Design, Technology and Characterization of Micromechanised Sensors and Actuators for Harsh Environments

Los sistemas micro electro mecánicos (MEMS) han demostrado ser una exitosa familia de dispositivos que pueden usarse como plataforma para el desarrollo de dispositivos con aplicaciones en óptica, comunicaciones, procesado de señal y sensorización. Los dispositivos MEMS estándar suelen estar fabricados usando tecnología de silicio. Sin embargo, el rendimiento de estos MEMS se puede mejorar si se usan otros materiales. Por ejemplo, el diamante nanocristalino (NCD) ofrece unas excelentes propiedades mecánicas, transparencia y una superficie fácil de funcionalizar. Por otro lado, el sistema de materiales (In; Ga; Al)N, los materiales IIIN, se pueden usar para producir estructuras monocristalinas con alta sensibilidad mecánica y química. Además, el AlN se puede depositar por pulverización catódica reactiva sobre varios substratos, incluyendo NCD, para formar capas policristalinas orientadas con alta respuesta piezoeléctrica. Adicionalmente, tanto el NCD como los materiales III-N muestran una gran estabilidad térmica y química, lo que los hace una elección idónea para desarrollar dispositivos para aplicaciones para alta temperatura, ambientes agresivos e incluso para aplicaciones biocompatibles. En esta tesis se han usado estos materiales para el diseño y medición de demostradores tecnológicos. Se han perseguido tres objetivos principales: _ Desarrollo de unos procesos de fabricación apropiados. _ Medición de las propiedades mecánicas de los materiales y de los factores que limitan el rendimiento de los dispositivos. _ Usar los datos medidos para desarrollar dispositivos demostradores complejos. En la primera parte de esta tesis se han estudiado varias técnicas de fabricación. La estabilidad de estos materiales impide el ataque y dificulta la producción de estructuras suspendidas. Los primeros capítulos de esta disertación se dedican al desarrollo de unos procesos de transferencia de patrones por ataque seco y a la optimización del ataque húmedo sacrificial de varios substratos propuestos. Los resultados de los procedimientos de ataque se presentan y se describe la optimización de las técnicas para la fabricación de estructuras suspendidas de NCD y materiales III-N. En un capítulo posterior se estudia el crecimiento de AlN por pulverización catódica. Como se ha calculado en esta disertación para obtener una actuación eficiente de MEMS, las capas de AlN han de ser finas, típicamente d < 200 nm, lo que supone serias dificultades para la obtención de capas orientadas con respuesta piezoeléctrica. Las condiciones de depósito se han mapeado para identificar las fronteras que proporcionan el crecimiento de material orientado desde los primeros pasos del proceso. Además, durante la optimización de los procesos de ataque se estudió un procedimiento para fabricar películas de GaN nanoporoso. Estas capas porosas pueden servir como capas sacrificiales para la fabricación de estructuras suspendidas de GaN con baja tensión residual o como capas para mejorar la funcionalización superficial de sensores químicos o biológicos. El proceso de inducción de poros se discutirá y también se presentarán experimentos de ataque y funcionalización. En segundo lugar, se han determinado las propiedades mecánicas del NCD y de los materiales III-N. Se han fabricado varias estructuras suspendidas para la medición del módulo de Young y de la tensión residual. Además, las estructuras de NCD se midieron en resonancia para calcular el rendimiento de los dispositivos en términos de frecuencia y factor de calidad. Se identificaron los factores intrínsecos y extrínsecos que limitan ambas figuras de mérito y se han desarrollado modelos para considerar estas imperfecciones en las etapas de diseño de los dispositivos. Por otra parte, los materiales III-N normalmente presentan grandes gradientes de deformación residual que causan la deformación de las estructuras al ser liberadas. Se han medido y modelado estos efectos para los tres materiales binarios del sistema para proporcionar puntos de interpolación que permitan predecir las características de las aleaciones del sistema III-N. Por último, los datos recabados se han usado para desarrollar modelos analíticos y numéricos para el diseño de varios dispositivos. Se han estudiado las propiedades de transducción y se proporcionan topologías optimizadas. En el último capítulo de esta disertación se presentan diseños optimizados de los siguientes dispositivos: _ Traviesas y voladizos de AlN=NCD con actuación piezoeléctrica aplicados a nanoconmutadores de RF para señales de alta potencia. _ Membranas circulares de AlN=NCD con actuación piezoeléctrica aplicadas a lentes sintonizables. _ Filtros ópticos Fabry-Pérot basados en cavidades aéreas y membranas de GaN actuadas electrostáticamente. En resumen, se han desarrollado unos nuevos procedimientos optimizados para la fabricación de estructuras de NCD y materiales III-N. Estas técnicas se han usado para producir estructuras que llevaron a la determinación de las principales propiedades mecánicas y de los parámetros de los dispositivos necesarios para el diseño de MEMS. Finalmente, los datos obtenidos se han usado para el diseño optimizado de varios dispositivos demostradores. ABSTRACT Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) have proven to be a successful family of devices that can be used as a platform for the development of devices with applications in optics, communications, signal processing and sensorics. Standard MEMS devices are usually fabricated using silicon based materials. However, the performance of these MEMS can be improved if other material systems are used. For instance, nanocrystalline diamond (NCD) offers excellent mechanical properties, optical transparency and ease of surface functionalization. On the other hand, the (In; Ga; Al)N material system, the III-N materials, can be used to produce single crystal structures with high mechanical and chemical sensitivity. Also, AlN can be deposited by reactive sputtering on various substrates, including NCD, to form oriented polycrystalline layers with high piezoelectric response. In addition, both NCD and III-N materials exhibit high thermal and chemical stability, which makes these material the perfect choice for the development of devices for high temperatures, harsh environments and even biocompatible applications. In this thesis these materials have been used for the design and measurement of technological demonstrators. Three main objectives have been pursued: _ Development of suitable fabrication processes. _ Measurement of the material mechanical properties and device performance limiting factors. _ Use the gathered data to design complex demonstrator devices. In a first part of the thesis several fabrication processes have been addressed. The stability of these materials hinders the etching of the layers and hampers the production of free standing structures. The first chapters of this dissertation are devoted to the development of a dry patterning etching process and to sacrificial etching optimization of several proposed substrates. The results of the etching processes are presented and the optimization of the technique for the manufacturing of NCD and III-N free standing structures is described. In a later chapter, sputtering growth of thin AlN layers is studied. As calculated in this dissertation, for efficient MEMS piezoelectric actuation the AlN layers have to be very thin, typically d < 200 nm, which poses serious difficulties to the production of c-axis oriented material with piezoelectric response. The deposition conditions have been mapped in order to identify the boundaries that give rise to the growth of c-axis oriented material from the first deposition stages. Additionally, during the etching optimization a procedure for fabricating nanoporous GaN layers was also studied. Such porous layers can serve as a sacrificial layer for the release of low stressed GaN devices or as a functionalization enhancement layer for chemical and biological sensors. The pore induction process will be discussed and etching and functionalization trials are presented. Secondly, the mechanical properties of NCD and III-N materials have been determined. Several free standing structures were fabricated for the measurement of the material Young’s modulus and residual stress. In addition, NCD structures were measured under resonance in order to calculate the device performance in terms of frequency and quality factor. Intrinsic and extrinsic limiting factors for both figures were identified and models have been developed in order to take into account these imperfections in the device design stages. On the other hand, III-N materials usually present large strain gradients that lead to device deformation after release. These effects have been measured and modeled for the three binary materials of the system in order to provide the interpolation points for predicting the behavior of the III-N alloys. Finally, the gathered data has been used for developing analytic and numeric models for the design of various devices. The transduction properties are studied and optimized topologies are provided. Optimized design of the following devices is presented at the last chapter of this dissertation: _ AlN=NCD piezoelectrically actuated beams applied to RF nanoswitches for large power signals. _ AlN=NCD piezoelectrically actuated circular membranes applied to tunable lenses. _ GaN based air gap tunable optical Fabry-Pérot filters with electrostatic actuation. On the whole, new optimized fabrication processes has been developed for the fabrication of NCD and III-N MEMS structures. These processing techniques was used to produce structures that led to the determination of the main mechanical properties and device parameters needed for MEMS design. Lastly, the gathered data was used for the design of various optimized demonstrator devices.

