Trabajos de fin de máster (TFM)

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Algunos teoremas fundamentales de las topologías débiles
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2011-02-01) Charbonnier Tramuja, Diego Antonio; María González, José Leandro
Máster en Matemáticas Avanzadas. Trabajo de Fin de Máster
Analisis de supervivencia de Chironomus riparius expuesto al disruptor endocrino BPA (Bisfenol-A)
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias., 2011-06-28) Urien Crespo, Miren Josune; Morales Camarzana, Consolación Mónica ; Rodríguez Pérez, Daniel
Chironomus riparius es un invertebrado béntico utilizado como bioindicador en ensayos toxicológicos, proporcionando datos relevantes sobre el estado de contaminación de ríos y acuíferos. Las dos razones principales para su utilización son su desarrollo larvario en los sedimentos, zona habitual de acumulación de tóxicos, y su papel relevante en la cadena trófica y por tanto en la bioacumulación de los tóxicos en el ecosistema. El Bisfenol A (BPA) es un tóxico presente principalmente en plásticos cuyos efectos como disruptor endocrino han sido ampliamente documentados en vertebrados a niveles muy por debajo de los permitidos. En humanos se ha encontrado BPA en tejidos y orina, y su presencia en envases en contacto con los alimentos ha generado gran controversia. En el presente estudio se realizaron tests de toxicidad del Chironomus riparius en BPA a diferentes concentraciones y tiempos, y se analizó la supervivencia ajustándola por dos métodos de modelos paramétricos (Gehan Siddiqui y ajuste por mínimos cuadrados) y mediante el modelo biológico de la teoría DEB (Dynamic Energy Budget). Cada uno de ellos reveló tanto ventajas como carencias de diferentes tipos, lo que sugiere la necesidad de investigar nuevos modelos biológicos y toxicocinéticos adaptados al Chironomus riparius y sus singulares características.
Aplicaciones del tratamiento cuántico de la información en medicina
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2020-03-19) Trigo Vidarte, Luis; Santa Marta Pastrana, Cristina María
Las tecnologías cuánticas han recibido mucha atención durante los últimos años, siendo presentadas como la próxima revolución en nuestras vidas. Su naturaleza, fundamentalmente distinta a la de los sistemas a los que estamos acostumbrados presenta muchos retos, tanto a los investigadores como a los posibles usuarios finales, creando muchas falsas ideas. Presentamos los conceptos básicos para entender los posibles beneficios aplicables en el entorno médico, centrando el análisis en la mejora de dos características: el incremento en capacidad de cálculo gracias al uso de ordenadores cuánticos y a la posibilidad de comunicarse manteniendo la privacidad durante largos periodos de tiempo gracias a la distribución cuántica de clave. La habilidad de procesar rápidamente las grandes cantidades de información involucradas en la era digital es una característica relevante para las aplicaciones médicas. La imagen médica ya es capaz de sintetizar gran cantidad de información proveniente del cuerpo del paciente en datos analizables pour un experto. La reciente relevancia del tratamiento médico personalizado hará que en el futuro próximo los requisitos de cálculo sean más relevantes. Veremos que algunos problemas que actualemente son intratables informáticamente (incluso con un superordenador), pueden tener una solución factible trabajando con la información de manera cuántica. Esto facilitará probablemente el desarrollo de nuevos medicamentos, ya que la interacción de los fármacos con otras moléculas del cuerpo podrá ser simulada de una manera eficiente en un corto espacio de tiempo. Sus efectos sobre el cuerpo del paciente podrían ser simulados en función de la información genética disponible y el registro de tratamientos anteriores. Comentaremos la viabilidad de estas afirmaciones e indicaremos los supuestos necesarios en cada caso. La naturaleza sensible de la información médica requiere el máximo nivel de privacidad a largo plazo. Los ordenadores cuánticos pueden poner en riesgo algunos sistemas de intercambio de clave actuales, pero la información cuántica también nos da la oportunidad de cambiar información de forma segura utilizando las propiedades de la mecánica cuántica. Aunque posible en la práctica, todavía son necesarios ciertos avances tecnológicos y en políticas de seguridad antes de su implantación comercial.
