Fast and accurate numerical solutions in some problems of particle and radiation transport: synthetic acceleration for the method of short characteristics, Doppler-broadened scattering kernel, remote sensing of the cryosphere

The aim of this work is to present various aspects of numerical simulation of particle and radiation transport for industrial and environmental protection applications, to enable the analysis of complex physical processes in a fast, reliable, and efficient way. In the first part we deal with speed-up of numerical simulation of neutron transport for nuclear reactor core analysis. The convergence properties of the source iteration scheme of the Method of Characteristics applied to be heterogeneous structured geometries has been enhanced by means of Boundary Projection Acceleration, enabling the study of 2D and 3D geometries with transport theory without spatial homogenization. The computational performances have been verified with the C5G7 2D and 3D benchmarks, showing a sensible reduction of iterations and CPU time. The second part is devoted to the study of temperature-dependent elastic scattering of neutrons for heavy isotopes near to the thermal zone. A numerical computation of the Doppler convolution of the elastic scattering kernel based on the gas model is presented, for a general energy dependent cross section and scattering law in the center of mass system. The range of integration has been optimized employing a numerical cutoff, allowing a faster numerical evaluation of the convolution integral. Legendre moments of the transfer kernel are subsequently obtained by direct quadrature and a numerical analysis of the convergence is presented. In the third part we focus our attention to remote sensing applications of radiative transfer employed to investigate the Earth's cryosphere. The photon transport equation is applied to simulate reflectivity of glaciers varying the age of the layer of snow or ice, its thickness, the presence or not other underlying layers, the degree of dust included in the snow, creating a framework able to decipher spectral signals collected by orbiting detectors.

Acquisizione e riconoscimento di impronte digitali mediante smartphone

Nel presente studio è stato affrontato il problema di effettuare l’acquisizione di impronte digitali mediante la fotocamera di uno Smartphone. Si tratta di un’applicazione potenzialmente molto interessante in quanto l’utilizzo di uno Smartphone renderebbe molto più semplice l’acquisizione delle impronte, non essendo necessari dispositivi specifici come, ad esempio, scanner d’impronte digitali. D’altra parte, l’utilizzo di una fotocamera per l’acquisizione delle impronte introduce diverse problematiche, fra cui individuare l’area del dito corrispondente all'impronta, valutare la qualità di un'immagine e determinare quali minuzie estratte corrispondano effettivamente a quelle di interesse. Questo studio conferma la fattibilità di un sistema del genere che risulta essere in grado di fornire buone prestazioni di riconoscimento biometrico.

Recinto abitato a bogota: L'insediamento, lo spazio pubblico, la casa

La tesi consiste in un progetto per un quartiere residenziale a Sud della città di Bogotà, nei pressi del Rio Tunjuelito. La proposta ha come obiettivo la riconnessione del tessuto adiacente all’Autopista, la valorizzazione del sistema del verde e il potenziamento dei servizi attraverso un modello insediativo fondato sulla reinterpretazione della griglia urbana. Il progetto interiorizza nella sua struttura insediativa, nella sua scala dimensionale e nella gradualità del passaggio dallo spazio pubblico a quello privato il tipo a corte.

Cálculo del valor ambiental de los jardines frontales urbanos : Mendoza (Argentina)

Los espacios verdes y, en general, la vegetación que cumple funciones estéticas y de protección ambiental son valorados, medidos y calculados por el área destinada al cultivo, en lugar de basar los cálculos en los elementos vegetales constitutivos. Esto significa una simplificación excesiva de la valoración de la vegetación (actual o proyectada) que no aporta criterios de cuantificación valorativa necesarios, actualmente, tanto para preservar vegetación existente como para políticas de desarrollo urbano y proyectos de ingeniería del mejoramiento ambiental. En el presente trabajo se propone aplicar a la valoración de los jardines frontales urbanos de la ciudad de Mendoza una metodología cuantitativa desarrollada por R. Codina et al., que se apoya en un concepto nuevo que es su influencia como mejoradores ambientales. La ecuación de cálculo se integra con índices de valoración como el Índice de Vegetación Ambientalmente Activa y el Índice Ambiental Urbanístico, que permiten cuantificar la importancia urbanística y ambiental de la vegetación. También se propone una base para implementar una política de incentivo de los jardines frontales mediante la disminución del avalúo valor terreno del impuesto inmobiliario, en una escala progresiva según el Índice Ambiental Urbanístico de cada propiedad, tendiente a la transformación de la ciudad en una ciudad-jardín, mejorando la calidad de vida y el atractivo turístico urbano.