Modelo simplificado de neumático de automóvil en elementos finitos para análisis transitorio de las estructuras de los vehículos

El presente trabajo denominado “Modelo simplificado de neumático de automóvil en elementos finitos para análisis transitorio de las estructuras de los vehículos” ha sido elaborado en la cátedra de Transportes de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid. Su principal objetivo es el modelado y estudio de un neumático mediante el programa de elementos finitos Ansys, con el fin de obtener datos fiables acerca de su comportamiento bajo distintas situaciones. Para ello, en primer lugar se han estudiado los distintos componentes que conforman los neumáticos, poniendo especial énfasis en los materiales, que son de vital importancia para el desarrollo del trabajo. Posteriormente, se ha analizado el fundamento matemático que subyace en los programas comerciales de elementos finitos, adquiriendo una mayor seguridad en el uso de éstos, así como un mejor conocimiento de las limitaciones que presentan. Básicamente, el método matemático de los elementos finitos (MEF) consiste en la discretización de problemas continuos para resolver problemas complejos, algo que por los métodos tradicionales sería inabordable con ese grado de precisión debido a la cantidad de variables manejadas. Es ampliamente utilizado hoy en día, y cada vez más, para resolver problemas de distintas disciplinas de la ingeniería como la Mecánica del Sólido, la Mecánica de Fluidos o el Electromagnetismo. Por otro lado, como los neumáticos son un sistema complejo, el estudio de su comportamiento ha supuesto y supone un desafío importante tanto para los propios fabricantes, como para las marcas de vehículos y, en el ámbito de este proyecto, para el equipo Upm Racing. En este Trabajo Fin de Grado se han investigado los distintos modelos de neumático que existen, los cuales según su fundamento matemático pueden ser clasificados en: - Modelos analíticos - Modelos empíricos - Modelos de elementos finitos Con la intención de desarrollar un modelo novedoso de elementos finitos, se ha puesto especial hincapié en conocer las distintas posibilidades para el modelizado de neumáticos, revisando una gran cantidad de publicaciones llevadas a cabo en los ámbitos académico y empresarial. Después de toda esta fase introductoria y de recogida de información se ha procedido a la realización del modelo. Éste tiene tres fases claramente diferenciadas que son: - Pre-procesado - Solución - Post-procesado La fase de pre-procesado comprende toda la caracterización del modelo real al modelo matemático. Para ello es necesario definir los materiales, la estructura de los refuerzos, la presión del aire, la llanta o las propiedades del contacto neumático-suelo. Además se lleva a cabo el mallado del modelo, que es la discretización de dicho modelo para después ser resuelto por los algoritmos del programa. Este mallado es sumamente importante puesto que en problemas altamente no-lineales como éste, una malla no adecuada puede dar lugar a conflictos en la resolución de los sistemas de ecuaciones, originando errores en la resolución. Otro aspecto que se ha de incluir en esta fase es la definición de las condiciones de contorno, que son aquellas condiciones impuestas al sistema que definen el estado inicial del éste. Un ejemplo en resolución de estructuras podría ser la imposición de giros y desplazamientos nulos en el extremo de una viga encontrarse empotrado en este punto. La siguiente fase es la de solución del modelo. En ella se aplican las cargas que se desean al sistema. Las principales que se han llevado a cabo han sido: desplazamientos del eje del neumático, rodadura del neumático con aceleración constante y rodadura del neumático con velocidad constante. La última fase es la de post-procesado. En esta etapa se analizan los resultados proporcionados por la resolución con el fin de obtener los datos de comportamiento del neumático que se deseen. Se han estudiado principalmente tres variables que se consideran de suma importancia: - Rigidez radial estática - Características de la huella de contacto - Coeficiente de resistencia a la rodadura Seguidamente, se presentan las conclusiones generales de estos resultados, reflexionando sobre los valores obtenidos, así como sobre los problemas surgidos durante la realización del trabajo. Además, se realiza una valoración de los impactos que puede suponer a nivel económico, social y medioambiental. Por último, se ha elaborado la planificación y presupuesto del proyecto para plasmar los tiempos de trabajo y sus costos. Además, se han propuesto líneas futuras con las que avanzar y/o completar este trabajo.

