Reformas estructurales, inversi��n y crecimiento: Colombia durante los años noventa

Incluye Bibliografía

Avaliação de interface de reação e colisão para eliminar interferências poliatômicas na análise de etanol combustível por ICP-MS

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Paleomagnetismo de rochas vulvânicas do Nordeste do Brasil e a época da abertura do Oceano Atlântico Sul

Na primeira parte deste trabalho foram desenvolvidos estudos de magnetismo de rochas e paleomagnetismo em amostras de rochas vulcânicas do Nordeste brasileiro. As idades das amostras compreende os períodos Jurássico e Cretáceo. Com este objetivo foram amostradas quatro áreas tendo sido estudado um total de 496 amostras em 55 sítios. Para a coleta foi utilizada uma perfuradora portátil que extrai amostras de 2.5 cm de di��metro. A orientação das amostras foi feita por meio de uma bússola magnética e de um clinômetro. Os espécimes foram submetidos a desmagnetizações por campo magnético alternado e em alguns poucos casos foi empregada a desmagnetização térmica. Atribuindo-se peso unitário a cada sítio foi determinada a direção média da magnetização remanescente característica de cada uma das áreas estudadas. As rochas vulcânicas do período Jurássico, localizadas na borda oeste da Bacia do Maranhão (Porto Franco-Estreito), apresentaram uma direção media em que D= 3.9°, I= -17.9° com α₉₅= 9.3°, k= 17.9, N= 15 e todos os sítios apresentaram polaridade normal. Para esta área foi determinado o polo paleomagnético de coordenadas 85.3°N, 82.5°E (A₉₅= 6.9º) que se localiza próximo a outros polos paleomagnéticos conhecidos para esse período. As rochas da borda leste da Bacia do Maranhão (Teresina-Picos-Floriano) de idade cretácica inferior apresentaram uma direção média de magnetização remanescente característica tal que D= 174.7°, I= +6.0º com α₉₅= 2.8º, k= 122, N= 21 e todos os sítios apresentaram polaridade reversa. O polo paleomagnético associado a elas apresentou por coordenadas 83.6°N, 261.0°E (A₉₅=1.9°) e mostrou concordância com outros polos sul americanos de mesma idade. No Rio Grande do Norte foi estudado um enxame de diques toleíticos também de idade cretácica inferior, cuja direção média da magnetização remanescente característica encontrada foi D= 186.6º, I= +20.6º com α₉₅= 14.0° e k= 12.9, N= 10. Os sítios desta área apresentaram magnetizações com polaridades normal a reversa. O polo paleomagnético obtido se localiza em 80.6°N e 94.8°E com A₉₅= 9.5°. O estudo das rochas vulcânicas da província magnética do Cabo de Santo Agostinho indicou para a regi��o um valor de D= 0.4º, I= -20.6º com α₉₅= 4.8° e k= 114, N= 9 para a magnetização remanescente característica. Todos os sítios apresentaram polaridade normal e o polo paleomagnético determinado apresentou as seguintes coordenadas: 87.6ºN, 135ºE com A₉₅= 4.5º. Foi discutida a eliminação da variação secular das direções obtidas, de forma que cada polo apresentado nesta dissertação é verdadeiramente um polo paleomagnético. A análise dos minerais magnéticos portadores da remanência, efetuada por curvas termomagnéticas ou por difração de Raio-X, indicou na maior parte das ocorrências, a presença de titanomagnetita pobre em titânio. A presença de maguemita e algumas vezes hematita, na maior parte das vezes resultado de intemperismo, não anulou a magnetização termoremanente associada à época de formação da rocha, que foi determinada após a aplicação de técnicas de desmagnetização aos espécimes. Pelas curvas termomagnéticas obteve-se, para a maioria das amostras, uma temperatura de Curie entre 500 e 600ºC. Os casos mais freqüentes indicaram a ocorrência de titanomagnetita exsolvida, em que foram observadas a presença de uma fase próxima à magnetita e outra fase rica em titânio, próxima à ilmenita, resultado de oxidação de alta temperatura. A segunda parte do trabalho diz respeito à determinação da época de abertura do oceano Atlântico Sul por meio de dados paleomagnéticos. Entretanto ao invés de se utilizar o procedimento comumente encontrado na literatura, e que se baseia nas curvas de deriva polar aparente de cada continente, foi aplicado um teste estatístico que avalia a probabilidade de determinada posi��ão relativa entre os continentes ser válida ou não, para determinado período em estudo. Assim foi aplicado um teste F a polos paleomagnéticos da África e da América do Sul, dos períodos Tri��ssico, Jurássico, Cretáceo Inferior e Cretáceo Médio-Superior, tendo sido estudadas situações que reconstituem a posi��ão pré-deriva dos continentes e configurações que simulem um afastamento entre eles. Os resultados dos testes estatísticos indicaram, dentro de uma probabilidade de erro de menos de 5%, que a configuração pré-deriva de Martin et al (1981) é compatível com os dados paleomagnéticos do Tri��ssico, mas apresenta uma diferença significativa para os paleopolos de Jurássico, Cretáceo Inferior, Cretáceo Médio-Superior. Outras reconstruções pré-deriva testadas apresentaram o mesmo resultado. A comparação entre os polos paleomagnéticos da América do Sul e da África, segundo uma reconstrução que admite uma pequena abertura entre os continentes, como a proposta por Sclater et al (1977) para 110 m.a. atrás, indicou que os dados do Tri��ssico não são compatíveis com este afastamento. Por outro lado os paleopolos do Jurássico e do Cretáceo Inferior, embora mais antigos que a data sugerida pela reconstrução, são consistentes com esta separação dentro de uma probabilidade de erro de menos de 5%. Os dados do Cretáceo Médio-Superior se mostraram consistentes com a reconstrução sugerida para 80 m.a. atrás por Francheteau (1973) e que propõe uma separação maior entre os continentes. Com base na premissa de deslocamentos de blocos continentais rígidos a análise dos resultados obtidos indicou que América do Sul e África estavam unidas por suas margens continentais opostas no período Tri��ssico e que uma pequena separação entre estes continentes, provavelmente devida a uma rutura inicial, ocorreu no Jurássico e se manteve, então, aproximadamente estacionária até o início do Cretáceo Inferior. Esta conclusão difere da maior parte dos trabalhos que discutem a abertura do oceano Atlântico Sul. Os dados do Cretáceo Médio-Superior são compatíveis com um afastamento rápido e significativo entre os continentes naquele período.

