Razonamiento numérico en problemas de promedios.

Análisis de los resultados de un cuestionario formado por cuatro problemas abiertos y realizado por alumnos de secundaria. El objetivo del cuestionario es evaluar la comprensión del concepto de la media aritmética.

Análisis diferencial del rendimiento escolar en EGB en función de la variable sexo.

Averiguar las causas del mayor rendimiento en las niñas que en los niños en las edades comprendidas entre los 10 y 11 años y los 13 y 14. Se compone de 300 alumnos de quinto y octavo de EGB, pertenecientes a los Colegios Nacionales Monteblanco y Pío XII en Valencia y Baltasar Rull en Onda, Castellón. 76 varones y 94 mujeres de quinto de EGB y 39 varones y 51 mujeres de octavo de EGB. Se pretende comprobar si existen diferencias entre los dos grupos de sujetos en aptitudes a nivel factorial, en hábitos de estudio y métodos de trabajo intelectual, en factores de personalidad y en rendimiento, en función de la variable sexo. Calificaciones obtenidas en junio; test de aptitudes mentales primarias, octavo de EGB; test de aptitudes escolares 1, quinto de EGB; inventario de adaptación de conducta, octavo EGB; EPQ-J de Eysenck, quinto y octavo EGB; inventario de hábitos de estudio, quinto y octavo EGB; cuestionario de intereses profesionales, octavo EGB. Análisis descriptivo sobre los grupos estratificados. Significación de diferencias de medias entre varones y mujeres. Análisis correlacional. Análisis de regresión múltiple. Stepwise. Análisis de componentes principales. En el análisis descriptivo y significación de diferencias: en hábitos de estudio las mujeres superan a los varones en quinto pero no en octavo. En la prueba aptitudinal las chicas superan a los chicos en ambos cursos. En rendimiento escolar las chicas de quinto rechazan las Matemáticas frente a los varones que la eligen, aunque en octavo los varones también la rechazan. En intereses profesionales no se aprecian diferencias entre ambos grupos. En adaptación de conducta, las chicas se adaptan a todo y los chicos se comportan de forma irregular. En el análisis de regresión sobre el rendimiento total: en quinto de EGB, las chicas se caracterizan por condiciones favorables al estudio, y los chicos por asimilación de estudios. Los dos grupos coinciden en aptitud verbal. En octavo de EGB las chicas se caracterizan por sinceridad en personalidad y adaptación de conducta y los chicos por planificación del estudio y emocionabilidad. En el análisis factorial en quinto de EGB las chicas se caracterizan por su extraversión, aptitud verbal, cálculo y participación, y los chicos por conductas antisociales, extraversión y poca participación. En octavo de EGB las chicas se caracterizan por condiciones ambientales de estudio, asimilación de contenidos, adaptación familiar, aptitud de cálculo numérico, fluidez verbal, sinceridad y los chicos por su emocionabilidad, conducta antisocial, aptitud para cálculo numérico y fluidez verbal. Mediante el análisis factorial se pone de manifiesto el perfil de variables que acusa unas características propias diferenciandolas de los varones.

Análisis didáctico de la secuencia numérica.

Se aporta una visión completa del conocimiento ordinal de la secuencia numérica desde sus fundamentos hasta la propia actuación en el aula con escolares de 3 a 6 años. Se dan ideas sobre la construcción infantil de las relaciones lógicas ordinales y la aplicación práctica en el aprendizaje de las mismas, centrándose en las nociones básicas del aspecto ordinal del número natural. Finalmente se ofrecen actividades de aplicación práctica de los contenidos expuestos.

Análisis didáctico y formación inicial de profesores : organización de competencias y capacidades de los escolares en el caso de los números.

Resumen tomado de la publicación. IV número monográfico con el título: VII Seminario de Investigación y pensamiento numérico y algebraico (PNA).

Razonamiento inductivo numérico : un estudio en Educación Primaria.

Analizar la naturaleza y la evolución del razonamiento inductivo numérico en los escolares de Educación Primaria. Planteamiento de hipótesis.. Muestra 1: 297 sujetos de entre 9 y 12 años. Muestra 2: 400 sujetos de entre 6 y 12 años, todos ellos alumnos de Educación Primaria.. Primera etapa: construcción de un modelo teórico evolutivo sobre el razonamiento inductivo centrado en las series numéricas. En esta etapa se realiza un primer estudio teórico que plantea la necesidad de un modelo para estudiar el razonamiento inductivo numérico. En segundo lugar, se realiza un estudio exploratorio aplicado a la muestra 1 que confirma la viabilidad del modelo, lo orienta y permite establecer nuevas cuestiones. Finalmente, se establece el marco interpretativo y el desarrollo conceptual del modelo elaborado mediante un Análisis Didáctico del razonamiento inductivo numérico. La primera parte de esta etapa y los primeros resultados del estudio exploratorio se desarrollan en un trabajo previo (Ortiz, 1993). Segunda etapa: evaluación de la parte del modelo construido referente a Educación Primaria mediante un estudio empírico de carácter descriptivo orientado a obtener evidencias sobre la evolución de competencias inductivas y aritméticas en los escolares, y un estudio de casos para confirmar las características observadas.. Escala Acumulativa de Guttman, Escala Acumulativa de Mokken, Escala Inductiva Numérica, Análisis Didáctico.. Se observa que los escolares de menor edad utilizan esquemas como el aprendizaje memorístico de las series numéricas frente a los escolares de mayor edad que emplean esquemas prealgebraicos para la interpretación y utilización de regularidades aritméticas en series numéricas. Se constata el dominio y el uso predominante del modelo aditivo frente al multiplicativo por los escolares de Primaria. Se encuentran tres fases en razonamiento inductivo en Educación Primaria: una primera fase ordinal con estrategias inductivas basadas en la serie numérica base y en la acción de contar (6 años), una segunda fase aditiva con estrategias inductivas basadas en la adición y substracción (7-9 años) y una tercera fase multiplicativa con estrategias inductivas basadas en la multiplicación (10-12 años).. Se constata la importancia de la inducción en la construcción del número natural aunque se señala la inexistencia de un modelo teórico inductivo y se destaca la necesidad de tal modelo, sobre todo para el razonamiento inductivo numérico. Se plantean nuevas vías de investigación..

