Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires. Área Ingeniería]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Romero, Valeria Carolina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Departamento Matemática, Facultad de Ingeniería , UBA]]> En esta Tesis se investigan procesos de sistemas estocásticos, complejos y de múltiples interacciones, por medio de series temporales que son observables emergentes de los mismos. Dichas series tienen componentes estocásticas con un alto grado de correlación, son no lineales y no estacionarias. Por lo tanto su análisis debe ser realizado con métodos adecuados, como los empleados en la presente Tesis. La Transformada Wavelet es dentro del campo matemático del análisis armónico la que provee la óptima resolución en el plano tiempo frecuencia, permitiendo de este modo una excelente caracterización de las series no estacionarias. La Coherencia Wavelet permite determinar la similitud de dos series en el plano tiempo frecuencia. Si esta información se complementa con modelos dinámicos adecuados puede llegar a determinarse relación causa efecto entre fenómenos. La no linealidad de las interacciones que ocurren entre el sistema considerado y el exterior o entre partes del sistema se traduce en la no linealidad de las series temporales emergentes. Esto determina la aplicación de otros métodos para el análisis de las series, desarrollados en las últimas dos décadas. Con la descomposición empírica en modos se logra el análisis de la serie con una base a posteriori, obtenida mediante un algoritmo que trabaja directamente con los datos. Los modos son funciones oscilantes con media cero y elevado grado de ortogonalidad mutua lo que permite una descomposición completa. Las componentes tienen un ancho de banda en frecuencias sucesivamente decrecientes. Cuando no pueden extraerse más oscilaciones la función remanente es uniformemente creciente o decreciente y representa la tendencia de la serie. Aplicando a las componentes o modos la transformada de Hilbert se obtiene la frecuencia instantánea. El procedimiento completo se llama Transformada de Hilbert- Huang y provee una precisión en el plano tiempo-frecuencia que supera en muchos casos a la Transformada Wavelet. El grado de información acerca de los sistemas estudiados, con características altamente aleatorias, fue evaluado mediante los cálculos de Entropía de Shannon que nos indica el ordenamiento de la serie temporal, y la Información Mutua que es una medida de la dependencia, lineal o no, entre dos variables aleatorias. En esta Tesis se aplicaron los análisis descriptos en cuatro trabajos, dos de ellos a temas y señales referentes al clima del Hemisferio Sur, y los otros dos a temas y señales de Emisión Acústica provenientes de fractura de hormigón armado en estructuras edilicias mediante ensayos sísmicos. En el primer trabajo referente al clima, se estudió la variabilidad multidecádica de la temperatura de la estación meteorológica de Orcadas, que cuenta con más de 100 años de datos observacionales, donde se aplicaron modelos no lineales para determinar la variabilidad para las distintas estaciones del año y se realizó un análisis sobre la tendencia de la serie buscando la posible influencia antropogénica en el calentamiento global. En el segundo trabajo relacionado al clima se investigó acerca de la concordancia de las distintas definiciones y cálculos del índice del Modo Anular del Hemisferio Sur, Southern Annular Mode (SAM), uno de los patrones de variabilidad climática más importante de latitudes medias y altas del Hemisferio Sur. En los trabajos sobre fractura de hormigón, se analizaron las series de Emisión Acústica. La primera estructura estudiada fue una losa de hormigón armado sometida a cargas crecientes que simulan un terremoto. Se estudió el daño de la estructura en la forma de fracturas, ya que se trata de un material esencialmente frágil. Los sucesivos ensayos fueron con aceleración creciente y se logró seguir las sucesivas etapas de microfracturas que coalescen produciendo macrofracturas y luego algunas de ellas al ser detenidas en alguna barrera producen nuevas microfracturas. Esto se consiguió aplicando la Transformada Wavelet a las señales de Emisión Acústica y determinando frecuencias características asociadas a la formación de macrofracturas, responsables de los mayores niveles de daño. En el último trabajo se avanzó estudiando el daño local sobre la unión viga columna en una estructura sometida a cargas sísmicas, y se pudo definir un índice denominado energy b-value, para la evaluación del daño local en la unión. Series originadas en sistemas aparentemente tan diferentes pudieron ser conveniente analizadas con las técnicas utilizadas en esta tesis, debido a que son generadas por procesos estocásticos no estacionarios y no lineales que entrañan en última instancia un alto grado de similitud.]]> This thesis investigates processes of stochastic systems, with complex and multiple interactions using time series that are observably emerging from them. Such series have stochastic components with a high degree of correlation, are non-linear and nonstationary. Therefore their analyses must be carried out with appropriate methods, such as those used in this Thesis. The Wavelet Transform is within the mathematical field of harmonic analysis and provides the optimal resolution in the time-frequency plane, thus allowing an excellent characterization of non-stationary series. Wavelet Coherence allows determining the similarity of two series in the time-frequency plane. If this information is complemented by appropriate dynamic models, a cause-effect relationship between phenomena can be determined. The non-linear internal or/and external system´s interactions give place to nonlinear emerging time series. So, this determines the necessity of applying advanced analytical methods, which were generated and improved in the last two decades. The empirical decomposition in modes allows the analysis of the series with an a posteriori basis, obtained through an algorithm that works directly with the data. The modes are zero-mean oscillating functions with a high degree of mutual orthogonality and the obtained decomposition is complete. The components have bandwidths at successively decreasing frequencies. When no more oscillations can be extracted, the remaining function is uniformly increasing or decreasing and represents the trend of the series. Applying the Hilbert transform to the components or modes defines instantaneous frequency. The complete procedure is called the Hilbert-Huang transform and provides a precision degree in the time-frequency plane that in many cases exceeds the one obtained with Wavelet Transform. The degree of information about the highly random studied systems was evaluated by calculating the Shannon Entropy, which indicates the ordering degree of the time series, and the Mutual Information, which is a measure of the dependence, linear or not, between two random variables. In this Thesis, the described analyses were implemented in four applications, two of them to themes and signals related to the climate of the South Atlantic, and the other two to topics and signals of Acoustic Emission from the fracture of reinforced concrete in building structures through seismic tests.In the first topic related to climate, the multidecadal variability of the temperature series of the Orcadas meteorological station was studied, which has more than 100 years of observational data. Non-linear models were applied to determine the variability for the different seasons of the year and an analysis was carried out on the trend of the series looking for the possible anthropogenic influence on global warming. In the second climate-related study, we investigated the concordance of the different definitions and calculations of the Southern Annular Mode (SAM) index, one of the most important patterns of climate variability in the middle and upper latitudes of the Southern Hemisphere.
In the topics related to fracture of reinforced concrete, the Acoustic Emission series coming from seismic tests were analyzed. The first structure studied was a reinforced concrete slab subjected to increasing loads that simulate an earthquake. The damage of the structure was in the form of fractures since concrete is an essentially brittle material. The successive tests were with increasing acceleration and it was possible to follow the successive stages of micro fractures that coalesce producing macro fractures and then some of them when stopped in some barrier produce new micro fractures. Damage evaluation was achieved by applying the Wavelet Transform to the Acoustic Emission signals and determining characteristic frequencies associated with the formation of macro fractures, responsible for the highest levels of damage. In the last application, fracture assessment was enhanced by studying the local damage on the column beam junction in a structure subjected to seismic loads. It was possible to define a new damage index called energy b-value, based on the Wavelet Transform. Series originating in apparently so different systems could be conveniently analyzed with the techniques used in this Thesis because they are all generated by nonstationary and nonlinear stochastic processes that ultimately involve a high degree of similarity.]]>
Zitto, Miguel Eduardo]]>
Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires. Área Ingeniería ]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Zimicz, María Genoveva. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Lugar de trabajo: Centro de Investigaciones en Sólidos (CINSO) - CITEDEF - UNIDEF - MINDEF - CONICET]]> Resumen en español e inglés]]> Resumen: Los objetivos centrales del presente trabajo de investigación son la síntesis y caracterización de óxidos mixtos de CeO2 - ZrO2, y el estudio de la viabilidad de su uso como materiales de ánodo de celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) que operen a temperaturas entre 600ºC y 800ºC. Se proponen como objetivos adicionales el estudio de las condiciones de síntesis y su influencia en las características morfológicas, redox y catalíticas de los materiales obtenidos, el estudio del desempeño electrocatalático en distintas atmósferas, y la construcción de una pequeña celda botón de dos cámaras con el material anódico seleccionado.]]> The main objectives of this research work are the synthesis and characterization of CeO2– ZrO2 mixed oxides and the study of the feasibility of their use as anode materials of solid oxide fuels cells (SOFCs) operated at temperatures between 600◦C and 800◦C.