Application of spin echo technique to Bose-Einstein condensates: time evolution of the spins by simulating and computing the Gross-Pitaevskii equation
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias., 2016-10-21) Venegas Gómez, Araceli; Santa Marta Pastrana, Cristina María; Antoranz Callejo, José Carlos
Los fundamentos de la Resonancia Magnetica Nuclear (RMN, o NMR por sus siglas en ingles) se basan en las propiedades magneticas de los nucleos atomicos, como el espn y el momento angular orbital, permitiendo un control preciso en la dinamica del sistema nuclear mediante pulsos de radio frecuencia (RF). La RMN ha revolucionado el campo de la imagen medica, siendo una de las pocas tecnicas que no implica radiaciones ionizantes, junto a la ecografa. Sin embargo, no solamente el campo de la medicina se benecia de las increibles aplicaciones de este fenomeno fsico. Tambien la informacion estructural y qumica de diversas especies atomicas pueden investigarse utilizando RMN. Ademas, en el innovador y puntero campo de la investigacion en computacion cuantica, la resonancia magnetica se presenta como una de las posibles alternativas para crear el primer ordenador cuantico. Por otra parte, la aplicacion de la resonancia magnetica en estados de la materia unicos que aparecen a temperaturas enormemente bajas, explora el comportamiento de los espines en diferentes elementos, revelando propiedades fsicas de importancia inigualable. En esta tesis se estudia la aplicacion de una precisa secuencia de pulsos, llamada eco de espn, a un especco condensado de Bose-Einstein, un espinor de espn-1. El interes de este trabajo se centra en el analisis de la evolucion de los espines con el tiempo, considerando solo las interacciones de corto alcance. Las simulaciones se han generado aplicando algoritmos numericos, utilizando una herramienta en MATLAB R llamada GPELab, desarrollada para representar ecuaciones de Schr odinger no lineales, denominadas ecuaciones de Gross-Pitaevskii. Las tecnicas empleadas se han descrito en detalle, analizando el tipo de algoritmo escogido para estudiar la dinamica del sistema. Estos estudios pueden implementarse en numerosas posibilidades experimentales, ofreciendo una nueva alternativa al uso de RMN en el estudios de sistemas a muy bajas temperaturas.
Arterial Spin Labeling en epilepsia
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias., 2014-10-28) Boteller Mas, Marta; Santa Marta Pastrana, Cristina María
En el presente trabajo se utilizan imágenes funcionales de Resonancia Magnética, Arterial Spin Labeling, para estudiar la perfusión sanguínea cerebral en un grupo de pacientes epilépticos respecto a un grupo control. Para calibrar y normalizar estas imágenes se dispone de otras de tipo estructural (T1) que ofrecen información morfológica. El resultado permite con un análisis two sample t-test mostrar mapas con regiones de hiper e hipoperfusión de cada paciente respecto a la perfusión media del grupo control.
Cálculo de blindajes para una nueva instalación de PET-TC en el Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2017-09-12) Serrano Zabaleta, Sonia; Santa Marta Pastrana, Cristina María; Rivas Ballarín, María Ángeles
El objetivo de este trabajo de fin de máster del Máster de Física Médica en itinerario de perfil laboral ha sido el cálculo de los blindajes necesarios para la instalación de un equipo PET-TC en el Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa, de Zaragoza. En España no existe un protocolo específico sobre cómo deben diseñarse dichos blindajes. Únicamente, el Real Decreto 783/2001 por el que se aprobó el Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes, establece los límites de dosis permitidos para trabajadores y miembros del público. Por ello, el diseño de las barreras en esta instalación se ha basado en el conocimiento general sobre la física de las radiaciones ionizantes y en el informe del grupo de trabajo 108 de la Asociación Americana de Física Médica (American Association of Physicists in Medicine, AAPM).[1] Los cálculos se realizaron en Matlab, mediante el desarrollo de un script y de una aplicación con interfaz gráfica, que facilita el cálculo de blindajes para instalaciones de PET, TC y PET-TC, así como el cálculo inverso, es decir, a partir de unos blindajes conocidos, estimar la dosis que llega a un determinado punto. Los resultados del cálculo de blindajes fueron verificados de manera independiente por otra especialista en radiofísica hospitalaria del servicio. La interfaz del programa se escribió en inglés, de forma que pueda ser utilizado de forma libre por cualquiera que lo necesite y será distribuido a través de la web de la Sociedad Española de Física Médica (SEFM).