Análisis de la eficacia del microordenador en la Enseñanza de las Matemáticas en séptimo de EGB y segundo de BUP.

Buscar qué organización metodológica que combine técnicas de resolución de problemas, microordenadores y programación en Logo puede optimizar la adquisición de contenidos Matemáticos, estrategias de resolución de problemas y nociones de programación.. 647 alumnos de séptimo de EGB y segundo de BUP y nivel socio-económico medio-bajo, divididos en 5 muestras, dos de Colegios de EGB (n=104 y 89 respectivamente) y tres de Institutos de BUP (n=159, 137 y 158). No representativas. VI: Método de Enseñanza (4 niveles): tradicional, resolución de problemas en ambientes no computacionales, Enseñanza asistida por ordenador (CAI) con programas tutoriales y resolución de problemas en ambientes computacionales con uso del lenguaje de programación Logo. VD: Tres medidas: aprendizaje de conceptos Matemáticos, adquisición y desarrollo de estrategias de resolución de problemas y adquisición de nociones de programación de ordenadores. Variables controladas: conocimientos previos, inteligencia general, razonamiento numérico, aptitud espacial, razonamiento abstracto, percepción de diferencias, experiencia previa con los ordenadores, edad, status y Centro escolar. Los profesores recibieron instrucciones específicas según el método didáctico que desarrollaron. Cada muestra se subdividió en 4 submuestras, asignando cada una a un nivel determinado de la VI.. Dos pruebas para medir el aprendizaje, protocolo de estrategias de resolución, hoja-protocolo con información sobre el alumno, construir un diagrama de flujo para medir las nociones de programación, test factor G de Cattell, subescalas NA, SR y RA del test DAT, tests de Formas Idénticas. Cálculo de la matriz de correlaciones entre variables. Diferencias de medias pretest posttest entre muestras pertenecientes a un mismo método didáctico para EGB, ANOVA y ANCOVA para los INB comprobar el efecto de la VI: ANCOVA. Tipos y frecuencia de uso de diferentes estrategias de resolución: estadística descriptiva y análisis Cluster. Homogeneidad entre grupos de EGB: diferencia de medias. Se observan efectos debidos al tipo de Colegio o Instituto dentro de un mismo método didáctico y una relación entre las variables y los factores de inteligencia y de aptitud. Al considerar como covariables los conocimientos previos o a inteligencia y los factores de actitud se observan diferencias debidas al empleo o no de ordenador y al uso de una metodología basada en la resolución de problemas en las variables de Cálculo y Geometría. También existen diferencias en nociones de programación. Respecto a las estrategias de resolución empleadas al comparar los análisis pretest y posttest, se observa una influencia moderada del tipo de método. En general, los métodos basados en la resolución de problemas son más eficaces. El uso del ordenador favorece determinadas estrategias y su valor fundamental es curricular.

Análisis de datos para la evaluación externa de la Reforma de las Enseñanzas Medias. Comparación de los resultados obtenidos por los alumnos de octavo de EGB y su promoción correspondiente en primero de Enseñanzas Medias.

Comparar los resultados obtenidos sobre dos muestras de la misma generación de alumnos de octavo de EGB y, 5 meses después, en primero de Enseñanzas Medias, con el fin de aislar las características y/o determinantes que inciden sobre los sujetos que optan por cada uno de los tipos de Enseñanza Secundaria. 4101 sujetos de octavo de EGB, de los cuales 2723 pensaban seguir estudios de BUP y 1378 de FP. 4130 sujetos de Enseñanzas Medias, de los cuales 1534 seguían estudios de BUP, 1396 de FP y 1200 Enseñanza Experimental. Variables: rendimiento académico, a través de indicadores como las calificaciones del profesorado y pruebas de rendimiento; aptitudes a través de indicadores como razonamiento mecánico, aptitud espacial, palabra diferente, vocabulario, factor verbal, razonamiento asbstracto, factor numérico y puntuación global en aptitudes escolares; actitudes hacia el estudio a través de indicadores como la ansiedad, la obsesión, depresión, desorganización, baja motivación, reacciones fisiológicas, satisfacción en el trabajo y convergencia divergencia; actitudes de carácter cívico social a través de indicadores como autoritarismo, tolerancia libertades, eficacia, derechos de la mujer y criticismo. También se evaluó la homogeneidad de las muestras atendiendo a las siguientes variables de clasificación: autonomía, población, tipo de centro, sexo y categoría socioprofesional del padre. Calificaciones escolares. Pruebas de rendimiento. Tests de Aptitudes. Tests de Actitudes. Pruebas de significación estadística. La composición de las muestras de EGB y de Enseñanzas Medias no resultan homogéneas en todas las variables de clasificación consideradas. Las diferencias son evidentes en las variables tipo de centro, sexo y clase social. Si se comparan las muestras por colectivos, según el tipo de estudios a elegir (EGB) o que están realizando (Enseñanza Media), las diferencias entre los que optan por FP y BUP son claras y muy marcadas, especialmente en pruebas de rendimiento. Los alumnos de BUP son siempre superiores a los de FP y los que siguen Enseñanzas Experimentales mantienen una posición intermedia. Las diferencias son igualmente importantes cuando se comparan estas muestras en función del sexo y el nivel de éxito-fracaso de los sujetos. Las variables discriminantes en este caso no sólo pertenecen a los conocimientos sino que apuntan hacia diferencias en aptitudes y actitudes. El peso o contribución a la explicación del criterio de las variables utilizadas en los sucesivos análisis realizados sigue el orden habitual: primero las variables de rendimiento, en segundo lugar las pruebas aptitudinales y, finalmente, las relativas a las actitudes. Si se relacionan las diversas opciones de estudio con las variables de origen (clase social, sexo y estudios de los padres) se observa que existe una evidente influencia de estas variables en la opción de estudios elegida por el sujeto.

