar diseñar un sistema que cumpla con una serie de garantías de calidad, seguridad y fiabilidad, en beneficio de todos los sujetos implicados, como son profesores y alumnos, así como personal técnico y administrativo. El estudio lo hemos llevado a cabo en el Centro de Lenguas de la Universitat Politècnica de València, utilizando los recursos del centro para investigar y desarrollar las alternativas propuestas. La primera fase de la tesis se ha basado en examinar el estado inicial en el que se desarrollaban las pruebas de competencia lingüística en el centro para detectar la problemática existente, definir estrategias de mejora y plantear una serie de hipótesis de trabajo que pensamos pueden ser válidas en un entorno de evaluación informatizada. Las mejoras e hipótesis están relacionadas con aspectos tan diversos como el ahorro de tiempo que se puede ofrecer al profesorado, la seguridad del sistema, la fiabilidad de los resultados, el incremento de la capacidad multimedia, las ventajas de la monitorización y la necesidad de un feedback adecuado. Durante la segunda fase hemos desarrollado un software específico que cumpliera con los requerimientos especificados y hemos realizado pruebas piloto para comprobar la validez del sistema diseñado. En la tercera fase hemos utilizado el software masivamente en las pruebas de nivel de competencia lingüística realizadas en el centro para los idiomas inglés, francés y alemán. Las pruebas en que hemos intervenido estaban relacionadas con el acceso a los cursos de idiomas que ofrece el centro, las becas para alumnos de intercambio académico (ERASMUS) y el acceso de alumnos a los grupos de alto rendimiento académico (ARA), cuya docencia es en Inglés. También hemos solicitado la opinión de los usuarios mediante una encuesta de satisfacción a través de una página web elaborada con esa finalidad. La cuarta y última fase de este trabajo ha servido para analizar los resultados obtenidos y las opiniones recibidas, comprobar la validez de nuestras hipótesis y ofrecer una serie de conclusiones basadas en la experiencia adquirida. / [CA] Títol: Avaluació de competència lingüística a través de les TIC: valoració i estratègies de millora. Autor: Antonio Martínez Ramírez Directora: Dra. Cristina Pérez-Guillot Programa de Doctorat: Llengües i Tecnologia. Departament de Lingüística Aplicada. Universitat Politècnica de València. El nostre objectiu en este treball d'investigació ha sigut analitzar les possibilitats d'avaluació de la competència lingüística per mitjà de ferramentes informàtiques, estudiant els diversos procediments utilitzats fins al moment i posteriorment intentar dissenyar un sistema que complisca amb una sèrie de garanties de qualitat, seguretat i fiabilitat, en benefici de tots els subjectes implicats, com són professors i alumnes, així com personal tècnic i administratiu. L'estudi ho hem dut a terme en el Centre de Llengües de la Universitat Politècnica de València, utilitzant els recursos del centre per a investigar i desenrotllar les alternatives proposades. La primera fase de la tesi s'ha basat en examinar l'estat inicial en què es desenvolupaven les proves de competència lingüística en el centre per a detectar la problemàtica existent, definir estratègies de millora i plantejar una sèrie d'hipòtesis de treball que pensem poden ser vàlides en un entorn d'avaluació informatitzada. Les millores i hipòtesis estan relacionades amb aspectes tan diversos com l'estalvi de temps que es pot oferir al professorat, la seguretat del sistema, la fiabilitat dels resultats, l'increment de la capacitat multimèdia, els avantatges de la monitorització i la necessitat d'un feedback adequat. Durant la segona fase hem desenrotllat un programa específic que complira amb els requeriments especificats i hem realitzat proves pilot per a comprovar la validesa del sistema dissenyat. En la tercera fase hem utilitzat el programa massivament en les proves de nivell de competència lingüística realitzades en el centre per als idiomes anglés, francés i alemany. Les proves en què hem intervingut estaven relacionades amb l'accés als cursos d'idiomes que oferix el centre, les beques per a alumnes d'intercanvi acadèmic (ERASMUS) i l'accés d'alumnes als grups d'alt rendiment acadèmic (ARA), la docència de les quals és en Anglés. També hem sol·licitat l'opinió dels usuaris per mitjà d'una enquesta de satisfacció a través d'una pàgina web elaborada amb eixa finalitat. La quarta i última fase d'este treball ha servit per a analitzar els resultats obtinguts i les opinions rebudes, comprovar la validesa de les nostres hipòtesis i oferir una sèrie de conclusions basades en l'experiència adquirida / Martínez Ramírez, JA. (2015). EVALUACIÓN DE COMPETENCIA LINGÜÍSTICA A TRAVÉS DE LAS TIC: VALORACIÓN Y ESTRATEGIAS DE MEJORA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59443

[ES] La monitorización de la frecuencia cardíaca fetal y de la actividad uterina es una práctica clínica habitual para obtener información del estado del feto durante el embarazo y el parto. Para la monitorización de la dinámica uterina tradicionalmente se han empleado técnicas como la tocodinamometría (TOCO) y la medida de la presión intrauterina mediante catéter. Sin embargo, ambas técnicas presentan limitaciones que hacen que se requiera la búsqueda de otras alternativas. En este sentido para solventar los problemas relacionados con estas técnicas se plantea el registro de la señal electrohisterográfica (EHG) como una alternativa para monitorizar de forma precisa y no invasiva la actividad mioeléctrica uterina. La técnica ha sido ampliamente estudiada en diferentes condiciones obstétricas como es el caso de la predicción del parto prematuro y en la detección de contracciones de parto; y unos pocos en la predicción del éxito de la inducción del parto y en la estimación de la presión intrauterina. A pesar de que el registro EHG ha demostrado que aporta información relevante sobre las propiedades bioeléctricas del útero, existen pocos estudios sobre la respuesta mioeléctrica uterina a los medicamentos empleados en la inducción del parto que puedan servir como herramienta de ayuda en la predicción del resultado de la inducción del parto. En la presente tesis se abordó este problema mediante dos objetivos generales: 1) caracterizar la respuesta electrofisiológica uterina a los fármacos de inducción del parto a partir de registros EHG y 2) desarrollar y valorar sistemas de ayuda al diagnóstico para predecir el éxito de inducción del parto. Los resultados del primer objetivo revelaron una diferente evolución de los parámetros EHG entre los grupos de éxito y fracaso, revelando que podría ser útil para una predicción de inducción exitosa en las primeras etapas de la inducción, especialmente cuando se usa misoprostol. Para el segundo objetivo se diseñaron sistemas predictores del éxito de la inducción del parto mediante técnicas de machine learning valorando su capacidad predictora. Los resultados mostraron que el EHG puede usarse potencialmente para predecir la inducción exitosa del parto y supera al uso de las características obstétricas tradicionales. El uso clínico del sistema de predicción propuesto ayudaría a mejorar el bienestar materno-fetal y optimizar los recursos hospitalarios. Por otra parte, en la presente tesis también se abordó el registro EHG como una técnica no invasiva para la estimación de la presión intrauterina. Diversos estudios han intentado estimar la señal IUP a partir de parámetros extraídos de la señal EHG. A pesar de estos esfuerzos, existen limitaciones no abordadas específicamente en dichos estudios como es el caso de la gran variabilidad entre pacientes. Por ello, se propuso mejorar la estimación de presión uterina reportada en la literatura mediante un enfoque de interés clínico y abordando la problemática de la variabilidad entre pacientes. Se diseñaron modelos para la estimación de IUP, utilizando diferentes tipos de criterios de optimización y se desarrollaron modelos individuales (mono-paciente) y globales (con el conjunto de pacientes). Finalmente, se abordó el problema de la variabilidad entre sujetos mediante el desarrollo de algoritmos adaptativos para mejorar la exactitud de las estimaciones de IUP derivadas de los modelos globales. Los modelos adaptativos desarrollados superaron los modelos globales, proporcionando un mejor balance para estimar la señal continua de IUP, el tono y la máxima presión. Los modelos de estimación de IUP basados en EHG propuestos en la presente tesis permiten una monitorización no invasiva de la actividad uterina más precisa y, por lo tanto, una mejor evaluación del progreso del parto y del bienestar materno y fetal. / [EN] Monitoring fetal heart rate and uterine activity is a common clinical practice to obtain information on the status of the fetus during pregnancy and delivery. Techniques such as tocodynamometry (TOCO) and measurement of