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The objective of this research was to carry out an application that allows the integration of a computational model to a multiplatform application, for which data was taken, the information from a supervised learning classification model regarding the collection of information on student dropout in the context of of the covid-19, this research was developed at the Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí Manuel Félix López. The methodology that was proposed for the respective development was Extreme programming (XP). Starting from a trained model, for which the python-based flask framework was used, then we proceeded to create a service to consume the model, later the respective tests were carried out using postman as a web client. The main result of the research was that the Flask Framework allowed the development and implementation of a RES API in a much more agile and easy way for the consumption of data from the predictive model., El objetivo de esta investigación fue realizar una aplicación que permita la integración de un modelo computacional a una aplicación multiplataforma, para ello se tuvo como datos, la información de un modelo de clasificación de aprendizaje supervisado respecto al levantamiento de información sobre la deserción estudiantil en el contexto del covid-19, esta investigación fue desarrollada en la Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí Manuel Félix López. La metodología que se planteó para el respectivo desarrollo fue Extreme programing (XP). Partiendo de un modelo entrenado, para lo cual se utilizó el framework flask basado en python, luego se procedió a crear un servicio para consumir el modelo, posteriormente se realizaron las respectivas pruebas utilizando postman como cliente web. Se obtuvo como principal resultado dentro de la investigación, que el Framework Flask permitió desarrollar e implementar un API RES de forma mucho más ágil y fácil para el consumo de datos del modelo predictivo.

Big Data aplica conceptos tecnologías en muchas industrias en la actualidad, las industrias generan un gran volumen de datos heterogéneos que pueden ser recuperados, procesados, analizados para que los ejecutivos observen y proyecten el negocio. El objetivo general es diseñar un modelo computacional de datos general para la gestión de captaciones de dinero del sector bancario en Ecuador basado en Big Data. Luego de una revisión sistemática de la literatura y utilizar PRISMA, se obtuvo y se realizó el análisis de 39 artículos científicos relacionados a Big Data y banca, se propuso un modelo computacional para consultas y predicciones en captaciones de dinero basado Big Data, se destaca que 19 artículos científicos son útiles para proponer el modelo computacional. Se concluye que Big Data es una tendencia en la industria bancaria porque las transacciones bancarias están en aumento, el análisis ayuda en la gestión de varias subáreas, los datos bancarios de los clientes son confidenciales igual a los datos de salud, y estos datos generan conocimiento necesario para las entidades bancarias, el uso de Big Data ayuda a los bancos en tomar decisiones más positivas y proteger los negocios. Big Data applies technological concepts in many industries today, industries generate a large volume of heterogeneous data that can be retrieved, processed, analyzed for executives to observe, and project the business. The general objective is to design a general computational data model for the management of money collections in the banking sector in Ecuador based on Big Data. After a systematic review of the literature and using PRISMA, the analysis of 39 scientific articles related to Big Data and banking was obtained and carried out, a computational model was proposed for consultations and predictions in money captures based on Big Data, it is highlighted that 19 scientific articles are useful to propose the computational model. It is concluded that Big Data is a trend in the banking industry because banking transactions are on the rise, analysis helps in the management of several sub-areas, customer bank data is confidential equal to health data, and this data generates necessary knowledge for banks, the use of Big Data helps banks in making more positive decisions and protecting businesses.

[ES] Los modelos computacionales se han utilizado desde hace décadas para simular el comportamiento electrofisiológico de células excitables tales como las neuronas. Aunque generalmente se emplean lenguajes o entornos de programación tales como el Matlab o el C, el uso del entorno "Neuron" permite realizar simulaciones de redes de neuronas de una manera más eficiente. En este trabajo, se desarrollará un software en este entorno de programación para simular las conexiones sinápticas entre neuronas pertenecientes a la médula espinal dañadas y neuronas implantadas con el fin de reconectar las partes dañadas de la médula., [EN] Computational models have been used for decades to simulate the electrophysiological behavior of excitable cells such as neurons. Although programming languages such as Matlab or C are generally used, the use of the "Neuron" environment allows simulations of neural networks to be carried out more efficiently. In this work, software will be developed in this programming environment to simulate the synaptic connections between neurons belonging to the spinal cord wholly or partially severed and neurons implanted in order to reconnect the damaged parts of the cord.