Resveratrol reduces myofibroblast arrhythmogenicity

Background: Among grape skin polyphenols, trans-resveratrol (RES) has been reported to slow the development of cardiac fibrosis and to affect myofibroblast (MFB) differentiation. Because MFBs induce slow conduction and ectopic activity following heterocellular gap junctional coupling to cardiomyocytes, we investigated whether RES and its main metabolites affect arrhythmogenic cardiomyocyte-MFB interactions. Methods: Experiments were performed with patterned growth strands of neonatal rat ventricular cardiomyocytes coated with cardiac MFBs. Impulse propagation characteristics were measured optically using voltage-sensitive dyes. Long-term video recordings served to characterize drug-related effects on ectopic activity. Data are given as means ± S.D. (n = 4–20). Results: Exposure of pure cardiomyocyte strands to RES at concentrations up to 10 µmol/L had no significant effects on impulse conduction velocity (θ) and maximal action potential upstroke velocities (dV/dtmax). By contrast, in MFB-coated strands exhibiting slow conduction, RES enhanced θ with an EC50 of ~10 nmol/L from 226 ± 38 to 344 ± 24 mm/s and dV/dtmax from 48 ± 7 to 69 ± 2%APA/ms, i.e., to values of pure cardiomyocyte strands (347 ± 33 mm/s; 75 ± 4%APA/ms). Moreover, RES led to a reduction of ectopic activity over the course of several hours in heterocellular preparations. RES is metabolized quickly in the body; therefore, we tested the main known metabolites for functional effects and found them similarly effective in normalizing conduction with EC50s of ~10 nmol/L (3-OH-RES), ~20 nmol/L (RES-3-O-β-glucuronide) and ~10 nmol/L (RES-sulfate), respectively. At these concentrations, neither RES nor its metabolites had any effects on MFB morphology and α-smooth muscle actin expression. This suggests that the antiarrhythmic effects observed were based on mechanisms different from a change in MFB phenotype. Conclusions: The results demonstrate that RES counteracts MFB-dependent arrhythmogenic slow conduction and ectopic activity at physiologically relevant concentrations. Because RES is rapidly metabolized following intestinal absorption, the finding of equal antiarrhythmic effectiveness of the main RES metabolites warrants their inclusion in future studies of potentially beneficial effects of these substances on the heart.

Reducing Myofibroblast Arrhythmogeneicity by Pharmacological Targeting of Their Cytoskeleton

Introduction: Slow conduction and ectopic activity are key elements of cardiac arrhythmogenesis. Both anomalies can be caused by myofibroblasts (MFBs) following establishment of heterocellular gap junctional coupling with cardiomyocytes. Because MFBs are characterized by the expression of {alpha}-smooth muscle actin ({alpha}-SMA) containing stress fibers, we investigated whether pharmacological interference with stress fiber formation might affect myofibroblast arrhythmogenicity. Methods: Experiments were done with patterned growth strands of neonatal rat ventricular cardiomyocytes coated with cardiac MFBs. Impulse propagation characteristics were measured optically using voltage sensitive dyes. Electrophysiological characteristics of single MFBs were assessed using patch clamp techniques. Actin polymerization was inhibited by latrunculin B (LtB). Data are given as mean±S.D. (n=5 to 22). Results: As assessed by immunocytochemistry, exposure of MFBs to LtB (0.3–10 µmol/L) profoundly disrupted stress fiber formation. This led, within minutes, to a dramatic change in cell morphology with MFBs assuming an astrocyte-like shape. In pure cardiomyocyte preparations, LtB had negligible effects on impulse conduction velocity ({theta}) and maximal action potential upstroke velocities (dV/dtmax). In contrast, LtB applied to MFB coated cardiomyocyte strands substantially increased {theta} from 247±32 to 371±26 mm/s and dV/dtmax from 40±7 to 81±1 %APA/ms, i.e., to values similar to those of pure cardiomyocyte strands (342±13 mm/s; 82±1 %APA/ms). Moreover, LtB at 1 µmol/L completely abolished MFB induced ectopic activity. LtB induced normalization of electrophysiologic parameters can be explained by the finding that LtB hyperpolarized MFBs from –25 mV to –50 mV, thus limiting their depolarizing effect on cardiomyocytes which was shown before to cause slow conduction and ectopic activity. Conclusions: Pharmacological interference with the cytoskeleton of cardiac MFBs alters their electrophysiological phenotype to such an extent that detrimental effects on cardiomyocyte electrophysiology are completely abolished. This observation might form a basis for the development of therapeutic strategies aimed at limiting the arrhythmogenic potential of MFBs.

