O trabalho aqui apresentado descreve algumas pesquisas em teste de circuitos integrados. Estas pesquisas consistem, por um lado, na análise de falhas e por outro, na validação de protótipos, ambas fazendo uso de técnicas de teste com feixe de elétrons. A primeira parte deste trabalho apresenta uma revisão dos princípios do teste com feixe de elétrons, bem como descreve as pesquisas correntemente em desenvolvimento no laboratório TIM3-INPG. Também são abordados temas como o tratamento de imagem em contraste de potencial e projeto visando a testabilidade de circuitos no teste com feixe de elétrons. Quanto a este último assunto, sua inclusão neste trabalho visou apresentar, aqueles que trabalham na área de projetos de circuitos, desconhecedores dos problemas do MEV, idéias de como realizar seu projeto a fim de tornar a tarefa de depuração do protótipo pelo feixe de elétrons o mais fácil possível. A segunda parte descreve experimentos práticos na área de validação de protótipos, onde duas técnicas pertinentes foram utilizadas e o estudo de um caso real foi apresentado. A primeira técnica é baseada na adaptação de uma ferramenta de comparação de múltiplas imagens adjacentes, que foi originalmente desenvolvida para o processo de análise de falhas. A segunda técnica utilizada faz uso de um sistema especialista que, baseado no conhecimento adquirido do circuito, gera o diagnóstico automático de falha. Os desempenhos destas duas ferramentas são apresentados e discutidos, bem como é fornecido o diagnóstico de falha para o circuito protótipo utilizado. Como conclusão, são propostos futuros desenvolvimentos no processo de validação de protótipo. Estes melhoramentos objetivam tanto a completa automação do processo quanto o enriquecimento da informação provida no final do processo de diagnóstico de falha, de forma a obter-se um ambiente de teste para validação de protótipos apresentando um alto grau de integração e automação. / The work reported herein describes some IC testing research. This research concerns on one hand, failure analysis and on the other hand IC prototype validation, both making use of e-beam testing techniques. The first part of this work presents a review of e-beam testing as well as describes the researches currently in progress at the TIM3-INPG Laboratory. Subjects like voltage contrast image treatment and design for testability in e-beam testing are also discussed. Considering the last theme, it was included in this work in order to provide to the IC designers, whose knowledge about the SEM problems is not enough, some ideas on the way of how to accomplish their design to make the prototype validation process as easy as possible. The second part describes practical experiments in the prototype validation domain, where two approaches were used and a real case study was presented. The first approach is based on the multiple adjacent images comparison process adaptation, firstly developed to be used in the failure analysis process. The second technique makes use of an expert system, based on the acquired knowledge of the device under test in order to provide the fault diagnosis. The performances of these two approaches are presented and discussed, as well as, the fault diagnosis to the prototype circuit is presented. As conclusion, it is proposed further developments in the prototype validation approach. These improvements deal with the automation of the entire process as well as the enhancement of the information provided at the end of the fault diagnosis process, in order to obtain a testing environment for prototype validation with high integration and automation degrees.

La presente tesis consiste en el diseño mecánico de un prototipo de prótesis mioeléctrica dirigida a pacientes que sufrieron amputaciones por debajo del codo (transradial). Se presenta el análisis de un mecanismo de un grado de libertad que simula el movimiento de los dedos índice y pulgar de una mano humana con el propósito de realizar la sujeción de objetos de 0,5 kg de masa, considerando el tamaño y peso de la mano de una persona adulta promedio. El movimiento de los dedos está restringido por la relación de posición angular entre falanges, para ello se utiliza el mecanismo de doble manivela aplicado en la articulación de cada falange. Además, se realiza el análisis a través de las ecuaciones de Freudenstein para determinar las dimensiones y verificar cada elemento a través del cálculo por resistencia de materiales. Finalmente, para el accionamiento de los dedos se emplea un actuador neumático que garantiza un control proporcional de la fuerza a emplear.