intrauterine pressure using a catheter have traditionally been used to monitor uterine dynamics. However, both techniques have limitations that require the search for other alternatives. In this sense, to solve the problems related to these techniques, the recording of the electrohysterographic signal (EHG) is proposed as an alternative to monitor uterine myoelectrical activity accurately and noninvasively. The technique has been extensively studied in different obstetric conditions, such as the prediction of preterm labor and the detection of labor contractions; and a few in predicting the success of labor induction and in estimating intrauterine pressure. Despite the fact that the EHG record has been shown to provide relevant information on the bioelectric properties of the uterus, there are few studies on the uterine myoelectrical response to the medications used to induce labor that can serve as a tool to help predict the outcome of induction of labor. In the present thesis, this problem was addressed through two general objectives: 1) to characterize the uterine electrophysiological response to labor induction drugs from EHG records and 2) to develop and assess diagnostic aid systems to predict the success of induction of labor. The results of the first objective revealed a different evolution of the EHG parameters between the success and failure groups, revealing that it could be useful for a successful induction prediction in the early stages of induction, especially when misoprostol is used. For the second objective, predictive systems for the success of labor induction were designed using machine learning techniques, evaluating its predictive capacity. The results showed that EHG can potentially be used to predict successful induction of labor and outperforms the use of traditional obstetric features. The clinical use of the proposed prediction system would help improve maternal-fetal well-being and optimize hospital resources. On the other hand, in this thesis, EHG recording was also addressed as a non-invasive technique for estimating intrauterine pressure. Various studies have attempted to estimate the IUP signal from parameters extracted from the EHG signal. Despite these efforts, there are limitations not specifically addressed in these studies, such as the great variability between patients. Therefore, it was proposed to improve the estimation of uterine pressure reported in the literature using an approach of clinical interest and addressing the problem of variability between patients. Models were designed for the estimation of IUP, using different types of optimization criteria, and individual (single-patient) and global models (with the set of patients) were developed. Finally, the problem of variability between subjects was addressed through the development of adaptive algorithms to improve the accuracy of IUP estimates derived from global models. The adaptive models developed outperformed the global models, providing better balance to estimate continuous IUP signal, tonus, and maximum pressure. The EHG-based IUP estimation models proposed in this thesis allow more precise non-invasive monitoring of uterine activity and, therefore, a better evaluation of labor progress and maternal and fetal well-being / [CA] La monitorització de la freqüència cardíaca fetal i de l'activitat uterina és una pràctica clínica habitual per a obtindre informació de l'estat del fetus durant l'embaràs i el part. Per a la monitorització de la dinàmica uterina tradicionalment s'han empleat tècniques com la tocodinamometría (TOQUE) i la mesura de la pressió intrauterina per mitjà de catèter. No obstant això, ambdós tècniques presenten limitacions que fan que es requerisca la busca d'altres alternatives. En este sentit per a resoldre els problemes relacionats amb estes tècniques es planteja el registre del senyal electrohisterográfica (EHG) com una alternativa per a monitoritzar de forma precisa i no invasiva l'activitat mioeléctrica uterina. La tècnica ha sigut àmpliament estudiada en diferents condicions obstétricas com és el cas de la predicció del part prematur i en la detecció de contraccions de part; i uns pocs en la predicció de l'èxit de la inducció del part i en l'estimació de la pressió intrauterina. A pesar que el registre EHG ha demostrat que aporta informació rellevant sobre les propietats bioeléctricas de l'úter, hi ha pocs estudis sobre la resposta mioeléctrica uterina als medicaments empleats en la inducció del part que puguen servir com a ferramenta d'ajuda en la predicció del resultat de la inducció del part. En la present tesi es va abordar este problema per mitjà de dos objectius generals: 1) caracteritzar la resposta electrofisiològica uterina als fàrmacs d'inducció del part a partir de registres EHG i 2) desenrotllar i valorar sistemes d'ajuda al diagnòstic per a predir l'èxit d'inducció del part. Els resultats del primer objectiu van revelar una diferent evolució dels paràmetres EHG entre els grups d'èxit i fracàs, revelant que podria ser útil per a una predicció d'inducció exitosa en les primeres etapes de la inducció, especialment quan s'usa misoprostol. Per al segon objectiu es van dissenyar sistemes predictors de l'èxit de la inducció del part per mitjà de tècniques de machine learning valorant la seua capacitat predictora. Els resultats van mostrar que l'EHG pot usar-se potencialment per a predir la inducció exitosa del part i supera a l'ús de les característiques obstétricas tradicionals. L'ús clínic del sistema de predicció proposat ajudaria a millorar el benestar matern-fetal i optimitzar els recursos hospitalaris. D'altra banda, en la present tesi també es va abordar el registre EHG com una tècnica no invasiva per a l'estimació de la pressió intrauterina. Diversos estudis han intentat estimar el senyal IUP a partir de paràmetres extrets del senyal EHG. A pesar d'estos esforços, hi ha limitacions no abordades específicament en els dits estudis com és el cas de la gran variabilitat entre pacients. Per això, es va proposar millorar l'estimació de pressió uterina reportada en la literatura per mitjà d'un enfocament d'interés clínic i abordant la problemàtica de la variabilitat entre pacients. Es van dissenyar models per a l'estimació d'IUP, utilitzant diferents tipus de criteris d'optimització i es van desenrotllar models individuals (mona-pacient) i globals (amb el conjunt de pacients). Finalment, es va abordar el problema de la variabilitat entre subjectes per mitjà del desenrotllament d'algoritmes adaptatius per a millorar l'exactitud de les estimacions d'IUP derivades dels models globals. Els models adaptatius desenrotllats van superar els models globals, proporcionant un millor balanç per a estimar el senyal continu d'IUP, el to i la màxima pressió. Els models d'estimació d'IUP basats en EHG proposats en la present tesi permeten una monitorització no invasiva de l'activitat uterina més precisa i, per tant, una millor avaluació del progrés del part i del benestar matern i fetal. / Benalcazar Parra, CA. (2020). Caracterización y utilidad de la electromiografía uterina en diferentes escenarios obstétricos: partos inducidos y estimación de presión intrauterina [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149403

[ES] La corrosión de las armaduras es una de las principales causas de deterioro y fallo prematuro de las estructuras de hormigón armado. La preocupación en torno a este fenómeno ha propiciado el desarrollo de numerosos sistemas de monitorización embebidos. Esta metodología de control permite detectar procesos de corrosión antes de que comprometan la seguridad estructural y, de esta forma, evitar costosas reparaciones. Sin embargo, los sistemas de monitorización existentes están basados normalmente en la inserción de un elemento sensor que permanece aislado eléctricamente del resto del armado de la estructura y sobre el que se aplica una técnica electroquímica de medida. Esta aproximación ignora los procesos de macrocelda que se generan, por lo que los resultados obtenidos no son representativos del estado real de las armaduras, pudiendo conducir a errores en la estimación del daño por corrosión. El presente trabajo recoge un análisis de los procesos de macrocelda que se producen internamente en las estructuras de hormigón armado y los factores que más influyen en la intensidad a la que se desarrollan. Además, y mediante un caso práctico de seguimiento de la corrosión en diferentes armaduras, este trabajo demuestra que las corrientes de macrocelda pueden incrementar de manera significativa la velocidad de corrosión y reducir el periodo de iniciación, por lo que no pueden ser ignoradas por los sistemas de monitorización. Como respuesta a las limitaciones de los sistemas embebidos empleados actualmente, en este trabajo se presenta un sistema de monitorización en continuo que incluye como sensor de corrosión un segmento de armadura conectado