Enfermedad de Creutzfeld Jakob, desafío diagnóstico : reporte de dos casos en la ciudad de Mendoza

La enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ECJ) es una afección neurodege-nerativa rápidamente progresiva y mortal producida por priones. Es la más común de las encefalopatías espongiformes. La hipótesis prevalente sugiere que se inicia y propaga por conversión de una proteína priónica normal (PrP) en una isoforma conformacional anormal (PrPreS), que se acumula en el cerebro causando destrucción neuronal. Se reporta el caso de dos pacientes asistido en el Servicio de Neurología del Hospital Lagomaggiore de la ciudad de Mendoza en el período de 2 años: mujer de 49 años con cuadro de deterioro cognitivo rápidamente progresivo asociado a trastorno de la marcha y ataxia de 2 meses de evolución; y varón de 54 años con conductas inapropiadas y desorientación temporo-espacial de 20 días de evolución. Ambos con EEG compatible y proteína 14.3.3 positiva, falleciendo semanas después del diagnóstico. Se discute ambos casos, los cuales representaron un desafío diagnóstico dada la baja frecuencia y escaso reconocimiento de esta entidad en nuestro medio, debiendo debe ser considerado en pacientes que evolucionan a una demencia rápidamente progresiva.

Verbos transitivos y sus objetos : sobre la posibilidad de omitir Complementos

La omisión del complemento directo de un verbo transitivo es un fenómeno frecuente entre los hablantes del español (¿Ya comiste ?/ Tengo de sobra / Leyó durante toda la noche). Se ha señalado que en estos casos se hace presente un pronombre nulo sin estructura interna. En el presente trabajo analizaremos, por un lado, el tipo de verbos que permite la omisión del complemento y, por el otro, la relación entre la delimitación del evento denotado por el verbo y el pronombre nulo. En el primer caso, contrastamos la posibilidad de tener pronombres nulos en verbos transitivos con ejemplos del tipo Vivir una vida plena, donde un verbo intransitivo presenta un objeto cognado. En el segundo caso, consideramos el grado en el que la falta de definitud del complemento condiciona la aspectualidad del evento.

Cayó la yuta : Basta de contrabando en la pasiva

El presente trabajo esboza una crítica con base empírica y conceptual al análisis de la construcción pasiva basado en la operación contrabando (smuggling) propuesto por Collins (2005). En primer lugar, se exponen los argumentos de tipo empírico, los cuales se basan en aspectos de la construcción pasiva española (y de otras lenguas romance de sujeto nulo) que la derivación de Collins no permite explicar. Los fenómenos más salientes que se discuten son: (i) la imposibilidad de dar cuenta de los sujetos postverbales en la pasiva de lenguas romance de sujeto nulo (e.g. fueron detenidos los asaltantes) dado el ascenso del Sintagma de Participio a la posición de especificador de Voz (contra Belletti 2009); (ii) el obligatorio tratamiento como argumento verbal del complemento agente que impide dar cuenta de su comportamiento ante islas de extracción débiles (e.g. *por el docente, no sabe Juan por qué fue desaprobada María); (iii) y la imposibilidad de explicar el arrastre de la preposición (pied-piping) ante movimiento del nominal que recibe interpretación de argumento externo a la periferia izquierda (e.g. ¿por quién fueron arrestados los asaltantes?). Los argumentos conceptuales se basan, principalmente, en la inexistencia de requerimientos gramaticales para varias de las suboperaciones y movimientos de los que depende esta derivación de la pasiva. Además, se defienden las observaciones de Gehrke y Grillo (2007) con respecto a la naturaleza ad-hoc del análisis (que, en términos técnicos, se reducen a que las computaciones propuestas por Collins requieren "ver hacia adelante" (look-ahead) en la derivación). Ante estas consideraciones, se defiende el análisis de la construcción pasiva presentado durante el auge del modelo GB (Jaeggli 1986, Baker et al. 1989), el cual, sin ser perfecto, resulta mucho más consistente con respecto al requerimiento de adecuación descriptiva de toda teoría gramatical

Verbos transitivos y sus objetos : sobre la posibilidad de omitir Complementos

La omisión del complemento directo de un verbo transitivo es un fenómeno frecuente entre los hablantes del español (¿Ya comiste ?/ Tengo de sobra / Leyó durante toda la noche). Se ha señalado que en estos casos se hace presente un pronombre nulo sin estructura interna. En el presente trabajo analizaremos, por un lado, el tipo de verbos que permite la omisión del complemento y, por el otro, la relación entre la delimitación del evento denotado por el verbo y el pronombre nulo. En el primer caso, contrastamos la posibilidad de tener pronombres nulos en verbos transitivos con ejemplos del tipo Vivir una vida plena, donde un verbo intransitivo presenta un objeto cognado. En el segundo caso, consideramos el grado en el que la falta de definitud del complemento condiciona la aspectualidad del evento.