Los procesos electorales se modernizan al utilizar el voto electrónico como una herramienta que incorpora las tecnologías de información y comunicación a la jornada electoral. El acto de votar puede ser manual o electrónico, en ambos casos puede ser presencial o no presencial. En la modalidad de voto electrónico presencial, el ciudadano va al local de votación a emitir su voto en un equipo electrónico que le permite manifestar su voluntad electoral. El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y la implementación de un prototipo funcional de equipo de voto electrónico presencial, que permita al elector ejercer su derecho de elegir. El equipo permite seleccionar una agrupación política o un candidato, de la lista mostrada en un papel impreso, mediante la acción del elector al tocar y presionar con el dedo, sobre una lámina táctil transparente. La selección ocurre al observar la luz de color rojo de un diodo emisor de luz, al costado de la imagen del símbolo de la agrupación política. El equipo es habilitado para permitir ejecutar un solo voto por elector, mediante una llave electrónica conectada al equipo. En la conexión de la llave se implementa un canal de comunicación con un protocolo serial. Los resultados de la votación son almacenados en la llave electrónica y presentados al final de la votación, mediante una aplicación de software mostrada en una computadora personal.

The sensitivity of electromagnetic force compensated weighing cells can be enhanced by adjusting the relative distance between two specific joints in its mechanism. However, owing to the difficulties of the adjustment of the flexure hinge position in the compliant mechanism, this adjustment option has not yet been realized. In this scientific thesis, an adjustment device was developed. This adjustment device can be integrated into an EMFC weighing cell and allows adjustments while the balance is in operation. To this end, the guideline VDI 2221 was applied in the design process to develop possible concept solutions. The most suitable option was selected by a technical-economic analysis. The technical realization of the selected solution concept was elaborated based on design guidelines and model equations. The adjustment device was designed to work under a tensile force of up to 15 N. A finite element analysis was performed to evaluate the operation of the adjustment device. This analysis demonstrates the feasibility of the device to shift the flexure hinge within a displacement range of 6 mm. The numerical analysis reveals an angular deflection up to 7.2 arcsec perpendicular to the rotational axis of the adjusted joint. Based on the original model, geometry variations of certain components were investigated to identify optimization possibilities. It was found that the angular distortion can be diminished by a more symmetric setup, especially concerning the linear guide. / Die Empfindlichkeit von elektromagnetisch kraftkompensierten Wägezellen kann durch die Justierung des relativen abstands zwischen zwei spezifischen Festkörpergelenken erhöht werden. Aufgrund der Schwierigkeiten bei der Justierung der Festkörpergelenkposition im nachgiebigen Mechanismus ist diese Justiermöglichkeit jedoch noch nicht realisiert. In dieser Masterarbeit wurde ein eine Justiereinrichtung entwickelt. Diese Justiereinrichtung kann in eine EMFC-Wägezelle integriert werden und ermöglicht eine Justierung während des Betriebs der Waage. Zu diesem Zweck wurde im Entwicklungsprozess die Richtlinie VDI 2221 angewendet, um mögliche Konzeptlösungen zu entwickeln. Die geeignetste Option wurde durch eine technisch-ökonomische Analyse ausgewählt. Die technische Realisierung des ausgewählten Lösungskonzepts wurde auf der Grundlage von Designrichtlinien und Modellgleichungen erarbeitet. Die Justiereinrichtung wurde so konzipiert, dass sie unter einer Zugkraft von bis zu 15 N arbeitet. Eine Finite-Elemente-Analyse wurde durchgeführt, um den Funktion der Justiereinrichtung zu bewerten. Diese Analyse demonstriert die Möglichkeit des Gerätes, das Festkörpergelenk in einen Verschiebungsbereich von 6 mm zu verschieben. Die numerische Analyse zeigt eine Winkelauslenkung bis 7.2 arcsec senkrecht zur Drehachse des justierten Gelenks. Basierend auf dem Originalmodell wurden Geometrievariationen bestimmter Komponenten untersucht, um Optimierungsmöglichkeiten zu identifizieren. Es wurde festgestellt, dass die Winkelverzerrung durch einen symmetrischeren Aufbau, insbesondere hinsichtlich der Linearführung, verringert werden kann. / Tesis