Caracterización analítica de microalgas para su uso en bebidas isotónicas
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias. Departamento de Ciencias Analíticas, 2024-03-08) Brunetti, Aldo
Las microalgas son microrganismos unicelulares que son capaces de generar biomasa orgánica a partir de CO2 y luz, usando el agua como dador de electrones, oxidándola a O2. Las microalgas son ricas en vitaminas principalmente del grupo B, aminoácidos, ácidos grasos poliinsaturados y ricas sobre todo en compuestos bioactivos como los antioxidantes. El trabajo se centró en cultivar algunas microalgas entre las cuales está la Arthrospira platensis, que es rica en ficocianina. También se han cultivado otras microalgas como Haematococcus pluvialis y Chlorella vulgaris. Además, el trabajo se ha centrado en el estudio de la extracción de la ficocianina y posterior utilización en el desarrollo de formulaciones tanto de nuevos geles como de bebidas isotónicas. La ficocianina se ha extraído por lisis celular por osmosis siendo uno de los métodos menos caros hoy en día. Eso no excluye poder optimizar el método de extracción poniendo en práctica las técnicas verdes como SFE (fluidos supercríticos con CO2) o PLE (fluidos presurizados) o también por ultrasonidos; las cuales son especialmente respetuosas con el medio ambiente. Se ha demostrado la capacidad antioxidante de los extractos obtenidos a través del método de DPPH. Asimismo, se ha evaluado tanto el rendimiento lipídico como la concentración de H. pluvialis, C. vulgaris y A. platensis utilizando el método de Folch, seguido del análisis de la concentración lipídica mediante GC-MS. Utilizando A. platensis y ficocianina se han formulado diversas combinaciones tanto de geles como de bebidas isotónicas, mezclando distintos sabores y concentraciones de azúcares, con el fin de desarrollar una bebida/gel con alta aceptación.
Caracterización de los parámetros físicos que definen la calidad de imagen en un equipo de tomografía computarizada de energía dual
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2022-07-15) Merino Gestoso, José Ángel; Santa Marta Pastrana, Cristina María; Díez Gallego, Miguel Ángel
La tomografía computarizada (TC) con energía dual se ha convertido en una opción cada vez más habitual, tanto en los servicios de Radiodiagnóstico como en los de Oncología Radioterápica, gracias a las ventajas que proporciona tanto para potenciar el contraste en energías bajas como para reducción de artefactos de alta densidad en energías altas. Se ha trabajado con un equipo TC con energía dual Somaton go.SIM de Siemens Healthineers, que es del tipo que realiza dos adquisiciones secuenciales a diferentes energías. Se ha utilizado, para adquirir las diferentes imágenes, el maniquí Catphan 700 de The Phantom Laboratory. Se han caracterizado los diferentes parámetros físicos del equipo, energía efectiva, constancia de los números Hounsfield, resolución espacial, resolución a bajo contraste y ruido, para diferentes técnicas de adquisición intentando englobar el rango de energías utilizadas en modo clínico. Se ha trabajado sobre las imágenes monoenergéticas virtuales generadas por TC a partir de la exposición dual, obteniendo, en general, unos resultados que podrían considerarse esperados para los diferentes valores de energía. Se obtiene como conclusión que, para una buena práctica a la hora de realizar controles de calidad, se deben desarrollar maniquís específicos para este tipo de TCs de energía dual. Se recomienda seleccionar las pruebas a realizar, para los controles de calidad rutinarios, en un equipo de estas características, debido al poco tiempo del que se suele disponer para realizarlos.