Un análisis comparativo de los sistemas curricular, metodológico y de evaluación, en el área de Matemáticas entre España y los países francófonos europeos : implicaciones para el rendimiento académico.

Propuesta de un modelo de enseñanza de las Matemáticas centrado en el desarrollo cognitivo de los alumnos, justificado teóricamente desde las aportaciones de la Pedagogía y la Psicología y defendido desde el marco legal de la reforma del Sistema Educativo. La segunda parte del estudio pretende ofrecer una visión comparada de las propuestas metodológicas españolas y francófonas cuya identificación con el marco teórico del modelo propuesto es importante. Valoración comparada de ambas propuestas, bajo los mismos supuestos y en referencia al desarrollo filogenético del cocnocimiento matemático. Propuestas educativas ofrecidas por las editoriales Anaya y Santillana, para los cursos de primero a sexto de Primaria (6-12 años) y de la editorial Nathan para los cursos CP, CE1, CE2, CM1 y CM2 y la editorial Office Romand des Editions et du Matériel Scolaire, para los cursos de primero a sexto, ésta última, suiza, sólo se comparó en términos generales con las propuestas española y francesa. Marco teórico que justifica el modelo propuesto (tipos de conocimiento, modelos de enseñanza y evaluación). Seguido al marco teórico general se especifican las cuestiones tratadas en él, al campo matemático, realizando una introducción histórica al conocimiento matemático (modelos de enseñanza de las Matemáticas y la evaluación en Matemáticas), para pasar al análisis comparado de los materiales de las editoriales de textos escolares españoles y francófonos (Francia y Suiza). En la sección tercera de la investigación (p. 2355 y ss.), se recogen las conclusiones. 1. Lo más destacable de la propuesta metodológica de las editoriales Anaya y Santillana es: la proximidad entre el campo numérico disponible y su tratamiento operativo, la proximidad entre las operaciones inversas, la incorporación de la aplicación de la noción a la resolución de problemas o situaciones, como un momento más de su proceso de adquisición y la organización de la secuencia de aprendizaje y la concreción de su desarrollo; 2. La característica esencial de la propuesta metodológica de la Editorial Office Romand des Editions et du Matériel Scolaires (Suiza, Neuchatel), consiste en una concepción del aprendizaje basada en el protagonismo del alumno que, en situación colectiva, de equipo o individualmente, se enfrenta a la interpretación de una realidad sobre la que ensayar estrategias, a la comparación y justificación de procesos y resultados y a la búsqueda de formas de ampliación o modificación de dicha realidad; 3. No existe un isomorfismo entre los contenidos de las propuestas españolas y francófonas y que su estructuración es esencialmente diferente, lo que justifica el relativo desfase entre los contenidos que configuran los cursos españoles y franceses. Más próximas están, en ambos aspectos, las propuestas españolas entre sí. Conviene considerar la importancia de las Matemáticas en el desarrollo cognoscitivo del sujeto: el cocnocimiento matemático no es fáctico sino formal, consiste en un todo formado por la representación de los objetos físicos y de la propia acción realizada sobre ellos, es decir, consiste en la interacción del sujeto con la realidad. La continuidad y el desarrollo del conocimiento no serán posibles si el sujeto no dispone de esquemas desde los que interpretar la realidad y en los que integrar la representación alcanzada, bien porque los esquemas sean en sí mismos inadecuados, bien porque los objetos de conocimiento no se adecúen a los esquemas.

Violencia en las ciudades de México: un análisis de tres períodos

A partir de la utilización de zonas metropolitanas como unidades de análisis, en este estudio se observan las correlaciones de diversos factores de riesgo asociados al delito con las tasas de homicidio. Entre los principales hallazgos, se encontró una correlación fuerte entre el índice de retención escolar en 1994 y la tasa de homicidios a finales de la década de 2000. También se encontró una correlación entre la tasa de homicidios y el porcentaje de viviendas deshabitadas por zona metropolitana. Sin embargo, existen varias diferencias entre los resultados aquí obtenidos y aquellos encontrados en la literatura. Estas diferencias se deben al uso de diferentes unidades de observación. En otras palabras, el análisis de la violencia por zonas metropolitanas en México aún tiene mucho que dar, contrario a los estudios cuyas observaciones se limitan a los municipios.