Cayó la yuta : Basta de contrabando en la pasiva

El presente trabajo esboza una crítica con base empírica y conceptual al análisis de la construcción pasiva basado en la operación contrabando (smuggling) propuesto por Collins (2005). En primer lugar, se exponen los argumentos de tipo empírico, los cuales se basan en aspectos de la construcción pasiva española (y de otras lenguas romance de sujeto nulo) que la derivación de Collins no permite explicar. Los fenómenos más salientes que se discuten son: (i) la imposibilidad de dar cuenta de los sujetos postverbales en la pasiva de lenguas romance de sujeto nulo (e.g. fueron detenidos los asaltantes) dado el ascenso del Sintagma de Participio a la posición de especificador de Voz (contra Belletti 2009); (ii) el obligatorio tratamiento como argumento verbal del complemento agente que impide dar cuenta de su comportamiento ante islas de extracción débiles (e.g. *por el docente, no sabe Juan por qué fue desaprobada María); (iii) y la imposibilidad de explicar el arrastre de la preposición (pied-piping) ante movimiento del nominal que recibe interpretación de argumento externo a la periferia izquierda (e.g. ¿por quién fueron arrestados los asaltantes?). Los argumentos conceptuales se basan, principalmente, en la inexistencia de requerimientos gramaticales para varias de las suboperaciones y movimientos de los que depende esta derivación de la pasiva. Además, se defienden las observaciones de Gehrke y Grillo (2007) con respecto a la naturaleza ad-hoc del análisis (que, en términos técnicos, se reducen a que las computaciones propuestas por Collins requieren "ver hacia adelante" (look-ahead) en la derivación). Ante estas consideraciones, se defiende el análisis de la construcción pasiva presentado durante el auge del modelo GB (Jaeggli 1986, Baker et al. 1989), el cual, sin ser perfecto, resulta mucho más consistente con respecto al requerimiento de adecuación descriptiva de toda teoría gramatical

Verbos transitivos y sus objetos : sobre la posibilidad de omitir Complementos

La omisión del complemento directo de un verbo transitivo es un fenómeno frecuente entre los hablantes del español (¿Ya comiste ?/ Tengo de sobra / Leyó durante toda la noche). Se ha señalado que en estos casos se hace presente un pronombre nulo sin estructura interna. En el presente trabajo analizaremos, por un lado, el tipo de verbos que permite la omisión del complemento y, por el otro, la relación entre la delimitación del evento denotado por el verbo y el pronombre nulo. En el primer caso, contrastamos la posibilidad de tener pronombres nulos en verbos transitivos con ejemplos del tipo Vivir una vida plena, donde un verbo intransitivo presenta un objeto cognado. En el segundo caso, consideramos el grado en el que la falta de definitud del complemento condiciona la aspectualidad del evento.

Cayó la yuta : Basta de contrabando en la pasiva

El presente trabajo esboza una crítica con base empírica y conceptual al análisis de la construcción pasiva basado en la operación contrabando (smuggling) propuesto por Collins (2005). En primer lugar, se exponen los argumentos de tipo empírico, los cuales se basan en aspectos de la construcción pasiva española (y de otras lenguas romance de sujeto nulo) que la derivación de Collins no permite explicar. Los fenómenos más salientes que se discuten son: (i) la imposibilidad de dar cuenta de los sujetos postverbales en la pasiva de lenguas romance de sujeto nulo (e.g. fueron detenidos los asaltantes) dado el ascenso del Sintagma de Participio a la posición de especificador de Voz (contra Belletti 2009); (ii) el obligatorio tratamiento como argumento verbal del complemento agente que impide dar cuenta de su comportamiento ante islas de extracción débiles (e.g. *por el docente, no sabe Juan por qué fue desaprobada María); (iii) y la imposibilidad de explicar el arrastre de la preposición (pied-piping) ante movimiento del nominal que recibe interpretación de argumento externo a la periferia izquierda (e.g. ¿por quién fueron arrestados los asaltantes?). Los argumentos conceptuales se basan, principalmente, en la inexistencia de requerimientos gramaticales para varias de las suboperaciones y movimientos de los que depende esta derivación de la pasiva. Además, se defienden las observaciones de Gehrke y Grillo (2007) con respecto a la naturaleza ad-hoc del análisis (que, en términos técnicos, se reducen a que las computaciones propuestas por Collins requieren "ver hacia adelante" (look-ahead) en la derivación). Ante estas consideraciones, se defiende el análisis de la construcción pasiva presentado durante el auge del modelo GB (Jaeggli 1986, Baker et al. 1989), el cual, sin ser perfecto, resulta mucho más consistente con respecto al requerimiento de adecuación descriptiva de toda teoría gramatical

Propuesta de desarrollo para la República Serbia: aplicabilidad de metodologías de sostenibilidad y eficiencia energética.