Modification of Actin Fibers Changes the Electrical Phenotype of Cardiac Myofibroblasts

Background: Slow conduction and ectopic activity are major determinants of cardiac arrhythmogenesis. Both of these conditions can be elicited by myofibroblasts (MFBs) following establishment of heterocellular gap junctional coupling with cardiomyocytes. MFBs appear during structural remodeling of the heart and are characterized by the expression of α-smooth muscle actin (α-SMA) containing stress fibers. In this study, we investigated whether pharmacological interference with the actin cytoskeleton affects myofibroblast arrhythmogeneicity. Methods: Experiments were performed with patterned growth strands of neonatal rat ventricular cardiomyocytes coated with cardiac MFBs. Impulse conduction velocity (θ) and maximal upstroke velocities of propagated action potentials (dV/dtmax), expressed as % action potential amplitude change (%APA) per ms, were measured optically using voltage sensitive dyes. Actin was destabilized by latrunculin B (LtB) and cytochalasin D and stabilized with jasplakinolide. Data are given as mean ± S.D. (n = 5-22). Single cell electrophysiology was assessed using standard patch-clamp techniques. Results: As revealed by immunocytochemistry, exposure of MFBs to LtB (0.01-10 μmol/L) profoundly disrupted stress fibers which led to drastic changes in cell morphology with MFBs assuming an astrocyte-like shape. In control cardiomyocyte strands (no MFB coat), LtB had negligible effects on θ and dV/dtmax. In contrast, LtB applied to MFB-coated strands increased θ dose-dependently from 197 ± 35 mm/s to 344 ± 26 mm/s and dV/dtmax from 38 ± 5 to 78 ± 3% APA/ms, i.e., to values virtually identical to those of cardiomyocyte control strands (339 ± 24 mm/s; 77 ± 3% APA/ms). Highly similar results were obtained when exposing the preparations to cytochalasin D. In contrast, stabilization of actin with increasing concentrations of jasplakinolide exerted no significant effects on impulse conduction characteristics in MFB-coated strands. Whole-cell patch-clamp experiments showed that LtB hyperpolarized MFBs from -25 mV to -50 mV, thus limiting their depolarizing effect on cardiomyocytes which was shown before to cause arrhythmogenic slow conduction and ectopic activity. Conclusion: Pharmacological interference with the actin cytoskeleton of cardiac MFBs affects their electrophysiological phenotype to such an extent that they loose their detrimental effects on cardiomyocyte electrophysiology. This result might form a basis for the development of therapeutic strategies aimed at limiting the arrhythmogenic potential of MFBs.

(Table 3) Relative content of n-alkane groups in samples from hydrothermal fields of the Mid-Atlantic Ridge

Optimum conditions were selected for chromatographic separation of model mixtures of C12-C40 n-alkanes. For one of samples of hydrothermal deposits extraction conditions of hydrocarbons were studied and a sample preparation procedure was selected. The procedure was proposed to determine n-alkanes in samples of hydrothermal deposits by means of gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS). Detection limit for n-alkanes was 3x10**-9 to 10**-8% depending on components. On the basis of the proposed procedure composition of n-alkanes was studied in samples of hydrothermal deposits collected at the Mid-Atlantic Ridge (Broken Spur, Lost City, and Rainbow hydrothermal fields). Analyses showed that samples contained C14-C35 n-alkanes. Concentrations of the n-alkanes were rather low and varied from 0.002 to 0.038 µg/g. Hypotheses concerning genesis of identified n-alkanes were offered.

Propuesta de catalogaci��n del patrimonio minero-metalúrgico madrileño

La recuperaci��n del Patrimonio Minero-Metalúrgico es una nueva y, a la vez, apasionante iniciativa que, ya de práctica común en el resto de Europa, está alcanzando una creciente importancia en nuestro país, como lo demuestra el hecho que en la última Feria Internacional del Turismo (FITUR'98), se ofertaran más de 20 iniciativas turísticas directamente relacionadas con el mundo de la minería

Estudio de la penetraci��n de cloruros en dos puentes sometidos a uso intenso de sales fundentes: estudio del hormigón in situ

El uso intenso de sales fundentes en zonas de helada puede reducir la vida útil de los puentes por la penetraci��n acelerada de cloruros. Se ha realizado la inspecci��n de dos puentes construidos hace más de 20 y 50 años, respectivamente, y situados en zonas que requieren un uso intenso de sales fundentes durante el invierno. Se han extraído probetas testigo de algunos elementos estructurales de los puentes y sobre ellas se realizaron ensayos de caracterizaci��n mecánica y de durabilidad. De los resultados obtenidos, se determinaron los tipos de daño en el hormigón provocados por la exposici��n de las estructuras a los ciclos de hielo-deshielo durante su vida en servicio y se obtuvieron diferentes perfiles de ingreso de cloruros originados por los mecanismos de transporte y determinados por la distribuci��n porosa del material y por las condiciones de exposici��n de los elementos de hormigón estudiados. Los resultados obtenidos se comparan con los proporcionados por un modelo de difusi��n de cloruros.

Mecanizaci��n de la Recolecci��n de Fruta en España.