Aportaciones al método de la celda en el diseño y análisis de un modelo de máquina rotativa trifásica de inducción magnética

Programa de doctorado: Tecnología industrial

Análisis elástico del estado tensional en las inmediaciones de anclajes pasivos

En ciertas ocasiones: hormigón pretensado, muros anclados, etc., se presenta la necesidad de estudiar el armado en las proximidades de anclajes pasivos, o bien analizar las tensiones producidas. En este artículo se asimila el anclaje pasivo a una placa infinitamente rígida que, por efecto de la carga de pretensado, se adhiere al material adyacente por una de sus caras, formando el conjunto una fisura semirrígida. El problema elástico se reduce a la determinación de unas funciones seccionalmente holomorfas, que aparecen como la resolución de un problema homogéneo de Hilbert. La resolución se consigue por aplicación de las fórmulas de Plemelj. Haciendo variar el ángulo de ataque y las características del material se presentan algunos resultados notables. Por último se resuelve el problema mediante un método numérico, el método de los elementos de contorno, y se comparan resultados.

Análisis y simulación numérica de problemas electrohidrodinámicos relacionados con el electrospray

La presente tesis es un estudio analítico y numérico del electrospray. En la configuración más sencilla, un caudal constante del líquido a atomizar, que debe tener una cierta conductividad eléctrica, se inyecta en un medio dieléctrico (un gas u otro líquido inmiscible con el primero) a través de un tubo capilar metálico. Entre este tubo y un electrodo lejano se aplica un voltaje continuo que origina un campo eléctrico en el líquido conductor y en el espacio que lo rodea. El campo eléctrico induce una corriente eléctrica en el líquido, que acumula carga en su superficie, y da lugar a un esfuerzo eléctrico sobre la superficie, que tiende a alargarla en la dirección del campo eléctrico. El líquido forma un menisco en el extremo del tubo capilar cuando el campo eléctrico es suficientemente intenso y el caudal suficientemente pequeño. Las variaciones de presión y los esfuerzos viscosos asociados al movimiento del líquido son despreciables en la mayor parte de este menisco, siendo dominantes los esfuerzos eléctrico y de tensión superficial que actúan sobre la superficie del líquido. En el modo de funcionamiento llamado de conochorro, el balance de estos esfuerzos hace que el menisco adopte una forma cónica (el cono de Taylor) en una región intermedia entre el extremo del tubo y la punta del menisco. La velocidad del líquido aumenta al acercarse al vértice del cono, lo cual propicia que las variaciones de la presión en el líquido generadas por la inercia o por la viscosidad entren en juego, desequilibrando el balance de esfuerzos mencionado antes. Como consecuencia, del vértice del cono sale un delgado chorro de líquido, que transporta la carga eléctrica que se acumula en la superficie. La acción del campo eléctrico tangente a la superficie sobre esta carga origina una tracción eléctrica que tiende a alargar el chorro. Esta tracción no es relevante en el menisco, donde el campo eléctrico tangente a la superficie es muy pequeño, pero se hace importante en el chorro, donde es la causa del movimiento del líquido. Lejos del cono, el chorro puede o bien desarrollar una inestabilidad asimétrica que lo transforma en una espiral (whipping) o bien romperse en un spray de gotas prácticamente monodispersas cargadas eléctricamente. La corriente eléctrica transportada por el líquido es la suma de la corriente de conducción en el interior del líquido y la corriente debida a la convección de la carga acumulada en su superficie. La primera domina en el menisco y la segunda en el chorro lejano, mientras que las dos son comparables en una región intermedia de transferencia de corriente situada al comienzo del chorro aunque aguas abajo de la región de transición cono-chorro, en la que el menisco deja de ser un cono de Taylor. Para un campo exterior dado, la acumulación de carga eléctrica en la superficie del líquido reduce el campo eléctrico en el interior del mismo, que llega a anularse cuando la carga alcanza un estado final de equilibrio. El tiempo característico de este proceso es el tiempo de relajación dieléctrica, que es una propiedad del líquido. Cuando el tiempo de residencia del líquido en la región de transición cono-chorro (o en otra región del campo fluido) es grande frente al tiempo de relajación dieléctrica, la carga superficial sigue una sucesión de estados de equilibrio y apantalla al líquido del campo exterior. Cuando esta condición deja de cumplirse, aparecen efectos de relajación de carga, que se traducen en que el campo exterior penetra en el líquido, a no ser que su constante dieléctrica sea muy alta, en cuyo caso el campo inducido por la carga de polarización evita la entrada del campo exterior en el menisco y en una cierta región del chorro. La carga eléctrica en equilibrio en la superficie de un menisco cónico intensifica el campo eléctrico y determina su variación espacial hasta distancias aguas abajo del menisco del orden de su tamaño. Este campo, calculado por Taylor, es independiente del voltaje aplicado, por lo que las condiciones locales del flujo y el valor de la corriente eléctrica son también independientes del voltaje en tanto los tamaños de las regiones que determinan estas propiedades sean pequeños frente al tamaño del menisco. Los resultados experimentales publicados en la literatura muestran que existe un caudal mínimo para el que el modo cono-chorro que acabamos de describir deja de existir. El valor medio y la desviación típica de la distribución de tamaños de las gotas generadas por un electrospray son mínimos cuando se opera cerca del caudal mínimo. A pesar de que los mecanismos responsables del caudal mínimo han sido muy estudiados, no hay aún una teoría completa del mismo, si bien su existencia parece estar ligada a la aparición de efectos de relajación de carga en la región de transición cono-chorro. En esta tesis, se presentan estimaciones de orden de magnitud, algunas existentes y otras nuevas, que muestran los balances dominantes responsables de las distintas regiones de la estructura asintótica de la solución en varios casos de interés. Cuando la inercia del líquido juega un papel en la transición cono-chorro, los resultados muestran que la región de transferencia de corriente, donde la mayor parte de la corriente pasa a la superficie, está en el chorro aguas abajo de la región de transición cono-chorro. Los efectos de relajación de carga aparecen de forma simultánea en el chorro y la región de transición cuando el caudal se disminuye hasta valores de un cierto