Fabricación de nanocontactos para células solares: invisibilidad y resonancias plasmónicas

Los dispositivos opto-electrónicos, tales como las células solares, las pantallas planas y los diodos LED (del inglés light emitting diodes), necesitan contactos eléctricos en la cara frontal por la que entra o sale la luz del dispositivo. Estos contactos causan pérdidas por reflexión y absorción de luz (sombra) y por resistencia eléctrica. En una primera aproximación estas pérdidas son contrapuestas, lo que mejora la sombra empeora la resistencia y viceversa. Hasta ahora esto se ha entendido como un compromiso inevitable que limita la eficiencia de conversión energética de los dispositivos opto-electrónicos: disminuir las pérdidas por resistencia eléctrica implica necesariamente aumentar las pérdidas ópticas por sombra. Esta tesis se ha encaminado a tratar de superar esta dificultad a través de la nanoestructuración de la malla de contacto frontal, con especial énfasis en el caso de las células solares de concentración. El objetivo es poder reducir simultáneamente las pérdidas por sombreado y resistencia en serie de la malla. Hemos encontrado, en base a experimentos, teoría y simulaciones, que para tamaños de linea pequeños, en el umbral del régimen de Rayleigh, pero no lo suficientemente pequeños como para que se den las resonancias plasmónicas más intensas (de tipo dipolar), los contactos hacen menos sombra de la que corresponde a su área geométrica. Se puede decir que los contactos se vuelven parcialmente invisibles. En una primera parte de introducción se ha presentado la influencia de la malla en las pérdidas por resistencia en serie producidas en la célula. Se ha analizado el peso de las distintas variables y se ha escogido la reducción del espaciado entre líneas como alternativa a desarrollar. Para no afectar a otras variables, se ha reducido acordemente la anchura de línea manteniendo el factor de sombra geométrico de las células estado del arte. Se ha calculado que para un caso ideal la ganancia puede ser de un 4% absoluto para mallas con líneas de anchura 400-600 nm distribuidas en periodos de 10-20 μm. Se ha visto como otros efectos eléctricos apuntan también a ese rango como óptimo...

Dosimetría a los pacientes pediátricos en cateterismos cardíacos e impacto de las adquisiciones en modo tomográfico

El Comité Científico de Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica (UNSCEAR) indica que una de las fuentes principales de radiación artificial a la población mundial es la cardiología intervencionista. Los procedimientos intervencionistas cardíacos son complejos y los pacientes reciben mayores dosis de radiación que en radiología convencional. Las intervenciones coronarias percutáneas complejas y los procedimientos electrofisiológicos se asocian con altas dosis de radiación y, a veces, implican dosis en la piel tan elevadas que pueden causar lesiones y aumentan el riesgo de padecer cáncer. En los últimos años ha aumentado considerablemente el número y el tipo de intervenciones cardíacas pediátricas, especialmente el diagnóstico y tratamiento de defectos cardíacos congénitos. Los pacientes pediátricos, al ser más sensibles a la radiación, requieren una atención especial desde el punto de vista de la protección radiológica. Los niños expuestos a la radiación tienen mayor probabilidad de padecer cáncer (el riesgo es de 2 a 3 veces mayor) que el resto de la población y son más radiosensibles a tumores de tiroides, piel, mama, cerebrales y leucemia...

Estudio mediante dinámica molecular del efecto de la radiación e isótopos de H en diamante para su aplicación en fusión