Hasta hoy, el hombre ha sido capaz de alcanzar logros inesperados en términos de descubrimientos científicos; se ha desarrollado y ha avanzado de forma constante, al igual que sus investigaciones. Por otro lado, todo esto ha provocado varias consecuencias negativas que van unidas al desarrollo tecnológico. El hombre comenzó a utilizar la energía y los recursos naturales de manera muy egoísta, sin pensar, y sólo en los últimos años ha comenzado a considerar cuáles son los aspectos negativos de sus propios avances. Empezó a preguntarse hasta cuando la naturaleza va a tolerar el agotamiento de los recursos sin cargo. Es evidente que el uso constante de energía y sus recursos ha dado lugar a cambios muy importantes a nivel mundial, tales como la calefacción o el alarmante nivel de contaminación del medio ambiente. Uno de los pocos lados positivos de la crisis económica es que ha conducido a los grandes contaminadores a mirar a largo plazo, plantearse el futuro ecológico y aunar esfuerzos para buscar una solución mejor que la actual. Parece que el mundo comenzó a darse cuenta de que la crisis ecológica va más allá de la puramente energética, ya que las amenazas que provienen de los ámbitos de la energía tienen un impacto directo sobre el medio ambiente; así, resolver el problema de la energía se convirtió en una prioridad desde el punto de vista ambiental. En comparación con los países líderes de Europa y del resto del mundo, debido a la crisis financiera de Serbia, que se ha prolongado durante años, todavía no ha tenido oportunidad de desarrollar el sector energético, las nuevas tecnologías o la industria y, por lo tanto, afortunadamente, todavía no ha alcanzado un alto grado de la deterioro ecológico. Es un país muy rico en recursos naturales, especialmente los bosques y el agua, y dispone de muchas sustancias pendientes de investigación que podrían llegar a explotarse adecuadamente. La candidatura de adhesión de Serbia a la UE, confirmada a principios de este año, traerá muchos cambios e innovaciones en todo el sistema del país, por lo que tendrá un impacto directo en el desarrollo de la conciencia de todos los ciudadanos. Dado que Serbia se considera un país en desarrollo y un excelente terreno para las inversiones extranjeras, es importante en primer lugar crear un sistema que será modelado siguiendo los ejemplos de los países con una tradición de conservación de los recursos naturales y la eficiencia energética, para así ser capaz de limitar las actividades de los inversores extranjeros poniendo el medio ambiente en el primer lugar. Este trabajo está basado en los parámetros de las investigaciones, procesos y análisis de los sistemas que ya están en uso y que se han demostrado como buenos. El objetivo es provocar el interés sobre este tema, tomando como ejemplo Serbia, el país donde el desarrollo de la energía sigue y que representa una excelente base para la aplicación de los programas probados y eficaces, evitando de esta manera que se cometan los errores que algunos países han experimentado.