orden. Para caudales aún menores, los efectos de relajación de carga se notan en el menisco, en una región grande comparada con la de transición cono-chorro. Cuando el efecto de las fuerzas de viscosidad es dominante en la región de transición, la región de transferencia de corriente está en el chorro pero muy próxima a la región de transición cono-chorro. Al ir disminuyendo el caudal, los efectos de relajación de carga aparecen progresivamente en el chorro, en la región de transición y por último en el menisco. Cuando el caudal es mucho mayor que el mínimo del modo cono-chorro, el menisco deja de ser cónico. El campo eléctrico debido al voltaje aplicado domina en la región de transferencia de corriente, y tanto la corriente eléctrica como el tamaño de las diferentes regiones del problema pasan a depender del voltaje aplicado. Como resultado de esta dependencia, el plano caudal-voltaje se divide en diferentes regiones que se analizan separadamente. Para caudales suficientemente grandes, la inercia del líquido termina dominando frente a las fuerzas de la viscosidad. Estos resultados teóricos se han validado con simulaciones numéricas. Para ello se ha formulado un modelo simplificado del flujo, el campo eléctrico y el transporte de carga en el menisco y el chorro del electrospray. El movimiento del líquido se supone casi unidireccional y se describe usando la aproximación de Cosserat para un chorro esbelto. Esta aproximación, ampliamente usada en la literatura, permite simular con relativa facilidad múltiples casos y cubrir amplios rangos de valores de los parámetros reteniendo los efectos de la viscosidad y la inercia del líquido. Los campos eléctricos dentro y fuera del liquido están acoplados y se calculan sin simplificación alguna usando un método de elementos de contorno. La solución estacionaria del problema se calcula mediante un método iterativo. Para explorar el espacio de los parámetros, se comienza calculando una solución para valores fijos de las propiedades del líquido, el voltaje aplicado y el caudal. A continuación, se usa un método de continuación que permite delinear la frontera del dominio de existencia del modo cono-chorro, donde el método iterativo deja de converger. Cuando el efecto de la inercia del líquido domina en la región de transición cono-chorro, el caudal mínimo para el cual el método iterativo deja de converger es del orden del valor estimado del caudal para el que comienza a haber efectos de relajación de carga en el chorro y el cono. Aunque las simulaciones no convergen por debajo de dicho caudal, el valor de la corriente eléctrica para valores del caudal ligeramente mayores parece ajustarse a las estimaciones para caudales menores, reflejando un posible cambio en los balances aplicables. Por el contrario, cuando las fuerzas viscosas dominan en la región de transición, se pueden obtener soluciones estacionarias para caudales bastante menores que aquel para el que aparecen efectos de relajación de carga en la región de transición cono-chorro. Los resultados numéricos obtenidos para estos pequeños caudales se ajustan perfectamente a las estimaciones de orden de magnitud que se describen en la memoria. Por último, se incluyen como anexos dos estudios teóricos que han surgido de forma natural durante el desarrollo de la tesis. El primero hace referencia a la singularidad en el campo eléctrico que aparece en la línea de contacto entre el líquido y el tubo capilar en la mayoría de las simulaciones. Primero se estudia en qué situaciones el campo eléctrico tiende a infinito en la línea de contacto. Después, se comprueba que dicha singularidad no supone un fallo en la descripción del problema y que además no afecta a la solución lejos de la línea de contacto. También se analiza si los esfuerzos eléctricos infinitamente grandes a los que da lugar dicha singularidad pueden ser compensados por el resto de esfuerzos que actúan en la superficie del líquido. El segundo estudio busca determinar el tamaño de la región de apantallamiento en un chorro de líquido dieléctrico sin carga superficial. En esta región, el campo exterior es compensado parcialmente por el campo que induce la carga de polarización en la superficie del líquido, de forma que en el interior del líquido el campo eléctrico es mucho menor que en el exterior. Una región como ésta aparece en las estimaciones cuando los efectos de relajación de carga son importantes en la región de transferencia de corriente en el chorro. ABSTRACT This aim of this dissertation is a theoretical and numerical analysis of an electrospray. In its most simple configuration, a constant flow rate of the liquid to be atomized, which has to be an electrical conductor, is injected into a dielectric medium (a gas or another inmiscible fluid) through a metallic capillary tube. A constant voltage is applied between this tube and a distant electrode that produces an electric field in the liquid and the surrounding medium. This electric field induces an electric current in the liquid that accumulates charge at its surface and leads to electric stresses that stretch the surface in the direction of the electric field. A meniscus appears on the end of the capillary tube when the electric field is sufficiently high and the flow rate is small. Pressure variations and viscous stresses due to the motion of the liquid are negligible in most of the meniscus, where normal electric and surface tension stresses acting on the surface are dominant. In the so-called cone-jet mode, the balance of these stresses forces the surface to adopt a conical shape -Taylor cone- in a intermediate region between the end of the tube and the tip of the meniscus. When approaching the cone apex, the velocity of the liquid increases and leads to pressure variations that eventually disturb the balance of surfaces tension and electric stresses. A thin jet emerges then from the tip of the meniscus that transports the charge accumulated at its surface. The electric field tangent to the surface of the jet acts on this charge and continuously stretches the jet. This electric force is negligible in the meniscus, where the component of the electric field tangent to the surface is small, but becomes very important in the jet. Far from the cone, the jet can either develop an asymmetrical instability named “whipping”, whereby the jet winds into a spiral, or break into a spray of small, nearly monodisperse, charged droplets. The electric current transported by the liquid has two components, the conduction current in the bulk of the liquid and the convection current due to the transport of the surface charge by the flow. The first component dominates in the meniscus, the second one in the far jet, and both are