eléctricamente al armado de la estructura para hacerle partícipe de los procesos de macrocelda. De esta forma, el método de monitorización propuesto es capaz de ofrecer un resultado representativo del armado donde el sensor está embebido, ya que se tienen en cuenta tanto los fenómenos de macrocelda como de corrosión local. Para la determinación de la velocidad de corrosión local se propone asimismo una nueva técnica de medida basada en la voltametría mediante escalones de potencial y el estudio de la carga eléctrica acumulada y que, además, prácticamente no polariza la armadura. Asimismo, este procedimiento de medida incluye una secuencia de pulsos inicial para el cálculo de la resistencia óhmica, evitando la necesidad de calcular todos los componentes del circuito equivalente. El sistema de monitorización propuesto ha sido implementado y validado en diferentes probetas y elementos estructurales fabricados a escala reducida. Los resultados obtenidos han demostrado una gran precisión y una mejora en la fiabilidad respecto a los sistemas tradicionales, habiendo contrastado los resultados con métodos gravimétricos y técnicas electroquímicas de referencia. / [CA] La corrosió de les armadures és una de les principals causes de deteriorament i fallada prematura de les estructures de formigó armat. La preocupació al voltant d'aquest fenomen ha propiciat el desenvolupament de nombrosos sistemes de monitoratge embeguts. Aquesta metodologia de control permet detectar processos de corrosió abans que comprometen la seguretat estructural i, d'aquest mode, evitar costoses reparacions. No obstant això, els sistemes de monitoratge existents estan basats normalment en la inserció d'un element sensor que roman aïllat de la resta de l'armat de l'estructura. Sobre aquest element s'aplica una tècnica electroquímica de mesura de la corrosió. Aquesta aproximació ignora els processos de macrocelda que es generen i, per tant, els resultats obtinguts no són representatius de l'estat real de les armadures, el que pot conduir a errors en l'estimació del dany per corrosió. El present treball recull una anàlisi dels processos de macrocelda que es produeixen internament en les estructures de formigó armat i els factors que més influeixen en la intensitat a la qual es desenvolupen. A més a més, i mitjançant un cas pràctic de seguiment de la corrosió en diferents armadures, aquest treball demostra que els corrents de macrocelda poden incrementar de manera significativa la velocitat de corrosió i reduir el període d'iniciació, per la qual cosa no poden ser ignorats pels sistemes de monitoratge. Com una resposta a les limitacions dels sistemes utilitzats normalment, en aquest treball es presenta un sistema de monitoratge en continu que inclou com sensor de corrosió un segment d'armadura connectat elèctricament a l'armat de l'estructura per poder participar en els processos de macrocelda. D'aquesta manera, el mètode proposat és capaç d'oferir un resultat representatiu de l'armat on es troba el sensor, ja que es tenen en compte tant els fenòmens de macrocelda com de corrosió local. Així mateix, per a determinar la velocitat de corrosió local es proposa una nova tècnica de mesura basada en la voltametria mitjançant escalons de potencial i estudi de la càrrega elèctrica transferida, el qual pràcticament no polaritza l'armadura. A més a més, aquest procediment d'anàlisi inclou una seqüència de polsos inicial per al càlcul de la resistència òhmica, la qual cosa permet evitar la necessitat de calcular tots els components del circuit equivalent. El sistema de monitoratge proposat ha sigut implementat i validat en diferents provetes i elements estructurals fabricats a escala reduïda. Els resultats obtinguts han demostrat una gran precisió i una millora en la fiabilitat respecte als sistemes tradicionals. Aquestes dades han sigut validades mitjançant mètodes gravimètrics i tècniques electroquímiques de referència. / [EN] Rebar corrosion is one of the main causes of deterioration and early failure of reinforced concrete structures. Concerns voiced about this phenomenon have favoured many embedded monitoring systems being developed. This control methodology allows corrosion processes to be detected before structural security is compromised and, thus, avoids costly repair works. However, today's monitoring systems are normally based on inserting a sensor element, which is electrically isolated from the remaining structure's reinforcement, and on applying an electrochemical measuring technique. As this approach ignores macrocell processes, the obtained results are not representative of the real rebar state and may lead to mistakes being made when estimating the corrosion damage. This work analyses internally produced macrocell processes in reinforced concrete structures and the factors that most influence the intensity that these processes develop. With a practical corrosion follow-up case in different rebars, it also demonstrates that macrocell currents can significantly increase the corrosion rate and shorten the initiation period. Therefore, monitoring systems should not ignore these currents. To overcome the limitations of currently used embedded systems, an innovative alternative is presented. The system presented includes a rebar segment that is electrically connected to the structure's reinforcements to act as a corrosion sensor, so that it can participate in macrocell processes. Hence, the proposed monitoring method can provide representative outcomes for the rebars where the sensor is embedded by contemplating both macrocell and local corrosion processes. A new measuring technique is also proposed to determine the local corrosion rate. It is based on Potential Step Voltammetry (PSV) and on studying accumulated electric charge. The new technique does not practically polarize the rebar. This measurement procedure also includes an initial sequence to calculate the ohmic resistance in order to do away with having to determine all the equivalent circuit components. The proposed monitoring system has been implemented and validated in different test specimens and structural elements manufactured on a small scale. The obtained results demonstrated high precision and improved reliability compared to traditional systems. The results were compared to gravimetric methods and reference electrochemical techniques. / Agradezco a la Universitat Politècnica de Valencia su apoyo económico con la concesión de la Beca de Formación de Personal de Investigación [FPI-2018] / Lliso Ferrando, JR. (2022). Monitorización de la durabilidad de estructuras existentes de hormigón armado mediante la inserción de una red de sensores [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/184378

Las Redes Inalámbricas de Sensores (WSN por sus siglas en inglés) han demostrado ser fundamentales en la implementación de paradigmas como el denominado Internet de las Cosas. Sin embargo, por su forma de funcionamiento y entornos donde operan, este tipo de redes son susceptibles a errores o problemas durante su operación. La monitorización de las WSN, durante su desarrollo, despliegue o a lo largo de su vida útil, es la mejor forma de observar cómo trabajan, ya sea con fines de depuración, verificación o control de su operación. Las plataformas de monitorización suelen clasificarse según su enfoque, bien activo o bien pasivo. Los monitores activos requieren algún nivel de modificación en el sistema monitorizado y permiten adquirir información más precisa de la operación de la WSN, pero pueden interferir con su funcionamiento. Por otro lado, los monitores pasivos no requieren modificación del sistema observado por lo que prácticamente no causan intrusión en la misma, pero la información obtenida puede no ser suficiente. Existen también los bancos de pruebas, que pueden funcionar tanto de forma pasiva como de forma activa, pero su uso está limitado a entornos de laboratorio. Un monitor puede clasificarse como hardware o software en función de su naturaleza. También se ha definido un enfoque híbrido, donde se combinan elementos de hardware y software en la monitorización. Además, se denomina como híbrida a cualquier propuesta que combine al menos dos enfoques de funcionamiento (activo/pasivo, hardware/software). En este sentido, existen contadas propuestas híbridas de monitorización para WSN, pero están enfocadas a un tipo específico de nodos, su funcionamiento es limitado, y en ocasiones solo se han presentado de forma teórica. En esta tesis se presenta la propuesta de una Plataforma de Monitorización Híbrida, denominada HMP (Hybrid Monitoring Platform), orientada a la evaluación del comportamiento de cualquier WSN. Esta plataforma busca combinar los enfoques de monitorización activo y pasivo para aprovechar las ventajas de ambos al tiempo que se compensan sus inconvenientes. La arquitectura de la plataforma sigue un Modelo de Referencia genérico para plataformas