[EN] In modern agriculture, the widespread use of chemicals is common, but the possible presence of residues in food is an issue of increasing importance for public health opinion. The germicidal effect of UV-C irradiation has been successfully tested in different foods but not at an industrial scale as a method for surface disinfection at room temperature of fresh citrus fruit without leaving residues on the product, which is considered a good alternative for food preservation. Postharvest diseases affect the fruit from harvest to the consumer table, and cause significant economic losses to the citrus industry. Losses from disease are highly variable and depend on the production area, species, cultivar, age and condition of the trees; weather conditions throughout the season, the time and method of harvest, postharvest handling of the fruit, storage conditions and destination market. At the global level, important economic losses are caused by strict wound pathogens such as Penicillium digitatum (Pers.: Fr.) Sacc, and Penicillium italicum Wehmer that cause, respectively, citrus postharvest green and blue molds. UV-C irradiation has a maximum emission peak at 254 nm and has been found that this wavelength provides the greatest germicidal action, which has been extensively studied in various plant tissues. Depending on the intensity and wavelength, UV irradiation can induce a biological stress in plants and activate some defense mechanisms of plant tissues, with the consequent production of phytoalexins. Irradiation with UV-C is considered a potential additional tool in CINCEP strategies for the control of citrus decay, although UV-C alone cannot achieve the high efficacy of the fungicides used nowadays for disease control. The results obtained with the prototypes, showed that the best prototype is number III, in which the UV light is applied over rotating rollers. The results indicate that UV light has an indirect hormetic effect on the fruit in preventive trials. The combination with hot water also improves the results when applied in the sequence of hot water followed by application of UV-C in the rotating UV-C applicator prototype III, but not vice versa. Fruit ripening conditions along the season influence the efficacy of the applied dose of UV-C and higher doses can cause undesirable phytotoxic, which can be minimized by the combination with hot water. The studied doses that have been more effective for mandarins and oranges at different ripening stages are: 2.5kJ/m2 on fruit at commercial maturity and subjected to degreening, and the range 5 to 10kJ/m2 on fruit that has reached physiological maturity, which varies depending on the characteristics of the fruit along the season and always in combination with hot water. / [ES] En una agricultura moderna, difícilmente se puede prescindir del uso de productos químicos, pero la posible presencia de residuos en los alimentos es una cuestión que, cada vez, por mínima que ésta sea, preocupa más a la opinión pública, si resulta desfavorable para su salud. El efecto germicida de la irradiación UV-C se ha ensayado con éxito en diferentes alimentos, pero no a escala industrial en la manipulación de cítricos, como un método de desinfección superficial a temperatura ambiente que no deja residuos en el producto, por lo que se considera una buena alternativa para la conservación de alimentos. Las enfermedades de postcosecha, es decir, aquellas enfermedades que afectan a los frutos desde que son recolectados hasta que llegan al consumidor, provocan pérdidas económicas importantes al sector citrícola. Las pérdidas provocadas por las enfermedades son muy variables y dependen del área productora, la especie, el cultivar, la edad y condición de los árboles; las condiciones climatológicas durante toda la campaña, la época y forma de recolección; el manejo de los frutos en postcosecha, las condiciones de almacenamiento y el mercado de destino. En el ámbito mundial destacan las pérdidas