comparable in a current transfer region located in the jet downstream of the cone-jet transition region where the meniscus ceases to be a Taylor cone. Given an external electric field, the charge that accumulates at the surface of the liquid reduces the electric field inside the liquid, until an equilibrium is reached in which the electric field induced by the surface charge counters the external electric field and shields the liquid from this field. The characteristic time of this process is the electric relaxation time, which is a property of the liquid. When the residence time of the liquid in the cone-jet transition region (or in other region of the flow) is greater than the electric relaxation time, the surface charge follows a succession of equilibrium states and continuously shield the liquid from the external field. When this condition is not satisfied, charge relaxation effects appear and the external field penetrates into the liquid unless the liquid permittivity is large. For very polar liquids, the field due to the polarization charge at the surface prevents the external field from entering the liquid in the cone and in certain region of the jet. The charge at the surface of a conical meniscus intensifies the electric field around the cone, determining its spatial variation up to distances downstream of the apex of the order of the size of the meniscus. This electric field, first computed by Taylor, is independent of the applied voltage. Therefore local flow characteristics and the electric current carried by the jet are also independent of the applied voltage provided the size of the regions that determine these magnitudes are small compared with the size of the meniscus. Many experiments in the literature show the existence of a minimum flow rate below which the cone-jet mode cannot be established. The mean value and the standard deviation of the electrospray droplet size distribution are minimum when the device is operated near the minimum flow rate. There is no complete explanation of the minimum flow rate, even though possible mechanisms have been extensively studied. The existence of a minimum flow rate seems to be connected with the appearance of charge relaxation effects in the transition region. In this dissertation, order of magnitude estimations are worked out that show the dominant balances in the different regions of the asymptotic structure of the solution for different conditions of interest. When the inertia of the liquid plays a role in the cone-jet transition region, the region where most of the electric current is transfered to the surface lies in the jet downstream the cone-jet transition region. When the flow rate decreases to a certain value, charge relaxation effects appear simultaneously in the jet and in the transition region. For smaller values of the flow rate, charge relaxation effects are important in a region of the meniscus larger than the transition region. When viscous forces dominate in the flow in the cone-jet transition region, the current transfer region is located in the jet immediately after the transition region. When flow rate is decreased, charge relaxation effects appears gradually, first in the jet, then in the transition region, and finally in the meniscus. When flow rate is much larger than the cone-jet mode minimum, the meniscus ceases to be a cone. The electric current and the structure of the solution begin to depend on the applied voltage. The flow rate-voltage plane splits into different regions that are analyzed separately. For sufficiently large flow rates, the effect of the inertia of the liquid always becomes greater than the effect of the viscous forces. A set of numerical simulations have been carried out in order to validate the theoretical results. A simplified model of the problem has been devised to compute the flow, the electric field and the surface charge in the meniscus and the jet of an electrospray. The motion of the liquid is assumed to be quasi-unidirectional and described by Cosserat’s approximation for a slender jet. This widely used approximation allows to easily compute multiple configurations and to explore wide ranges of values of the governing parameters, retaining the effects of the viscosity and the inertia of the liquid. Electric fields inside and outside the liquid are coupled and are computed without any simplification using a boundary elements method. The stationary solution of the problem is obtained by means of an iterative method. To explore the parameter space, a solution is first computed for a set of values of the liquid properties, the flow rate and the applied voltage, an then a continuation method is used to find the boundaries of the cone-jet mode domain of existence, where the iterative method ceases to converge. When the inertia of the liquid dominates in the cone-jet transition region, the iterative method ceases to converge for values of the flow rate for which order-of-magnitude estimates first predict charge relaxation effects to be important in the cone and the jet. The electric current computed for values of the flow rate slightly above the minimum for which convergence is obtained seems to agree with estimates worked out for lower flow rates. When viscous forces dominate in the transition region, stationary solutions can be obtained for flow rates significantly smaller than the one for which charge relaxation effects first appear in the transition region. Numerical results obtained for those small values of the flow rate agree with our order of magnitude estimates. Theoretical analyses of two issues that have arisen naturally during the thesis are summarized in two appendices. The first appendix contains a study of the singularity of the electric field that most of the simulations show at the contact line between the liquid and the capillary tube. The electric field near the contact line is analyzed to determine the ranges of geometrical configurations and liquid permittivity where a singularity appears. Further estimates show that this singularity does not entail a failure in the description of the problem and does not affect the solution far from the contact line. The infinite electric stresses that appear at the contact line can be effectively balanced by surface tension. The second appendix contains an analysis of the size and slenderness of the shielded region of a dielectric liquid in the absence of free surface charge. In this region, the external electric field is partially offset by the polarization charge so that the inner electric field is much lower than the outer one. A similar region appears in the estimates when charge relaxation effects are important in the current transfer region.