de monitorización distribuida. Este modelo busca que los sistemas propuestos puedan ser aplicables a cualquier WSN, y que la independencia de niveles permita que los avances en un nivel del modelo no impliquen cambios en los otros, además de simplificar la interoperabilidad entre plataformas. La plataforma consta de tres tipos de componentes principales: Los Nodos Monitores, que se conectan de forma activa a los nodos de la WSN; los Nodos Espías, que capturan en el medio compartido los mensajes enviados por la aplicación WSN a monitorizar; y finalmente un Servidor de Monitorización. Los dos primeros componentes registran los eventos observados de la aplicación WSN a monitorizar, registrando el instante de tiempo en que éstos ocurren, y los hacen llegar al tercero, encargado de coordinar la recolección de los datos obtenidos por los otros componentes. El Servidor de Monitorización procesa los datos obtenidos, combinándolos en una única traza que refleja el comportamiento global de la aplicación. Esta traza puede ser analizada para evaluar las prestaciones, optimizar el funcionamiento o detectar problemas durante el diseño, despliegue u operación de la WSN. HMP utiliza un novedoso mecanismo de sincronización de las marcas de tiempo de los datos obtenidos. Este mecanismo, denominado GTSO (Global Trace Synchronization and Ordering Mechanism), realiza una sincronización fuera de línea. Su funcionamiento es simple pero efectivo, como se demuestra en las pruebas realizadas. Además, evita que existan cambios en el orden correcto de los eventos registrados. La plataforma completa ha demostrado su utilidad mediante la monitorización de una WSN real, obteniendo resultados satisfactorios. Además, HMP puede ser aplicada / Wireless Sensor Networks (WSN) have proven to be fundamental in the implementation of paradigms such as the Internet of Things. However, due to their mode of operation and the environments where they work, this type of networks is susceptible to errors or problems in their functioning. The monitoring of the WSN, during its development as in the deployment or throughout its useful life, is the best way to observe how they work, either for debugging purposes, verification or operation control. Monitoring platforms are usually categorized according to their working approach, either active or passive. Active monitors require some type of modification in the monitored system but they allow to obtain more precise information about the operation of the WSN. However, they may interfere with their operation. On the other hand, passive monitors do not require modification of the observed system so they practically do not cause interference or intrusion in it, but the information obtained may not be sufficient. There are also testbeds, which can function both in a passive way and in an active way, but their use is restricted to laboratory environments. A monitor can be also categorized as hardware or software depending on its composition. A hybrid approach has also been defined, where hardware elements and software elements are combined in the monitoring process. Besides, proposals that combine at least two operational approaches (active/passive, hardware/software) have been called "hybrid". In this sense, there are few hybrid monitoring proposals for WSN, but they are focused on a specific type of nodes, their operation is limited, or they have only been presented as a theoretical proposal. This thesis presents the proposal of a Hybrid Monitoring Platform, called HMP. Its main objective is to evaluate the behavior of any WSN. This platform combine active and passive monitoring approaches to exploit their advantages while compensating their drawbacks. The architecture of the platform follows a generic reference model for WSN monitoring platforms. This model enables that proposed systems can be applicable to any WSN. Moreover, the independence of levels allows that improvements at a model level do not imply changes in the others levels and simplifies interoperability between platforms. The platform consists of three main components: The Monitors Nodes, which are actively connected to the WSN nodes; Sniffer Nodes, which capture from the shared media the messages sent by the WSN application to be monitored; and finally, a Monitoring Server. The first two components register the observed events of the WSN application to be monitored together with the time they were captured. Finally, they send that information to the third component, that is in charge of coordinating the data collection obtained by the other components. The Monitoring Server processes the data obtained and combines them into a single trace that reflects the global behavior of the application. This trace can be analyzed to evaluate the performance, optimize the operation or detect problems during the design, deployment, synchronization or operation of the WSN. HMP uses a novel synchronization mechanism for the time stamps of the data obtained. This mechanism, called GTSO (Global Trace Synchronization and Ordering Mechanism), performs an off-line synchronization. Its operation is simple but effective, as demonstrated in the tests carried out. In addition, it prevents changes in the correct order of recorded events. The complete platform has proven its usefulness by monitoring a real WSN, obtaining satisfactory results. In addition, HMP can be applied in a modular and simple way to different types of WSN. / Les xarxes sense fils de sensors (WSN per les seves sigles en anglès) han demostrat ser fonamentals en la implementació de paradigmes com el anomenat Internet de los Coses. Malgrat això, per la seva forma de funcionament i els entorns on treballen, aquestes xarxes són susceptibles a errors durant la seva operació. El monitoratge de les WSN, tant durant el seu desenvolupament, com en el seu desplegament o al llarg de la seva vida, és la millor forma de observar el seu funcionament, ja sigui amb finalitats de depuració, verificació o control de la seva operació. Les plataformes de monitoratge solen classificar-se segons el seu enfoc: actiu o passiu. Els monitors actius requereixen algun nivell de modificació en el sistema analitzat i permeten adquirir informació més precisa de l'operació de la WSN, però poden interferir amb el seu funcionament. D'altra banda, els monitors passius no requereixen modificar el sistema observat pel que pràcticament no causen interferència, però la informació obtinguda pot no ser suficient. Existeixen també els bancs de proves (testbeds en anglès), que poden funcionar tant de forma passiva com activa, però el seu ús està limitat a entorns de laboratori. Un monitor pot classificar-se com a maquinari o programari en funció de la seva naturalesa. També existeix un enfoc híbrid, on es combinen elements maquinari i programari en el procés de monitoratge. S'ha denominat com a híbrid a qualsevol proposta que combini almenys dos enfocaments de funcionament (actiu/passiu, maquinari/programari). En aquest sentit, existeixen poques propostes híbrides de monitoratge per WSN, però estan enfocades a un tipus específic de nodes, el seu funcionament és limitat, i en ocasions solament s'han presentat com a proposta teòrica. En aquesta tesi es presenta la proposta d'una Plataforma de Monitoratge Híbrid, denominada HMP (Hybrid Monitoring Platform), orientada a l'avaluació del comportament de qualsevol WSN. Aquesta plataforma busca combinar els enfocs de monitoratge actiu i passiu per aprofitar els avantatges d'aquests al mateix temps que es compensen els seus inconvenients. L'arquitectura de la plataforma segueix un model de referència genèric per a plataformes de monitoratge de WSN. Aquest model busca que els sistemes proposats puguin ser aplicables a qualsevol WSN, i que la independència de nivells permeti que els avanços en un nivell del model no impliquin canvis en els altres, a més de simplificar la interoperabilitat entre plataformes. A la plataforma proposada poden trobar-se tres tipus de components principals: Els Nodes Monitors, que es connecten de forma activa als nodes de la WSN; els Nodes Espies, que capturen en el mitjà compartit els missatges enviats per l'aplicació WSN a analitzar; i finalment un Servidor de Monitoratge. Els dos primers components registren els esdeveniments observats de l'aplicació WSN a analitzar, alhora que registren l'instant de temps en que tenen lloc, i els fan arribar al tercer, encarregat de coordinar la recol·lecció de les dades obtingudes pels altres components. Llavors, el Servidor de Monitoratge processa les dades obtingudes, combinant-los en una única traça que reflecteix el comportament global de l'aplicació. Aquesta traça pot ser analitzada per avaluar les prestacions, optimitzar el funcionament o detectar problemes durant el disseny, desplegament o operació de l'WSN. HMP usa un nou mecanisme de sincronització de les marques de temps de les dades obtingudes. Aquest mecanisme, denominat GTSO (Global Trace Synchronization and Ordering Mechanism), realitza una sincronització fora de línia. El seu funcionament és simple però efectiu, com es demostra en les proves realitzades, i evita que existeixin canvis en l'ordre correcte dels esdeveniments registrats. La plataforma completa ha demostrat la seva utilitat mitjançant el monitoratge d'una WSN real, obtenint resultats satisfactoris. A més, HMP pot ser aplicada de forma / Navia Mendoza, MR. (2018). Plataforma de Monitorización Híbrida para la evaluación de Redes Inalámbricas de Sensores [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/106343