Desarrollo de métodos numérico-interpretativos para la realización de ensayos de bombeo

Los ensayos de bombeo son, sin lugar a dudas, una de las pruebas más fiables y de mayor interés que se hacen en el medio físico. No son pruebas estrictamente puntuales, dado que el bombeo atrae flujo desde distancias lejanas al pozo, la prueba tiene una excelente representatividad espacial. Los métodos de interpretación mediante ensayos de bombeo se empezaron a plantear en la primera mitad del pasado siglo. Con los ensayos de bombeo se puede calcular la transmisividad y coeficiente de almacenamiento de las formaciones acuíferas y suministran información sobre el tipo de acuífero, la calidad constructiva del pozo de extracción, la existencia de barreras impermeable o bordes de recarga próximos, e incluso en algunas circunstancias permiten el cálculo del área de embalse subterráneo. Desde mediados del siglo 20 existe una eficaz y abundante gama de métodos analítico-interpretativos de ensayos de bombeo, tanto en régimen permanente como transitorio. Estos métodos son ampliamente conocidos y están muy experimentados a lo largo de muchos países, sin embargo, hoy día, podrían utilizarse modelos de flujo para la interpretación, logrando la misma fiabilidad e incluso mejores posibilidades de análisis. Muchos ensayos que no pueden interpretarse porque las configuraciones del medio son demasiado complejas y no están disponibles, o no es posible, el desarrollo de métodos analíticos, tienen buena adaptación y en ocasiones muy fácil solución haciendo uso de los métodos numéricos de simulación del flujo. En esta tesis se ha buscado una vía de interpretar ensayos de bombeo haciendo uso de modelos de simulación del flujo. Se utiliza el modelo universal MODFLOW del United States Geological Survey, en el cual se configura una celda de simulación y mallado particularmente adecuados para el problema a tratar, se valida con los métodos analíticos existentes. Con la célula convenientemente validada se simulan otros casos en los que no existen métodos analíticos desarrollados dada la complejidad del medio físico a tratar y se sacan las oportunas conclusiones. Por último se desarrolla un modelo específico y la correspondiente aplicación de uso general para la interpretación numérica de ensayos de bombeo tanto con las configuraciones normales como con configuraciones complejas del medio físico. ABSTRACT Pumping tests are, without doubt, one of the most reliable and most interesting tests done in the physical environment. They are not strictly anecdotal evidence, since pumping flow attracts from far distances to the well, the test has excellent spatial representation. Methods of interpretation by pumping tests began to arise in the first half of last century. With pumping tests, can be calculated transmissivity and storage coefficient of the aquifer formations, and provide information on the type of aquifer, the construction quality of the well, the existence of waterproof barriers or borders next recharge, and even in some circumstances allow calculating the area of underground reservoir. Since the mid-20th century there is effective and abundant range of analytical interpretative pumping tests, both in steady state and transient methods. These methods are very widely known and experienced over many countries, however, nowadays, may flow models used for interpretation, obtaining equally reliable or even better possibilities for analysis. Many trials cannot be interpreted as environmental settings are too complex and are not available, or not possible, the development of analytical methods, have good adaptation and sometimes very easily solved using numerical flow simulation methods. This thesis has sought a way to interpret pumping tests using flow simulation models. MODFLOW universal model of United States Geological Survey, in which a simulation cell and meshing particularly suitable for the problem to be treated, is validated with existing analytical methods used is set. With suitably validated cell other cases where there are no analytical methods developed given the complexity of the physical environment to try and draw appropriate conclusions are simulated. Finally, a specific model and the corresponding application commonly used for numerical interpretation of pumping tests both with normal settings as complex configurations of the physical environment is developed.

Hacia un análisis cuantitativo de la Ciudad Informal: una aproximación desde la Habitabilidad Básica y la experiencia en Makeni (Sierra Leona)