Las recientes mejoras en la síntesis de Diamante artificial han logrado cristales de mayor tamaño, propiedades optimizadas y en muchos casos superiores a sus variantes naturales. Con ello, los cristales sintéticos de Diamante, pasan a ser una alternativa seria en aplicaciones de Fusión Nuclear. Algunas de las propiedades deseables para dichas aplicaciones son especialmente notables en Diamante, entre otras su conductividad térmica o su amplio rango de transparencia electromagnética. Sin embargo, el conocimiento acumulado acerca de su comportamiento bajo radiación, o más concretamente bajo las condiciones radiactivas de Fusión, es todavía limitado. En aplicaciones de Fusión nuclear, es imprescindible conocer el efecto de la radiación neutrónica y la interacción del material con Hidrógeno, sus isótopos y otros elementos ligeros propios de los plasmas de Fusión. No nos consta una bibliografía extensa acerca del daño por radiación en Diamante, existen estudios poco concluyentes acerca de la energía umbral de desplazamiento, se ha estudiado la grafitización o amorfización y tópicos tales como la implantación o el daño por bombardeo electrónico, iónico o gamma, pero no se han encontrado trabajos previos a esta tesis en cascadas de desplazamientos 1 y, como veremos, apenas unos pocos trabajos utilizan la técnica de la Dinámica Molecular en estudios de daño por radiación en este material. La interacción del Hidrógeno en la red de Diamante sí ha sido extensamente estudiada, se conocen multitud de líneas de absorción relacionadas con su presencia, se ha estudiado su difusión mediante técnicas experimentales y existen descripciones atomísticas de los sitios de equilibrio en la red de Diamante, aislado o formando parte de agregados...

Paleobiogeografía, cambios climáticos globales y macroevolución en aves no paseriformes: patrones de radiación, dispersión y adaptación durante el Cenozoico

Desde su origen en el Jurásico, las aves adquieren una preponderancia en los ecosistemas alcanzando cerca de 10000 especies en la actualidad, una diversidad sin parangón entre los vertebrados terrestres. Desde los comienzos de las ciencias naturales, las aves fueron uno de los grupos animales más estudiados, lo que las ha llevado a ser sin duda uno de los mejor conocidos en términos de su ecología y distribución geográfica. En los últimos años, esta vasta acumulación de conocimiento ha posibilitado el surgimiento de nuevos análisis para conocer sus patrones de diversidad y las causas subyacentes a los mismos. Sin embargo, a pesar de la abundancia de trabajos relacionados con diversos aspectos de su biología y el creciente auge de la aplicación de técnicas moleculares, son pocos los trabajos que integren las diversas fuentes de información en una perspectiva macroevolutiva. Asimismo, muchos trabajos suelen considerar el registro fósil de las aves como deficiente o poco representativo, siendo también escasos los estudios paleoecológicos con implicaciones sobre la evolución de este grupo. Considerando lo anterior, esta tesis doctoral se plantea como objetivo fundamental determinar cómo los diversos patrones y procesos macroevolutivos de las aves modernas (Neornithes) han sido influidos por los cambios climáticos y procesos geológicos que han acaecido en la Tierra a lo largo del Cenozoico. Por lo tanto, el presente proyecto de tesis se constituye como un reto importante en la integración de toda la información disponible para construir un marco histórico que logre explicar procesos evolutivos de innovación adaptativa responsables de la importante disparidad ecológica que observamos actualmente en las aves...