Caracterización del comportamiento de nanopartículas magnéticas alojadas en células Natural Killer bajo campos magnéticos
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2020-10-13) Fernández Montero, Antonio Luis; Santa Marta Pastrana, Cristina María; González Gutiérrez, María Isabel
La leucemia linfoblástica aguda pediátrica (LLA) es el cáncer más común en niños de entre 2 a 5 años. La inmunoterapia es un tipo de tratamiento para combatir el cáncer. Un tipo de inmunoterapia utiliza células NK tratadas artificialmente que atacan a las células cancerosas de la médula ósea roja. Para optimizar esta terapia el uso de nanopartículas magnéticas en el interior de las células NK es fundamental pues se consigue guiar y disminuir el tiempo de detección de estas células con las células cancerosas. Para conseguir este objetivo, en los últimos años se están realizando investigaciones que utilizan plataformas microfluidas denominadas lab on a chip que simulan el comportamiento de diferentes células in vitro. En este trabajo, se busca diseñar, construir y evaluar, haciendo uso de cálculos analíticos y simulados, de un lab on a chip para su uso futuro con este tipo de células.
Characterization of left ventricle sarcomere properties using deep learning
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2023) Crusells Girona, Miquel; Bermejo Thomas, Javier; Martínez-Legazpi Aguilo, Pablo
Independientemente de su origen, la disfunción diastólica está presente en la práctica totalidad de las enfermedades estructurales del miocardio. Por ello, es de especial relevancia para la práctica clínica el conocer los cambios que pueden producirse en las propiedades mecánicas del corazón en estas circunstancias, especialmente en el ventrículo izquierdo, más propenso al fallo al trabajar a mayor presión. Actualmente, existen modelos directos que relacionan las propiedades del sarcómero con las propiedades de las cámaras y su función. No obstante, dado que las propiedades del sarcómero son prácticamente imposibles de obtener in vivo o in silico, no existen modelos que solucionen el problema de calibración inverso. La presente tesina tiene como objetivo evaluar diferentes redes neuronales convolucionales que predigan las propiedades del sarcómero en base a pares de variables hemodinámicas sintéticas, obtenidas mediante CircAdapt, en una metodología de transfer learning. Los resultados de estos análisis muestran que, cuando las señales no incorporan ruido blanco, los niveles de exactitud son muy elevados, alrededor del 90%, para cualquiera de las parejas de variables analizadas. Al introducir ruido blanco en las señales, la combinación de presión y volumen del ventrículo izquierdo mantiene este elevado nivel de exactitud. La precisión disminuye al 75% al sustituir estas variables por otras surrogadas, que pueden obtenerse en la práctica clínica de manera no invasiva, como el strain o la presión arterial, con una subida del error relativo hasta el 15% con una probablidad del 95%.
Coarse-graining Brownian motion : from particles to a discrete diffusion equation
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2010-10-13) Torre Rodríguez, Jaime Arturo de la; Español Garrigos, José
We consider a recently obtained coarse-grained discrete equation for the diffusion of Brownian particles. The detailed level of description is governed by a Brownian dynamics of non-interacting particles. The coarse-level is described by discrete concentration variables defined in terms of the Delaunay cell. These coarse variables obey a stochastic differential equation that can be understood as a discrete version of a diffusion equation. The diffusion equation contains two basic building blocks which are the entropy function and the friction matrix. The entropy function is shown to be non-additive due to the overlapping of cells in the Delaunay construction. The friction matrix is state dependent in principle, but for near-equilibrium situations it is shown that it may safely evaluated at the equilibrium value of the density field
Control de calidad automático para los sistemas de Resonancia Magnética mediante el uso del Fantoma de Fluke 76-903
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2019-02) Rodríguez Peña, Francisco Javier; Santa Marta Pastrana, Cristina María; Macías Verde, David
Las medidas realizadas con fantoma nos permiten estudiar el comportamiento global del escáner de RM. Especialmente nos va a permitir comparar los resultados obtenidos en diferentes sistemas de RM, además de analizar la reproducibilidad de los resultados en un escáner determinado. Esto nos permite evaluar la caída de calidad de un escáner ya que se dispone de los datos de los controles de calidad a lo largo del tiempo, realizados de la misma manera y, por lo tanto, comparables. Estas características requieren consistencia en la adquisición de imágenes así como un protocolo de control de calidad. El objetivo de este trabajo ha sido desarrollar un programa que realice de forma automática el cálculo de determinados parámetros fundamentales para un control de calidad de un sistema de RM: relación señal/ruido, uniformidad de la imagen, imágenes residuales, resolución espacial y linealidad. Todos los procedimientos han sido comparados con el método manual utilizado en muchos departamentos de Física hospitalaria, obteniéndose resultados consistentes, generalmente bien correlacionados con los resultados obtenidos por los operadores.