Se están realizando muchos esfuerzos en la acuicultura para alcanzar la sostenibilidad, sin embargo aún está lejos de ser sostenible. Sus impactos sobre el medio ambiente pueden prevenirse y corregirse mediante el uso de sensores, desarrollando la conocida como acuicultura de precisión. La calidad del agua afecta el rendimiento de los peces. La temperatura y la salinidad son algunos factores que afectan al crecimiento de los peces. Sin embargo, otros factores como la turbidez, el fotoperíodo y el oxígeno disuelto entre otros pueden afectar a las necesidades nutritivas de los peces. Ajustar la cantidad de alimento necesario es crucial para garantizar la sostenibilidad de la acuicultura y para aumentar el beneficio económico de las instalaciones. Al monitorear la calidad del agua, es posible estimar las necesidades de alimentación. Sin embargo, no es suficiente. El monitoreo del comportamiento de los peces, especialmente durante el período de alimentación, puede ayudar a adaptar el alimento proporcionado. Entonces, si está tan claro que el monitoreo puede ayudar a la producción acuícola, ¿por qué no vemos este sistema de monitoreo en las instalaciones acuícolas? ¿Por qué en la mayoría de las instalaciones la alimentación se da manualmente sin considerar el comportamiento de alimentación de los peces? El precio de los sensores para monitorizar las piscifactorías es extremadamente alto. Los sensores empleados son, en la mayoría de los casos, los mismos que se utilizan para la oceanografía. Los sistemas propuestos en la literatura cubren pocos parámetros de calidad del agua y generalmente no consideran el comportamiento de alimentación de los peces. Son necesarios sensores de bajo costo adecuados para la monitorización de la acuicultura. Esos sensores deben ser de bajo costo, bajo consumo de energía, fáciles de usar y con la posibilidad de incluirlos en una red para enviar los datos. Por lo tanto, podremos utilizar esta red de sensores y sensores para controlar la actividad, enviar alarmas si es necesario y automatizar los procesos. Además, si incluimos Internet, los datos se pueden ver de forma remota. El uso de esos sensores puede ayudar a la producción acuícola. En esta tesis mostramos el estudio de los requisitos y el diseño de sensores para monitorizar la calidad del agua y el proceso de alimentación en piscifactorías y otros entornos. Primero estudiamos en detalle los requisitos de los sensores en acuicultura. Luego mostramos el estado del arte de los sensores actuales para el monitoreo de la calidad del agua y para el monitoreo de la acuicultura. A continuación, presentamos el diseño y desarrollo de nuestros propios sensores de bajo costo y su aplicación en instalaciones de piscifactorías con sistema abierto y sistema de recirculación. Además, mostramos la posibilidad de monitorizar hasta 10 parámetros incluyendo calidad del agua (temperatura, salinidad, turbidez y presencia de hidrocarburo / capa de aceite), ambiente del tanque (nivel de agua, iluminación, presencia de trabajadores) y comportamiento de alimentación de peces (profundidad de natación de bajura, estimación de los cambios en la velocidad de nado de bajíos y la caída de alimento). El sistema propuesto, capaz de monitorear todos estos parámetros, tiene un bajo coste y bajo consumo de energía. El precio estimado es inferior a 100 € por tanque. Además, mostramos el uso de algunos de los sensores antes mencionados para el ajuste automático del proceso de alimentación de peces. Finalmente, mostramos como algunos de los sensores desarrollados se utilizan en otras áreas acuáticas naturales como manglares y estuarios. Además, se presenta un sistema inteligente para monitorear y rastrear la contaminación en los cuerpos de agua. / There are many efforts done in the aquaculture to reach its sustainability, although in reality, it is far from being sustainable. Its negative impacts on the environment can be prevented and corrected by the use of sensors, developing precision aquaculture. The water quality affects to the fish performance. The temperature and salinity are some factors that affect to the fish growth. Nevertheless, other factors such as turbidity, photoperiod and dissolved oxygen among other can affect to the fish feeding needs. To adjust the amount of feed needed is crucial to ensure the sustainability of the aquaculture and to increase the economic profit of the facilities. Monitoring the water quality allows estimating the feed needs. However, it is not enough. To monitor the fish behavior, especially during the feeding period can help to adapt the provided feed. Then, if it is so clear that the monitoring can help to the aquaculture production, why we do not see this monitoring systems in the aquaculture facilities? Why in most of the facilities the feed is given manually without considering the fish feeding behavior? Nevertheless, the current price of the sensors for monitoring the fish farms is extremely high. The employed sensors are in most of the cases, the same that are used for oceanography. The proposed systems in the literature only cover some water quality parameters and usually do not consider fish feeding behavior. It is need low-cost sensors suitable for aquaculture monitoring. Those sensors must also be low-energy consumption, easy to use and with the option to include them in a network in order to send the data. Thus, we can use these sensors and sensors network to monitor the activity, to send alarms if it is necessary and to automatize processes. Moreover, including Internet, the data can be seen remotely. The use of those sensors can help to the aquaculture production. In this thesis, we show the study of requirements and design of sensors for monitoring water quality and feeding process in fish farms and other environments. First, we study in detail the requirements of sensors in aquaculture. Then, we show the state of the art of the current sensors for water quality monitoring and for aquaculture monitoring. Following, we present the design and development of some low-cost sensors and their applications in fish farm facilities with open system and recirculating system. Moreover we show a complete system which monitors up to 10 parameters including water quality (temperature, salinity, turbidity and presence of hydrocarbon/oil layer), tank environment (water level, illumination, presence of workers), and fish feeding behavior (shoal swimming depth, estimation of changes on shoal swimming velocity and feed falling). Moreover, it accomplishes the features of low-cost and low energy consumption. The estimated price for proposed system is less than 100€ per tank. In addition, we show the use of some of the aforementioned sensors for automatic adjustment of fish feeding process. Finally, some of the developed sensors are plied in other natural aquatic areas such as mangroves, and estuaries. Moreover, an intelligent system for pollution monitoring and tracking in water bodies are presented. / S'estan realitzant molts esforços en l'aqüicultura per assolir la sostenibilitat, malgrat això, encara està lluny de ser sostenible. Els seus impactes sobre el medi ambient es poden prevenir i corregir mitjançant l'ús de sensors, desenvolupant la coneguda com a aqüicultura de precisió. La qualitat de l'aigua afecta el rendiment dels peixos. La temperatura i la salinitat són alguns factors que afecten el creixement dels peixos. A més a més, altres factors com la terbolesa, el fotoperíode i l'oli dissolt entre uns altres poden afectar a les necessitats nutritives dels peixos. Ajustar la quantitat d'aliment necessari és crucial per garantir la sostenibilitat de l'aqüicultura i per augmentar el benefici econòmic de les instal·lacions. Al monitoritzar la qualitat de l'aigua, és possible estimar les necessitats d'alimentació. No obstant això, no és suficient. Monitoritzar el comportament dels peixos, especialment durant el període d'alimentació, pot ajudar a adaptar el subministrament alimentari. Aleshores, si es tan clar que el monitoratge pot ajudar a la producció aqüícola, per què no veiem aquest sistema de monitoratge en les instal·lacions aquàtiques? Per què a la majoria de les instal·lacions la alimentació es dóna manualment sense considerar el comportament alimentari dels