Análisis y valoración del grado de conocimiento en las redes sociales y páginas especializadas de las empresas emergentes y consolidadas

Hoy en día el exceso de información en Internet se puede convertir en una desventaja a la hora de buscar determinada información. El objetivo de la plataforma que presento es facilitar el acceso a esta información, en concreto, al grado de conocimiento de las empresas, sobre todo las startups o emergentes en Internet. Pensada para micro-inversores que quieres participar en un proyecto ilusionante y con futuro pueden utilizar la aplicación para conocer qué empresa tiene más probabilidades de triunfar por que ya lleva parte del camino andado y es conocida dentro de las redes sociales y páginas especializadas. Para conseguir ese conocimiento vamos a dar una calificación numérica al posicionamiento de esa empresa en las principales redes sociales, donde, mediante su API, obtenemos la información más relevante para posteriormente calificar con unos criterios a gusto del inversor, es decir, según la importancia que quiera darle a cada una. Además alimentaremos la aplicación con los artículos publicados en las páginas especializadas para que los usuarios puedan informarse de las últimas novedades del sector, puedan comentarlas e incluso añadir sus propios artículos. Programando nuestro propio Crawler o araña, visitaremos esas páginas de forma ordenada adquiriendo todos los links y descargando los artículos para guardarlos en nuestra aplicación. Aprovechándonos de esta funcionalidad vamos a pasar un buscador semántico para analizar todos esos artículos y medir si la empresa es nombrada y conocida en estas páginas especializadas. Dando un valor numérico a esas menciones y añadiéndolo a la puntuación antes mencionada. Como extra se añade el módulo de Ideas, destinado a esas ideas que se encuentran en la primera fase de desarrollo y que buscan inversión o ayuda de la comunidad para prosperar. Con la base en el gestor de contenidos DRUPAL que nos ayuda a dar facilidades a los usuarios por sus sencillas y completas interfaces gráficas, desarrollamos el proyecto en PHP con MySql

Contribución al análisis eficiente y a la mejora de prestaciones de antenas reflectarray