Integración y visualización de datos abiertos medioambientales

En la actualidad, muchos gobiernos están publicando (o tienen la intención de publicar en breve) miles de conjuntos de datos para que personas y organizaciones los puedan utilizar. Como consecuencia, la cantidad de aplicaciones basadas en Open Data está incrementándose. Sin embargo cada gobierno tiene sus propios procedimientos para publicar sus datos, y esto causa una variedad de formatos dado que no existe un estándar internacional para especificar los formatos de estos datos. El objetivo principal de este trabajo es un análisis comparativo de datos ambientales en bases de datos abiertas (Open Data) pertenecientes a distintos gobiernos. Debido a esta variedad de formatos, debemos construir un proceso de integración de datos que sea capaz de unir todos los tipos de formatos. El trabajo implica un pre-procesado, limpieza e integración de las diferentes fuentes de datos. Existen muchas aplicaciones desarrolladas para dar soporte en el proceso de integración por ejemplo Data Tamer, Data Wrangler como se explica en este documento. El problema con estas aplicaciones es que necesitan la interacción del usuario como parte fundamental del proceso de integración. En este trabajo tratamos de evitar la supervisión humana aprovechando las similitudes de los datasets procedentes de igual área que en nuestro caso se aplica al área de medioambiente. De esta forma los procesos pueden ser automatizados con una programación adecuada. Para conseguirlo, la idea principal de este trabajo es construir procesos ad hoc adaptados a las fuentes de cada gobierno para conseguir una integración automática. Concretamente este trabajo se enfoca en datos ambientales como lo son la temperatura, consumo de energía, calidad de aire, radiación solar, velocidad del viento, etc. Desde hace dos años el gobierno de Madrid está publicando sus datos relativos a indicadores ambientales en tiempo real. Del mismo modo, otros gobiernos han publicado conjuntos de datos Open Data relativos al medio ambiente (como Andalucía o Bilbao), pero todos estos datos tienen diferentes formatos. En este trabajo se presenta una solución capaz de integrar todas ellos que además permite al usuario visualizar y hacer análisis sobre los datos en tiempo real. Una vez que el proceso de integración está realizado, todos los datos de cada gobierno poseen el mismo formato y se pueden lanzar procesos de análisis de una manera más computacional. Este trabajo tiene tres partes fundamentales: 1. Estudio de los entornos Open Data y la literatura al respecto; 2. Desarrollo de un proceso de integración y 3. Desarrollo de una Interface Gráfica y Analítica. Aunque en una primera fase se implementaron los procesos de integración mediante Java y Oracle y la Interface Gráfica con Java (jsp), en una fase posterior se realizó toda la implementación con lenguaje R y la interface gráfica mediante sus librerías, principalmente con Shiny. El resultado es una aplicación que provee de un conjunto de Datos Ambientales Integrados en Tiempo Real respecto a dos gobiernos muy diferentes en España, disponible para cualquier desarrollador que desee construir sus propias aplicaciones.

Efecto de la fuente y nivel de zinc en el comportamiento productivo de machos no castrados (40-110 kg) y su relación con el comportamiento sexual

El uso de fuentes de Zn (orgánicas e inorgánicas) en el pienso de cerdos prepúberes se ha mostrado indispensable, ya que este mineral ha evidenciado beneficios relacionados con aspectos reproductivos, respuesta inmunitaria, estado de salud, ganancia de peso, consumo de pienso. Los primeros estudios que identificaron al Zn como componente fundamental en la reproducción fueron en la década de los 40´s, en donde se estableció la importancia de este mineral en el desarrollo de las células de Leydig, a partir de estos descubrimientos se recomienda la utilización del mineral en el pienso de los cerdos. Sin embargo, las recomendaciones que se han hecho para apoyar el efecto del Zn en la reproducción, fueron identificadas hace 30 años, y poco se ha estudiado desde entonces con respecto al nivel de Zn que habría que incluir en el pienso. Por otra parte, la industria alimenticia animal ha desarrollado fuentes minerales con mayor biodisponibilidad, por un lado para que el organismo pueda utilizarlo más rápida y eficientemente (>biodisponibilidad) y por otra parte para evitar que el mineral consumido por el animal, se pierda a través de las deyecciones, asegurando con ello no solo la reducción de las pérdidas económicas, sino la minimización del impacto ambiental que el Zn ejerce negativamente. De esta manera, se decidió realizar una investigación que proporcionara información sobre el efecto de las fuentes y niveles de Zn, en la eficiencia de crecimiento y desarrollo de cerdos prepúberes y verracos jóvenes, en el desarrollo de los testículos y sus estructuras celulares, así como en el comportamiento sexual de los verracos jóvenes. Para lo anterior se utilizaron 50 cerdos de la línea genética York x Landrace, con un peso medio inicial de 35±1.25, estos animales se distribuyeron en siete tratamientos, los cuales correspondieron a dietas formuladas con y sin la adición de fuente de Zn (ZnSO4, ZnO, ZnMet) , y a dos niveles (150ppm y 200ppm de Zn). La dieta base fue formulada utilizando la tabla de necesidades nutritivas del FEDNA (2006). Todos los cerdos fueron colocados en jaulas individuales, con comedero y bebedero individual. Se les dio un periodo de adaptación de 15 días, posteriormente se inició la fase experimental en la que se midió el consumo de pienso (CDP), conversión alimenticia (CA), ganancia de peso (GDP), al finalizar el periodo de crianza (Crecimiento, Desarrollo y Finalización) y los cerdos llegaron a un peso mayor a 100Kg, se sacrificaron tres cerdos, de los cuales se obtuvieron los testículos, epidídimos, bazo, páncreas, hueso (fémur), hígado y riñones, para analizar a través de Espectrofotometría de Absorción Atómica la concentración de Zn...