[ES] En los modelos matemáticos comúnmente utilizados para simular el comportamiento eléctrico de las neuronas, raras veces se incluyen las bombas iónicas (como la bomba sodio-potasio), intercambiadores iónicos (como el intercambiador sodio-calcio) y los cotransportadores iónicos (por ejemplo, el cotransportador cloro-potasio) en las ecuaciones de las corrientes eléctricas transmembrana. En este trabajo se ha desarrollado un software de simulación en entorno Matlab que incluya estas corrientes en un modelo de una neurona y se ha estudiado su efecto en las variaciones dinámicas en las concentraciones de los electrolitos. Para llegar a este software se han fusionado dos modelos diferentes realizando distintos estudios de sensibilidad. Finalmente se han obtenido dos posibles modelos uno con buena dinámica y otro con correcta magnitud de las corrientes. Se ha alcanzado en ambos casos un buen ajuste de la bomba de calcio y del transportador sodio-calcio. En el caso del cotransportador de cloro-potasio, la bomba sodio-potasio y el cotransportador cloro-potasio-sodio, se requerirían datos experimentales para poder mejorar el ajuste., [EN] In the mathematical models commonly used to simulate the electrical behavior of neurons, ion pumps (such as the sodium-potassium pump), ion exchangers (such as the sodium-calcium exchanger), and ion cotransporters (such as the potassium-chloride cotransporter) are rarely included in the equations of the transmembrane electrical currents. This work aims to develop a simulation software package in Matlab that includes these currents in a model of a neuron and to study their effect on dynamic variations in electrolyte concentrations. In this work, a simulation software has been developed in Matlab which includes these currents in a model of a neuron, and also their effect on dynamic variations in electrolyte concentrations has been studied. This software is the result of merge two different models carrying out different sensitivity studies. Finally, two models have been obtained, one with good dynamics and the other with the correct magnitude of the currents. A good fit of the calcium pump and the sodium-calcium transporter has been achieved in both cases. In the case of the chlor-potassium cotransporter, the sodium-potassium pump, and the chlor-potassium-sodium cotransporter, experimental data is required to improve the fit., [CAT] Als models matemàtics comunament utilitzats per a simular el comportament elèctric de les neurones, poques vegades s'inclouen les bombes iòniques (com la bomba sodi-potassi), intercanviadors iònics (com l'intercanviador sodi-calci) i els cotransportadors iònics (per exemple, el cotransportador clor-potassi) a les equacions de les corrents elèctriques transmembrana. A aquest treball s'ha desenvolupat un software de simulació en un entorn Matlab que inclogui aquestes corrents en un model d'una neurona i s'ha estudiat el seu efecte a les variacions dinàmiques a les concentracions dels electròlits. Per arribar a aquest software s'han fusionat dos models diferents realitzant diferents estudis de sensibilitat. Finalment s'han obtingut dos possibles models, un amb bona dinàmica i un altre amb correcta magnitud de les corrents. S'ha arribat a ambdós dos casos a un fructífer ajustament de la bomba de calci i del transportador sodi-calci. En el cas del cotransportador de cloro-potassi, la bomba sodi-potassi i el cotransportador clor-potassi-sodi encara està per afinar, es requereixen dades experimentals per a poder millorar l'ajustament.

[ES] Los modelos computacionales basados en descripciones matemáticas con mucho detalle biofísico y electrofisiológico son una herramienta cada vez más utilizad para estudiar la seguridad y eficacia de fármacos y, en particular, de sus efectos en el funcionamiento del corazón. Además, la isquemia miocárdica aguda es una situación patológica del corazón en el que, tras la oclusión de una arteria coronaria, el riesgo de sufrir arritmias potencialmente mortales es elevado. En este trabajo, se utilizará la simulación computacional para estudiar la eficacia de un grupo muy numeroso de fármacos en la prevención de arritmias ventriculares en esta situación patológica. ara ello, se programarán modelos electrofisiológicamente muy detallados que permitirán establecer el efecto de dichos fármacos sobre la evolución de la concentración extracelular de potasio, uno de los biomarcadores de riesgo arrítmico más importantes., [EN] Computational models based on mathematical descriptions with a high degree of biophysical and electrophysiological detail are an increasingly used tool to study the safety and efficacy of drugs and, in particular, their effects on heart function. In addition, acute myocardial ischemia is a pathological condition of the heart in which, after the occlusion of a coronary artery, the risk of life-threatening arrhythmias is high. In this work, computer simulation will be used to study the efficacy of a very large group of drugs in the prevention of ventricular arrhythmias in this pathological situation. For this purpose, very detailed electrophysiological models will be programmed that will allow establishing the effect of these drugs on the evolution of extracellular potassium concentration, one of the most important biomarkers of arrhythmic risk.