Los cultivos frutícolas, incluido el vi��edo, tienen una importancia fundamental en España y su supervivencia radica, entre otros aspectos varietales y de mercado, en el abaratamiento de los costos para lo cual es necesario una mecanizaci��n lo más completa posible, incluyendo la de la recolecci��n. La superficie total dedicada en España a estos cultivos es de 4.330.000 ha, de las cuales 260.000 son de cítricos, 670.000 de frutales no cítricos, 1.420.000 de vi��edo y 1.980.000 de olivar (ver Tablas 1, 2, 3 y 4). La recolecci��n de frutos presenta una enorme dificultad para su correcta mecanizaci��n. Esta resulta cara, ya que las inversiones tienen que ser elevadas para unos periodos de utilizaci��n breves e intensos. Además, la rápida evoluci��n de los sistemas deja obsoletas máquinas que todavía están en perfecto uso. La complejidad del cultivo en cuanto a las formas de los árboles, el tipo de fruto y su situaci��n en el árbol, y su resistencia a cada una de las acciones mecánicas a que son sometidos durante el proceso hacen que las dificultades se multipliquen. La recolecci��n de fruta viene fuertemente condicionada por la utilizaci��n que de ella se va hacer. La fruta para industria tiene resuelto el problema de la recolecci��n mecánica en gran medida, ya que admite cierto nivel de daños. Por el contrario, la fruta destinada al consumo en fresco no debe presentar ningún tipo de daño y esto ha determinado que la recolecci��n se siga haciendo en general de forma manual, si bien esta recolecci��n puede facilitarse por diversos medios estructurales y mecánicos. El aumento de la productividad de la mano de obra se está consiguiendo por diferentes caminos: Por una parte, se ha aumentado el rendimiento en la recolecci��n gracias a la adopci��n de formas modernas en los árboles. Por otro lado, la utilizaci��n de ayudas mecánicas, tales como las plataformas y las cintas transportadoras, ha reducido considerablemente el tiempo y los costes de recolecci��n y permite, en ciertos casos, mejorar localidad en el sentido de evitar los daños e incluso clasificar el fruto directamente en el campo. El Departamento de Ingeniería Rural de la Escuela T. S. de Ingenieros Agrónomos de Madrid está trabajando hace más de 20 años en temas relacionados con la mecanizaci��n de la recolecci��n de fruta, incluyendo el vi��edo y el olivar. El objetivo de este trabajo es presentar la situaci��n general de la mecanizaci��n frutícola en España y mencionar expresamente los trabajos que se realizan o se están realizando en el citado Departamento.