Espesor macular medido con tomografía de coherencia óptica en ojos pseudoafáquicos con implante amarillo vs. transparente

Objetivo: Evaluar mediante tomografía de coherencia óptica (OCT) las variaciones de espesor macular producidas a lo largo del tiempo en ojos pseudoafáquicos implantados con una lente intraocular (LIO) transparente en comparación con sus respectivos ojos contralarerales implantados con LIO amarilla. Métodos: El espesor macular de 36 ojos de 18 sujetos fue evaluado mediante OCT. Los sujetos presentaban edades superiores a 65 años y habían sido intervenidos de cataratas en ambos ojos en 2 cirugías independientes. La principal característica de los individuos es que llevaban implantada una LIO con diferente absorción en cada ojo: transparente (absorbente de la radiación ultravioleta) y amarilla (con filtro adicional absorbente de las radiaciones violeta-azul del espectro visible). El espesor macular se evaluó en 2 sesiones separadas en el tiempo por un intervalo de tiempo de 5 años, mediante el sistema Stratus-OCT (protocolo fast macular thickness). Se analizaron estadísticamente las diferencias en la evolución del espesor macular entre ojos con diferente tipo de LIO. Resultados: Tras 5 años de seguimiento, se observó que los ojos implantados con LIO transparente manifestaban una reducción del espesor macular estadísticamente significativa, superior a la esperada por el aumento de la edad. Sin embargo, los ojos implantados con LIOs amarillas mantuvieron su espesor macular estable. La disminución del espesor macular promedio en ojos implantados con LIO transparente fue de 5 ± 8 μm (p = 0,02) y la reducción del espesor foveal fue de 10 ± 17 μm (p = 0,02). Conclusiones: Los cambios de espesor macular producidos en ojos implantados con una LIO amarilla difieren de los cambios manifestados en ojos con LIO transparente. Estas observaciones apuntan a un posible efecto protector de las LIOs amarillas contra los efectos dañinos de la luz en sujetos pseudoafáquicos. Sin embargo, estudios con un mayor tamaño muestral y mayor tiempo de seguimiento son necesarios para confirmar que la protección inducida por este tipo de LIO es clínicamente significativa.

Perfilómetro tridimensional por absorción óptica en fluídos

El invento permite medir la topografía de superficies pertenecientes a un substrato (22) transparente o traslúcido que deja pasar luz a su través. Frente a la superficie de estudio (221) se acerca otra de referencia (241) de la que se conoce su topografía. El espacio intermedio se rellena con fluido ópticamente absorbente (23) y se ilumina el conjunto con una fuente extensa (15) de la que se pueden diferenciar al menos dos bandas espectrales con absorción diferente en el fluido (23). El cociente de radiancias integradas en esas bandas espectrales no depende del punto de la fuente ni de la dirección de observación. El registro de imágenes (32) de la luz transmitida en esas bandas espectrales y su análisis posterior permite obtener el perfil completo de la superficie de estudio (221).