Desarrollo de un Software de mejora del contraste para radiografías de tórax realizadas en equipos portátiles
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias. Departamento de Física Matemática y de Fluidos, 2021-07-08) Díaz Pacheco, Sonia; Santa Marta Pastrana, Cristina María
La radiografía de tórax es una de las pruebas de imagen más comúnmente realizadas. En la mayoría de los casos, durante la exposición se emplea una rejilla antidifusora para disminuir la radiación dispersa que llega al detector. Sin embargo, en las radiografías de tórax realizadas en equipos portátiles, las rejillas presentan una serie de inconvenientes y a menudo se evita su uso, lo que resulta en imágenes con bajo contraste. La radiología digital ha permitido incorporar métodos de postprocesamiento para mejorar la calidad de las imágenes. De esta forma, el contraste puede ser mejorado mediante software cuando el uso de la rejilla no es adecuado. El objetivo de este trabajo es desarrollar un software de mejora de contraste capaz de mejorar la visualización e interpretación de las radiografías de tórax con poco contraste debido a la presencia de radiación dispersa. Para conseguir este objetivo, se ha implementado el algoritmo de Ajuste de Ventana Adaptativo (AVA), que transforma linealmente los valores de píxel de modo que el contraste en el vecindario local de cada píxel se expande hasta ocupar el rango total de valores disponible. Las imágenes procesadas con el algoritmo propuesto se han comparado con otras técnicas de mejora de contraste. Los resultados obtenidos con el algoritmo AVA mejoran el contraste de las imágenes sin introducir artefactos, facilitando la interpretación visual de los hallazgos en la radiografía de tórax.
Detección precoz de la enfermedad de Alzheimer mediante clasificación automática de imágenes estructurales de resonancia magnética con SVM
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias., 2012-12-17) Álvarez Llorente, David; Santa Marta Pastrana, Cristina María; Rincón Zamorano, Mariano
Este trabajo estudia la capacidad de una máquina de vectores soporte para diagnosticar de forma automática si un paciente sufre la enfermedad de Alzheimer en su estado inicial a partir de imágenes estructurales del cerebro obtenidas mediante resonancia magnética. Para ello se emplearon los estudios de 414 individuos (tanto enfermos como controles sanos) disponibles en el proyecto OASIS. Todas las imágenes fueron segmentadas para distinguir materia blanca y materia gris y normalizadas a un mismo espacio (plantilla MNI) para poder compararlas entre sí. Las características que se utilizaron para describir a cada paciente fueron las cantidades relativas de materia gris y el volumen de las distintas regiones del cerebro (identificadas mediante una plantilla del Atlas de Talairach adaptada a las dimensiones a las que estaban normalizadas las imágenes). Se comprobó el rendimiento del sistema entrenándolo con distintos conjuntos de características: empleando sólo materia gris, sólo volúmenes relativos, utilización de todas las características o únicamente un subconjunto de ellas elegido en base dos métodos diferentes: árboles de decisión y literatura clínica. El mejor rendimiento del sistema se obtuvo empleando únicamente los volúmenes de aquellas regiones que, según la bibliografía clínica, sufren un deterioro más rápido debido a la enfermedad. La sensibilidad y especificidad obtenidas en ese caso fueron superiores al 80% en caso de emplear un subconjunto de 80 pacientes de características demográficas similares. Sin embargo, el sistema presentó una sensibilidad muy inferior en caso de ser entrenado con una población heterogénea (414 individuos de un amplio rango de edades y ambos sexos). Las cantidades de materia gris de las distintas regiones del cerebro fueron en esa ocasión las características que ofrecieron un mejor resultado.