peixos? El preu dels sensors per controlar les piscifactories és extremadament alt. Els sensors empleats són, en la majoria dels casos, els mateixos que es fan servir per a l'oceanografia. Els sistemes proposats en la literatura monitoritzen pocs paràmetres de qualitat de l'aigua i generalment no consideren el comportament dels peixos durant l'alimentació. Són necessaris sensors de baix cost adequats per a la monitorització de l'aqüicultura. Aquests sensors han de ser de baix cost, baix consum d'energia, senzills d'usar i amb la possibilitat d'incloure'ls en una xarxa per enviar-los. Per tant, podrem utilitzar aquesta xarxa de sensors i sensors per controlar l'activitat, enviar alarmes si és necessari i automatitzar els processos. A més, si incloem Internet, les dades es podran veure de forma remota. L'ús d'aquests sensors pot ajudar a la producció aqüícola. En aquesta tesi es mostra l'estudi dels requisits i el disseny de sensors per a monitoritzar la qualitat de l'aigua i el procés d'alimentació en piscifactories i altres entorns. Primer, estudiem en detall els requisits dels sensors en aqüicultura. A continuació, es mostra el estat de l'art dels sensors actuals per al monitoratge de la qualitat de l'aigua i per al monitoratge de l'aqüicultura. A continuació, presentem el disseny i desenvolupament dels nostres propis sensors de baix cost i la seva aplicació en instal·lacions d'aqüicultura amb sistema obert i sistema de recirculació. A més, mostrem la possibilitat de monitoritzar fins a 10 paràmetres, incloent-hi la qualitat de l'aigua (temperatura, salinitat, terbolesa i presència d'hidrocarburs / capa d'oli), ambient del tanc (nivell d'aigua, il·luminació, presència de treballadors) i alimentació del consum de peces (profunditat de natació de baix, estimació dels canvis en la velocitat de naixement de baixos i la caiguda d'aliment). El sistema proposat, capaç de controlar tots aquests paràmetres, té un baix cost i baix consum d'energia. El preu estimat és inferior a 100 € per tanc. A més, mostrem l'ús d'alguns dels sensors abans esmentats per a l'ajust automàtic del procés d'alimentació de peces. Finalment, mostrem com alguns dels sensors desenvolupats es fan servir en altres àrees aquàtiques naturals com manglars i estuaris. A més, es presenta un sistema intel·ligent per monitoritzar i rastrejar la contaminació en els cossos d'aigua. / Parra Boronat, L. (2018). Study of Requirements and Design of Sensors for Monitoring Water Quality and Feeding Process in Fish Farms and Other Environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/106369

El crecimiento industrial ha acarreado grandes avances tecnológicos para nuestra sociedad. Lamentablemente, el precio a pagar por estos avances ha sido un aumento significativo de los niveles de contaminación del aire en todo el mundo, afectando tanto a zonas urbanas como a las zonas rurales. Por lo general, la monitorización de la calidad aire se realiza mediante estaciones de monitorización fijas. Sin embargo, este método es demasiado costoso, poco escalable y difícil de implementar en nuestras ciudades, las cuales están cada vez más pobladas. El uso de Mobile CrowdSensing, paradigma en el cual la monitorización la realizan los propios usuarios, permite realizar monitorización ambiental utilizando sensores móviles integrados en vehículos. Los posibles escenarios se pueden dividir en dos: entornos urbanos, donde hay un amplio conjunto de vehículos disponibles, y entornos rurales o industriales, donde el tráfico vehicular es escaso y está limitado a las principales arterias de transporte. Teniendo en cuenta estos dos escenarios, esta tesis propone una arquitectura, llamada EcoSensor, que permite monitorizar la contaminación del aire utilizando pequeños sensores de bajo coste instalados en diferentes tipos de vehículos, tales como bicicletas, automóviles o autobuses del sistema de transporte público, en el caso de entornos urbanos, y en drones o UAS en entornos rurales. La arquitectura propuesta está compuesta por tres componentes: un sensor de bajo coste para capturar datos de contaminación, un smartphone para realizar un preprocesamiento de la información y para transmitir los datos hacia un servidor central, y el servidor central, encargado de almacenar y procesar la información de contaminación ambiental. Para entornos urbanos, analizamos diferentes alternativas con respecto al diseño de una unidad de monitorización de bajo coste basada en plataformas de prototipado comerciales como RaspberryPi o Arduino, junto con sensores también de precio reducido. En la tesis realizamos un análisis, y proponemos un proceso, para llevar a cabo la monitorización ambiental utilizando la arquitectura propuesta. Este proceso abarca cuatro operaciones básicas: captura de datos, conversión de unidades, reducción de la variabilidad temporal, e interpolación espacial. Para entornos rurales, proponemos el uso de drones como unidades de sensorización móviles. Específicamente, equipamos el drone con capacidades de monitorización a través de un microordenador RaspberryPi y sensores de calidad del aire de bajo coste. Finalmente, se propone un algoritmo llamado PdUC para controlar el vuelo del UAV con el objetivo de realizar monitorización ambiental, identificando las áreas más contaminadas, y tratando de ese modo de mejorar la precisión general y la velocidad de monitorización. Además, proponemos una mejora a este algoritmo, denominada PdUC-D, basada en la discretización del área a monitorizar dividiéndola en pequeñas áreas (tiles), donde cada tile se monitoriza una sola vez, evitando así realizar muestreos redundantes. En general, verificamos que la monitorización móvil es una aproximación eficiente y fiable para monitorizar la contaminación del aire en cualquier entorno, ya sea usando vehículos o bicicletas en entornos urbanos, o UAVs en entornos rurales. Con respecto al proceso de monitorización ambiental, validamos nuestra propuesta comparando los valores obtenidos por nuestros sensores móviles de bajo coste con respecto a los valores típicos de referencia ofrecidos por las estaciones de monitorización fijas para el mismo período y ubicación, comprobando que los resultados son semejantes, y están acuerdo a lo esperado. Además, demostramos que PdUC-D, permite guiar autónomamente un UAV en tareas de monitorización del aire, ofreciendo un mejor rendimiento que los modelos de movilidad típicos, reduciendo tanto los errores de predicción como el tiempo para cubrir el área completa, / Industrial growth has brought unforeseen technological advances to our society. Unfortunately, the price to pay for these advances has been an increase of the air pollution levels worldwide, affecting both urban and countryside areas. Typically, air pollution monitoring relies on fixed monitoring stations to carry out the pollution control. However, this method is too expensive, not scalable, and hard to implement in any city. The Mobile Crowdsensing (MCS) approach, a novel paradigm whereby users are in charge of performing monitoring tasks, allows environment monitoring to be made using small sensors embedded in mobile vehicles. The possible scenarios can be divided into two: urban scenarios, where a wide set of vehicles are available, and rural and industrial areas, where vehicular traffic is scarce and limited to the main transportation arteries. Considering these two scenarios, in this thesis we propose an architecture, called EcoSensor, to monitor the air pollution using small sensors installed in vehicles, such as bicycles, private cars, or the public transportation system, applicable to urban scenarios, and the use of an Unmanned Aerial System (UAS) in rural scenarios. Three main components compose our architecture: a low-cost sensor to capture pollution data, a smartphone to preprocess the pollution information and transmit the data towards a central server, and the central server, to store and process pollution information. For urban scenarios, we analyze different alternatives regarding the design of a low-cost sensing unit based on commercial prototyping platforms such as Raspberry Pi or Arduino, and Commercial Off-the-shelf (COTS) air quality sensors. Moreover, we analyze and propose a process to perform pollution monitoring using our architecture. This process encompasses four basic operations: data reading, unit conversion, time variability reduction, and spatial interpolation. For rural scenarios, we propose the use of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) as a mobile sensor. Specifically, we equip the UAV with sensing capabilities through a Raspberry Pi microcomputer and low-cost air quality sensors. Finally, we propose an algorithm, called Pollution-driven UAV Control (PdUC), to control the UAV flight for monitoring tasks by focusing on the most polluted areas, and thereby attempting to improve the overall accuracy while minimizing flight time. We