producidas por patógenos de herida estrictos como Penicillium digitatum (Pers.:Fr.) Sacc. o Penicillium italicum Wehmer, causantes, respectivamente, de las podredumbres verde y azul. La irradiación UV-C tiene su máximo pico de emisión a 254 nm y se ha comprobado que es en esta longitud de onda donde presenta su mayor acción germicida, por lo que ha sido ampliamente estudiada en varios tejidos vegetales. En función de la intensidad y longitud de onda, la irradiación UV puede inducir un estrés biológico en plantas y activar algunos mecanismos de defensa de los tejidos vegetales, con la consecuente producción de fitoalexinas. La irradiación con UV-C se considera una potencial herramienta adicional en la estrategia de tratamientos combinados para el control del podrido de los cítricos, aunque la radiación UV-C por sí mismo no puede alcanzar la alta eficiencia de control del podrido de los fungicidas utilizados en la actualidad. De los resultados obtenidos en los distintos prototipos, el que ha proporcionado mejores resultados ha sido el prototipo número III , en el que se aplica la UV-C sobre la rulada en movimiento. Los resultados obtenidos indican que el efecto de la UV produce un efecto de hormesis indirecto sobre el fruto en ensayos preventivos. La combinación con agua caliente mejora también los resultados en la estrategia combinada de agua caliente seguida de aplicación de UV-C, en el aplicador de UV sobre rulada (prototipo número III), y no viceversa. Las condiciones de maduración a lo largo de la campaña influyen en los resultados de las dosis aplicadas. A dosis más altas la UV puede provocar efectos no deseados, minimizando los daños con la aplicación combinada de agua caliente. Las dosis estudiadas que han dado buenos resultados en las distintas épocas de la maduración de las variedades de mandarina y naranja son las siguientes: 2,5 kJ/m2 en fruta con la madurez comercial, sometida a desverdización, y en un rango entre 5 y 10 kJ/m2 cuando el fruto alcanza la maduración fisiológica, que varía en función de las características de fruto a lo largo de la campaña, y siempre en combinación con agua caliente. / [CA] En una agricultura moderna, difícilment es pot prescindir de l'ús de productes químics, però la possible presència de residus en els aliments és una qüestió que, cada vegada, per mínima que aquesta siga, preocupa més a l'opinió pública, si resulta desfavorable per a la seua salut. L'efecte germicida de la irradiació UV-C s'ha assajat amb èxit en diferents aliments, però no a escala industrial en la manipulació de cítrics, com un mètode de desinfecció superficial a temperatura ambient que no deixa residus en el producte, per la qual cosa es considera una bona alternativa per a la conservació d'aliments.Les malalties de postcollita, és a dir, aquelles malalties que afecten als fruits des que són recol·lectats fins que arriben al consumidor, provoquen pèrdues econòmiques importants al sector citrícola. Les pèrdues provocades per les malalties són molt variables i depenen de l'àrea productora, l'espècie, el cultivar, l'edat i condició dels arbres; les condicions climatològiques durant tota la campanya, l'època i forma de recol·lecció; la manipulació dels fruits en postcollita, les condicions d'emmagatzematge i el mercat de destí. En l'àmbit mundial destaquen les pèrdues produïdes per patògens de ferida estrictes com Penicillium digitatum (Pers.:Fr.) Sacc. o Penicillium italicum Wehmer, causants, respectivament, de les podridures verda i blava. La irradiació UV-C té el seu màxim pic d'emissió a 254 nm i s'ha comprovat que és en aquesta longitud d'ona on presenta la seua major acció germicida, per la qual cosa ha sigut àmpliament estudiada en diversos teixits vegetals. En funció de la intensitat i longitud d'ona, la irradiació UV pot induir un estrès biològic en plantes i activar alguns mecanismes de defensa dels teixits vegetals, amb la consequ¿ent producció de fitoalexinas. La irradiació amb UV-C es considera una potencial eina addicional en l'estratègia de tractaments combinats per al control del podrit dels cítrics, encara que la radiació UV-C per si mateix no pot aconseguir l'alta eficiència de control del podrit dels fungicides utilitzats en l'actualitat. Dels resultats obtinguts