La sobrecarga de información resulta un problema epistemológico que preocupa a distintas áreas del conocimiento tales como al campo de las ciencias cognitivas, en su intento por modelar sistemas capaces de detectar relevancia como a la ya olvidada enciclopedística, practicada durante los siglos XVI-XVIII y abocada a la organización, disposición y difusión de la información científica de la época. El presente artículo intenta dar cuenta del fracaso de estos dos campos de investigación a la hora de hallar soluciones ante la problemática de la sobrecarga informacional. Para abordar nuestra cuestión clave, examinaremos particularmente las miradas relativamente pesimistas de H. Dreyfus y de Novalis. Los tratamientos de estos autores demuestran que la sobrecarga de información no puede, ni podrá ser resuelta, si no se recurre a otra vía de investigación por fuera de aquellas que se muestran como insuficientes, a saber: el modelo computacional de la mente (Dreyfus) y la operación enciclopedística clasificatoria (Novalis). Information overload is an epistemological problem that worries different areas of knowledge such as the field of cognitive science, in its attempt to model systems capable of detecting relevance, as an already forgotten encyclopedic practiced during the 16th-18th centuries and dedicated to the organization, arrangement and dissemination of the scientific information of the time. This article attempts to account for the failure of these two fields of research in finding solutions to information overload problem. To address our key question, we will particularly examine the relatively pessimistic views of H. Dreyfus and Novalis. The treatments of these authors demonstrate that the information overload cannot, and will not be solved, until exploring another path of research outside those which showed to be insufficient, namely the computational theory of mind (Dreyfus) and the clasifying encyclopedistical operation (Novalis). Fil: Napoli, Santiago Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Humanidades; Argentina Fil: Silenzi, María Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Economía. Instituto de Investigaciones Económicas y Sociales del Sur; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Humanidades; Argentina

Submitted by Jeferson Carlos da Veiga Rodrigues (jveigar@unisinos.br) on 2022-05-18T14:21:47Z No. of bitstreams: 1 Joneval Gomes_.pdf: 15430325 bytes, checksum: 05c28431c79a27f8cef506259c227b5e (MD5) Made available in DSpace on 2022-05-18T14:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joneval Gomes_.pdf: 15430325 bytes, checksum: 05c28431c79a27f8cef506259c227b5e (MD5) Previous issue date: 2022-03-22 Nenhuma Desde que os veículos se tornaram bens de consumo, pessoas e veículos compartilham espaços. Se por um lado o uso de veículos traz benefícios como agilidade, segurança e conforto, por outro é responsável por parte do stress dos grandes centros urbanos. Com o passar das gerações e a evolução dos sistemas computacionais a quantidade de dados coletados e disponíveis em um ecossistema de mobilidade é vasta, entretanto, se identificaram poucos estudos que procuram compreender as interações de pessoas, e outros agentes, nestes ecossistemas. É neste âmbito que este estudo vem propor o modelo Surya, um modelo genérico destinado a compreender as interações dos atores associados a um ecossistema de mobilidade para lhes ofertar, a partir de históricos de contextos das entidades envolvidas, serviços inteligentes. O modelo Surya foi avaliado em um ambiente computacional que simula a complexidade matinal de um grande centro urbano. Históricos de contextos são gerados ao longo de 75 ciclos de simulação e sustentam a oferta de dois serviços inteligentes. Além dos serviços apresentados este estudo traz uma atualização do mapeamento sistêmico associados a oferta de serviços em veículos, uma ontologia para o domínio de conhecimento dos serviços em ecossistemas de mobilidade e o modelo Surya. Since vehicles became consumer goods, people and vehicles share spaces. If, on the one hand, the use of vehicles brings benefits such as agility, safety, and comfort, on the other hand, it is responsible for part of the stress on large urban centers. With the passing of generations and the evolution of computer systems, the amount of data collected and available in a mobility ecosystem is vast, however, few studies were identified that seek to understand the interactions of people, and other agents, in these ecosystems. Mobility ecosystem is the context where this study proposes the Surya model, a generic model aimed at understanding the interactions among its agents to offer them, based on context history, intelligent services. The Surya model was evaluated in a computational environment that simulates the morning complexity of a large urban center. Context histories are generated over 75 simulation cycles and support the provision of two intelligent services. In addition to the services, this study brings an update of the systemic mapping of service provision in vehicles, an ontology for the domain of knowledgment of services in mobility ecosystems, and the Surya model.