then propose an improvement to this algorithm, called Discretized Pollution-driven UAV Control (PdUC-D), where we discretize the target area by splitting it into small tiles, where each tile is monitored only once, thereby avoiding redundant sampling. Overall, we found that mobile sensing is a good approach for monitoring air pollution in any environment, either by using vehicles or bicycles in urban scenarios, or an UAVs in rural scenarios. We validate our proposal by comparing obtained values by our mobile sensors against typical values reported by monitoring stations at the same time and location, showing that the results are right, matching the expected values with a low error. Moreover, we proved that PdUC-D, our protocol for the autonomous guidance of UAVs performing air monitoring tasks, has better performance than typical mobility models in terms of reducing the prediction errors and reducing the time to cover the whole area.Moreover, we analyze and propose a process to perform pollution monitoring using our architecture. This process encompasses four basic operations: data reading, unit conversion, time variability reduction, and spatial interpolation. / El creixement industrial ha implicat grans avanços tecnològics per a la nostra societat. Lamentablement, el preu que cal pagar per aquests avanços ha sigut un augment significatiu dels nivells de contaminació de l'aire a tot el món, que afecta tant zones urbanes com zones rurals. En general, el monitoratge de la qualitat aire es fa mitjançant estacions de monitoratge fixes. No obstant això, aquest mètode és massa costós, poc escalable i difícil d'implementar a les nostres ciutats, les quals estan cada vegada més poblades. L'ús de Mobile CrowdSensing (MCS), paradigma en el qual el monitoratge el duen a terme els mateixos usuaris, permet realitzar monitorització ambiental tenint sensors mòbils integrats en vehicles. Els possibles escenaris es poden dividir en dos: entorns urbans, on hi ha un ampli conjunt de vehicles disponibles, i entorns rurals o industrials, on el trànsit vehicular és escàs i està limitat a les principals artèries de transport. Tenint en compte aquests dos escenaris, aquesta tesi proposa una arquitectura, anomenada EcoSensor, que permet monitorar la contaminació de l'aire utilitzant petits sensors de baix cost instal·lats en diferents tipus de vehicles, com ara bicicletes, automòbils o autobusos del sistema de transport públic, en el cas d'entorns urbans, i en UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) en entorns rurals. L'arquitectura proposada està composta per tres components: un sensor de baix cost per a capturar dades de contaminació, un smartphone per a realitzar un preprocessament de la informació i per a transmetre les dades cap a un servidor central, i el servidor central, encarregat d'emmagatzemar i processar la informació de contaminació ambiental. Per a entorns urbans, analitzem diferents alternatives pel que fa al disseny d'una unitat de monitoratge (sensor mòbil) de baix cost basada en plataformes de prototipatge comercials com Raspberry Pi o Arduino, juntament amb sensors també de preu reduït. En la tesi fem una anàlisi, i proposem un procés, per a dur a terme el monitoratge ambiental utilitzant l'arquitectura proposada. Aquest procés abasta quatre operacions bàsiques: captura de dades, conversió d'unitats, reducció de la variabilitat temporal, i interpolació espacial. Per a entorns rurals, proposem l'ús de drons o Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) com a unitats de sensorització mòbils. Específicament, equipem el dron amb capacitats de monitoratge a través d'un microordinador Raspberry Pi i sensors de qualitat de l'aire de baix cost. Finalment, es proposa un algorisme anomenat PdUC (Pollution-driven UAV Control) per a controlar el vol del UAV amb l'objectiu de realitzar monitoratge ambiental, que identifica les àrees més contaminades i que, d'aquesta manera, tracta de millorar la precisió general i la velocitat de monitoratge. A més, proposem una millora a aquest algorisme, denominada PdUC-D, basada en la discretització de l'àrea a monitorar dividint-la en xicotetes àrees (tiles), on cada tile es monitora una sola vegada, fet que evita dur a terme mostrejos redundants. En general, verifiquem que el monitoratge mòbil és una aproximació eficient i fiable per a monitorar la contaminació de l'aire en qualsevol entorn, ja siga usant vehicles o bicicletes en entorns urbans, o UAVs en entorns rurals. Pel que fa al procés de monitoratge ambiental, validem la nostra proposta comparant els valors obtinguts pels nostres sensors mòbils de baix cost pel que fa als valors típics de referència oferits per les estacions de monitoratge fixes per al mateix període i ubicació, i es comprova que els resultats són semblants, i estan d'acord amb el resultat esperat. A més, es demostra que PdUC-D permet guiar autònomament un UAV en tasques de monitoratge de l'aire, oferint un millor rendiment que els models de mobilitat típics, reduint tant els errors de predicció com el temps per a cobrir l'àrea completa, i aconseguint una major precisió dins de les àrees més / Alvear Alvear, ÓP. (2018). Mobile Sensing Architecture for Air Pollution Monitoring [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/107928

Resumen La presente tesis aborda los métodos estadísticos de monitorización y predicción de procesos multivariantes y autocorrelacionados en la industria. La investigación se orienta, por un lado, al estudio de los métodos de monitorización que culmina con el desarrollo de un gráfico de control de procesos; y por otro lado, al análisis de los métodos de predicción, donde se elabora el modelo dinámico sobre estructuras latentes (MDEL). En los dos casos, los modelos de series temporales constituyen una herramienta fundamental para modelar la estructura de autocorrelación en los datos. El estudio del modelo de monitorización sigue un orden lógico de complejidad de los métodos de control de procesos usados en la industria. Se empieza por analizar los gráficos de control univariante; los gráficos multivariantes, y sus limitaciones en el control de procesos autocorrelacionados, con lo cual se introducen los gráficos multivariantes para procesos autocorrelacionados, donde se desarrolla el gráfico de control multivariate autocorrelated and adapted EWMA chart (MAAEWMA). El desempeño del gráfico MAAEWMA fue comparado con el gráfico MEWMA ajustado a ruidos blancos. Los resultados mostraron que el gráfico MAAEWMA es más rápido en detectar cambios en la media del proceso, y es más eficiente para procesos con media y alta autocorrelación. Por otro lado, el método predictivo fue elaborado para modelar los procesos multivariantes y autocorrelacionados. Para ello, se estudiaron los métodos sobre estructuras latentes PCA y PLS, y sus respectivas versiones dinámicas: dynamic PCA (DPCA) y dynamic PLS (DPLS). El desarrollo del modelo dinámico sobre estructuras latentes (MDEL) consistió en la combinación del modelo DPCA y de la función de transferencia (FT). El modelo DPCA fue aplicado a los datos de entrada y de salida del proceso de manera separada para determinar las variables latentes que recogen la máxima variabilidad dinámica en los datos. La estructura dinámica en las variables latentes resultantes fue modelada mediante una función de transferencia para analizar la influencia de los datos de entrada sobre los datos de salida. Los modelos MDEL y DPLS fueron ajustados en condiciones idénticas a un conjunto de datos simulados. La calidad de ajuste de los modelos fue evaluada mediante la variabilidad explicada de las variables latentes (R2), y la capacidad predictiva fue testada mediante validación cruzada, donde fue calculado el mean absulute error (MAE) de los dos modelos. El MDEL presentó mejores resultados comparado al DPLS, con mayor variabilidad explicada porlas variables latentes, y con una capacidad predictiva robusta y estable. Los modelos propuestos fueron aplicados para monitorizar y predecir el proceso de cría de tilapia en Mozambique. El gráfico MAAEWMA señló cambios significativos del ambiente acuático en el proceso, y con el modelo MDEL se analizó el impacto de dichos cambios en el crecimiento de la tilapia. / Resum La present tesi aborda els mètodes estadístics de monitoratge i predicció de processos multivariants i autocorrelacionados en la indústria. La investigació s'orienta, d'una banda, a l'estudi dels mètodes de monitorització que culmina amb el desenvolupament d'un gràfic de control de processos; i d'altra banda, a l'anàlisi dels mètodes de predicció, on s'elabora el model dinàmic sobre estructures latents (MDEL). En els dos casos, els models de s`eries temporals constitueixen una eina fonamental per a modelar l'estructura d'autocorrelació en les dades. L'estudi del model de monitoratge segueix un ordre lògic de complexitat dels mètodes de control de processos usats en