El diseño de una antena reflectarray bajo la aproximación de periodicidad local requiere la determinación de la matriz de scattering de estructuras multicapa con metalizaciones periódicas para un gran número de geometrías diferentes. Por lo tanto, a la hora de diseñar antenas reflectarray en tiempos de CPU razonables, se necesitan herramientas númericas rápidas y precisas para el análisis de las estructuras periódicas multicapa. En esta tesis se aplica la versión Galerkin del Método de los Momentos (MDM) en el dominio espectral al análisis de las estructuras periódicas multicapa necesarias para el diseño de antenas reflectarray basadas en parches apilados o en dipolos paralelos coplanares. Desgraciadamente, la aplicación de este método numérico involucra el cálculo de series dobles infinitas, y mientras que algunas series convergen muy rápidamente, otras lo hacen muy lentamente. Para aliviar este problema, en esta tesis se propone un novedoso MDM espectral-espacial para el análisis de las estructuras periódicas multicapa, en el cual las series rápidamente convergente se calculan en el dominio espectral, y las series lentamente convergentes se calculan en el dominio espacial mediante una versión mejorada de la formulación de ecuaciones integrales de potenciales mixtos (EIPM) del MDM. Esta versión mejorada se basa en la interpolación eficiente de las funciones de Green multicapa periódicas, y en el cálculo eficiente de las integrales singulares que conducen a los elementos de la matriz del MDM. El novedoso método híbrido espectral-espacial y el tradicional MDM en el dominio espectral se han comparado en el caso de los elementos reflectarray basado en parches apilados. Las simulaciones numéricas han demostrado que el tiempo de CPU requerido por el MDM híbrido es alrededor de unas 60 veces más rápido que el requerido por el tradicional MDM en el dominio espectral para una precisión de dos cifras significativas. El uso combinado de elementos reflectarray con parches apilados y técnicas de optimización de banda ancha ha hecho posible diseñar antenas reflectarray de transmisiónrecepción (Tx-Rx) y polarización dual para aplicaciones de espacio con requisitos muy restrictivos. Desgraciadamente, el nivel de aislamiento entre las polarizaciones ortogonales en antenas DBS (típicamente 30 dB) es demasiado exigente para ser conseguido con las antenas basadas en parches apilados. Además, el uso de elementos reflectarray con parches apilados conlleva procesos de fabricación complejos y costosos. En esta tesis se investigan varias configuraciones de elementos reflectarray basadas en conjuntos de dipolos paralelos con el fin de superar los inconvenientes que presenta el elemento basado en parches apilados. Primeramente, se propone un elemento consistente en dos conjuntos apilados ortogonales de tres dipolos paralelos para aplicaciones de polarización dual. Se ha diseñado, fabricado y medido una antena basada en este elemento, y los resultados obtenidos para la antena indican que tiene unas altas prestaciones en términos de ancho de banda, pérdidas, eficiencia y discriminación contrapolar, además de requerir un proceso de fabricación mucho más sencillo que el de las antenas basadas en tres parches apilados. Desgraciadamente, el elemento basado en dos conjuntos ortogonales de tres dipolos paralelos no proporciona suficientes grados de libertad para diseñar antenas reflectarray de transmisión-recepción (Tx-Rx) de polarización dual para aplicaciones de espacio por medio de técnicas de optimización de banda ancha. Por este motivo, en la tesis se propone un nuevo elemento reflectarray que proporciona los grados de libertad suficientes para cada polarización. El nuevo elemento consiste en dos conjuntos ortogonales de cuatro dipolos paralelos. Cada conjunto contiene tres dipolos coplanares y un dipolo apilado. Para poder acomodar los dos conjuntos de dipolos en una sola celda de la antena reflectarray, el conjunto de dipolos de una polarización está desplazado medio período con respecto al conjunto de dipolos de la otra polarización. Este hecho permite usar solamente dos niveles de metalización para cada elemento de la antena, lo cual simplifica el proceso de fabricación como en el caso del elemento basados en dos conjuntos de tres dipolos paralelos coplanares. Una antena de doble polarización y doble banda (Tx-Rx) basada en el nuevo elemento ha sido diseñada, fabricada y medida. La antena muestra muy buenas presentaciones en las dos bandas de frecuencia con muy bajos niveles de polarización cruzada. Simulaciones numéricas presentadas en la tesis muestran que estos bajos de niveles de polarización cruzada se pueden reducir todavía más si se llevan a cabo pequeñas rotaciones de los dos conjuntos de dipolos asociados a cada polarización. ABSTRACT The design of a reflectarray antenna under the local periodicity assumption requires the determination of the scattering matrix of a multilayered structure with periodic metallizations for quite a large number of different geometries. Therefore, in order to design reflectarray antennas within reasonable CPU times, fast and accurate numerical tools for the analysis of the periodic multilayered structures are required. In this thesis the Galerkin’s version of the Method of Moments (MoM) in the spectral domain is applied to the analysis of the periodic multilayered structures involved in the design of reflectarray antennas made of either stacked patches or coplanar parallel dipoles. Unfortunately, this numerical approach involves the computation of double infinite summations, and whereas some of these summations converge very fast, some others converge very slowly. In order to alleviate this problem, in the thesis a novel hybrid MoM spectral-spatial domain approach is proposed for the analysis of the periodic multilayered structures. In the novel approach, whereas the fast convergent summations are computed in the spectral domain, the slowly convergent summations are computed by means of an enhanced Mixed Potential Integral Equation (MPIE) formulation of the MoM in the spatial domain. This enhanced formulation is based on the efficient interpolation of the multilayered periodic Green’s functions, and on the efficient computation of the singular integrals leading to the MoM matrix entries. The novel hybrid spectral-spatial MoM code and the standard spectral domain MoM code have both been compared in the case of reflectarray elements based on multilayered stacked patches. Numerical simulations have shown that the CPU time required by the hybrid MoM is around 60 times smaller than that required by the standard spectral MoM for an accuracy of two significant figures. The combined use of reflectarray elements based on stacked patches and wideband optimization techniques has made it possible to design dual polarization transmit-receive (Tx-Rx) reflectarrays for space applications with stringent requirements. Unfortunately, the required level of isolation between orthogonal polarizations in DBS antennas (typically 30 dB) is hard to achieve with the configuration of stacked patches. Moreover, the use of reflectarrays based on stacked patches leads to a complex and expensive manufacturing process. In this thesis, we investigate several configurations of reflectarray elements based on sets of parallel dipoles that try to overcome the drawbacks introduced by the element based on stacked patches. First, an element based on two stacked orthogonal sets of three coplanar parallel dipoles is proposed for dual polarization applications. An antenna made of this element has been designed, manufactured and measured, and the results obtained show that the antenna presents a high performance in terms of bandwidth, losses, efficiency and cross-polarization discrimination, while the manufacturing process is cheaper and simpler than that of the antennas made of stacked patches. Unfortunately, the element based on two sets of three coplanar parallel dipoles does not provide enough degrees of freedom to design dual-polarization transmit-receive (Tx-Rx) reflectarray antennas for space applications by means of wideband optimization techniques. For this reason, in the thesis a new reflectarray element is proposed which does provide enough degrees of freedom for each polarization. This new element consists of two orthogonal sets of four parallel dipoles, each set containing three coplanar dipoles and one stacked dipole. In order to accommodate the two sets of dipoles in each reflectarray cell, the set of dipoles for one polarization is shifted half a period from the set of dipoles for the other polarization. This also makes it possible to use only two levels of metallization for the reflectarray element, which simplifies the manufacturing process as in the case of the reflectarray element based on two sets of three parallel dipoles. A dual polarization dual-band (Tx-Rx) reflectarray antenna based on the new element has been designed, manufactured and measured. The antenna shows a very good performance in both Tx and Rx frequency bands with very low levels of cross-polarization. Numerical simulations carried out in the thesis have shown that the low levels of cross-polarization can be even made smaller by means of small rotations of the two sets of dipoles associated to each polarization.

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.