The study of the influence of the synthesis conditions on the morphological, redox and catalytic performance, the study of the electrocatalytic behavior in different atmospheres, and the construction of small dual-chamber button cells with one of the synthesized material selected to constitute the anode, are proposed as additional goals to achieve.]]>
Zimicz, María Genoveva]]>
Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires. Área Ingeniería]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Zaldivar Escola, Facundo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> En esta tesis se presenta el desarrollo completo de un novedoso sistema que permite el mapeo con alta resolución espacial de la difusividad térmica de una muestra. El sistema se basa en una técnica fototérmica recientemente desarrollada en el Laboratorio de Haces Dirigidos consistente en la medición con un láser de prueba de la curvatura inducida por el calentamiento con un láser modulado. Utilizando tecnología de fibras ópticas se garantiza la colinealidad de los láseres, se colecta la señal y se separan el bombeo y la detección para la medición. Se discute en detalle el diseño, la construcción y la caracterización de dos prototipos que se acoplan a un microscopio comercial por un puerto lateral de cámara y permiten la realización de barridos espaciales de la señal fototérmica. Las capacidades del sistema son mostradas a partir de la caracterización exhaustiva de pastillas sinterizadas de combustible nuclear. Se discuten los casos particulares de UO2+10%Gd2O3 y UO2+7.5%Dy2O3, mostrándose como se determina su homogeneidad, se distingue óxidos interdifundidos de la mezcla de óxidos, se reconocen los aglomerados y se determina la abundancia relativa de las diferentes especies y su distribución espacial. La inclusión de un horno para microscopio extiende dichas capacidades dado que permite la medición de la señal fototérmica como función de la temperatura convirtiéndolo en una potencial herramienta para la caracterización de propiedades térmicas a escala microscópica en función de la temperatura. Esto se muestra a partir de la determinación de la energía de activación de la transformación de fase amorfo-cristal de una aleación de Fe-B-Si.]]> Zaldivar Escola, Facundo ]]> Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires. Área Ingeniería]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Viacava, Gabriela Elena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Lugar de trabajo: Grupo de investigación en ingeniería en alimentos, Facultad de Ingeniería –
UNMDP]]>
Los fitoquímicos son compuestos que se encuentran naturalmente en las plantas, siendo los más destacados la vitamina C, los carotenoides y los compuestos fenólicos. Consumidos a través de la dieta, estos compuestos ejercen efectos fisiológicos positivos en el ser humano. En el vegetal recién cosechado, la concentración de fitoquímicos varía considerablemente dependiendo del grado de desarrollo de la planta al momento de cosecha, las condiciones de manejo de cultivo y las tecnologías de producción aplicadas. Entre las hortalizas de hoja, la lechuga manteca (Lactuca sativa var. Lores) presenta un contenido de fitoquímicos relativamente bajo, pero es uno de los vegetales más consumidos en el mundo. Los experimentos realizados en la presente Tesis Doctoral se han centrado en la evaluación de distintas estrategias de producción hortícolas de bajo impacto ambiental y fácil aplicación orientadas a obtener plantas de lechuga manteca con un mejorado contenido de fitoquímicos, aumentando el aporte de compuestos beneficiosos en la dieta de los consumidores de esta hortaliza. Antes de abordar el estudio del impacto de las variables precosecha sobre la concentración de compuestos fitoquímicos en lechuga, fue necesario realizar la caracterización de estos compuestos en la materia prima a cosecha. Para ello, en primer lugar (Capítulo 1, sección 1), se puso a punto una metodología analítica para realizar la extracción sólido-líquido de antioxidantes de lechuga y su posterior cuantificación con la técnica DPPH. Los parámetros de extracción evaluados (grado de procesamiento de la muestra, estado de la muestra, relación masa de muestra a volumen de disolvente, concentración de etanol en el disolvente y mezcla con ácidos orgánicos) afectaron significativamente el rendimiento de la extracción de los compuestos antioxidantes y se determinó que las mejores condiciones de extracción consistían en procesar 1 gramo del vegetal fresco durante 1 minuto y mezclarlo con 10 mL de etanol acidificado con ácido cítrico (1 % m/v). Una segunda etapa de extracción con acetona:agua (70:30 v/v) mejoró el rendimiento de la extracción en casi un 69 % y el extracto obtenido se mantuvo estable durante 14 días de almacenamiento a -20 °C. Por otra parte, se estableció que los parámetros más adecuados para la cuantificación de la capacidad antioxidante de los extractos de lechuga con la técnica DPPH eran: concentración de la solución de DPPH de 100 M, relación volumétrica extracto:DPPH de 1:4 v/v, tiempo de incubación de 60 min, 517 nm como longitud de onda para la medición de la absorbancia y expresión de resultados en términos de equivalentes de ácido ascórbico. En un análisis posterior (Capítulo 1, sección 2), se profundizó el estudio de las variables críticas que mayormente afectaban el proceso de extracción de los antioxidantes de lechuga: la concentración de etanol en el disolvente y el tiempo y la temperatura durante la extracción. De esta manera se optimizó el proceso de extracción utilizando la metodología de superficie de respuesta y un diseño de Box-Behnken, evaluando la eficiencia del proceso mediante la medición de la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles totales de los extractos. Estas respuestas fueron simultáneamente maximizadas aplicando la función Deseabilidad y se determinó que las condiciones de extracción óptimas eran: etanol 70 % v/v (con ácido cítrico 1 % m/v) como disolvente, 32 °C y 2 horas. Seguidamente (Capítulo 1, sección 3) se realizó la caracterización del contenido de fitoquímicos (ácido ascórbico, polifenoles totales, flavonoides totales, clorofila, carotenoides totales), la capacidad antioxidante y el potencial de browning de la planta de lechuga manteca, observándose una clara distribución de estos índices dentro de la planta. Las hojas externas presentaron la mejor calidad fitoquímica ya que exhibieron los mayores contenidos de compuestos fenólicos y de pigmentos clorofílicos y carotenoides, así como también la mayor capacidad antioxidante. Por su parte, las hojas medias fueron las que presentaron un mayor contenido de ácido ascórbico, mientras que las hojas internas se caracterizaron por presentar un bajo contenido de fitoquímicos y el menor potencial de pardeamiento. A continuación (Capítulo 2) se determinó el perfil polifenólico de lechuga manteca mediante cromatografía líquida. En este estudio se incorporó el análisis de otras dos variedades de lechuga (hoja de roble verde y morada) para tener en cuenta muestras con distinta concentración de polifenoles y diferente efecto matriz. La metodología de análisis desarrollada para la determinación de los polifenoles mayoritarios en estas muestras mediante HPLC-DAD presentó buenas precisiones y límites de detección adecuados y permitió identificar a los ácidos