la indústria. Es comença per analitzar els gràfics de control univariant;els gràfics multivariants, i les seves limitacions en el control de processos autocorrelacionados, amb la qual cosa s'introdueixen els gràfics multivariants per a processos autocorrelacionados, on es desenvolupa el gràfic de control multivariate autocorrelated and adapted EWMA chart (MAAEWMA). L'acompliment del gràfic MAAEWMA va ser comparat amb el gràfic MEWMA ajustat a sorolls blancs. Els resultats van mostrar que el gràfic MAAEMA és més ràpid en detectar canvis en la mitjana del procés, i és més eficient per a processos amb mitja i alta autocorrelació. D'altra banda, el mètode predictiu va ser elaborat per modelar els processos multivariants i autocorrelacionados. Per a això, es van estudiar els m`etodes sobre estructures latents PCA i PLS, i les seves respectives versions dinàmiques: dynamic PCA (DPCA) i dynamic PLS (DPLS). El desenvolupament del model dinàmic sobre estructures latents (MDEL) va consistir en la combinació del model DPCA i de la funció de transferència (FT). El model DPCA va ser aplicat a les dades d'entrada i de sortida del procés de manera separada per a determinar les variables latents que recullen la màxima variabilitat dinàmica en les dades. L'estructura din`amica en les variables latents resultants va ser modelada mitjançant una funci¿o de transferència per analitzar la influència de les dades d'entrada sobre les dades de sortida. Els models mdel i DPLS van ser ajustats en condicions idèntiques a un conjunt de dades simulades. La qualitat d'ajust dels models va ser avaluada mitjançant la variabilitat explicada de les variables latents (R2), i la capacitat predictiva va ser testada mitjançant validació creuada, on va ser calculat el pixen absulute error (MAE) de els dos models. L'mdel presentar millors resultats comparat al DPLS, amb major variabilitat explicada per les variables latents, i amb una capacitat predictiva robusta i estable. Els models proposats van ser aplicats per monitoritzar i predir el proc¿es de cria de tilapia a Moçambic. El gràfic MAAEWMA va assenyalar canvis significatius de l'ambient aquàtic en el procés, i amb el model mdel es va analitzar l'impacte d'aquests canvis en el creixement de la tilàpia. / Abstract This thesis is based on statistical methods to monitor and predict the multivariate and autocorrelated industrial processes. The research is oriented on the monitoring methods that culminate with the development of a process control chart and analysis of the prediction methods, where the dynamic model on latent structures (MDEL) was developed. In both cases, the time series models were used to model the autocorrelation structure in the data. The analysis of the monitoring models follows a logical order of complexity of the process control methods used in the industry. The univariate and multivariate charts were analysed, and their limitations in the control of autocorrelated processes were considered. Therefore, the multivariate charts for autocorrelated processes were introduced and the multivariate, autocorrelated and adapted EWMA chart (MAAEWMA) was developed. The performance of the MAAEWMA chart was compared with the MEWMA chart adjusted to white noise. The results showed that the MAAEWMA chart was faster in detecting changes in the process mean and was more efficient for processes with medium and high autocorrelation. On the other hand, the predictive method was developed to model the multivariate and autocorrelated processes. To this end, the methods on latent structures PCA and PLS and their respective dynamic versions: dynamic PCA (DPCA) and dynamic PLS (DPLS) were studied. The dynamic model on latent structures (MDEL) consists of the combination of DPCA model and the transfer function (FT). The DPCA model was applied separately to the input and output data of the process. This strategy was applied to guarantee the maximum dynamic variability in the latent varia- bles. The dynamic structure in the latent variables was modelled by a transfer function to analyse the influence of the input on the output data. The MDEL and DPLS models were adjusted in identical conditions to a set of simulated data. The goodness of fit was evaluated by the explained variability of the latent variables (R2) and the predictive capacity of the models was tested through cross validation, where the mean absolute error (MAE) was calculated. The MDEL presented better results than DPLS model, with greater variability explained by the latent variables and a robust and stable predictive capacity. The proposed models were applied to monitor and predict the tilapia crop process in Mozambique. The MAAEWMA chart indicated significant changes in the aquatic environmentand and with the MDEL was analysed the impact of these changes on the growth of tilapia. / Mulema, SA. (2018). Monitorización y Predicción de Procesos Multivariantes y Autocorrelacionados. Aplicación a la producción de Tilapia en Mozambique [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/113070

Determina la utilidad de la flujometría Doppler color en el diagnóstico y manejo de la restricción de crecimiento intrauterino, en embarazadas preeclámpticas en la Clínica “Bolívar” de Babahoyo, Ecuador durante el año 2013. Utiliza una metodología observacional de tipo descriptivo. Analiza una muestra de 96 gestantes de acuerdo a los criterios de inclusión y exclusión. Cuyos resultados en el comparativo entre el año 2008 con el 2013 arrojan que los estados hipertensivos en el embarazo han disminuido 13,4%; y a su vez la razón de mortalidad materna por esa causa. Además, el nivel de restricción de crecimiento intrauterino fue leve 49,5%, moderado 41,7% y severo 9,4%. Concluye que la flujometría Doppler color en la restricción del crecimiento intrauterino en embarazadas preeclámpticas atendidas en la clínica “Bolívar” ha permitido mejorar la actuación diagnóstica y resolutiva del embarazo disminuyendo la morbimortalidad materna y perinatal, corroborando la hipótesis planteada en esta investigación. Se recomienda que la flujometría Doppler se constituye en la herramienta fundamental para evaluar las diferencias y tomar la decisión correcta, espera expectante o interrupción del embarazo. El Doppler permite diferenciar el producto pequeño y sano, del producto con restricción de crecimiento. / Tesis

La vigilancia ciudadana de los cuerpos de agua, con macroinvertebrados bentónicos, puede generar alertas tempranas de contaminación y acciones pertinentes de conservación. La cuenca del río Jequetepeque está amenazada por la contaminación minera y esta es una de las principales causas de los conflictos socioambientales que se presentan en el área. Atendiendo a esta importancia, se desarrolla y evalúa la efectividad de una herramienta de vigilancia ambiental ciudadana de la calidad del agua en cuencas con riesgo de contaminación minera. La metodología se inició realizando una caracterización socioambiental de la zona mediante visitas de campo, una colecta piloto y la obtención, a través de revisión bibliográfica, de una lista de taxones para la zona que sirvió de base para elaborar una Guía de Vigilancia Ambiental con Macroinvertebrados bentónicos (GVAM), la misma que en su versión impresa se denomina: “Guía de vigilancia ambiental con macroinvertebrados bentónicos en Cajamarca ‘El agua es vida’”. La guía fue validada en un río con riesgo de impacto minero (San Pablo, San Pablo, Cajamarca) en un taller con ciudadanos/as de 16 organizaciones vinculadas a la gestión del agua. Asimismo, se comparó los resultados de la evaluación ciudadana con una evaluación profesional realizada por un especialista. Finalmente, se realizó una guía de facilitación de procesos de vigilancia ambiental con macroinvertebrados bentónicos (MIB) (GFCM) mediante revisión bibliográfica y validación en un taller participativo en Cajamarca. Para la cuenca se obtuvo una lista de 37 familias (o sub clases) en 11 órdenes, la mayor parte con características adecuadas para su reconocimiento en campo. Luego, las evaluaciones ciudadana y profesional obtuvieron los mismos cuatro órdenes de Insecta y similar cantidad de familias: 11 y 14, respectivamente; así también, calificaciones similares respecto a calidad de agua: “Buena” y “Aceptable” en los índices ABI y BMWP/Col. Las familias más fácilmente identificadas por los ciudadanos fueron las de mayor tamaño (Leptophlebiidae), abundancia (Chironomidae) y de características particulares (Elmidae). Por su parte, la Guía de Fortalecimiento y Capacitación en vigilancia ambiental Ciudadana del agua con Macroinvertebrados bentónicos (GFCM), anexa a la GVAM, detalla sesiones y pautas de organización social en 10 sesiones y 15 presentaciones. Finalmente, se concluye que la GVAM es pertinente por las características de los MIB de la zona, la capacidad pedagógica de la propuesta y la voluntad de la ciudadanía de aplicarla. / Tesis