Design and Validation of an Optimized MB-OFDM Ultra Wideband Transceiver System

Esta tesis está incluida dentro del campo del campo de Multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ultra Wideband (MB-OFDM UWB), el cual ha adquirido una gran importancia en las comunicaciones inalámbricas de alta tasa de datos en la última década. UWB surgi�� con el objetivo de satisfacer la creciente demanda de conexiones inalámbricas en interiores y de uso doméstico, con bajo coste y alta velocidad. La disponibilidad de un ancho de banda grande, el potencial para alta velocidad de transmisi��n, baja complejidad y bajo consumo de energía, unido al bajo coste de implementaci��n, representa una oportunidad única para que UWB se convierta en una soluci��n ampliamente utilizada en aplicaciones de Wireless Personal Area Network (WPAN). UWB está definido como cualquier transmisi��n que ocupa un ancho de banda de más de 20% de su frecuencia central, o más de 500 MHz. En 2002, la Comisi��n Federal de Comunicaciones (FCC) defini�� que el rango de frecuencias de transmisi��n de UWB legal es de 3.1 a 10.6 GHz, con una energía de transmisi��n de -41.3 dBm/Hz. Bajo las directrices de FCC, el uso de la tecnología UWB puede aportar una enorme capacidad en las comunicaciones de corto alcance. Considerando las ecuaciones de capacidad de Shannon, incrementar la capacidad del canal requiere un incremento lineal en el ancho de banda, mientras que un aumento similar de la capacidad de canal requiere un aumento exponencial en la energía de transmisi��n. En los últimos años, s diferentes desarrollos del UWB han sido extensamente estudiados en diferentes áreas, entre los cuales, el protocolo de comunicaciones inalámbricas MB-OFDM UWB está considerado como la mejor elecci��n y ha sido adoptado como estándar ISO/IEC para los WPANs. Combinando la modulaci��n OFDM y la transmisi��n de datos utilizando las técnicas de salto de frecuencia, el sistema MB-OFDM UWB es capaz de soportar tasas de datos con que pueden variar de los 55 a los 480 Mbps, alcanzando una distancia máxima de hasta 10 metros. Se esperara que la tecnología MB-OFDM tenga un consumo energético muy bajo copando un are muy reducida en silicio, proporcionando soluciones de bajo coste que satisfagan las demandas del mercado. Para cumplir con todas estas expectativas, el desarrollo y la investigaci��n del MBOFDM UWB deben enfrentarse a varios retos, como son la sincronizaci��n de alta sensibilidad, las restricciones de baja complejidad, las estrictas limitaciones energéticas, la escalabilidad y la flexibilidad. Tales retos requieren un procesamiento digital de la señal de última generaci��n, capaz de desarrollar sistemas que puedan aprovechar por completo las ventajas del espectro UWB y proporcionar futuras aplicaciones inalámbricas en interiores. Esta tesis se centra en la completa optimizaci��n de un sistema de transceptor de banda base MB-OFDM UWB digital, cuyo objetivo es investigar y diseñar un subsistema de comunicaci��n inalámbrica para la aplicaci��n de las Redes de Sensores Inalámbricas Visuales. La complejidad inherente de los procesadores FFT/IFFT y el sistema de sincronizaci��n así como la alta frecuencia de operaci��n para todos los elementos de procesamiento, se convierten en el cuello de la botella para el diseño y la implementaci��n del sistema de UWB digital en base de banda basado en MB-OFDM de baja energía. El objetivo del transceptor propuesto es conseguir baja energía y baja complejidad bajo la premisa de un alto rendimiento. Las optimizaciones están realizadas tanto a nivel algorítmico como a nivel arquitectural para todos los elementos del sistema. Una arquitectura hardware eficiente en consumo se propone en primer lugar para aquellos módulos correspondientes a núcleos de computaci��n. Para el procesado de la Transformada Rápida de Fourier (FFT/IFFT), se propone un algoritmo mixed-radix, basado en una arquitectura con pipeline y se ha desarrollado un módulo de Decodificador de Viterbi (VD) equilibrado en coste-velocidad con el objetivo de reducir el consumo energético e incrementar la velocidad de procesamiento. Tambi��n se ha implementado un correlador signo-bit simple basado en la sincronizaci��n del tiempo de símbolo es presentado. Este correlador es usado para detectar y sincronizar los paquetes de OFDM de forma robusta y precisa. Para el desarrollo de los subsitemas de procesamiento y realizar la integraci��n del sistema completo se han empleado tecnologías de última generaci��n. El dispositivo utilizado para el sistema propuesto es una FPGA Virtex 5 XC5VLX110T del fabricante Xilinx. La validaci��n el propuesta para el sistema transceptor se ha implementado en dicha placa de FPGA. En este trabajo se presenta un algoritmo, y una arquitectura, diseñado con filosofía de co-diseño hardware/software para el desarrollo de sistemas de FPGA complejos. El objetivo principal de la estrategia propuesta es de encontrar una metodología eficiente para el diseño de un sistema de FPGA configurable optimizado con el empleo del mínimo esfuerzo posible en el sistema de procedimiento de verificaci��n, por tanto acelerar el periodo de desarrollo del sistema. La metodología de co-diseño presentada tiene la ventaja de ser fácil de usar, contiene todos los pasos desde la propuesta del algoritmo hasta la verificaci��n del hardware, y puede ser ampliamente extendida para casi todos los tipos de desarrollos de FPGAs. En este trabajo se ha desarrollado sólo el sistema de transceptor digital de banda base por lo que la comprobaci��n de señales transmitidas a través del canal inalámbrico en los entornos reales de comunicaci��n sigue requiriendo componentes RF y un front-end analógico. No obstante, utilizando la metodología de co-simulaci��n hardware/software citada anteriormente, es posible comunicar el sistema de transmisor y el receptor digital utilizando los modelos de canales propuestos por IEEE 802.15.3a, implementados en MATLAB. Por tanto, simplemente ajustando las características de cada modelo de canal, por ejemplo, un incremento del retraso y de la frecuencia central, podemos estimar el comportamiento del sistema propuesto en diferentes escenarios y entornos. Las mayores contribuciones de esta tesis son: • Se ha propuesto un nuevo algoritmo 128-puntos base mixto FFT usando la arquitectura pipeline multi-ruta. Los complejos multiplicadores para cada etapa de procesamiento son diseñados usando la arquitectura modificada shiftadd. Los sistemas word length y twiddle word length son comparados y seleccionados basándose en la señal para cuantizaci��n del SQNR y el análisis de energías. • El desempeño del procesador IFFT es analizado bajo diferentes situaciones aritméticas de bloques de punto flotante (BFP) para el control de desbordamiento, por tanto, para encontrar la arquitectura perfecta del algoritmo IFFT basado en el procesador FFT propuesto. • Para el sistema de receptor MB-OFDM UWB se ha empleado una sincronizaci��n del tiempo innovadora, de baja complejidad y esquema de compensaci��n, que consiste en funciones de Detector de Paquetes (PD) y Estimaci��n del Offset del tiempo. Simplificando el cross-correlation y maximizar las funciones probables solo a sign-bit, la complejidad computacional se ve reducida significativamente. • Se ha propuesto un sistema de decodificadores Viterbi de 64 estados de decisi��n-débil usando velocidad base-4 de arquitectura suma-comparaselecciona. El algoritmo Two-pointer Even tambi��n es introducido en la unidad de rastreador de origen con el objetivo de conseguir la eficiencia en el hardware. • Se han integrado varias tecnologías de última generaci��n en el completo sistema transceptor basebanda , con el objetivo de implementar un sistema de comunicaci��n UWB altamente optimizado. • Un diseño de flujo mejorado es propuesto para el complejo sistema de implementaci��n, el cual puede ser usado para diseños de Cadena de puertas de campo programable general (FPGA). El diseño mencionado no sólo reduce dramáticamente el tiempo para la verificaci��n funcional, sino tambi��n provee un análisis automático como los errores del retraso del output para el sistema de hardware implementado. • Un ambiente de comunicaci��n virtual es establecido para la validaci��n del propuesto sistema de transceptores MB-OFDM. Este método es provisto para facilitar el uso y la conveniencia de analizar el sistema digital de basebanda sin parte frontera analógica bajo diferentes ambientes de comunicaci��n. Esta tesis doctoral está organizada en seis capítulos. En el primer capítulo se encuentra una breve introducci��n al campo del UWB, tanto relacionado con el proyecto como la motivaci��n del desarrollo del sistema de MB-OFDM. En el capítulo 2, se presenta la informaci��n general y los requisitos del protocolo de comunicaci��n inalámbrica MBOFDM UWB. En el capítulo 3 se habla de la arquitectura del sistema de transceptor digital MB-OFDM de banda base . El diseño del algoritmo propuesto y la arquitectura para cada elemento del procesamiento está detallado en este capítulo. Los retos de diseño del sistema que involucra un compromiso de discusi��n entre la complejidad de diseño, el consumo de energía, el coste de hardware, el desempeño del sistema, y otros aspectos. En el capítulo 4, se ha descrito la co-diseñada metodología de hardware/software. Cada parte del flujo del diseño será detallado con algunos ejemplos que se ha hecho durante el desarrollo del sistema. Aprovechando esta estrategia de diseño, el procedimiento de comunicaci��n virtual es llevado a cabo