en els diferents prototips, el que ha proporcionat millors resultats ha sigut el prototip número III, en el qual s'aplica la UV-C sobre rodets en moviment. Els resultats obtinguts indiquen que l'efecte de la UV produeix un efecte de hormesis indirecte sobre el fruit en assajos preventius. La combinació amb aigua calenta millora també els resultats en l'estratègia combinada d'aigua calenta seguida d'aplicació d'UV-C, en l'aplicador d'UV sobre rodets (prototip número III), i no viceversa. Les condicions de maduració al llarg de la campanya influeixen en els resultats de les dosis aplicades. A dosis més altes la UV pot provocar efectes no desitjats,minimitzants els danys amb l'aplicació combinada d'aigua calenta. Les dosis estudiades que han donat bons resultats en les diferents èpoques de maduració de les varietats de mandarina i taronja són les següents: 2,5 kJ/m2 en fruta amb maduresa comercial sotmesa a desverdització, i en un rang entre 5 i 10 kJ/m2 quan el fruit aconsegueix la maduració fisiològica, que varia en funció de les característiques de fruit al llarg de la campanya, i sempre en combinació amb aigua calenta. / Ibiza Mauri, S. (2016). DESARROLLO DE PROTOTIPOS PARA EL TRATAMIENTO POSTCOSECHA DE CÍTRICOS CON RADIACIÓN UV-C Y AGUA CALIENTE PARA EL CONTROL DE LA PODREDUMBRE VERDE CAUSADA POR PENICILLIUN DIGITATUM [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62169

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El presente trabajo de investigación presenta algunas aportaciones técnicas y pedagógicas para la creación de mapas en línea accesibles, para cumplir con los objetivos se propone y desarrolla una arquitectura de software la cual mitiga las principales barreras de accesibilidad web en mapas. Para diseñar la arquitectura primero se revisaron las principales barreras de accesibilidad web en mapas en base al análisis de páginas con contenido geográfico. A estas páginas se les evaluó mediante herramientas de evaluación de accesibilidad que verifican las pautas WCAG 2.0. Este análisis permitió obtener las pautas de accesibilidad WCAG 2.0 que son necesarias para que los mapas en línea sean accesibles. La arquitectura sirve como base para crear cualquier tipo de mapa en línea accesible, especialmente para personas ciegas y con problemas de visión. Con el fin de comprobar la arquitectura se desarrolló una aplicación web para mapas en línea que demuestra que es posible realizar cualquier tipo de mapa para personas ciegas y con problemas de visión. La aplicación fue probada con herramientas de evaluación, simulación y con personas que fueron vendadas los ojos. Además, se presentan varios prototipos desarrollados que despliegan mapas en línea accesibles para personas ciegas y con problemas de visión y en base a validaciones a la arquitectura de software diseñada y muestra los resultados de las pruebas y validaciones de accesibilidad que se han hecho con herramientas y a diferentes usuarios, estos resultados ayudaron a mejorar la aplicación.

[pt] A complexidade inerente ao desenvolvimento de um jogo digital demanda a formação de equipes interdisciplinares. Para atingir os resultados esperados nessa tarefa, os profissionais envolvidos criam diversos protótipos durante o processo de design, cada um testando um ou mais aspectos do objeto final. Um dos componentes mais importantes a ser avaliado em um game é a mecânica do jogo, porque é principalmente dela que emerge o desafio numa partida. Para que o designer possa avaliá-la adequadamente nos seus diversos estágios de desenvolvimento é preciso que tais protótipos sejam funcionais, o que usualmente se define como protótipos de teste. Diversos tipos de protótipos podem cumprir esta função, desde os mais rudimentares até os digitais de alta fidelidade. Sendo a mecânica do jogo um dos primeiros elementos a serem elaborados em um projeto de design de games, tanto protótipos de papel, quanto os protótipos digitais de baixa fidelidade podem ser utilizados logo no início do processo. No entanto, os estudantes de design nem sempre possuem a capacitação técnica adequada ou mesmo um conhecimento elementar em programação computacional para construir protótipos digitais. Uma alternativa, portanto, é construir protótipos a partir de materiais mais