Dimensión Fractal y Topología de las Cuencas en la Dispersión Caótica con Forzamiento
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2017-10) Rodríguez Nieto, Alexandre; Seoane, Jesús M.; Alvarellos Bermejo, José Enrique
La dispersión caótica no hiperbólica en sistemas Hamiltonianos abiertos es un tema de gran interés en Física. El efecto de pequeñas perturbaciones en este tipo de sistemas ha sido un importante foco de interés en la última década. En este trabajo presentamos un exhaustivo estudio numérico y cualitativo del efecto de un forzamiento periódico en el Hamiltoniano de Henon-Heiles, un ejemplo paradigmático de sistema caótico con escapes. Hemos encontrado un comportamiento tipo resonancia cuando la frecuencia del forzamiento es ω ≈ 1. Este valor crítico genera importantes cambios en la dinámica de escape, en la topología de las cuencas de escape y en la fractalidad de la función de dispersión. El cómputo de las cuencas de escape en el espacio físico nos ha permitido observar la desaparición de las islas KAM y la disminución del área y fractalidad de las fronteras de las cuencas.Todos estos cambios dan lugar a un abrupto descenso de la impredecibilidad del sistema, que se estima utilizando el concepto de entropía de la cuenca. Los aspectos novedosos y más importantes de esta investigación son el cómputo de la dimensión fractal de la función de dispersión y la cuantificación de la impredecibilidad de las cuencas.
Dinámica no lineal de sistemas cuánticos abiertos
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias. Departamento de Física Fundamental, 2021-10-07) Alarcón Gil, Pedro Pablo; Fernández Sánchez, Evamaría; Miret-Artès, Salvador
Los sistemas cuánticos abiertos se pueden representar como un sistema más entorno a partir del Hamiltoniano de Caldeira-Leggett. De este Hamiltoniano, se obtiene la ecuación de Langevin del movimiento asociada. Esta ecuación del movimiento se transforma en la ecuación de Schrödinger-Langevin mediante dos métodos, el procedimiento de Kostin, el cual se generaliza, y el método de relatividad de escala de Nottale. La ecuación de Schrödinger-Langevin se aplica a la descripción del movimiento cuántico Browniano en la interpretación de Bohm considerando como posibles soluciones de la ecuación paquetes de onda Gaussianos con y sin factor de stretching. De este movimiento se obtienen las trayectorias estocásticas cuánticas, el desplazamiento cuadrático medio, el coeficiento de difusión y el producto de incertidumbre asociado.
Diseño y optimización de un sistema de adquisición de señales para la evaluación de la función cardíaca en base a un modelo experimental
(Universidad de Educación a Distancia (UNED), 2024-09) Sansinenea Arratibel, Eneko; Rodríguez Pérez, Daniel; Martínez-Legazpi Aguilo, Pablo
En el presente estudio, se ha diseñado y optimizado un sistema de adquisición de señales para la evaluación de la función cardíaca en un modelo experimental porcino. El objetivo principal ha sido el de ofrecer una precisión y eficiencia de las mediciones, así como tener un costo considerablemente menor a las soluciones comerciales existentes. Se han revisado los sistemas de adquisición más avanzados y se han implementado técnicas de conmutación por hardware para mitigar las interferencias entre señales. Estas técnicas buscan optimizar la instrumentación en modelos experimentales, reduciendo la necesidad de procedimientos invasivos y mejorando la precisión en las evaluaciones cardiológicas. Este estudio proporciona una base para futuras investigaciones y desarrollos en sistemas de adquisición de señales para aplicaciones cardiológicas.