La importantísima expansión urbana que sufren las principales ciudades de los países en vías de desarrollo, es el mayor reto que afronta la habitabilidad a nivel mundial. Dentro de la teoría general de la Habitabilidad Básica (HaB-ETSAM-UPM, 1995) la ordenación del territorio y el planeamiento urbanístico son las herramientas determinantes para orientar coherentemente los procesos de urbanización, como se reconoce también desde las principales esferas técnicas a nivel internacional. Pero tales herramientas deben enfocarse a una construcción eficiente del territorio, actuando desde una aproximación multidisciplinar, flexible y directa, que incida en las prioridades específicas de cada contexto. Para ello, resulta fundamental comprender a fondo las realidades específicas de estos ámbitos. La ciudad es un fenómeno complejo en esencia. El tejido construido, en constante proceso de cambio, es el caparazón visible que alberga una maravillosa mezcla entrelazada de espacios, funciones, flujos, personas.... Cada ciudad, diferente y única, se integra en su medio, se adapta a geografías, contextos y climas distintos, evoluciona según dinámicas propias, en incomprensibles (o casi) procesos evolutivos. El estudio de la ciudad, supone siempre una simplificación de la misma. La realidad urbana, por detallado que sea nuestro análisis, siempre contendrá indescifrables relaciones que se nos escapan. En cambio, necesitamos de métodos analíticos que nos ayuden a comprender algo esa complejidad. Acercarnos en ese análisis, es un paso previo fundamental para la formulación de respuestas. En este plano, de avance en la comprensión del hecho urbano, se sitúa este trabajo. Se pone el acento en el enfoque cuantitativo, profundizando en datos básicos concretos, siempre aceptando de partida que esta información es una componente mínima, pero esperamos que sustantiva, de un fenómeno inabordable. Y es esta búsqueda de comprensión material y cuantitativa de la ciudad, el objetivo esencial de la investigación. Se pretende proporcionar una base detallada de aquéllos aspectos fundamentales, que pueden ser medidos en los entornos urbanos y que nos proporcionan información útil para el diagnóstico y las propuestas. Para ello, se aportan rangos y referencias deseables, a través de una herramienta para la comprensión y la valoración de cada contexto, la Matriz de Indicadores. Esta herramienta se concibe desde la reflexión a la aplicación práctica, a la utilidad directa, al aporte concreto para quien pueda servir. Ésta es la voluntad decidida con la que se aborda este trabajo, centrado en los entornos urbanos donde el aporte técnico es prioritario: la Ciudad Informal. La Ciudad Informal, entendida aquí como aquélla que se desarrolla sin los medios suficientes (técnicos, económicos e institucionales) que proporciona la planificación, aquélla por donde la habitabilidad precaria se extiende. Es la ciudad que predomina en los países en vías de desarrollo, en los contextos de bajos recursos, allí donde, precisamente, se concentran los principales déficits y necesidades a nivel global. El enfoque nace de la teoría de la Habitabilidad Básica, de la definición de mínimos posibles para, desde allí, construir el espacio necesario para el desarrollo humano. Éste es el ámbito genérico objeto del trabajo que, a su vez, se nutre, de forma muy importante, de la experiencia directa en la ciudad de Makeni, en Sierra Leona. Esta ciudad nos sirve de prototipo experimental en un doble sentido. Por un lado, sirve como espacio empírico en el que chequear la metodología de valoración cuantitativa; y, por otro, el conocimiento de esta ciudad de tamaño medio africana, que se ha ido adquiriendo en los últimos cinco años, es una base directa para el desarrollo teórico de la propia metodología, que ayuda a atisbar lo esencial en contextos similares. El encaje de todo este recorrido se ha articulado desde una experiencia académica que, como docente, he coordinado directa e intensamente. Experiencia muy enriquecedora, que ha sumado muchas manos y mucho aprendizaje en este tiempo. Teoría y práctica en planeamiento urbano se alternan en el trabajo, nutriéndose la una de la otra y a la inversa. Trabajo que nace desde la pasión por la ciudad y el urbanismo. Desde la búsqueda por comprender y desde la vocación de actuar, de intentar mejorar y hacer más habitables los entornos urbanos. Especialmente allí donde las dificultades se agolpan y el camino se alarga, se llena de polvo. Acumular preguntas a cada paso. Cada vez más preguntas. Las respuestas, si existen, aparecen entrelazadas en dinámicas indescifrables de las que queremos formar parte. Fundirnos por momentos en la misma búsqueda, acompañarla. Sentirnos cerca de quiénes comienzan de cero casi cada día. Y otra vez, arrancar. Y compartir, desde el conocimiento, si acaso es que se puede. Y la ciudad. Brutal, imponente, asfixiante, maravillosa, imposible. Creación colectiva insuperable, de energías sumadas que se cosen sin patrón aparente. O sin más razón que la del propio pulso de la vida. Así se siente Makeni. ABSTRACT The important urban growth suffering major cities of developing countries, is the biggest challenge facing the global habitability. Within the general theory of Basic Habitability (HAB-ETSAM-UPM, 1995) spatial planning and urban planning are the crucial tools to consistently guide the urbanization process, as also recognized from the main technical areas worldwide. But such tools should focus on an efficient construction of the territory, working from a multidisciplinary, flexible and direct approach, that affects the specific priorities of each context. To do this, it is essential to thoroughly understand the specific realities of these areas. The city is essentially a complex phenomenon. The urban fabric in constant flux, is the visible shell that houses a wonderful mixture interlocking spaces, functions, flows, people.... Every city, different and unique, is integrated into its environment, adapted to geographies, contexts and climates, it evolves according to its own dynamics, along (almost) incomprehensible evolutionary processes. The study of the city, is always a simplification of it. The urban reality, even studied from a detailed analysis, always contain undecipherable relationships that escape us. Instead, we need analytical methods that help us understand something that complexity. Moving forward in this analysis is an essential first step in formulating responses. At this level, progressing in understand the urban reality, is where this work is located. The emphasis on the quantitative approach is placed, delving into specific basic data, starting always accepting that this information is just a minimal component, but we hope that substantive, of an intractable phenomenon. And it is this search for materials and quantitative understanding of the city, the main objective of the research. It is intended to provide a detailed basis of those fundamental aspects that can be measured in urban environments that provide us useful information for the diagnosis and proposals. To do this, desirable ranges and references are provided, through a tool for understanding and appreciation of each context, the Indicator Matrix. This tool is conceived from reflection to practical application, to a direct utility, concrete contribution to who can serve. This is the firm resolve with which this work is addressed, centered in urban environments where the technical contribution is a priority: the Informal City. The Informal City, understood here as the urban areas developed without the sufficient resources (technical, economic and institutional) which planning provides, where it is extended the precarious habitability. It is the city that prevails in developing countries, in low-resource settings, where, precisely, the main gaps and needs in the global context are concentrated. The approach stems from the theory of Basic Habitability, the definition of possible minimum, to build the necessary space for human development. This is the generic scope of the work object, that is also based in the direct experience in the town of Makeni, Sierra Leone. This city serves as an experimental prototype in two ways. On the one hand, it serves as a space where empirically check the quantitative assessment methodology; and, secondly, the knowledge of this African city of medium size, which has been acquired in the last five years, is a direct basis for the theoretical development of the methodology itself, which helps to glimpse the essence in similar contexts. The engagement of this whole journey has been articulated from an academic experience, directly and intensely coordinated as teacher. Enriching experience that has added many hands and much learning at this time. Theory and practice in urban planning are mixed at work, enriching the one of the other and vice versa. Work is born from the passion for the city and urbanism. From the search for understanding and from the vocation of acting, trying to improve and make more livable urban environments. Especially where the difficulties are crowded and the road is so long, full of dust. To accumulate questions at every turn. More and more questions. The answers, if do exist, appears inside indecipherable dynamics in which we want to be involved. Merge at times in the same search. Feel close to those who start from scratch almost every day. And again, move forward. And share, from knowledge, if possible. And the city. Brutal, impressive, suffocating, wonderful, impossible. Unsurpassed collective creation, combined energy mix that are sewn with no apparent pattern. Or for no reason other than the pulse of life itself. As it feels the city of Makeni.