hidroxicinámicos como los compuestos fenólicos mayoritarios presentes en lechuga, seguido de los flavonoles glicosilados. Además, la información estructural proporcionada por el análisis de las muestras con la técnica UHPLC-DAD-ESI-Q-ToF/MS permitió identificar la presencia de 32 compuestos fenólicos, algunos de los cuales no habían sido identificados con anterioridad en lechuga. Una vez optimizada la metodología de extracción de compuestos antioxidantes, y caracterizado el perfil de fitoquímicos en la planta de lechuga manteca se procedió a estudiar el impacto de los factores precosecha: hora de cosecha (9, 13 y 17 hs), modo de cosecha (con y sin raíz) y método de cultivo (a campo y en invernadero), sobre el contenido de fitoquímicos, la capacidad antioxidante, la actividad de enzimas y la calidad microbiológica y organoléptica de lechuga manteca a cosecha y durante el almacenamiento óptimo (Capítulo 3). Se encontró que las plantas cosechadas a las 17 hs presentaron un mayor contenido de ácido ascórbico, polifenoles totales, flavonoides totales y pigmentos clorofílicos y carotenoides, así como también mayor capacidad antioxidante, respecto de las plantas cosechadas a las 9 y 13 hs, tanto a cosecha como durante el almacenamiento refrigerado del vegetal. La hora de cosecha también afectó la actividad enzimática de la lechuga y su calidad microbiológica aunque todas las plantas permanecieron sensorialmente aceptables y microbiológicamente aptas hasta el día 21 de almacenamiento. El modo de cosecha (con y sin raíz) no modificó el contenido de fitoquímicos, la actividad enzimática y la calidad microbiológica de lechuga manteca, aunque la calidad visual de las plantas cosechadas con raíz fue significativamente menor que la de las plantas cosechadas sin raíz. Las lechugas cultivadas en el campo presentaron un mayor contenido de fitoquímicos y de capacidad antioxidante durante los primeros 12 días de almacenamiento, así como también una menor actividad de la enzima polifenol oxidasa (PPO) comparado con las plantas provenientes de invernadero. Sin embargo, estas últimas presentaron una menor degradación de ácido ascórbico, una menor actividad de peroxidasa (POD) y una mayor calidad organoléptica durante todo el período de almacenamiento. Los resultados presentados en el Capítulo 3 sugieren la conveniencia de cultivar la lechuga en campo y cosechar el vegetal sin raíces y en horas de la tarde para obtener mejoras significativas en el contenido de fitoquímicos beneficiosos para la salud. Una vez establecidos los efectos de estos factores precosecha que están al alcance del productor ya que implican simplemente la modificación de protocolos de trabajo (hora de cosecha, modo de cosecha, método de cultivo), los estudios se orientaron a realizar intervenciones precosecha mediante la aplicación de tratamientos inductores de estrés que permitieran aumentar el contenido de fitoquímicos de la lechuga como una respuesta adaptativa del vegetal. De esta manera, se investigó la influencia de distintos tipos de estreses físicos y químicos aplicados a las semillas de lechuga sobre la calidad fitoquímica de los brotes germinados durante 7 días utilizando técnicas multivariantes de análisis de datos (Capítulo 4). Dentro de los estreses físicos, la aplicación de choques térmicos a las semillas de lechuga previo al período de germinación no afectó el contenido de fitoquímicos de los brotes. En cambio, se observó una influencia positiva de las condiciones lumínicas durante la germinación en el contenido fitoquímico ya que los brotes de lechuga germinados con un fotoperíodo de 16 hs registraron un 10 % más de polifenoles totales, 20 % más de flavonoides totales y entre 7 – 9 % más de capacidad antioxidante, que los brotes germinados en condiciones control (fotoperíodo de 8 hs). En lo que respecta a los estreses químicos, la utilización de ácidos orgánicos (cítrico, láctico, ascórbico) aplicados durante la imbibición de las semillas o en forma de spray sobre las plántulas durante la germinación no produjo mejoras en el contenido de compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante de los brotes, observándose, en algunos casos, un efecto adverso del tratamiento sobre la viabilidad de las semillas. Se encontraron resultados similares cuando se ensayó la utilización de soluciones de quitosano y aceite esencial de tea tree durante la imbibición de las semillas de lechuga. En contraste, la aplicación por spray de estos compuestos durante la germinación sí estimuló la biosíntesis de metabolitos secundarios: los tratamientos con tea tree y quitosano en distintas concentraciones provocaron incrementos del 6 – 13 % y 32 – 48 %, respectivamente, en el contenido de polifenoles totales de los brotes de lechuga a los 7 días de tratamiento. La concentración de flavonoides en los brotes también aumentó un 17 – 25 % y 44 – 79 % tras la aplicación de tea tree y quitosano, respectivamente. También se observaron aumentos en la capacidad antioxidante de los brotes tratados con tea tree y, especialmente, quitosano. Sin embargo, la aplicación de estos compuestos también produjo reducciones significativas en los parámetros de biomasa de los brotes, por lo que se descartó su utilización a escala real ya que impedirían el normal desarrollo de la planta. Es necesario realizar más investigaciones con el fin de maximizar, además del contenido fitoquímico, el porcentaje de germinación y el rendimiento y crecimiento de los brotes. Dada la potencialidad del quitosano y aceite esencial de tea tree para inducir el metabolismo secundario de lechuga, en la última parte de la presente Tesis (Capítulo 5) se ensayó la aplicación de estos compuestos en las últimas etapas de desarrollo de la planta (14, 10, 7, 3 y 0 días antes de la cosecha). Los tratamientos con quitosano y tea tree provocaron aumentos del 30,5 % y 21,1 %, respectivamente, en el contenido de polifenoles totales de las lechugas recién cosechadas, respecto de las plantas no tratadas. La concentración inicial de flavonoides totales de las plantas también aumentó un 43,3 % y 36,4 % tras la aplicación de quitosano y tea tree en la precosecha, respectivamente.
Además, las plantas tratadas con estos compuestos también presentaron una mayor capacidad antioxidante a cosecha. Notablemente, estas mejoras se mantuvieron durante el almacenamiento refrigerado. Por el contrario, si bien se registraron aumentos en el contenido inicial de ácido ascórbico en las plantas tratadas con quitosano y tea tree, estas diferencias no fueron mantenidas en el almacenamiento. Cabe destacar que la aplicación de quitosano también ejerció un efecto fungistático durante el almacenamiento refrigerado de las plantas y redujo las actividades de las enzimas PPO y POD. Estos estudios permitieron establecer que la aplicación precosecha de quitosano o de aceite esencial de tea tree constituye una tecnología de fácil implementación que
permite estimular la biosíntesis de fitoquímicos bioactivos y mejorar el valor nutricional de la lechuga. Para finalizar y a modo de conclusión general, el desarrollo de esta Tesis Doctoral ha contribuido a ampliar los conocimientos en referencia a la caracterización del perfil fitoquímico y la capacidad antioxidante de lechuga y al efecto de diferentes factores precosecha sobre la calidad fitoquímica, organoléptica y microbiológica de lechuga manteca.