Emulación de instrumentos de sobremesa mediante Tarjetas de Adquisición de Datos

Este proyecto se ha enmarcado en la línea de desarrollo del Laboratorio Virtual de electrónica, desarrollado en la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Telecomunicación (EUITT), de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Con el Laboratorio Virtual los alumnos de la universidad, de cualquiera de las escuelas de ingeniería que la componen, pueden realizar prácticas de forma remota. Es decir, desde cualquier PC con el software adecuado instalado y a través de Internet, sin requerir su presencia en un laboratorio físico. La característica más destacable e importante de este Laboratorio Virtual es que las medidas que se realizan no son simulaciones sobre circuitos virtuales, sino medidas reales sobre circuitos reales: el alumno puede configurar una serie de interconexiones entre componentes electrónicos, formando el circuito que necesite, que posteriormente el Laboratorio Virtual se encargará de realizar físicamente, gracias al hardware y al software que conforman el sistema. Tras ello, el alumno puede excitar el circuito con señales provenientes de instrumental real de laboratorio y obtener medidas de la misma forma, en los puntos del circuito que indique. La necesidad principal a la que este Proyecto de Fin de Carrera da solución es la sustitución de los instrumentos de sobremesa por instrumentos emulados en base a Tarjetas de Adquisición de Datos (DAQ). Los instrumentos emulados son: un multímetro, un generador de señales y un osciloscopio. Además, existen otros objetivos derivados de lo anterior, como es el que los instrumentos emulados deben guardar una total compatibilidad con el resto del sistema del Laboratorio Virtual, o que el diseño ha de ser escalable y adaptable. Todo ello se ha implementado mediante: un software escrito en LabVIEW, que utiliza un lenguaje de programación gráfico; un hardware que ha sido primero diseñado y luego fabricado, controlado por el software; y una Tarjeta de Adquisición de Datos, que gracias a la escalabilidad del sistema puede sustituirse por otro modelo superior o incluso por varias de ellas. ABSTRACT. This project is framed in the development line of the electronics Virtual Laboratory, developed at Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Telecomunicación (EUITT), from Universidad Politécnica de Madrid (UPM). With the Virtual Laboratory, the university’s students, from any of its engineering schools that is composed of, can do practices remotely. Or in other words, from any PC with the correct software installed and through the Internet, without requiring his or her presence in a physical laboratory. The most remarkable and important characteristic this Virtual Laboratory has is that the measures the students does are not simulations over virtual circuits, but real measures over real circuits: the student can configure a series of interconnections between electronic parts, setting up the circuit he or she needs, and afterwards the Virtual Laboratory will realize that circuit physically, thanks to the hardware and software that compose the whole system. Then, the student can apply signals coming from real laboratory instruments and get measures in the same way, at the points of the circuit he or she points out. The main need this Degree Final Project gives solution is the substitution of the real instruments by emulated instruments, based on Data Acquisition systems (DAQ). The emulated instruments are: a digital multimeter, a signal generator and an oscilloscope. In addition, there is other objectives coming from the previously said, like the need of a total compatibility between the real instruments and the emulated ones and with the rest of the Virtual Laboratory, or that the design must be scalable and adaptive. All of that is implemented by: a software written in LabVIEW, which makes use of a graphical programming language; a hardware that was first designed and later manufactured, then controlled by software; and a Data Acquisition device, though thanks to the system’s scalability it can be substituted by a better model or even by several DAQs.

Multidisciplinary Design Optimization Application to Conceptual Design of University-class Microsatellite Projects