Methodology for Dynamic Stability and Robustness Analysis of Commercial-Power-Module-Based DC-Distributed Systems

El propósito de esta tesis es presentar una metodología para realizar análisis de la dinámica en pequeña señal y el comportamiento de sistemas de alimentación distribuidos de corriente continua (CC), formados por módulos comerciales. Para ello se hace uso de un método sencillo que indica los márgenes de estabilidad menos conservadores posibles mediante un solo número. Este índice es calculado en cada una de las interfaces que componen el sistema y puede usarse para obtener un índice global que indica la estabilidad del sistema global. De esta manera se posibilita la comparación de sistemas de alimentación distribuidos en términos de robustez. La interconexión de convertidores CC-CC entre ellos y con los filtros EMI necesarios puede originar interacciones no deseadas que dan lugar a la degradación del comportamiento de los convertidores, haciendo el sistema más propenso a inestabilidades. Esta diferencia en el comportamiento se debe a interacciones entre las impedancias de los diversos elementos del sistema. En la mayoría de los casos, los sistemas de alimentación distribuida están formados por módulos comerciales cuya estructura interna es desconocida. Por ello los análisis presentados en esta tesis se basan en medidas de la respuesta en frecuencia del convertidor que pueden realizarse desde los terminales de entrada y salida del mismo. Utilizando las medidas de las impedancias de entrada y salida de los elementos del sistema, se puede construir una función de sensibilidad que proporciona los márgenes de estabilidad de las diferentes interfaces. En esta tesis se utiliza el concepto del valor máximo de la función de sensibilidad (MPC por sus siglas en inglés) para indicar los márgenes de estabilidad como un único número. Una vez que la estabilidad de todas las interfaces del sistema se han evaluado individualmente, los índices obtenidos pueden combinarse para obtener un único número con el que comparar la estabilidad de diferentes sistemas. Igualmente se han analizado las posibles interacciones en la entrada y la salida de los convertidores CC-CC, obteniéndose expresiones analíticas con las que describir en detalle los acoplamientos generados en el sistema. Los estudios analíticos realizados se han validado experimentalmente a lo largo de la tesis. El análisis presentado en esta tesis se culmina con la obtención de un índice que condensa los márgenes de estabilidad menos conservativos. También se demuestra que la robustez del sistema está asegurada si las impedancias utilizadas en la función de sensibilidad se obtienen justamente en la entrada o la salida del subsistema que está siendo analizado. Por otra parte, la tesis presenta un conjunto de parámetros internos asimilados a impedancias, junto con sus expresiones analíticas, que permiten una explicación detallada de las interacciones en el sistema. Dichas expresiones analíticas pueden obtenerse bien mediante las funciones de transferencia analíticas si se conoce la estructura interna, o utilizando medidas en frecuencia o identificación de las mismas a través de la respuesta temporal del convertidor. De acuerdo a las metodologías presentadas en esta tesis se puede predecir la estabilidad y el comportamiento de sistemas compuestos básicamente por convertidores CC-CC y filtros, cuya estructura interna es desconocida. La predicción se basa en un índice que condensa la información de los márgenes de estabilidad y que permite la obtención de un indicador de la estabilidad global de todo el sistema, permitiendo la comparación de la estabilidad de diferentes arquitecturas de sistemas de alimentación distribuidos. ABSTRACT The purpose of this thesis is to present dynamic small-signal stability and performance analysis methodology for dc-distributed systems consisting of commercial power modules. Furthermore, the objective is to introduce simple method to state the least conservative margins for robust stability as a single number. In addition, an index characterizing the overall system stability is obtained, based on which different dc-distributed systems can be compared in terms of robustness. The interconnected systems are prone to impedance-based interactions which might lead to transient-performance degradation or even instability. These systems typically are constructed using commercial converters with unknown internal structure. Therefore, the analysis presented throughout this thesis is based on frequency responses measurable from the input and output terminals. The stability margins are stated utilizing a concept of maximum peak criteria, derived from the behavior of impedance-based sensitivity function that provides a single number to state robust stability. Using this concept, the stability information at every system interface is combined to a meaningful number to state the average robustness of the system. In addition, theoretical formulas are extracted to assess source and load side interactions in order to describe detailed couplings within the system. The presented theoretical analysis methodologies are experimentally validated throughout the thesis. In this thesis, according to the presented analysis, the least conservative stability margins are provided as a single number guaranteeing robustness. It is also shown that within the interconnected system the robust stability is ensured only if the impedance-based minor-loop gain is determined at the very input or output of each subsystem. Moreover, a complete set of impedance-type internal parameters as well as the formulas according to which the interaction sensitivity can be fully explained and analyzed, is provided. The given formulation can be utilized equally either based on measured frequency responses, time-domain identified internal parameters or extracted analytic transfer functions. Based on the analysis methodologies presented in this thesis, the stability and performance of interconnected systems consisting of converters with unknown internal structure, can be predicted. Moreover, the provided concept to assess the least conservative stability margins enables to obtain an index to state the overall robust stability of distributed power architecture and thus to compare different systems in terms of stability.

Arquitectura + juego : (los años pop 1956-1967)