]]>
Phytochemicals are naturally occurring compounds in plants, including vitamin C, carotenoids and phenolic compounds. Dietary consumption of phytochemicals is associated with benefits for human health. The concentration of these compounds in the harvested vegetable can vary considerably depending on several factors such as physiological stage at harvest, handling conditions, and production technology. Among leafy vegetables, butterhead lettuce (Lactuca sativa var. Lores) is characterized by a lower phytochemical content, but is one of the most commonly consumed vegetables in the world. Studies carried out for this Doctoral Thesis were focused on the evaluation of different horticultural production strategies aimed at obtaining butterhead lettuce plants with an enhanced phytochemical content, increasing the intake of health-promoting compounds in the diet of consumers. Before studying the impact of preharvest factors on the concentration of phytochemicals in lettuce, it was necessary to carry out a characterization of these compounds in the raw material. For this purpose, an analytical methodology for the solid-liquid extraction of antioxidants from butterhead lettuce and its quantification by DPPH technique was firstly developed (Chapter 1, section 1). Evaluated extraction parameters (degree of sample processing, sample state, mass sample to solvent volume ratio, concentration of ethanol in the solvent and mixture with organic acids) significantly affected the extraction yield of antioxidant compounds and it was determined that the best extraction conditions were to process 1 gram of fresh lettuce leaves for 1 minute and mix it with 10 mL of acidified ethanol with citric acid (1 % w/v). A second extraction step with acetone:water (70:30 v/v) improved extraction yield in almost a 69 % and obtained extracts were stable for 14 days of storage at -20 ºC. On the other hand, the most adequate parameters for the quantification of antioxidant capacity of lettuce extracts with DPPH technique were: DPPH solution concentration of 100 μM, extract:DPPH volume ratio of 1:4 v/v, incubation time of 60 minutes, measuring wavelength of 517 nm, and expression of results in terms of ascorbic acid equivalents. In a further study (Chapter 1, section 2), critical parameters that most affected the antioxidant extraction from lettuce leaves were deeply analyzed: ethanol concentration in the solvent, time and temperature during extraction. In this way, the extraction process was optimized using the response surface methodology and a Box- Behnken design, and efficiency was evaluated measuring antioxidant capacity and total phenolic content of extracts. These responses were simultaneously maximized applying the Desirability function, and it was determined that optimal extraction conditions were: ethanol 70 % v/v (with citric acid 1 % w/v) as solvent, 32 °C and 2 hours. Next (Chapter 1, section 3), a characterization of the phytochemical content (ascorbic acid, total polyphenols, total flavonoids, chlorophyll, total carotenoids), antioxidant capacity, and browning potential from butterhead lettuce was performed. A clear distribution of these indexes was observed inside the plant. Outer leaves presented a better phytochemical quality since they accumulated more phenolics and chlorophyll and carotenoids pigments, as well as more antioxidant activity. On the other hand, middle leaves presented more ascorbic acid, while inner leaves had a lower content of phytochemicals and browning potential. Then (Chapter 2), the polyphenolic profile of butterhead lettuce was determined using liquid chromatography. In this study, two other lettuce varieties (green and red oak leaf) were analyzed to take into account samples with different phenolic concentration and matrix effect. The analytical methodology developed for the determination of major polyphenols in these samples by HPLC-DAD presented appropriate precisions and detection limits and allowed to identify hidroxicinnamic acids as the main phenolic compounds in lettuce, followed by flavonol glycosides. Besides, structural information provided by lettuce samples analysis using UHPLCDAD- ESI-Q-ToF/MS technique allowed the identification of 32 phenolic compounds, some of which had not been previously reported in lettuce. Once the extraction of antioxidant compounds methodology was optimized, and the phytochemical profile of butterhead lettuce was characterized, the impact of preharvest factors: time of harvest (9, 13, and 17 hs), mode of harvest (with and without root), and production system (open field and greenhouse), on the content of phytochemicals, antioxidant capacity, enzymatic activity and microbiological and organoleptic quality of butterhead lettuce at harvest and during optimum storage was studied (Chapter 3). It was found that plants harvested at 17 hs had a higher content of ascorbic acid, total polyphenols, total flavonoids and chlorophyll and carotenoid pigments, as well as increased antioxidant capacity, compared to plants harvested at 9 and 13 hs, both at harvest and during cold storage. The time of harvest also affected the enzymatic activity of lettuce and its microbiological quality although all plants remained sensory and microbiologically acceptable till day 21 of storage. Mode of harvest (with and without roots) did not alter the phytochemical content, the enzymatic activity nor the microbiological quality of butterhead lettuce, although the visual quality of the plants harvested with root was significantly lower than those harvested without roots. Lettuces grown in the field had a higher content of phytochemicals and antioxidant capacity during the first 12 days of storage, as well as lower polyphenol oxidase (PPO) activity compared to plants from the greenhouse. However, the latter showed lower ascorbic acid degradation, lower peroxidase (POD) activity and greater organoleptic quality throughout the storage period. Results presented in Chapter 3 suggest the convenience of growing lettuce in the field and harvest the plant without roots in the afternoon in order to obtain significant improvements in the content of health-promoting phytochemicals. Once the effects of these preharvest factors (time of harvest, mode of harvest, production system) that could be easily implemented by producers as they involve a simple modification of work protocols were established, further studies were oriented to conduct preharvest interventions by applying stress inducer treatments that would allow to increase the phytochemical content of lettuce as an adaptive response of the plant. Thus, the influence of different physical and chemical stresses applied to the lettuce seeds on the phytochemical quality of sprouts germinated for 7 days using multivariate techniques of data analysis was investigated (Chapter 4). Within physical stresses, thermal shocks applied to lettuce seeds prior to germination period did not affect the phytochemical content of sprouts. Instead, a positive influence of light conditions during germination in the phytochemical content was observed since lettuce sprouts germinated with a photoperiod of 16 hours showed more total polyphenols (by 10 %), total flavonoids (by 20 %) and antioxidant capacity (by 7 – 9 %), than sprouts germinated under control conditions (photoperiod of 8 hours). With respect to chemical stresses, the use of organic acids (citric, lactic, ascorbic) applied during the imbibition of lettuce seeds or as spraying solution during germination did not improve the phenolic content and antioxidant capacity of sprouts, showing, in some cases, an adverse effect of treatment on seed viability. Similar results were found when solutions of chitosan and tea tree essential oil were tested during imbibition of lettuce seeds. In contrast, the application of these compounds as exogenous daily spraying during germination stimulated the biosynthesis of secondary metabolites: treatments with tea tree and chitosan at various concentrations caused increases of 6 – 13 % and 32 – 48 %, respectively, in the content of total polyphenols in lettuce sprouts after 7 days of treatment. The concentration of flavonoids in the sprouts also increased by 17 – 25 % and 44 – 79 % following application of tea tree and chitosan, respectively. Increases in the antioxidant capacity were also observed in sprouts treated with tea tree and, especially, chitosan. However, the application of these compounds reduced significantly the sprouts biomass parameters, therefore their transfer to real scale was discouraged since they would interfere with the normal development of the plant. More investigations are needed in order to maximize not only phytochemical content, but also germination percentage, and yield and growth of sprouts. Given the potential of chitosan and tea tree essential oil to induce secondary metabolism of lettuce, in the last part of this Thesis (Chapter 5) the application of these compounds in the later stages of plant development (14, 10, 7, 3, and 0 days before harvest) was tested. Treatments with chitosan and tea tree caused increases of 30.5 % and 21.1 %, respectively, in the total phenolic content of freshly harvested lettuce, compared to untreated plants. The initial concentration of total flavonoids was also increased by 43.3 % and 36.4 % after the preharvest application of chitosan and tea tree, respectively. In addition, plants treated with these compounds also had higher antioxidant capacity at harvest. Notably, these improvements were maintained during refrigerated storage. By contrast, although increases in the initial content of ascorbic acid were detected in plants treated with chitosan and tea tree, these differences were not maintained during storage. Noteworthy, the application of chitosan also exerted a fungistatic effect during the cold storage of the plants and reduced the activities of PPO and POD enzymes. These studies allow us to establish that the preharvest application of quitosan or tea tree essential oil constitutes a technology of easy implementation that stimulate the biosynthesis of bioactive phytochemicals and improve the nutritional value of lettuce. Finally, and as a general conclusion, the development of this Doctoral Thesis has contributed to expand the knowledge in reference to the phytochemical profile and antioxidant capacity of lettuce and the effect of different preharvest factors on the phytochemical, organoleptic and microbiological quality of butterhead lettuce. ]]> Viacava, Gabriela Elena]]>
Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Vera, Matías. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Lugar de trabajo: Departamento de Electrónica, Facultad de Ingeniería. UBA,]]> La inteligencia artificial avanza a pasos agigantados. Sin embargo esta tendencia podría llegar a estancarse si no se logra un avance significativo en algunas cuestiones, dos de las cuales serán estudiadas en esta tesis. Por un lado, el aprendizaje estadístico busca desarrollar algoritmos que no solo clasifiquen correctamente un conjunto de datos conocidos, sino que también este comportamiento se generalice a nuevas muestras. La capacidad de generalización de los algoritmos muchas veces es abordada con meras perturbaciones en la etapa de aprendizaje. Un inteligente uso de dichos métodos de perturbación podría traducirse en una mejora considerable de los algoritmos. Por otro lado, la teoría de información busca crear representaciones lo mas comprimidas posible, sin que esto afecte su posterior utilización. La cantidad de datos a almacenar crece exponencialmente día a día y métodos eficientes de compresión de la información se vuelven esenciales en el avance de estos tipos de tecnologías. En esta tesis se aborda el problema del cuello de botella de la información (information bottleneck) poniendo el foco sobre los nexos entre aprendizaje estadístico y teoría de información. La búsqueda de representaciones precisas y generalizables del aprendizaje estadístico, como la extracción de información concentrada en pocos datos de la teoría de información parecen ser dos caras de la misma moneda: el cuello de botella entre generar representaciones relevantes con bajo nivel de complejidad.