Efecto invernadero y variabilidad climática en "Daisyworld"
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2016-09-01) Sánchez González, Rafael; Fairén Le Lay, Víctor Alberto
Desde su publicación en 1983 el modelo del “mundo de las margaritas” ha sido frecuentemente utilizado como base para la construcción de modelos climáticos de distintos grados de complejidad. El que se analiza en este trabajo es un modelo de balance de energía de dimensión cero en el que se incluyen dos parámetros adicionales a la versión original: uno de ellos representa la intensidad del efecto invernadero y el otro la capacidad calorífica del planeta. Su relativa simplicidad nos permitirá establecer con mayor claridad las relaciones entre las distintas variables implicadas. En el modelo resultante, la vida en el planeta sigue teniendo la capacidad de reaccionar a cambios en la luminosidad de la estrella y mantener aproximadamente constante la temperatura del mismo. Además de esta capacidad de autorregulación, presenta otra importante característica: bajo ciertas condiciones el sistema genera por sí mismo oscilaciones en los valores de la temperatura y en la población de margaritas, reflejo de una variabilidad climática interna. Si en esas circunstancias añadimos un término periódico en la radiación recibida de la estrella, la variabilidad se vuelve ahora no estacionaria. Una característica que comparte con el clima terrestre pese a que nuestro modelo está lejos de ser una representación realista del mismo. La relación entre las dos características que hemos señalado como más relevantes del nuevo modelo (autorregulación y variabilidad) se pone de manifiesto cuando se incrementa la intensidad del efecto invernadero en el planeta: la capacidad de autorregulación es capaz de neutralizar, dentro de cierto margen, el incremento de temperatura que cabría esperar de un mayor efecto invernadero, sin embargo, esta neutralización se lleva a cabo a costa de alterar propiedades fundamentales de la dinámica del sistema, como los periodos o las amplitudes características de la variabilidad climática.
Estabilidad y Caos en el Sistema Solar
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2012-06-07) Arenas Ferrer, José Javier; Ortega Ríos, Rafael; Fairén Le Lay, Víctor Alberto
Estudio de la estructura del estado fundamental y la adsorción de H2 en agregados nanométricos de aluminio dopados con cobalto, AlnCo+3
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias. Departamento de Física Fundamental, 2019-03-14) Fernández Portela, Julio; Fernández Sánchez, Evamaría
Los agregados nanométricos son compuestos constituidos por átomos o moléculas que tienen una estructura bien denida a escala nanométrica y cuyas propiedades son generalmente diferentes de las que presentan los átomos que los forman cuando se encuentran formando un sólido/bulk o se encuentran aislados. Cada cambio en el número de electrones o átomos puede originar tranformaciones drásticas en algunas de sus características. Este Trabajo de Fin de Máster tiene como objetivo el estudio de las propiedades catalíticas de pequeños agregados de aluminio dopados con cobalto (AlnCo+3 con n=1, 2 y 3) mediante cálculos asentados en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) y realizados con el código SIESTA. Particularmente, se estudia la adsorción y disociación de una y dos moléculas de hidrógeno. La razón por la cual se estudia el comportamiento del hidrógeno en estos agregados es la de mejorar las técnicas de almacenamiento de hidrógeno utilizadas, como energía renovable, en las celdas de hidrógeno. Esta memoria se divide en varias secciones. La primera de ellas es una introducción a la rama de la nanotecnología y a la ciencia de los agregados atómicos. Después se incluye una sección donde se explica los objetivos y la organización del trabajo. Antes de mostrar los resultados obtenidos, se realiza una pequeña introducción teórica sobre la Teoría del Funcional de la Densidad y del código SIESTA. En la siguiente sección, se recogen y se explican las estructuras y propiedades del estado fundamental de los agregados AlnCo+3. Por último, se analiza el comportamiento de estos agregados en presencia de hidrógeno molecular (una y dos moléculas de H2).

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