Esta tesis se ha realizado en el contexto del proyecto UPMSat-2, que es un microsatélite diseñado, construido y operado por el Instituto Universitario de Microgravedad "Ignacio Da Riva" (IDR / UPM) de la Universidad Politécnica de Madrid. Aplicación de la metodología Ingeniería Concurrente (Concurrent Engineering: CE) en el marco de la aplicación de diseño multidisciplinar (Multidisciplinary Design Optimization: MDO) es uno de los principales objetivos del presente trabajo. En los últimos años, ha habido un interés continuo en la participación de los grupos de investigación de las universidades en los estudios de la tecnología espacial a través de sus propios microsatélites. La participación en este tipo de proyectos tiene algunos desafíos inherentes, tales como presupuestos y servicios limitados. Además, debido al hecho de que el objetivo principal de estos proyectos es fundamentalmente educativo, por lo general hay incertidumbres en cuanto a su misión en órbita y cargas útiles en las primeras fases del proyecto. Por otro lado, existen limitaciones predeterminadas para sus presupuestos de masa, volumen y energía, debido al hecho de que la mayoría de ellos están considerados como una carga útil auxiliar para el lanzamiento. De este modo, el costo de lanzamiento se reduce considerablemente. En este contexto, el subsistema estructural del satélite es uno de los más afectados por las restricciones que impone el lanzador. Esto puede afectar a diferentes aspectos, incluyendo las dimensiones, la resistencia y los requisitos de frecuencia. En la primera parte de esta tesis, la atención se centra en el desarrollo de una herramienta de diseño del subsistema estructural que evalúa, no sólo las propiedades de la estructura primaria como variables, sino también algunas variables de nivel de sistema del satélite, como la masa de la carga útil y la masa y las dimensiones extremas de satélite. Este enfoque permite que el equipo de diseño obtenga una mejor visión del diseño en un espacio de diseño extendido. La herramienta de diseño estructural se basa en las fórmulas y los supuestos apropiados, incluyendo los modelos estáticos y dinámicos del satélite. Un algoritmo genético (Genetic Algorithm: GA) se aplica al espacio de diseño para optimizaciones de objetivo único y también multiobjetivo. El resultado de la optimización multiobjetivo es un Pareto-optimal basado en dos objetivo, la masa total de satélites mínimo y el máximo presupuesto de masa de carga útil. Por otro lado, la aplicación de los microsatélites en misiones espaciales es de interés por su menor coste y tiempo de desarrollo. La gran necesidad de las aplicaciones de teledetección es un fuerte impulsor de su popularidad en este tipo de misiones espaciales. Las misiones de tele-observación por satélite son esenciales para la investigación de los recursos de la tierra y el medio ambiente. En estas misiones existen interrelaciones estrechas entre diferentes requisitos como la altitud orbital, tiempo de revisita, el ciclo de vida y la resolución. Además, todos estos requisitos puede afectar a toda las características de diseño. Durante los últimos años la aplicación de CE en las misiones espaciales ha demostrado una gran ventaja para llegar al diseño óptimo, teniendo en cuenta tanto el rendimiento y el costo del proyecto. Un ejemplo bien conocido de la aplicación de CE es la CDF (Facilidad Diseño Concurrente) de la ESA (Agencia Espacial Europea). Está claro que para los proyectos de microsatélites universitarios tener o desarrollar una instalación de este tipo parece estar más allá de las capacidades del proyecto. Sin embargo, la práctica de la CE a cualquier escala puede ser beneficiosa para los microsatélites universitarios también. En la segunda parte de esta tesis, la atención se centra en el desarrollo de una estructura de optimización de diseño multidisciplinar (Multidisciplinary Design Optimization: MDO) aplicable a la fase de diseño conceptual de microsatélites de teledetección. Este enfoque permite que el equipo de diseño conozca la interacción entre las diferentes variables de diseño. El esquema MDO presentado no sólo incluye variables de nivel de sistema, tales como la masa total del satélite y la potencia total, sino también los requisitos de la misión como la resolución y tiempo de revisita. El proceso de diseño de microsatélites se divide en tres disciplinas; a) diseño de órbita, b) diseño de carga útil y c) diseño de plataforma. En primer lugar, se calculan diferentes parámetros de misión para un rango práctico de órbitas helio-síncronas (sun-synchronous orbits: SS-Os). Luego, según los parámetros orbitales y los datos de un instrumento como referencia, se calcula la masa y la potencia de la carga útil. El diseño de la plataforma del satélite se estima a partir de los datos de la masa y potencia de los diferentes subsistemas utilizando relaciones empíricas de diseño. El diseño del subsistema de potencia se realiza teniendo en cuenta variables de diseño más detalladas, como el escenario de la misión y diferentes tipos de células solares y baterías. El escenario se selecciona, de modo de obtener una banda de cobertura sobre la superficie terrestre paralelo al Ecuador después de cada intervalo de revisita. Con el objetivo de evaluar las interrelaciones entre las diferentes variables en el espacio de diseño, todas las disciplinas de diseño mencionados se combinan en un código unificado. Por último, una forma básica de MDO se ajusta a la herramienta de diseño de sistema de satélite. La optimización del diseño se realiza por medio de un GA con el único objetivo de minimizar la masa total de microsatélite. Según los resultados obtenidos de la aplicación del MDO, existen diferentes puntos de diseños óptimos, pero con diferentes variables de misión. Este análisis demuestra la aplicabilidad de MDO para los estudios de ingeniería de sistema en la fase de diseño conceptual en este tipo de proyectos. La principal conclusión de esta tesis, es que el diseño clásico de los satélites que por lo general comienza con la definición de la misión y la carga útil no es necesariamente la mejor metodología para todos los proyectos de satélites. Un microsatélite universitario, es un ejemplo de este tipo de proyectos. Por eso, se han desarrollado un conjunto de herramientas de diseño para encarar los estudios de la fase inicial de diseño. Este conjunto de herramientas incluye diferentes disciplinas de diseño centrados en el subsistema estructural y teniendo en cuenta una carga útil desconocida a priori. Los resultados demuestran que la mínima masa total del satélite y la máxima masa disponible para una carga útil desconocida a priori, son objetivos conflictivos. En este contexto para encontrar un Pareto-optimal se ha aplicado una optimización multiobjetivo. Según los resultados se concluye que la selección de la masa total por satélite en el rango de 40-60 kg puede considerarse como óptima para un proyecto de microsatélites universitario con carga útil desconocida a priori. También la metodología CE se ha aplicado al proceso de diseño conceptual de microsatélites de teledetección. Los resultados de la aplicación del CE proporcionan una clara comprensión de la interacción entre los requisitos de diseño de sistemas de satélites, tales como la masa total del microsatélite y la potencia y los requisitos de la misión como la resolución y el tiempo de revisita. La aplicación de MDO se hace con la minimización de la masa