Las principales contribuciones de esta tesis pueden separarse en cuatro temáticas, las cuales serán abordadas en los capítulos 5, 6, 7 y 8. La primera se basa en el desarrollo de un algoritmo capaz de aplicarse tanto al problema de aprendizaje multitarea como al de extracción de información con información lateral de teoría de información. Diferentes análisis teóricos y prácticos sobre el mismo se desarrollan en profundidad. La segunda está basada en un vínculo teórico que relaciona el efecto bottleneck con el problema de generalización del aprendizaje estadístico por medio de una cota de confianza sobre la desviación del riesgo empírico. Este resultado es complementado con un estudio experimental, mostrando que el mismo puede ser de suma relevancia cuando la distribución de los datos de entrenamiento y testeo es sutilmente diferente. La tercera se basa en el estudio del desacople existente al entrenar con la entropía cruzada como función costo para minimizar la probabilidad de error. Este desacople también parece estar vinculado con métricas de teoría de información. Por último la cuarta es el estudio del problema del information bottleneck en esquemas distribuidos relevantes en la práctica, pero desde una perspectiva teórica. Un análisis profundo demuestra como la cooperación entre los diferentes nodos donde se almacena la información puede ser ventajosa.

]]>
Artificial intelligence advances by leaps and bounds. However, this trend could become stagnant if significant progress is not achieved in certain issues, two of which will be studied in this thesis. On the one hand, statistical learning seeks to develop algorithms that not only correctly classify a set of known data, but also that this behavior is generalized to new samples. The ability to generalize algorithms is often addressed with mere disturbances in the learning stage. An intelligent use of such disturbance methods could result in a considerable improvement of the algorithms. On the other hand, information theory seeks to create representations as compressed as possible, without affecting its subsequent use. The amount of data to be stored grows exponentially day by day and efficient methods of information compression become essential in the advancement of these kind of technologies. This thesis addresses the problem of information bottleneck, focusing on the links between statistical learning and information theory. The search for accurate and generalizable representations of statistical learning, such as the extraction of information concentrated on few data from information theory, seem to be two sides of the same coin: the bottleneck between generating relevant representations with a low complexity level
The main contributions of this thesis can be separated into four categories, which will be studied in chapters 5, 6, 7 and 8. The first is based on the development of an algorithm capable of applying both the problem of multitasking learning and to finding the fundamental limits of a information theory communication scheme with side information. Different theoretical and practical analyzes on it are developed in depth. The second is based on a theoretical link that relates the bottleneck effect with the generalization problem of statistical learning through a level of confidence about the deviation of empirical risk. This result is complemented by an experimental study, showing that it can be extremely relevant when the distribution of training and testing data is subtly different. The third is based on the study of the decoupling when cross entropy is the training cost function to minimize the error probability. This decoupling also seems to be linked to information theory metrics. Finally, the fourth is the study of the information bottleneck problem in distributed schemes that are relevant in practice, but in a theoretical way. An in-depth analysis demonstrates how cooperation between different nodes where information is stored can be advantageous]]>
Vera, Matías A.]]>
Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires. Área Ingeniería ]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Veiras, Francisco Ezequiel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Lugar de trabajo: GLOmAe, Grupo de Láser, Óptica de Materiales y Aplicaciones Electromagnéticas, Departamento de Física, Facultad de Ingeniería, UBA]]> en el marco de la Beca Doctoral Peruilh, FIUBA.]]> En el control de la polarización los materiales uniaxiales son extensamente utilizados, ya sea como polarizadores o retardadores. Hemos desarrollado esta Tesis a partir del estudio teórico de medios uniaxiales, haciendo énfasis en las características de retardo. En particular, se han estudiado los retardadores mediante el desfasaje que éstos introducen. Para esto hemos analizado distintas configuraciones en reexión y en transmisión, tanto en forma teórica como experimental. Como herramientas de análisis y caracterización hemos propuesto el estudio de patrones de interferencia.
Este estudio ha dado lugar a la aplicación de distintas técnicas de interferometría y se han propuesto implementaciones innovadoras. Entre los resultados más relevantes que esta Tesis proporciona se encuentran fórmulas explícitas del desfasaje en medios uniaxiales que son deducidas en forma analítica a partir de las Ecuaciones de Maxwell, sin restricciones a casos particulares. Este resultado nos ha permitido estudiar componentes importantes para el control de la polarización como las láminas retardadoras, brindándonos herramientas para analizar su desempeño como retardadores así como imperfecciones de fabricación. Por otro lado, la generalidad de los resultados obtenidos nos permite no sólo el estudio de láminas retardadoras sino que también el de cristales uniaxiales, con distintos clivajes y cortes, a partir de patrones de interferencia conoscópicos. De este modo, los resultados teóricos y experimentales permiten estudiar a los cristales o a los retardadores y caracterizarlos ópticamente así como obtener sus características de retardo. Las características de retardo que estudiamos las hemos aplicado para desarrollar herramientas de interferometría. Esto ha dado lugar, por un lado, a un simple introductor secuencial de desfasajes que utilizamos en técnicas de interferometría por saltos de fase como desfasador, y por otro lado, a un analizador de fase birrefringente que permite medir desfasajes. Las herramientas que hemos desarrollado en esta Tesis, se utilizaron para caracterizar experimentalmente a cristales uniaxiales y a dispositivos retardadores comerciales.]]>
Uniaxial crystals are widely used in polarization control, either as polarizers or retarders. This work is mainly focused on the retardance characteristics associated to uniaxial crystals. We study retarders by means of the phase shift they introduce. In order to do so, we theoretically and experimentally analyze diferent reection and transmission setups. We propose the study of fringe patterns as tools of analysis and characterization of birefringent retarders and uniaxial crystals. Moreover, we apply diferent interferometric techniques according to the characteristics of the patterns. This study has led us to implement novel techniques. Among the most relevant results this Thesis others, we can nd explicit formulae for the phase shift in uniaxial media. These expressions are analytically deduced from Maxwell Equations, with no limits on the optical axis orientation, direction of incidence, or level of birefringence. This result allowed us to study important components for the control of polarization, such as wave plates. We developed tools to analyze their performance as retarders, and _nd manufacturing imperfections. Moreover, the generality of the results obtained allows us not only to study retarder plates, but also the retarding characteristics of uniaxial crystals with diferent cleavages and cuts. We show how to characterize both wave plates and anisotropic crystals by means of theoretical and experimental analysis of conoscopic interference patterns. The retardance characteristics studied were used to develop a simple phase shifter, which was applied in phase shifting interferometry techniques. We also designed a birefringent phase analyzer that measures phase shifts. These techniques were used to experimentally characterize uniaxial crystals and commercial retarders.]]> Veiras, Francisco Ezequiel]]>
Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Valverde, Esteban Raúl . Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Introducción. La muerte súbita cardíaca (SCD, del inglés sudden cardiac death) ocurre cuando el corazón deja repentinamente de latir. Una actividad el´éctrica anormal genera cambios importantes en la secuencia de activación/inactivación produciendo arritmias cardíacas, las cuales afectan la capacidad del corazón para bombear sangre al organismo. Los eventos isquémicos, junto con el incremento de la dispersión de la repolarización ventricular (VRD, del inglés ventricular repolarization dispersion), son responsables en gran parte de las arritmias cardíacas, tales como la taquicardia ventricular (VT, del inglés ventricular tachycardia) que puede derivar en una SCD [9]. Los incrementos de la VRD pueden deberse a varios factores: diferencias en duración de los potenciales de acción (APs, del inglés action potential ), incrementos de los tiempos de activación, disminuci´on de la velocidad de conducción del impulso o caminos de conducción eléctrica alterados (anatómicos y/o funcionales). Por ello, cuando la VRD aumenta o se producen retrasos en la conducción, pueden generarse mecanismos de re-entrada capaces de inducir arritmias. Durante el periodo isquémico, las propiedades de la membrana de las células cardíacas están significativamente alteradas [65]. En consecuencia, los electrogramas (EGMs, del ingl´es electrograms) registrados en la superficie del corazón tienden a manifestarse de menor amplitud, más lentos y de mayor duración. Los cambios recién mencionados se reflejan como alteraciones latido-a-latido en el electrocardiograma (ECG) de superficie. Estos cambios pueden ser imperceptibles a la vista del cardiólogo siendo necesarias herramientas de procesamiento y análisis para detectarlos. Por ello, desde el ámbito de la Ingeniería Biomédica es importante el análisis matemático/computacional de los registros del ECG en presencia de las patologías cardíacas antes mencionadas, con el objetivo de mejorar el diagnóstico y seguimiento de los pacientes. El objetivo de la presente tesis fue cuantificar y analizar variaciones latido-a-latido que pudiesen desencadenar arritmias ventriculares malignas y/o SCD en corazones con isquemia aguda y/o infarto. Para ello se estudiaron los ECGs en animales y en humanos. Se propusieron nuevas herramientas de procesamiento y análisis del ECG y se las comparó con métodos estandarizados en la cardiología clínica. Además, el trabajo se orientó a comprender los procesos fisiológicos subyacentes en la isquemia aguda y en diferentes etapas post-infarto de miocardio (MI, del inglés myocardial infarction). Materiales y métodos. Modelo de infarto en animales. Se implementó en 34 conejos blancos de la raza Nueva Zelanda, a los que se les practicó una toracotomía intercostal izquierda. A 24 animales (infartados) se les realizó una ligadura en la arteria coronaria descendente anterior izquierda (LAD, del inglés left anterior descendent) de manera de provocarles un MI controlado. Al segundo grupo de 10 animales (sham) no se les realizó la oclusión. Se registraron tres ECGs, de aproximadamente 400 latidos: uno antes de la cirugía (control ), y otros dos a los 15 y 45 días post-MI. Se computó la varianza espectral de la onda T (TSV, del inglés T-wave spectral variance) con el fin de comparar ambos grupos en las tres instancias. Finalmente, los animales fueron sacrificados y los corazones fueron analizados histo-patol´ogicamente, clasific´andolos en tres subgrupos, dependiendo de la extensión y ubicación del área del MI. Modelo de isquemia aguda en humanos. Se estudió la base de datos STAFF III, del Centro Médico del área de Charleston, USA (STAFF-III), a cuyos pacientes se les practicó un procedimiento de Intervención Coronaria Percutánea (PCI, del inglés Percutaneous Coronary Intervention) en una o varias de sus arterias coronarias principales: en la LAD, en la circunfleja izquierda (LCx, del inglés left circunflex ), en la arteria coronaria derecha (RCA, del inglés right coronary artery) y en la izquierda principal (LM, del inglés left main). Las 12 derivaciones del ECG se agruparon en: 6 derivaciones frontales (FR), I a aVF; y 6 derivaciones precordiales (PR), V1 a V6. Además, se sintetizaron las tres derivaciones ortogonales (OR), VX, VY y VZ mediante la transformada de Kors [66]. La población total (TP) (n = 62) fue agrupada según la arteria coronaria ocluida: LM (n = 2), LAD (n = 21), LCx (n = 12) y RCA (n = 27). Se registraron tres ECGs: primero, dos registros control antes del procedimiento de PCI, y luego otro durante dicho procedimiento. La TSV se calculó en los ECGs con el objetivo de comparar las diferencias que puedan existir antes y durante el inflado del balón de angioplastía. Además, se obtuvo el cambio relativo (R) en cada derivación electrocardiográfica. A partir de los controles, se realizó el análisis de la variabilidad intra-sujeto e inter -sujeto para determinar estabilidad y confiabilidad de la TSV. Modelo de infarto en humanos: repolarización ventricular. Se utilizó la base de datos Physikalisch-Technische Bundesanstalt, del Instituto de Metrología Nacional de Alemania (PTB). Se seleccionaron los registros del ECG de los sujetos control , (n = 49), y de aquellos pacientes que no sufrieron una taquicardia y/o fibrilación ventricular (VT/VF, del inglés ventricular tachycardia and/or fibrillation) post-MI (n = 38), y de los cuales se disponen dos registros: uno dentro de primera semana del MI (MI7), denominada fase de curación (healing), y el otro a partir de los dos meses del MI (MI60), denominada fase de cicatrizado (healed). Por otra parte, los pacientes fueron agrupados por infarto anterior (n = 20) e inferior (n = 17). La TSV se calculó en las 12 derivaciones para el grupo control y durante healing y healed. Además, se obtuvo el R en cada derivación electrocardiográfica y se aplicó el criterio multi-derivación (ML, del inglés multi-lead) a partir de las denominadas derivaciones preferenciales. Los registros también fueron analizados mediante el índice de variabilidad del intervalo QT (QTVI, del inglés QT interval variability index ), que es un est´andar en la cardiología. Finalmente, se realizó el análisis de la variabilidad intra-sujeto e inter -sujeto para determinar si la TSV puede considerarse estable y confiable. Modelo de infarto en humanos: despolarización ventricular. Se utilizó la base de datos PTB. En este caso se analizaron los ECGs en las tres derivaciones ortogonales de Frank VX, VY y VZ. Se estudiaron: sujetos control , n = 48; y en pacientes post-MI: sin VT/VF en MI7, n = 84 y en MI60, n = 41; con VT/VF en MI7, n = 7 y en MI60, n = 6. Se calculó la varianza espectral del QRS (QRSSV, del ingl´es QRS spectral variance) en VX, VY y VZ para el grupo control y durante healing y healed con y sin VT/VF. Por otro lado, se procesaron los mismos registros mediante la técnica de la electrocardiografía de Señal Promediada (SaECG, del inglés Signal-averaged ECG), que es un estándar de la cardiología. Finalmente, se estudió la variabilidad intra-sujeto e inter - sujeto para determinar si la QRSSV es estable y confiable. Resultados. Modelo de infarto en animales. La TSV aumentó significativamente en ambos grupos (infartados y sham) a los 15 d´ıas de la cirugía. Sin embargo, a los 45 días, mientras la TSV del grupo sham retornó al valor equivalente al control , el grupo infartado se mantuvo significativamente mayor que el sham. Los corazones de los animales infartados fueron clasificados en: sin área visible infartada (n = 8), con infarto en el mesocardio (n = 5), y con infarto transmural (n = 12). La TSV fue mayor a medida que se extendía la región infartada, siendo significativamente mayor al grupo sham. Modelo de isquemia aguda en humanos. La TSV computada en el grupo TP aumentó significativamente durante la PCI respecto del control en todas las derivaciones del ECG. El R, para TP y para los pacientes agrupados seg´un el sitio de oclusión, presentaron una derivación preferencial que mejor evidencia el cambio de la TSV. Esto es, para TP: RI = 2,51, RV 3 = 4,94 y RZ = 3,41; para LAD: RI = 4,07, RV 3 = 3,85 y RY = 2,95; para LCx: RI = 3,31, RV 3 = 5,76 y RZ = 4,16; y para RCA: RaV L = 5,33, RV 3 = 5,40 y RZ = 6,41. Pudo observarse también que V3 es la derivación que mayor R mostró para TP y todos los sitios de oclusi´on. En todas las derivaciones, excepto en V6, el análisis intra-sujeto e inter -sujeto de la TSV mostró ser estable y confiable, con un coeficiente de