rudimentares, um procedimento que, para este fim, é menos usual na indústria de jogos do que a criação de protótipos digitais. Por meio de um experimento com alunos do curso de Design de Games, esta pesquisa teve por objetivo investigar se a mecânica de jogos de diferentes gêneros pode ser criada e avaliada por meio de protótipos analógicos mais simples, mas que não usam programação computacional. Paralelamente, a pesquisa ainda nos permitiu indagar se, na construção destes protótipos, o aluno de design de games trabalharia apenas intelectualmente na concepção projetual ou se também exerceria, de alguma forma, uma atividade produtiva. Notou-se que, por serem protótipos rápidos, os protótipos analógicos são adaptativos e permitem mudanças instantâneas, possibilitando que os estudantes exercitem a prática do design por meio de um processo iterativo de geração de ideias, construção de protótipos, testes avaliativos e recriações. Deste modo, concluiu-se que tais protótipos não são somente instrumentos de concepção, mas também de produção, propiciando a prática essencial do design, que é fundamentalmente inventiva e experimental. A contribuição deste trabalho é fornecer uma nova alternativa de aprendizagem da prática projetual a estudantes de design de games, já que os resultados da pesquisa demonstraram que tais protótipos – que possuem semelhanças físicas com alguns jogos simples, como os de tabuleiro – também podem ser utilizados para criar e desenvolver games mais complexos. / [en] The intrinsic complexity of the process of developing a digital game turns the formation of multidisciplinary teams inevitable. To meet the planned aims, during the design process the professionals involved create a variety of prototypes, each one testing one or more aspects of the final object. One of the more important components to be evaluated in a game is its mechanics due its key-role in making a match really challenging. In order to be make its mechanics properly appraisable by the designer in the different stages of development, it is necessary that the prototypes were functional, in other words, were reliable prototypes of test. There are many kinds of prototypes capable of fulfilling this condition, ranging from the most rudimentary to the high fidelity digital ones. Since the game s mechanics is one of the first elements to be elaborated in a game design project, either paper prototypes as well as the low fidelity digital prototypes can be used from the very beginning of the design process. Besides that, the students of design frequently do not possess the necessary technical knowledge on computational programming to allow them constructing digital prototypes, even if the necessary knowledge is elementary. An alternative, therefore, is building prototypes from rudimentary materials, which is, however, a less usual proceeding in the game industry that the creation of digital prototypes. The aim of the present research, through an experiment among the students of the discipline of Games Design, was to investigate if the mechanics of different genres of games could be created and evaluated by simpler analogical prototypes, without using computational programming. At the same time, this work has allowed us to inquire if, during the construction of theses prototypes, the game design students work only intellectually on the project conception or if, somehow, they also practice a productive activity. We have found out that, for being quick prototypes, they are very adaptable and permit instant changes, turning possible for the students to practice the design process through an interactive process of generating ideas, prototypes building, evaluative tests and recreations. The conclusion we achieve thus is that theses prototypes not only are conception instruments but also production ones, promoting the essential practice of design, which is basically inventive and experimental. The contribution of the present study is to offer a learning alternative on the project practice for game design students, once the results of the research demonstrated that the prototypes – which present physical similarities to some simple games, as the board games – can also be used in the creation and development of more complex games.