total de microsatélite. Los resultados de la aplicación de MDO aclaran la relación clara entre los diferentes requisitos de diseño del sistema y de misión, así como que permiten seleccionar las líneas de base para el diseño óptimo con el objetivo seleccionado en las primeras fase de diseño. ABSTRACT This thesis is done in the context of UPMSat-2 project, which is a microsatellite under design and manufacturing at the Instituto Universitario de Microgravedad “Ignacio Da Riva” (IDR/UPM) of the Universidad Politécnica de Madrid. Application of Concurrent Engineering (CE) methodology in the framework of Multidisciplinary Design application (MDO) is one of the main objectives of the present work. In recent years, there has been continuing interest in the participation of university research groups in space technology studies by means of their own microsatellites. The involvement in such projects has some inherent challenges, such as limited budget and facilities. Also, due to the fact that the main objective of these projects is for educational purposes, usually there are uncertainties regarding their in orbit mission and scientific payloads at the early phases of the project. On the other hand, there are predetermined limitations for their mass and volume budgets owing to the fact that most of them are launched as an auxiliary payload in which the launch cost is reduced considerably. The satellite structure subsystem is the one which is most affected by the launcher constraints. This can affect different aspects, including dimensions, strength and frequency requirements. In the first part of this thesis, the main focus is on developing a structural design sizing tool containing not only the primary structures properties as variables but also the satellite system level variables such as payload mass budget and satellite total mass and dimensions. This approach enables the design team to obtain better insight into the design in an extended design envelope. The structural design sizing tool is based on the analytical structural design formulas and appropriate assumptions including both static and dynamic models of the satellite. A Genetic Algorithm (GA) is applied to the design space for both single and multiobejective optimizations. The result of the multiobjective optimization is a Pareto-optimal based on two objectives, minimum satellite total mass and maximum payload mass budget. On the other hand, the application of the microsatellites is of interest for their less cost and response time. The high need for the remote sensing applications is a strong driver of their popularity in space missions. The satellite remote sensing missions are essential for long term research around the condition of the earth resources and environment. In remote sensing missions there are tight interrelations between different requirements such as orbital altitude, revisit time, mission cycle life and spatial resolution. Also, all of these requirements can affect the whole design characteristics. During the last years application of the CE in the space missions has demonstrated a great advantage to reach the optimum design base lines considering both the performance and the cost of the project. A well-known example of CE application is ESA (European Space Agency) CDF (Concurrent Design Facility). It is clear that for the university-class microsatellite projects having or developing such a facility seems beyond the project capabilities. Nevertheless practicing CE at any scale can be beneficiary for the university-class microsatellite projects. In the second part of this thesis, the main focus is on developing a MDO framework applicable to the conceptual design phase of the remote sensing microsatellites. This approach enables the design team to evaluate the interaction between the different system design variables. The presented MDO framework contains not only the system level variables such as the satellite total mass and total power, but also the mission requirements like the spatial resolution and the revisit time. The microsatellite sizing process is divided into the three major design disciplines; a) orbit design, b) payload sizing and c) bus sizing. First, different mission parameters for a practical range of sun-synchronous orbits (SS-Os) are calculated. Then, according to the orbital parameters and a reference remote sensing instrument, mass and power of the payload are calculated. Satellite bus sizing is done based on mass and power calculation of the different subsystems using design estimation relationships. In the satellite bus sizing, the power subsystem design is realized by considering more detailed design variables including a mission scenario and different types of solar cells and batteries. The mission scenario is selected in order to obtain a coverage belt on the earth surface parallel to the earth equatorial after each revisit time. In order to evaluate the interrelations between the different variables inside the design space all the mentioned design disciplines are combined in a unified code. The integrated satellite system sizing tool developed in this section is considered as an application of the CE to the conceptual design of the remote sensing microsatellite projects. Finally, in order to apply the MDO methodology to the design problem, a basic MDO framework is adjusted to the developed satellite system design tool. Design optimization is done by means of a GA single objective algorithm with the objective function as minimizing the microsatellite total mass. According to the results of MDO application, there exist different optimum design points all with the minimum satellite total mass but with different mission variables. This output demonstrates the successful applicability of MDO approach for system engineering trade-off studies at the conceptual design phase of the design in such projects. The main conclusion of this thesis is that the classical design approach for the satellite design which usually starts with the mission and payload definition is not necessarily the best approach for all of the satellite projects. The university-class microsatellite is an example for such projects. Due to this fact an integrated satellite sizing tool including different design disciplines focusing on the structural subsystem and considering unknown payload is developed. According to the results the satellite total mass and available mass for the unknown payload are conflictive objectives. In order to find the Pareto-optimal a multiobjective GA optimization is conducted. Based on the optimization results it is concluded that selecting the satellite total mass in the range of 40-60 kg can be considered as an optimum approach for a university-class microsatellite project with unknown payload(s). Also, the CE methodology is applied to the remote sensing microsatellites conceptual design process. The results of CE application provide a clear understanding of the interaction between satellite system design requirements such as satellite total mass and power and the satellite mission variables such as revisit time and spatial resolution. The MDO application is done with the total mass minimization of a remote sensing satellite. The results from the MDO application clarify the unclear relationship between different system and mission design variables as well as the optimum design base lines according to the selected objective during the initial design phases.