En 1938 surge en la escena académica un nuevo hombre –el homo ludens–, que llega de la mano del historiador Johan Huizinga. Ante el inminente aumento del tiempo libre, a partir de la disminución de la jornada de trabajo por una creciente automatización de la industria, el homo ludens viene a complementar el tiempo de trabajo ocupado desde la Revolución Industrial por el homo faber. La validez y fuerza de la propuesta de Huizinga está basada en el Juego como generador de cultura y desde allí el estudio del comportamiento de la sociedad desde su aspecto lúdico. Aquí radica la fortaleza representativa del HOMO LUDENS para las vanguardias de posguerra, que se proponen incluirlo en sus debates culturales analíticos y propositivos. En la posguerra Europa vivía el triunfalismo de la guerra en medio de sociedades y ciudades ruinosas que necesitaban una urgente reconstrucción. Se oían otras realidades, tanto el ‘American way of life’ como “The Americans” (Robert Frank, 1958): la sociedad de la abundancia, el gusto popular, la inclusión de lo cotidiano y lo banal, la publicidad, los medios de comunicación de masas, el consumo, la reconversión de la industria bélica en doméstica, las telecomunicaciones, los robots, los nuevos materiales, la carrera espacial y la ciencia ficción. Inglaterra surge como natural vínculo social y cultural con Estados Unidos, convirtiéndose en catalizador de las ideas vanguardistas. Ese panorama efervescente, ‘los años pop’, surge como una realidad cultural que representaba la complejidad, el caos, y la fascinación de la imaginería de un futuro presente, ilustrado en las propuestas artísticas de la época. Surgían, tanto desde Estados Unidos como desde Europa, ideas novedosas sobre la utilización lúdica del tiempo libre, como forma de potenciar la naturaleza creativa del ser humano: el Independent Group, Charles y Ray Eames, el Black Mountain Collage, el Theatre of Action, The Factory, la Internacional Situacionista y la Generación Beat. Estos grupos de gran impacto cultural basaron sus acciones en la utilización del Juego en sus propuestas, esencialmente bajo la in¬ fluencia dadá y singularmente de Marcel Duchamp cuyas propuestas revolucionaron la historia del arte del siglo XX. Todos ellos exploraron permanentemente la unión del arte a la vida a través de experiencias lúdicas, sirviendo como motivadores de las propuestas arquitectónico-urbanísticas en estudio en esta investigación. Estas principales son: de Alison y Peter Smithson “Berlín Hauptstadt” (1957); de ARCHIGRAM “Plug-in city” (1963-1964) e Instant City (1968); de Yona Friedman “Arquitectura Móvil” (1957); de Cederic Price “Fun Palace” (1960-1961); y de Constant Nieuwenhuys “New Babylon” (1959-64). La investigación fue conducida por una búsqueda ‘flexible’ de conceptos, hechos, personajes y proyectos. Desde el análisis de los escritos, gráficos, estudios y trabajos realizados por los protagonistas de la vanguardia, así como de una lectura contextual de la época enriquecida e ilustrada con hechos significativos y anécdotas divertidas, se opera en simultaneidad con una multiplicidad de fuentes. Se maneja un gran volumen de información proveniente de áreas de conocimiento muy diferentes (filosofía, arte, arquitectura, antropología, sociología, sicología, etc.), trabajándose con un objeto de estudio ‘vivo’, abierto y en constante reorganización. Pretende además de comunicar sus dérives, como construcción de discursos históricos, estimular el planteamiento de nuevas derivas. A través de un proceso minucioso se buscaron las relaciones entre los conceptos de Juego teóricos elaborados por distintos pensadores a partir de Kant y Schiller, que tuvieran una clara relación con los procesos proyectuales de los Arquitectos de la vanguardia en estudio. Dos factores son claves: el carácter de seriedad del Juego y la decisión de situar la investigación en el lugar del juego-play (juego libre y sin reglas). Se concluye sobre la estrecha relación Arquitectura y Juego en la vanguardia estudiada, profundizando en: el acto creativo del proyectar como proceso lúdico –por parte del Arquitecto–; el desarrollo de un homo ludens destinatario/usuario; las nuevas herramientas disciplinares desarrolladas: soporte topológico, plug-in, fragmentación, flexibilidad, on-off, transportabilidad. Una nueva arquitectura lúdica desde la que se profundiza en los aportes disciplinares teóricos y prácticos bajo este enfoque: la Arquitectura desde el automovimiento, lo efímero, el fragmento, el azar e indeterminación, lo ficticio, el vacío.

Avaliação dos efeitos de um programa de caminhada nos fatores de risco de queda em idosos: equilíbrio, força e agilidade.

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em Desporto com especialização em Condição Física e Saúde

CARACTERÍSTICAS COMUNICACIONAIS DO DOCUMENTARISMO NA INTERNET: ESTUDO DE CASO SITE PORTA CURTAS

O projeto de pesquisa Características comunicacionais do documentarismo na Internet: estudo de caso site Porta Curtas apresenta as características encontradas na exibição de documentários na Internet com as atuais tecnologias disponíveis. Tal gênero audiovisual migrou para a Internet junto a outros gêneros audiovisuais, como o telejornalismo, a telenovela e os filmes de ficção, todos com características específicas. Foi definido como corpus do trabalho o site Porta Curtas, especializado em produção audiovisual e que disponibiliza aos usuários da Internet diversas produções documentais e ficcionais gratuitamente. Espera-se, a partir deste trabalho, que adota a metodologia estudo de caso do site Porta Curtas, especializado em exibição de vídeos dos gêneros ficção e documentário, provocar novos estudos no sentido de possibilitar um maior desenvolvimento de estudos sobre a produção de documentários para as novas tecnologias que estão cada vez mais presentes no cotidiano dos processos comunicacionais, possibilitadas pelos efeitos da convergência tecnológica, assim como oferecer à comunidade científica detalhes analíticos sobre o objeto da pesquisa.(AU)

CARACTERÍSTICAS COMUNICACIONAIS DO DOCUMENTARISMO NA INTERNET: ESTUDO DE CASO SITE PORTA CURTAS

O projeto de pesquisa Características comunicacionais do documentarismo na Internet: estudo de caso site Porta Curtas apresenta as características encontradas na exibição de documentários na Internet com as atuais tecnologias disponíveis. Tal gênero audiovisual migrou para a Internet junto a outros gêneros audiovisuais, como o telejornalismo, a telenovela e os filmes de ficção, todos com características específicas. Foi definido como corpus do trabalho o site Porta Curtas, especializado em produção audiovisual e que disponibiliza aos usuários da Internet diversas produções documentais e ficcionais gratuitamente. Espera-se, a partir deste trabalho, que adota a metodologia estudo de caso do site Porta Curtas, especializado em exibição de vídeos dos gêneros ficção e documentário, provocar novos estudos no sentido de possibilitar um maior desenvolvimento de estudos sobre a produção de documentários para as novas tecnologias que estão cada vez mais presentes no cotidiano dos processos comunicacionais, possibilitadas pelos efeitos da convergência tecnológica, assim como oferecer à comunidade científica detalhes analíticos sobre o objeto da pesquisa.(AU)