para probar y analizar la arquitectura del transceptor propuesto. Los resultados experimentales de la co-simulaci��n y el informe sintético de la implementaci��n del sistema FPGA son reflejados en el capítulo 5. Finalmente, en el capítulo 6 se incluye las conclusiones y los futuros proyectos, y tambi��n los resultados derivados de este proyecto de doctorado. ABSTRACT In recent years, the Wireless Visual Sensor Network (WVSN) has drawn great interest in wireless communication research area. They enable a wealth of new applications such as building security control, image sensing, and target localization. However, nowadays wireless communication protocols (ZigBee, Wi-Fi, and Bluetooth for example) cannot fully satisfy the demands of high data rate, low power consumption, short range, and high robustness requirements. New communication protocol is highly desired for such kind of applications. The Ultra Wideband (UWB) wireless communication protocol, which has increased in importance for high data rate wireless communication field, are emerging as an important topic for WVSN research. UWB has emerged as a technology that offers great promise to satisfy the growing demand for low-cost, high-speed digital wireless indoor and home networks. The large bandwidth available, the potential for high data rate transmission, and the potential for low complexity and low power consumption, along with low implementation cost, all present a unique opportunity for UWB to become a widely adopted radio solution for future Wireless Personal Area Network (WPAN) applications. UWB is defined as any transmission that occupies a bandwidth of more than 20% of its center frequency, or more than 500 MHz. In 2002, the Federal Communications Commission (FCC) has mandated that UWB radio transmission can legally operate in the range from 3.1 to 10.6 GHz at a transmitter power of －41.3 dBm/Hz. Under the FCC guidelines, the use of UWB technology can provide enormous capacity over short communication ranges. Considering Shannon’s capacity equations, increasing the channel capacity requires linear increasing in bandwidth, whereas similar channel capacity increases would require exponential increases in transmission power. In recent years, several different UWB developments has been widely studied in different area, among which, the MB-OFDM UWB wireless communication protocol is considered to be the leading choice and has recently been adopted in the ISO/IEC standard for WPANs. By combing the OFDM modulation and data transmission using frequency hopping techniques, the MB-OFDM UWB system is able to support various data rates, ranging from 55 to 480 Mbps, over distances up to 10 meters. The MB-OFDM technology is expected to consume very little power and silicon area, as well as provide low-cost solutions that can satisfy consumer market demands. To fulfill these expectations, MB-OFDM UWB research and development have to cope with several challenges, which consist of high-sensitivity synchronization, low- complexity constraints, strict power limitations, scalability, and flexibility. Such challenges require state-of-the-art digital signal processing expertise to develop systems that could fully take advantages of the UWB spectrum and support future indoor wireless applications. This thesis focuses on fully optimization for the MB-OFDM UWB digital baseband transceiver system, aiming at researching and designing a wireless communication subsystem for the Wireless Visual Sensor Networks (WVSNs) application. The inherent high complexity of the FFT/IFFT processor and synchronization system, and high operation frequency for all processing elements, becomes the bottleneck for low power MB-OFDM based UWB digital baseband system hardware design and implementation. The proposed transceiver system targets low power and low complexity under the premise of high performance. Optimizations are made at both algorithm and architecture level for each element of the transceiver system. The low-power hardwareefficient structures are firstly proposed for those core computation modules, i.e., the mixed-radix algorithm based pipelined architecture is proposed for the Fast Fourier Transform (FFT/IFFT) processor, and the cost-speed balanced Viterbi Decoder (VD) module is developed, in the aim of lowering the power consumption and increasing the processing speed. In addition, a low complexity sign-bit correlation based symbol timing synchronization scheme is presented so as to detect and synchronize the OFDM packets robustly and accurately. Moreover, several state-of-the-art technologies are used for developing other processing subsystems and an entire MB-OFDM digital baseband transceiver system is integrated. The target device for the proposed transceiver system is Xilinx Virtex 5 XC5VLX110T FPGA board. In order to validate the proposed transceiver system in the FPGA board, a unified algorithm-architecture-circuit hardware/software co-design environment for complex FPGA system development is presented in this work. The main objective of the proposed strategy is to find an efficient methodology for designing a configurable optimized FPGA system by using as few efforts as possible in system verification procedure, so as to speed up the system development period. The presented co-design methodology has the advantages of easy to use, covering all steps from algorithm proposal to hardware verification, and widely spread for almost all kinds of FPGA developments. Because only the digital baseband transceiver system is developed in this thesis, the validation of transmitting signals through wireless channel in real communication environments still requires the analog front-end and RF components. However, by using the aforementioned hardware/software co-simulation methodology, the transmitter and receiver digital baseband systems get the opportunity to communicate with each other through the channel models, which are proposed from the IEEE 802.15.3a research group, established in MATLAB. Thus, by simply adjust the characteristics of each channel model, e.g. mean excess delay and center frequency, we can estimate the transmission performance of the proposed transceiver system through different communication situations. The main contributions of this thesis are: • A novel mixed radix 128-point FFT algorithm by using multipath pipelined architecture is proposed. The complex multipliers for each processing stage are designed by using modified shift-add architectures. The system wordlength and twiddle word-length are compared and selected based on Signal to Quantization Noise Ratio (SQNR) and power analysis. • IFFT processor performance is analyzed under different Block Floating Point (BFP) arithmetic situations for overflow control, so as to find out the perfect architecture of IFFT algorithm based on the proposed FFT processor. • An innovative low complex timing synchronization and compensation scheme, which consists of Packet Detector (PD) and Timing Offset Estimation (TOE) functions, for MB-OFDM UWB receiver system is employed. By simplifying the cross-correlation and maximum likelihood functions to signbit only, the computational complexity is significantly reduced. • A 64 state soft-decision Viterbi Decoder system by using high speed radix-4 Add-Compare-Select architecture is proposed. Two-pointer Even algorithm is also introduced into the Trace Back unit in the aim of hardware-efficiency. • Several state-of-the-art technologies are integrated into the complete baseband transceiver system, in the aim of implementing a highly-optimized UWB communication system. • An improved design flow is proposed for complex system implementation which can be used for general Field-Programmable Gate Array (FPGA) designs. The design method not only dramatically reduces the time for functional verification, but also provides automatic analysis such as errors and output delays for the implemented hardware systems. • A virtual communication environment is established for validating the proposed MB-OFDM transceiver system. This methodology is proved to be easy for usage and convenient for analyzing the digital baseband system without analog frontend under different communication environments. This PhD thesis is organized in six chapters. In the chapter 1 a brief introduction to the UWB field, as well as the related work, is done, along with the motivation of MBOFDM system development. In the chapter 2, the general information and requirement of MB-OFDM UWB wireless communication protocol is presented. In the chapter 3, the architecture of the MB-OFDM digital baseband transceiver system is presented. The design of the proposed algorithm and architecture for each processing element is detailed in this chapter. Design challenges of such system involve trade-off discussions among design complexity, power consumption, hardware cost, system performance, and some other aspects. All these factors are analyzed and discussed. In the chapter 4, the hardware/software co-design methodology is proposed. Each step of this design flow will be detailed by taking some examples that we met during system development. Then, taking advantages of this design strategy, the Virtual Communication procedure is carried out so as to test and analyze the proposed transceiver architecture. Experimental results from the co-simulation and synthesis report of the implemented FPGA system are given in the chapter 5. The chapter 6 includes conclusions and future work, as well as the results derived from this PhD work.