confiabilidad (rik, del inglés reliability index ) > 0.6, en donde k = 1 . . .K son las derivaciones consideradas. Modelo de infarto en humanos: repolarización ventricular. Para todas las derivaciones, excepto la III, la TSV aumentó significativamente durante MI7 y luego descendió en MI60. Por otro lado, el R elevó su valor durante healing y luego descendió durante healed. Las derivaciones I, II, aVR, V4 y V5 conformaron las derivaciones preferenciales, a las que se les aplicó el criterio ML para luego obtener los valores medios por grupo: TSV C ML = 0,009 ± 0,001, TSV MI7 ML = 0,187 ± 0,032‡ y TSV MI60 ML = 0,100 ± 0,019‡,∗. Además, se calculó el QTVI en todos los sujetos; los resultados fueron: control (−1,21±0,06), MI7 (−0,01±0,10‡) y MI60 (−0,42±0,10‡,∗), siendo ‡ p < 0,0005 entre control y ambos grupos infartados y ∗ p < 0,05 entre MI7 y MI60. Los pacientes con MI anterior evidenciaron una mayor TSV en V4; los pacientes con MI inferior se observaron mejor en aVF. Finalmente, el análisis intra-sujeto e inter -sujeto de la TSV mostró ser estable y confiable, con un rik > 0.9 en todas las derivaciones consideradas. Modelo de infarto en humanos: despolarización ventricular. En pacientes sin VT/VF se observó un aumento significativo del QRSSV tanto en healing como en healed, respecto del control , siguiendo el mismo tipo de modulación que se observó en la TSV para los modelos anteriores. En los pacientes con VT/VF, se encontraron diferencias significativas en healing para VX y VY , y en healed para VY , respecto del control . La QRSSV también presentó modulación en la derivación VX, elevándose durante MI7 y decreciendo durante MI60. La proporción de potenciales tardíos (LPs, del inglés late potentials) en pacientes sin VT/VF no presentó diferencias entre grupos. Por otro lado, en pacientes con VT/VF se observaron diferencias significativas en |VFX|, |VFY | y |VFM|. Finalmente, el análisis intra-sujeto e inter -sujeto de la QRSSV mostró ser estable y confiable, con un rik > 0.95 en todas las derivaciones consideradas. Discusión y conclusiones. Modelo de infarto en animales. Este estudio experimental confirma la existencia de alteraciones latido-a-latido durante la repolarización ventricular en el peróodo post-MI. En este sentido, la TSV muestra ser un método no-invasivo para observar estas alteraciones. La oclusión de la LAD indujo diferentes grados de lesión en los corazones a los 45 d´ıas de la cirugía. Pudo observarse que existe una correlación entre el valor de la TSV y la extensión del área necrosada. Esta área podría estar conformada por regiones eléctricamente silentes que rodean tejido sano y que actúan como barreras que favorecen la fragmentación de la propagación del impulso. Esto da origen a diferentes patrones de activación y recuperación, que se estarían manifestando como alteraciones latido-a-latido, forzando el aumento del valor de la TSV. Modelo de isquemia aguda en humanos. En este estudio, al computar el R se encontraron derivaciones preferenciales de acuerdo al sitio de oclusión. El RLAD fue máximo en I, RLCx en V3 y RRCA en VZ, sugiriendo que existe una derivación que mejor evidencia el cambio de la TSV. Por otro lado, V3 manifestó el mayor R en PR para todas las oclusiones, coincidente con los resultados obtenidos en el Modelo de infarto en animales. La PCI ofrece un buen modelo para observar cambios electrofisiológicos durante la isquemia aguda, causada por el bloqueo abrupto y completo de alguna de las arterias coronarias [45,81]. Las zonas isquémicas actúan como barreras para la propagaci´on del impulso y para la recuperación ventricular, promoviendo APs deformados y en consecuencia EGMs anormales que se reflejan como cambios latido-a-latido en la morfología de las ondas T. En conclusión, la TSV pone en evidencia dichos cambios, aumentando su valor durante la isquemia. Modelo de infarto en humanos: repolarización ventricular. Los resultados mostraron ser más evidentes en las derivaciones preferenciales, y concuerdan con los observados en el Modelo animal. Estos nos permiten plantear la existencia de una modulación en ambas etapas del MI: una elevación significativa de la TSV durante MI7, y luego un descenso a un valor intermedio durante MI60. La zona del infarto en general está edematizada, en donde las uniones entre miocitos están rotas y hay una disminución de los discos intercalados [84]. Dicha zona abarca una región mayor a la del infarto, y presenta un aumento de la anisotropía no-uniforme, lo que podr´ıa explicar el aumento de la TSV. A los dos meses post-MI, los EGMs se vuelven m´as extensos en tiempo y de menor amplitud [61], manifestándose en el ECG como cambios latido-a-latido de muy baja magnitud, derivando en una TSV de menor magnitud. El estándar QTVI se modula de manera similar a la TSV. Sin embargo, la desventaja de la QTVI es la necesidad de medir el fin de la onda T con precisión, mientras que en la TSV no. Modelo de infarto en humanos: despolarización ventricular. La modulación de la QRSSV fue similar a los otros modelos de isquemia/infarto. Parece razonable pensar que las anormalidades durante ambas, activación y recuperación, juegan un rol importante en la arritmogénesis, evidenciándose en la modulación de los índices espectrales. Además, en healing, los caminos de re-entrada y bloqueo de conducción se manifiestan a causa del aumento el tejido conectivo y del edema [82]. En [61], se observaron EGMs fraccionados que producían activación lenta y discontinua, la cual frecuentemente cambiaba latido-a-latido. Por otro lado, cuando se consideraron pacientes sin VT/VF, la SaECG no detectó diferencias significativas. Sin embargo, sólo en algunas derivaciones y para los pacientes que presentaron VT/VF, ambas técnicas detectaron diferencias estadísticas en healing respecto del control . Concluimos de esta manera que el cálculo la QRSSV detecta las alteraciones repetibles y variables latido-a-latido (determinísticas y aleatorias), mientras que la técnica de la SaECG solo captura las alteraciones repetitivas, cancelando las variables a causa del promediado. Esto muestra la ventaja de la QRSSV respecto de la SaECG, debido a que aquellos pacientes post-MI sin VT/VF no fueron detectados como de riesgo mediante la SaECG.]]> Valverde, Esteban Raúl]]> ]]> Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería

]]>
Fil: Univaso, Pedro Nicolás Raúl. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Lugar de trabajo: Laboratorio de investigaciones sensoriales. INIGEM, UBA. CONICET]]> El reconocimiento de hablantes o reconocimiento de personas por su voz posee en la actualidad diferentes aplicaciones prácticas: financieras, legales y forenses, de seguridad, indexación de audio y video, vigilancia, teleconferencia, y capacitación a distancia, entre otras. En el presente trabajo nos focalizaremos en las aplicaciones forenses y las posibles mejoras que pueden introducirse a los sistemas actuales de identificación de hablantes al incorporar rasgos distintivos de largo plazo a la información de corto plazo, base de los sistemas automáticos de reconocimiento de hablantes actuales.
Se puede resumir el objetivo general de esta tesis como la “incorporación de información de largo plazo a un sistema de reconocimiento de hablantes estándar basado en parámetros de corto plazo, para ser empleado en aplicaciones forenses”.
La hipótesis inicial sostiene que la adición de características de largo plazo a un sistema de corto plazo de referencia (estado del arte) permitirá obtener un sistema multiparamétrico con mejor desempeño que el sistema de referencia, dado que contará con mayor información respecto al hablante. Las fuentes principales para la determinación de estas características serán la neurociencia y la lingüística, considerando valioso el conocimiento que se puede extraer del análisis de la capacidad innata de los seres humanos para reconocer personas por su voz.

]]>
Some of the most popular applications of speaker recognition are: financial, forensic and legal, security, audio and video indexing, surveillance, teleconferencing, and e-learning. This work focuses on forensic applications, and seeks to improve automatic speaker recognition systems by incorporating distinctive long-term features to actual short-term information.
We can summarize the overall objective of this thesis as the "incorporation of long-term information to an automatic speaker recognition system based on standard segmental parameters to be used in forensic applications."