COMUNICAÇÃO EM LINHA E RUÍDOS SEMÂNTICOS NA RECUPERAÇÃO DE INFORMAÇÕES EM PESQUISAS CIENTÍFICAS

O pesquisador científico necessita de informações precisas, em tempo hábil para conclusão de seus trabalhos. Com o advento da INTERNET, o processo de comunicação em linha, homem x máquina, mediado pelos mecanismos de busca, tornou-se, simultaneamente, um auxílio e uma dificuldade no processo de recuperação de informações. O pesquisador teve que adaptar-se ao modo de operar da INTERNET e incluiu conhecimentos de diferenças idiomáticas, de terminologia, além de utilizar instrumentos que lhe forneçam parâmetros para obter maior pertinência e relevância nos dados. O uso de agentes inteligentes para melhoria de resultados e a diminuição de ruídos semânticos têm sido apontados como soluções para aumento da precisão no resultado das buscas. O estudo de casos exploratório realizado analisa a pesquisa em linha a partir da teoria da informação e propõe duas formas de otimizar o processo comunicacional com vistas à pertinência e relevância dos dados obtidos: a primeira sugere a aplicação de algoritmos que utilizem o vocabulário controlado como mediador do processo de comunicação utilizando-se dos descritores para recuperação em linha. , e a segunda ressalta a importância dos agentes inteligentes no processo de comunicação homem-máquina.(AU)

COMUNICAÇÃO EM LINHA E RUÍDOS SEMÂNTICOS NA RECUPERAÇÃO DE INFORMAÇÕES EM PESQUISAS CIENTÍFICAS

O pesquisador científico necessita de informações precisas, em tempo hábil para conclusão de seus trabalhos. Com o advento da INTERNET, o processo de comunicação em linha, homem x máquina, mediado pelos mecanismos de busca, tornou-se, simultaneamente, um auxílio e uma dificuldade no processo de recuperação de informações. O pesquisador teve que adaptar-se ao modo de operar da INTERNET e incluiu conhecimentos de diferenças idiomáticas, de terminologia, além de utilizar instrumentos que lhe forneçam parâmetros para obter maior pertinência e relevância nos dados. O uso de agentes inteligentes para melhoria de resultados e a diminuição de ruídos semânticos têm sido apontados como soluções para aumento da precisão no resultado das buscas. O estudo de casos exploratório realizado analisa a pesquisa em linha a partir da teoria da informação e propõe duas formas de otimizar o processo comunicacional com vistas à pertinência e relevância dos dados obtidos: a primeira sugere a aplicação de algoritmos que utilizem o vocabulário controlado como mediador do processo de comunicação utilizando-se dos descritores para recuperação em linha. , e a segunda ressalta a importância dos agentes inteligentes no processo de comunicação homem-máquina.(AU)

TRANSPARÊNCIA PÚBLICA E PARLAMENTO ELETRÔNICO: A reforma do Poder Judiciário no portal do Senado Federal 2000-2004

A Constituição de 1988 e leis subsequentes determinam que o Estado preste informações aos cidadãos e favoreça a sua participação nas questões públicas trata-se do princípio legal da Transparência Administrativa, que compreende os seguintes subprincípios: (1) Informação; (2) Motivação e, o mais importante, (3) Participação e interatividade cidadãs. O alto investimento na Comunicação Estatal e os avanços tecnológicos, por si sós, não garantem a prática da transparência pública ou da democratização da informação. Sob uma perspectiva multidisciplinar, esta pesquisa discutiu o princípio legal de Transparência Administrativa, comparativamente à Teoria da Comunicação, com o objetivo de propor um conceito de Comunicação Estatal que, de fato, corresponda aos ideais e à ética necessários à Comunicação Pública. Para o desenvolvimento deste estudo foi investigada a relação da comunicação com o grau de transparência alcançado no portal do Senado Federal. O estudo analisou a tramitação da reforma do Poder Judiciário no período de 2000 a 2004, tendo em vista os três subprincípios legais da Transparência Pública. A análise contemplou, no portal do Senado, o trabalho jornalístico e a disponibilização on-line de textos digitais referentes a documentos originais, tais como atas públicas e notas taquigráficas. A metodologia, de enfoques quantitativo e qualitativo, teve como instrumento principal a Nova Retórica, para análise de matérias jornalísticas e textos documentais. Para averiguação da interatividade conceito que fundamenta o ideal de justiça , foram estabelecidos critérios analíticos a partir da intersecção entre os conceitos de transparência e E-parliaments. Constatou-se que o portal do Senado, no referente à reforma da Justiça, alcançou graus de transparência, atendendo mais aos subprincípios da informação e da motivação em detrimento aos da participação e interatividade cidadãs.(AU)

TRANSPARÊNCIA PÚBLICA E PARLAMENTO ELETRÔNICO: A reforma do Poder Judiciário no portal do Senado Federal 2000-2004

A Constituição de 1988 e leis subsequentes determinam que o Estado preste informações aos cidadãos e favoreça a sua participação nas questões públicas trata-se do princípio legal da Transparência Administrativa, que compreende os seguintes subprincípios: (1) Informação; (2) Motivação e, o mais importante, (3) Participação e interatividade cidadãs. O alto investimento na Comunicação Estatal e os avanços tecnológicos, por si sós, não garantem a prática da transparência pública ou da democratização da informação. Sob uma perspectiva multidisciplinar, esta pesquisa discutiu o princípio legal de Transparência Administrativa, comparativamente à Teoria da Comunicação, com o objetivo de propor um conceito de Comunicação Estatal que, de fato, corresponda aos ideais e à ética necessários à Comunicação Pública. Para o desenvolvimento deste estudo foi investigada a relação da comunicação com o grau de transparência alcançado no portal do Senado Federal. O estudo analisou a tramitação da reforma do Poder Judiciário no período de 2000 a 2004, tendo em vista os três subprincípios legais da Transparência Pública. A análise contemplou, no portal do Senado, o trabalho jornalístico e a disponibilização on-line de textos digitais referentes a documentos originais, tais como atas públicas e notas taquigráficas. A metodologia, de enfoques quantitativo e qualitativo, teve como instrumento principal a Nova Retórica, para análise de matérias jornalísticas e textos documentais. Para averiguação da interatividade conceito que fundamenta o ideal de justiça , foram estabelecidos critérios analíticos a partir da intersecção entre os conceitos de transparência e E-parliaments. Constatou-se que o portal do Senado, no referente à reforma da Justiça, alcançou graus de transparência, atendendo mais aos subprincípios da informação e da motivação em detrimento aos da participação e interatividade cidadãs.(AU)