Sistema de selecci��n automática de soluciones tecnológicas de seguridad

Desde la aparici��n de Internet, hace ya más de 20 años ha existido por parte de diversos sectores de la sociedad, científicos, empresas, usuarios, etc. la inquietud por la aplicaci��n de esta tecnología a lo que se ha dado en llamar “El Internet de las Cosas”, que no es más que el control a distancia de cualquier elemento útil o necesario para la vida cotidiana y la industria. Sin embargo el desarrollo masivo de aplicaciones orientadas a esto, no ha evolucionado hasta que no se han producido avances importantes en dos campos: por un lado, en las Redes Inalámbricas de Sensores (WSN), redes compuestas por un conjunto de pequeños dispositivos capaces de transmitir la informaci��n que recogen, haci��ndola llegar desde su propia red inalámbrica, a otras de amplia cobertura y por otro con la miniaturizaci��n cada vez mayor de dispositivos capaces de tener una autonomía suficiente como para procesar datos e interconectarse entre sí. Al igual que en las redes de ordenadores convencionales, las WSN se pueden ver comprometidas en lo que a seguridad se refiere, ya que la masiva implementaci��n de estas redes hará que millones de Terabytes de datos, muchas veces comprometidos o sometidos a estrictas Leyes de protecci��n de los mismos, circulen en la sociedad de la informaci��n, de forma que lo que nace como una ventaja muy interesante para sus usuarios, puede convertirse en una pesadilla debido a la amenaza constante hacia los servicios mínimos de seguridad que las compañías desarrolladoras han de garantizar a los usuarios de sus aplicaciones. Éstas, y con el objetivo de proveer un ámbito de seguridad mínimo, deben de realizar un minucioso estudio de la aplicaci��n en particular que se quiere ofrecer con una WSN y tambi��n de las características específicas de la red ya que, al estar formadas por dispositivos prácticamente diminutos, pueden tener ciertas limitaciones en cuanto al tamaño de la batería, capacidad de procesamiento, memoria, etc. El presente proyecto desarrolla una aplicaci��n, única, ya que en la actualidad no existe un software con similares características y que aporta un avance importante en dos campos principalmente: por un lado ayudará a los usuarios que deseen desplegar una aplicaci��n en una red WSN a determinar de forma automática cuales son los mecanismos y servicios específicos de seguridad que se han de implementar en dicha red para esa aplicaci��n concreta y, por otro lado proporcionará un apoyo extra a expertos de seguridad que estén investigando en la materia ya que, servirá de plataforma de pruebas para centralizar la informaci��n sobre seguridad que se tengan en ese momento en una base de conocimientos única, proporcionando tambi��n un método útil de prueba para posibles escenarios virtuales. ABSTRACT. It has been more than 20 years since the Internet appeared and with it, scientists, companies, users, etc. have been wanted to apply this technology to their environment which means to control remotely devices, which are useful for the industry or aspects of the daily life. However, the huge development of these applications oriented to that use, has not evolve till some important researches has been occurred in two fields: on one hand, the field of the Wireless Sensor Networks (WSN) which are networks composed of little devices that are able to transmit the information that they gather making it to pass through from their wireless network to other wider networks and on the other hand with the increase of the miniaturization of the devices which are able to work in autonomous mode so that to process data and connect to each other. WSN could be compromised in the matter of security as well as the conventional computer networks, due to the massive implementation of this kind of networks will cause that millions of Terabytes of data will be going around in the information society, thus what it is thought at first as an interesting advantage for people, could turn to be a nightmare because of the continuous threat to the minimal security services that developing companies must guarantee their applications users. These companies, and with the aim to provide a minimal security realm, they have to do a strict research about the application that they want to implement in one WSN and the specific characteristics of the network as they are made by tiny devices so that they could have certain limitations related to the battery, throughput, memory, etc. This project develops a unique application since, nowadays, there is not any software with similar characteristics and it will be really helpful in mainly two areas: on one side, it will help users who want to deploy an application in one WSN to determine in an automatically way, which ones security services and mechanisms are those which is necessary to implement in that network for the concrete application and, on the other side, it will provide an extra help for the security experts who are researching in wireless sensor network security so that ti will an exceptional platform in order to centralize information about security in the Wireless Sensor Networks in an exclusive knowledge base, providing at the same time a useful method to test virtual scenarios.