[ES] Esta tesis doctoral se enfoca en la creación y validación de sistemas optoelectrónicos para aplicaciones biomédicas, en concreto para la terapia fototérmica contra el cáncer de piel y la optogenética para la regeneración de tejido nervioso. En su transcurso, se ha desarrollado un conjunto de herramientas y dispositivos que abarcan desde la experimentación sobre cultivos celulares hasta modelos computacionales que simulan el tratamiento. Para la terapia fototérmica, se ha diseñado y construido un equipo de experimentación in vitro validado sobre cultivos celulares. Este dispositivo, equipado con funcionalidades para controlar la potencia del láser, gestionar los tiempos de irradiación, realizar un posicionamiento automático de varias muestras bajo el haz, y monitorizar la evolución de la temperatura, se presenta como una herramienta altamente beneficiosa para la investigación en esta área. Después, se exploró la simulación mediante el Método de Elementos Finitos para analizar el comportamiento de las nanopartículas y sus suspensiones en agua, arrojando luz sobre sus potenciales aplicaciones en terapias fototérmicas y campos relacionados. Gracias al aprendizaje obtenido en los primeros pasos de este estudio, se logró el desarrollo de dos nuevos equipos que habilitan la realización de experimentos in vivo. Además, se ha implementado un modelo computacional diseñado para investigar el impacto de la terapia fototérmica en tejido biológico. Por último, se desarrolló un dispositivo optoelectrónico de reducidas dimensiones y alta potencia para la estimulación optogenética de neuronas modificadas genéticamente, con el objetivo de observar el transitorio de la estimulación y así entender en mayor medida las posibilidades que ofrece la optogenética en el campo de la regeneración de tejidos. / [CA] Aquesta tesi doctoral es centra en la creació i validació de sistemes optoelectrònics per a aplicacions biomèdiques, específicament per a la teràpia fototèrmica contra el càncer de pell i l'optogenètica per a la regeneració del teixit nerviós. Durant el seu desenvolupament, s'han dut a terme un conjunt d'eines i dispositius, des de l'experimentació en cultius cel·lulars fins a models computacionals que simulen el tractament. Per a la teràpia fototèrmica, s'ha dissenyat i construït un dispositiu de experimentació in vitro validat en cultius cel·lulars. Aquest dispositiu, equipat amb funcionalitats per controlar la potència del làser, gestionar els temps d'irradiació, realitzar un posicionament automàtic de diverses mostres sota el feix i monitoritzar l'evolució de la temperatura, es presenta com una eina altament beneficiosa per a la recerca en aquest àmbit. A continuació, s'ha explorat la simulació mitjançant el Mètode d'Elements Finits per analitzar el comportament de les nanopartícules i les seves suspensions en aigua, aportant llum a les seves possibles aplicacions en teràpies fototèrmiques i camps relacionats. Gràcies al coneixement adquirit en les primeres etapes d'aquest estudi, s'ha aconseguit el desenvolupament de dos nous dispositius que possibiliten realitzar experiments in vivo. A més, s'ha implementat un model computacional dissenyat per investigar l'impacte de la teràpia fototèrmica en teixit biològic. Finalment, s'ha desenvolupat un dispositiu optoelectrònic de reduïdes dimensions i alta potència per a l'estimulació optogenètica de neurones modificades genèticament, amb l'objectiu d'observar la estimulació transitoria i comprendre millor les possibilitats que ofereix l'optogenètica en el camp de la regeneració de teixits. / [EN] This doctoral thesis focuses on the creation and validation of optoelectronic systems for biomedical applications, specifically for photothermal therapy against skin cancer and optogenetics for nerve tissue regeneration. During its course, a set of tools and devices has been developed, ranging from experimentation on cell cultures to computational models simulating the treatment. For photothermal therapy, an in vitro device has been designed and constructed for experimentation in cell cultures. This device, equipped with functionalities to control laser power, manage irradiation times, perform automatic positioning of multiple samples under the beam, and monitor temperature evolution, emerges as a highly beneficial tool for research in this area. Next, simulation using the Finite Element Method was explored to analyze the behavior of nanoparticles and their suspensions in water, shedding light on their potential applications in photothermal therapies and related fields. Thanks to the knowledge gained in the early stages of this study, the development of two new devices enabling in vivo experiments was