Base de dados de informação nutricional, relacionados com doenças crônicas não transmissíveis, de alimentos comercializados no Brasil

A recente evolução das doenças crônicas não transmissíveis (DCNT), possivelmente associadas às mudanças de hábitos alimentares, tem sido um desafio para a promoção da alimentação saudável em vários países, inclusive no Brasil, onde o sódio tem sido o foco de atenção, pela possibilidade da redução da sua elevada ingestão ser uma das medidas com melhor custo benefício para saúde pública. É necessário conhecer o conteúdo de sódio e de componentes específicos, relacionados às DCNT nos alimentos comercializados no país, para orientar o consumidor na seleção adequada dos alimentos e mesmo para modificar sua composição; no entanto, nas bases de dados, o conteúdo desse mineral está presente em um número reduzido de alimentos. O objetivo da presente pesquisa foi a elaboração de uma base de dados de alimentos processados com componentes específicos associados às DCNT, dando ênfase ao sódio, e avaliar o uso dessa base de dados para estimar a sua ingestão. Informações nutricionais de rótulos e de websites de indústrias de alimentos foram coletadas para inclusão na base de dados, elaborada de acordo com as diretrizes do International collaborative project to compare and monitor the nutritional composition of processed foods, coordenado pelo The George Institute for Global Health (Austrália). A avaliação da variação do conteúdo de sódio foi realizada para alguns alimentos processados presentes na base de dados, considerando os de maior consumo nacional. O conteúdo de sódio em refeições de restaurantes populares de São Paulo foi analisado por espectrofotometria de absorção atômica de chama e estimado pela base de dados elaborada para comparação. Na base de dados estão incluídas informações de 2.319 alimentos distribuídos em 14 grupos. Foi observada grande variação no conteúdo de sódio entre diferentes tipos de pães de forma industrializados, de salsichas, de linguiças, de queijos e iogurtes. O conteúdo de sódio analisado nas refeições (base integral) variou de 215,9 mg a 427,9 mg por 100 kcal, enquanto que o conteúdo de sódio estimado variou de 204,2 mg a 486,8 mg por 100 kcal (418 kJ). A análise do coeficiente de correlação entre valores analíticos e estimados do conteúdo de sódio em refeições mostrou forte correlação entre esses dados para dois restaurantes (r=0,703 e 0,897) e moderada correlação para outros dois (r=0,513 e 0,622) dos cinco restaurantes estudados, indicando que através da base de dados elaborada é possível obter uma estimativa da ingestão de sódio. A importância de se conhecer o conteúdo de sódio de refeições e/ou alimentos está na possibilidade de uso dessas informações para orientar a redução do sal empregado no preparo da refeição, e ampliar para o consumidor informações que permitam identificar alternativas para redução do consumo de sal.

Mulheres motoristas de caminhão: realidades, estereótipos e desafios

Introdução A presença de mulheres no transporte rodoviário de cargas tem sido cada vez mais crescente e as repercussões do trabalho na vida das motoristas de caminhão ainda são desconhecidas pela comunidade científica. Objetivo - Caracterizar e analisar o trabalho de mulheres motoristas de caminhão e suas repercussões sobre sua saúde, a partir do relato de homens e mulheres motoristas de caminhão. Metodologia - O estudo com abordagem qualitativa utilizou a técnica do grupo focal, entrevistas individuais e observação não participante. Os grupos focais foram realizados em uma empresa transportadora localizada no estado de São Paulo e as entrevistas individuais em evento realizado na cidade de Itupeva/SP. Em oito encontros, grupos de motoristas de caminhão, discutiram a temática trabalho e saúde conduzida por meio de questões semiabertas. As mesmas questões foram utilizadas para as entrevistas individuais. Os relatos foram gravados, sendo o conteúdo das gravações transcrito e analisado por meio da metodologia Análise de Conteúdo de Bardin. A partir dos dados obtidos, construíram-se as seguintes categorias: A trajetória profissional de motoristas de caminhão; As mulheres no Transporte Rodoviário de Cargas; O trabalho; Um momento inesquecível na profissão e A saúde das mulheres motoristas na estrada. Resultados Tornar-se motorista de caminhão, para a maioria das mulheres, ocorreu por acaso, ou devido à uma necessidade financeira, ou a falta de perspectiva de emprego. Para as mulheres no Transporte Rodoviário de Cargas, o cotidiano de trabalho das profissionais está atravessado por aspectos como: a força física; dúvidas e preconceitos quanto à sua orientação sexual; o desafio em conciliar a vida dentro e fora do caminhão; conflitos na vida conjugal decorrentes da vida profissional; a discriminação sexual e a necessidade do reconhecimento no trabalho, bem como a falta de infraestrutura dedicada às trabalhadoras nas empresas e postos de parada nas rodovias brasileiras. O momento inesquecível nesta profissão, considerado por homens e mulheres, foi a primeira viagem. Os impactos do trabalho sobre a saúde das trabalhadoras recaíram sobre dores lombares e na coluna; problemas relacionados ao sono; necessidade de recorrer ao uso de drogas como anfetaminas e cocaína para manterem-se acordadas durante o trabalho; estresse; infecção urinária e uso ininterrupto de anticoncepcionais. Conclusões - A inserção das mulheres no transporte rodoviário de cargas desafia empresas e a infraestrutura existente nas rodovias do país a acompanharem as transformações sociais no mundo do trabalho, incluindo as demandas de um novo perfil de trabalhadoras. Descritores: trabalho, gênero, saúde, motoristas de caminhão.