The proposed hypothesis suggests that if you manage to find segmental characteristics of higher order and suprasegmental features that are useful for people discrimination, the multiparametric system will perform better in the recognition task, since it will have more information about the speaker. The main sources for the determination of these features will neuroscience and linguistics, considering that valuable knowledge can be extracted from the analysis of the innate ability of humans to recognize people by their voice.]]>
Univaso, Pedro Nicolás Raúl]]>
Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Tupa Valencia, Maribel Victoria. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Lugar de trabajo: Instituto de Tecnología en Polimeros y Nanotecnología ITPN]]> La presente Tesis de Doctorado se enfocó en la obtención de almidones esterificados por una ruta no convencional, su caracterización general exhaustiva, y el análisis de propiedades relevantes para dos usos concretos específicos: i) almidones modificados para uso como aditivo de alimentos y ii) almidones esterificados con ácidos grasos de cadena corta como fuente de almidón resistente. En el Capítulo 1 (Introducción), se describen las características más importantes del almidón y sus principales propiedades y aplicaciones. Seguidamente, se revisa el estado del arte sobre los distintos tipos de modificaciones del almidón que revisten interés industrial, abordando en particular su esterificación y entrecruzamiento. A continuación, se describen brevemente las metodologías conocidas para llevar a cabo la esterificación del almidón, con particular foco en una vía catalizada por α-hidroxiácidos que ha sido muy poco explorada en la literatura, y cuya potencialidad se estudia en la presente Tesis. Finalmente, se introducen los fundamentos de dos aplicaciones concretas del almidón esterificado que motivan el presente trabajo. Se presentan al final de este capítulo los objetivos de la Tesis. En el Capítulo 2 se detallan los materiales y métodos utilizados en esta Tesis. Se resumen allí la técnica de preparación de los almidones esterificados, la cuantificación del nivel de modificación conferido, y la variedad de técnicas utilizadas para su caracterización tanto general como específica para cada aplicación de interés. En el Capítulo 3 se estudia el progreso de la reacción de acetilación de almidón de maíz catalizada por ácido tartárico. En una primera instancia se resume el estado del arte de las metodologías de acetilación de almidones, y se introduce la ruta de esterificación de polisacáridos mediada por α-hidroxiácidos. A continuación, se presentan los resultados de avance de la reacción en el tiempo bajo condiciones prefijadas, y se caracterizan los productos de reacción en términos estructura química, morfología, cristalinidad, estabilidad térmica y cambios en la polaridad del almidón resultantes de la derivatización. Seguidamente, se analiza la posibilidad de la existencia de reacciones simultáneas de entrecruzamiento del almidón con ácido tartárico, y por último se analiza cómo avanza la derivatización en el volumen del gránulo. El capítulo finaliza con la selección de potenciales usos de interés para los almidones obtenidos, cuya caracterización específica se aborda en los siguientes capítulos. En el Capítulo 4 se introduce la utilización de almidones acetilados, entrecruzados y doblemente modificados como aditivo en la industria de alimentos. Seguidamente, se preparan almidones acetilados con grado de sustitución permitido por la FDA, y los productos se caracterizan en términos de sus propiedades funcionales. Se evalúan así propiedades tales como poder de hinchamiento, solubilidad, claridad de la pasta, retrogradación, propiedades térmicas de gelatinización y propiedades reológicas; y se destacan las propiedades diferenciales de los almidones doblemente modificados producidos. En el Capítulo 5 se describe la importancia de los almidones químicamente modificados como fuente de almidón resistente; y en particular se destaca la recientemente reconocida utilidad de los almidones esterificados con grupos acetato, propionato y butirato para entregar el ácido graso de cadena corta específico al colon. A continuación, se describe la preparación de almidones propionizados, y se evalúa el efecto del grado de derivatización y la cristalinidad del almidón utilizado como materia prima en el contenido de almidón resistente de los productos. Se analiza también la resistencia a la digestión de los almidones acetilados del Capítulo 3, y se estudia el efecto de la cocción del almidón en la resistencia remanente. Se resume al final de este capítulo un caso concreto de evaluación de los almidones esterificados por la ruta aquí estudiada para vehiculizar el ácido graso esterificado al colon. En el Capítulo 6 se resumen las conclusiones generales de este Trabajo de Tesis y se plantea el trabajo futuro.]]> This Doctoral Thesis focused on the synthesis of starches esterified by an unconventional route, its general deep characterization, and the analysis of relevant properties for two specific uses: i) modified starches for use as a food additive and ii) starches esterified with short chain fatty acids as a source of resistant starch. Chapter 1 (Introduction), reports the most important characteristics of starch and its main properties and applications are described. In addition, the state of the art is reviewed on the different types of starch modifications that are of industrial interest, addressing in particular its esterification and cross-linking. Moreover, the known methodologies to carry out starch esterification are briefly described, with particular focus on a pathway catalyzed by α-hydroxy acids that has been very little explored in the literature, and whose potential is studied in this Thesis. Finally, the foundations of two specific applications of the esterified starch that motivate the present work are introduced. The objectives of the Thesis are presented at the end of this chapter. Chapter 2 describes in detail the materials and methods used in this Thesis. The technique of preparing the esterified starches, the quantification of the level of modification conferred, and the variety of techniques used for their general and specific characterization for each application of interest are summarized therein. Chapter 3 shows the studies on the progress of the acetylation reaction of corn starch catalyzed by tartaric acid. Initially, the state of the art of starch acetylation methodologies is summarized, and the polysaccharide esterification route mediated by α-hydroxy acids is introduced. Next, the results of the reaction in time under pre-set conditions are presented, and the reaction products are characterized in terms of chemical structure, morphology, crystallinity, thermal stability and changes in starch polarity resulting from the derivatization. Then, the possibility of the existence of simultaneous cross-linking reactions of the starch with tartaric acid is analyzed, and finally the progress of the derivatization inside the granule is studied. The chapter ends with the selection of potential uses of interest for the obtained starches, whose specific characterization is addressed in the following chapters. Chapter 4 introduces the use of acetylated, cross-linked and doubly modified starches as an additive in the food industry. Acetylated starches are prepared with a degree of substitution allowed by the FDA, and the products are characterized in terms of their functional properties. Properties such as swelling power, solubility, clarity of the paste, retrogradation, gelatinization thermal properties and rheological properties are thus evaluated; and the differential properties of the doubly modified starches produced are highlighted. Chapter 5 describes the importance of chemically modified starches as a source of resistant starch; and in particular, the newly recognized utility of starches esterified with acetate, propionate and butyrate groups to deliver the short-chain fatty acid specific to the colon is highlighted. The preparation of propionized starches is also described, and the effect of the degree of derivatization and the crystallinity of the starch used as a raw material in the resistant starch content of the products is evaluated. The resistance to digestion of the acetylated starches in Chapter 3 is analyzed, and the effect of the starch cooking on the remaining resistance is studied. At the end of this chapter, a concrete case of evaluation of starches esterified by the route studied here to transport the esterified fatty acid to the colon is summarized. Chapter 6 summarizes the general conclusions of this Thesis and future work is discussed. ]]> Tupa Valencia, Maribel Victoria]]> Grado obtenido: Doctor de la Universidad de Buenos Aires. Área Ingeniería]]> Disciplina: Ingeniería]]> Fil: Toscani, Micaela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería]]> Lugar de trabajo: Laboratorio de Fotónica, Insituto de Ingeniería Biomédica, Facultad de Ingeniería, UBA, en el marco de la beca doctoral CONICET]]> En este trabajo hemos desarrollado e implementado un método de deconvolución con super-resolución. Pudiendo superar el límite de resolución de un sistema óptico incorporando al planteo de la deconvolución la información a priori que propone la aproximación SUPPOSe. La cual establece que es posible aproximar la estructura real como una superposición de fuentes puntuales de igual intensidad, denominadas fuentes virtuales. Esto nos permitió simplificar el problema de deconvolución y convertirlo en un problema de minimización sin restricciones, donde la única incógnita a encontrar son las posiciones de las fuentes virtuales SUPPOSe. Posiciones que pueden tener valores en todo el dominio del espacio de la imagen. Hemos puesto a prueba el algoritmo SUPPOSe con imágenes en dos dimensiones, tanto para el caso de imágenes sintéticas como para el caso de imágenes experimentales adquiridas con sistemas de baja resolución. Demostrando que le método logra reconstruir la estructura real que se encuentra distorsionada en las imágenes. Hemos generado un conjunto de datos sintéticos que simulan diferentes condiciones experimentales para poner a prueba el algoritmo. A partir de los resultados obtenidos hemos caracterizado cómo varía la calidad de la solución en función de las características de la imagen procesada. Así mismo validamos estos resultados procesando imágenes experimentales con diversas estructuras en la muestra y bajo diferentes condiciones de adquisición.]]> In this work we developed a deconvolution method with super-resolution. Making it possible to overcome the resolution limit of an optical system by incorporating the a priori information proposed by the SUPPOSe approach to the deconvolution problem. This approach establishes that it is possible to approximate the real structure as a superposition of point sources of equal intensity, called virtual sources. This allowed us to simplify the deconvolution problem and turn it into an unconstrained minimization problem, where the only unknowns are the positions of the SUPPOSe virtual sources. These positions can take values in the entire domain of the image space. We have tested the SUPPOSe algorithm with two-dimensional images, both in the case of synthetic images and in the case of experimental images acquired with low-resolution systems. Proving that the method can reconstruct the real structure that is distorted in the images. We have created a synthetic data set that simulates different experimental conditions to test the algorithm. From the results obtained we have characterized how the quality of the solution varies depending on the characteristics of the processed image. We also validate these results by processing experimental images with different structures in the sample and under different acquisition conditions.]]> Toscani, Micaela]]>