Servicio de seguridad combinable mediante técnicas de orquestación de servicios

En los últimos años, la seguridad en redes y servicios ha evolucionado de manera exponencial debido al crecimiento de dispositivos conectados a Internet. Con el avance de las nuevas tecnologías es imprescindible dotar a cualquier servicio o dispositivo de la seguridad adecuada dado que éstos se pueden ver afectados por diversas amenazas tales como la accesibilidad, la integridad, la identidad del usuario, la disponibilidad y la confidencialidad de los datos. Cuando se trata de comunicaciones, la seguridad cobra especial importancia dado que los datos enviados a través de la red pueden ser interceptados por un agente no autorizado y utilizarlos para su propio beneficio o alterar su contenido. Para contrarrestar estos ataques, se han definido unos servicios de seguridad como son, por ejemplo, la confidencialidad y la integridad de los datos. Existen diversos mecanismos de seguridad que implementan estos servicios los cuales se apoyan en técnicas criptográficas. Desde el comienzo de las primeras comunicaciones se han desarrollado diferentes técnicas criptográficas que han ido evolucionando a la vez que éstas. La primera de estas técnicas conocida fue escítala lacedemonia en el siglo V a.C. Los éforos espartanos, que eran los que utilizaban dicha técnica, escribían el mensaje en una cinta de cuero o papiro enrollada en una vara de grosor variable. A continuación desenrollaban la cinta y la enviaban al receptor. Sí el mensaje era interceptado solo podrían leer una pila de letras sin sentido. Sí el mensaje llegaba al receptor, éste enrollaría de nuevo la cinta en una vara del mismo grosor que lo hizo el emisor y leería el mensaje. En este proyecto de fin de grado se va a realizar un estudio del estado de arte sobre mecanismos de seguridad para posteriormente diseñar e implementar un componente de seguridad que ofrecerá los servicios citados. Dicho componente se integrará en el sistema del proyecto Europeo I3RES como un servicio más de los definidos dentro del propio proyecto. Los servicios de seguridad que requiere el proyecto I3RES, y por tanto los que ofrecerá el componente, son los de autenticación, integridad, no repudio y confidencialidad. El proyecto I3RES basa su sistema en una arquitectura distribuida por lo que es necesario realizar un estudio del estado del arte sobre dichas arquitecturas para el correcto despliegue del componente en el sistema. Actualmente, la mayoría de los sistemas mantienen una arquitectura distribuida. Este tipo de arquitectura conecta distintos equipos y dispositivos que están separados físicamente mediante una red llamada middleware. Estos equipos trabajan conjuntamente para implementar un conjunto de servicios. En el documento presente se tratan todos los temas anteriormente citados y se detalla el componente a desarrollar así como las correspondientes pruebas de validación y las conclusiones obtenidas. ABSTRACT. Security in networks and services have been extensively developed in last decades due to the arising of multiple devices connected to Internet. Advances in new technologies enhanced the necessity of security requirements to in order to avoid several warnings such as accessibility, integrity, user identity, availability, and confidentiality of our data. In terms of communications, security is crucial due to data could be intercepted on Internet by non-authorised agents which could use them or even alter their content. In order to avoid this warnings, security services have been defined such as data confidentiality and integrity. There is several security mechanism which implement this services based on cryptographic techniques. In parallel to the evolution of communication, cryptographic technics have been also developed with. The most ancient of technics was described in s. V b.C called escitala lacedemonia. Spartan ephorts, which extensively used this method, were used to write messages on the surface of a leather tape or papyri which were rolled on a rod. Next, they unrolled the tape and they sent to the receptor. Whether the message was intercepted they just would be able to read a mess of letters without sense. On the other hand, if the message arrive to the proper receptor, he roll the tape again in a rod with similar anchor of the transmitter one which leads to the adequate read. This Degree Project is focused on an analysis of the state of art about security mechanism together with a design and implement of a security component which offered the services mentioned. This component will be integrated within the European project I3RES as one of the security elements defined inside the project. The security components required in project I3REs are authentication, integrity and non-repudiation will be offered by the designed component as well. Nowadays, the most of the systems maintain a distributed architecture. This type of architecture connect several devices which are physically separated by a network called middleware. This equipment work altogether to implement a set of services. This document is focused on all the topics mentioned as well as the details of the component developed together with the validation tests required and the conclusions obtained.