Estudio y análisis de la retracci��n de hormigones normales mediante una base de datos de ensayos unificada

El presente trabajo de investigaci��n se plantea el estudio del fenómeno de la retracci��n. El fenómeno de la retracci��n, al igual que otras propiedades del hormigón, ha sido ampliamente divulgado, pero de un tiempo a esta parte, debido a la aparici��n de nuevos tipos de hormigones (autocompactantes, de altas resistencias, reciclados, etc.) se ha dejado en un segundo plano. Este segundo plano no significa que haya pasado al olvido, pues en los “nuevos hormigones” se toman los modelos de estimaci��n de los hormigones normales como base para estimar sus propiedades, siendo, por este motivo, muy necesario reflexionar sobre si los modelos que estamos empleando son apropiados o no lo son. Este trabajo pretende, mediante la confecci��n de una base de datos que unifica y amplía la del profesor Bazant, realizar un análisis estadístico de los datos que actualmente tenemos a nuestra disposici��n, y que conforman un total de 802 ensayos que abarcan desde el fenómeno el entumecimiento hasta la retracci��n total, pasando por la retracci��n autógena, con un intervalo de tiempo que abarca desde 1958 hasta 2013. Además, este trabajo realiza una revisi��n de los siete modelos de cálculo más empleados a la hora de estimar la deformaci��n por retracci��n, analizándolos minuciosamente y superponi��ndolos con los datos reales de la base anteriormente nombrada. Como conclusi��n, se demuestra que los modelos estudiados estiman razonablemente bien el fenómeno de la retracci��n, si bien no se llegan a discriminar todas las variables con la precisi��n esperada, siendo alguno de ellos conservador. En este sentido, se abre la puerta a insistir en un estudio más afinado de la retracci��n del hormigón, por dos motivos: los actuales modelos sirven de base para la estimaci��n de los anteriormente mencionados nuevos hormigones y porque la introducci��n y desarrollo de aditivos que sean capaces de disminuir este fenómeno deben asentarse ambos sobre una base más sólida y precisa. Por último, deja la puerta abierta para que otros trabajos de investigaci��n puedan realizarse, bien con la retracci��n, bien con otras propiedades, como el módulo de deformaci��n, la adquisici��n de resistencias, etc., pues se adjunta como anexo toda la base completa con más de 20.000 datos que pueden ser de gran utilidad. The main objective of this research study is to evaluate the phenomenon of shrinkage in concrete. The phenomenon of shrinkage, as well as other properties of concrete, has been widely studied, but for a time, and due to the emergence of new types of concrete (self-compacting, high strength, recycled, etc.) it has been left in the background. Having moved to second plane did not mean that it have been abandoned, since in the "new concrete" these properties are calculated using the estimation models developed for conventional concrete, and it is for this reason, why it is important and necessary to reflect whether these models we are using are appropriate or are not. This work seeks to unify and bring up-to-date a database of experimental shrinkage results. The database is based on existing databases, especially on the last version of the database created by Professor Bazant. The database includes a total of 802 experimental results, and include results for total shrinkage, autogenous shrinkage and swelling, and over experimental studies for 1958 to 2013. The database serves as a basis for a complex and detailed statistical analysis of the data. In addition, seven commonly used shrinkage estimation models are presented and evaluated. These models are used for a thoroughly comparison analysis between the estimated results obtained using these models and the actual experimental data included in the unified database. In conclusion, it is shown that the models estimate reasonably well the shrinkage strains, although they fail to discriminate adequately some of the influencing variables, resulting in some of them being too conservative in their estimation. In this sense, the results of this work emphasis the importance and the need of addition research on the shrinkage of concrete. This is especially important considering that the existing models provide a basis for estimating the shrinkage in "new concretes", and that the increase use of shrinkage reducing additives should be based and supported by solid research in this field. Finally, this study includes an extensive and updated database that can serve for further research on shrinkage. The full database, developed as part of this work, which includes more than 20,000 data, is included in the annex of the study.

Desarrollo de una herramienta para analizar métodos de reconocimiento de emociones

Desde hace más de 20 años, muchos grupos de investigaci��n trabajan en el estudio de técnicas de reconocimiento automático de expresiones faciales. En los últimos años, gracias al avance de las metodologías, ha habido numerosos avances que hacen posible una rápida detecci��n de las caras presentes en una imagen y proporcionan algoritmos de clasificaci��n de expresiones. En este proyecto se realiza un estudio sobre el estado del arte en reconocimiento automático de emociones, para conocer los diversos métodos que existen en el análisis facial y en el reconocimiento de la emoci��n. Con el fin de poder comparar estos métodos y otros futuros, se implementa una herramienta modular y ampliable y que además integra un método de extracci��n de características que consiste en la obtenci��n de puntos de interés en la cara y dos métodos para clasificar la expresi��n, uno mediante comparaci��n de desplazamientos de los puntos faciales, y otro mediante detecci��n de movimientos específicos llamados unidades de acci��n. Para el entrenamiento del sistema y la posterior evaluaci��n del mismo, se emplean las bases de datos Cohn-Kanade+ y JAFFE, de libre acceso a la comunidad científica. Después, una evaluaci��n de estos métodos es llevada a cabo usando diferentes parámetros, bases de datos y variando el número de emociones. Finalmente, se extraen conclusiones del trabajo y su evaluaci��n, proponiendo las mejoras necesarias e investigaci��n futura. ABSTRACT. Currently, many research teams focus on the study of techniques for automatic facial expression recognition. Due to the appearance of digital image processing, in recent years there have been many advances in the field of face detection, feature extraction and expression classification. In this project, a study of the state of the art on automatic emotion recognition is performed to know the different methods existing in facial feature extraction and emotion recognition. To compare these methods, a user friendly tool is implemented. Besides, a feature extraction method is developed which consists in obtaining 19 facial feature points. Those are passed to two expression classifier methods, one based on point displacements, and one based on the recognition of facial Action Units. Cohn-Kanade+ and JAFFE databases, both freely available to the scientific community, are used for system training and evaluation. Then, an evaluation of the methods is performed with different parameters, databases and varying the number of emotions. Finally, conclusions of the work and its evaluation are extracted, proposing some necessary improvements and future research.