achieved. Furthermore, a computational model designed to investigate the impact of photothermal therapy on biological tissue has been implemented. Finally, a compact, high-power optoelectronic device was developed for the optogenetic stimulation of genetically modified neurons, with the aim of observing the stimulation transient and gaining a better understanding of the possibilities that optogenetics offers in the field of tissue regeneration. / El material y las instalaciones utilizados en el desarrollo de este trabajo fueron financiados por las ayudas PID2021-126304OB-C44 y PID2021-124359OB-I00 de MCIN/AEI/10.13039/5011000110-33, el programa H2020 FetOpen con el proyecto número 964562, la ayuda de la Conselleria de Educación, Investigación, Cultura y Deporte de la Generalitat Valenciana CIPROM/2021/007 y el proyecto PROMETEO 2018/024, la Fundación Social Europea ACIF/2019/120, y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades con las becas doctorales FPU17/03239 y FPU17/03800. El trabajo ha recibido también financiación de la Agencia Estatal de Investigación con los proyectos números RTI2018-100910-B-C41, RTI2018-100910-B-C43-AR y PID2021-126304OB-C41, el Instituto de Salud Carlos III - CIBER-BBN: Safe N Medtech and Smart-4-Fabry Projects (asociado a los programas europeos del marco H2020 (H2020/2014-2020) con la ayuda número 814607) y el Ministerio de Ciencia e Innovación con las beca predoctorales FPU17/03800 y FPU17/03239 / Terrés Haro, JM. (2023). Sistemas optoelectrónicos para terapias fototérmicas dirigidas al cáncer de piel y optogenética en la regeneración de tejido nervioso [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202285

El concentrador solar Fixed Mirror Solar Concentrator (FMSC) apareció en los años 70 con la finalidad de reducir costes en la producción de energía termoeléctrica. Este diseño consiste en un concentrador de reflector estacionario y foco móvil, presenta buena integrabilidad en cubiertas, y es capaz de alcanzar temperaturas entre 100 y 200ºC manteniendo una eficiencia aceptable. En esta tesis se expone una metodología para determinar el comportamiento del FMSC. Se ha desarrollado una herramienta de cálculo basada en el método de ray-tracing, que simula el trazado de los rayos solares en el sistema óptico. Con esta herramienta se ha analizado el comportamiento óptico y térmico del FMSC, y de la versión con espejos curvos Curved Slats Fixed Mirror Solar Concentrator (CSFMSC). Se ha realizado un análisis paramétrico para conocer la influencia de los distintos parámetros en el modificador de ángulo (IAM), y para obtener los diseños óptimos a una temperatura de 200ºC para tres climas en diferentes latitudes. Se han comparado los valores teóricos obtenidos mediante ray-tracing con dos prototipos ensayados, obteniendo un buen ajuste en ambos casos. Los ensayos han sido utilizados para determinar la curva de rendimiento de uno de los prototipos. Se ha hecho uso del método propuesto en la norma EN-12975-2:2006, combinado con valores de IAM obtenidos mediante ray-tracing. Se prueba que esta combinación puede ser útil para obtener la curva de rendimiento de colectores complejos con un modelo biaxial para el IAM. / The Fixed Mirror Solar Concentrator (FMSC) appeared during the 70s with the aim of reducing costs in the production of electricity in solar thermal power plants. This design consists of a concentrator with fixed reflector and moving receiver, has a very good integrability into building roofs and can reach temperatures between 100 and 200ºC with an acceptable efficiency. In this Thesis a methodology is presented for the determination of the behaviour of the FMSC. A simulation tool based on the forward ray-tracing method has been developed. The optical and thermal behaviour of the FMSC and its curved mirror variation called the Curved Slats Fixed Mirror Solar Concentrator (CSFMSC), have been analyzed with this tool. A parametric analysis has been carried out in order to determine the influence of the different parameters on the Incidence Angle Modifier (IAM) and to determine the optimal designs at a temperature of 200ºC for three different climates at different latitudes. The theoretical values obtained from the ray-tracing code have been compared with two experimental prototypes. The experimental and numerical results obtained show a good fit. The efficiency curve of one of the prototypes has been determined from the experimental tests. The methodology proposed in the norm EN-12975-2:2006 has been used in combination with IAM values obtained by ray-tracing. It has been shown that this combination can be effectively used to obtain the efficiency curve of complex collectors with a bi-axial IAM model.