Orientadora: Profa. Dra. Cristiane Otero Reis Salum Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós Graduação em Neurociência e Cognição. São Bernardo do Campo, 2022 Introdução: A resposta de sobressalto acústica (ASR, do inglês acoustic startle response) é um reflexo caracterizado pela resposta motora a um som de alta intensidade. Esta resposta é modulada pelo filtro sensório-motor, uma função do sistema nervoso que previne a interferências por estímulos recebidos do ambiente durante o processamento de uma informação. O teste de inibição pré-pulso (PPI, do inglês prepulse inhibition) é uma forma operacional de avaliar o filtro sensório-motor. O PPI é definido como a redução da amplitude do ASR causado por um estímulo saliente de alta intensidade (pulso) quando este estímulo é precedido em milissegundos por um estímulo de baixa intensidade (pré-pulso) e que não produz o sobressalto. Diversos transtornos psiquiátricos, como a esquizofrenia, apresentam prejuízos no PPI. Objetivo: O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um modelo computacional de uma rede neural para simulação do teste do PPI implementando as vias do ASR, do PPI e unidades modulatórios e que reproduza as características principais deste teste. Os objetivos específicos foram: a) Simular o efeito de drogas antagonistas e agonistas GABAérgicas e dopaminérgicas sobre a %PPI; b) Testar os efeitos da hiperatividade dopaminérgica e hiperatividade hipocampal sobre a %PPI (simulando duas hipóteses da esquizofrenia); c) Avaliar a simulação do efeito de antagonistas de receptores D2 e antagonistas GABAérgicos intra-PPTg sobre as condições com hiperatividade dopaminérgica e hiperatividade hipocampal. Metodologia: Foram implementadas unidades representando as vias do ASR, do PPI e unidades modulatórias, como a amígdala, o núcleo accumbens (NAc) e a área tegmental ventral (VTA, representando a transmissão dopaminérgica). A atividade das unidades foi modelada segundo o modelo integrador com vazamento para populações neurais. Foram avaliadas as porcentagens de inibição na amplitude da resposta ao pulso em relação à amplitude da resposta ao pré-pulso + pulso no nível motor (%PPI). Foram realizados testes variando o intervalo interestímulos (ISI) e a intensidade do pré-pulso, simulando os efeitos de drogas GABAérgicas e dopaminérgicas sobre a %PPI e os efeitos da hiperatividade dopaminérgica (aumento da transmissão dopaminérgica no terminal da VTA ao NAc e triplicando o número de receptores D2 no NAc) e hiperatividade hipocampal (aumento da atividade do NAc por uma entrada excitatória hipocampal) sobre a %PPI. Foi avaliado também o efeito de antagonistas D2 e GABAérgicos intra-núcleo pedunculopontino tegmental (PPTg) sobre a %PPI nas duas condições (hiperatividade dopaminérgica e hiperatividade hipocampal). Resultados: As simulações mostraram o efeito da variação do ISI e da intensidade do pré-pulso. O máximo de inibição foi obtido para um intervalo em torno de 80 ms e para intensidade de pré-pulso de 25 dB acima do ruído de fundo. Os testes com a simulação do efeito de drogas GABAérgicas e dopaminérgicas mostram uma regulação do PPI pelas unidades modulatórias e pela transmissão dopaminérgica, causando em geral uma redução na %PPI obtida. A simulação das condições com hiperatividade dopaminérgica e hiperatividade hipocampal causou uma redução na %PPI. O antagonista D2 recuperou a %PPI apenas na condição com hiperatividade dopaminérgica. Por outro lado, o antagonista GABAérgico intra-PPTg recuperou o prejuízo na %PPI apenas na condição com hiperatividade hipocampal. Conclusão: O modelo desenvolvido reproduz as principais características do PPI. Os resultados dos testes simulando o efeito de drogas GABAérgicas e dopaminérgicas são consistentes com a literatura experimental em animais e a implementação das condições com hiperatividade dopaminérgica e hiperatividade hipocampal causaram reduções na %PPI. Os resultados corroboram a hipótese de hiperatividade hipocampal da esquizofrenia e sugerem que a modulação da atividade do PPTg pode ser um alvo terapêutico para o tratamento dos prejuízos no PPI na esquizofrenia. Introduction: The acoustic startle response (ASR) is a reflex characterized by the motor response to a high intensity sound. This response is modulated by the sensorimotor filter, a function of nervous system that prevents the interference by environmental stimuli during information processing. The prepulse inhibition test (PPI) is an operational measure of sensorimotor filter. PPI is defined as the reduction of ASR amplitude caused by a salient high intensity stimulus (pulse) when preceded in milliseconds by a low intensity stimulus (prepulse) that does not elicit startle. Several psychiatry disorders, like schizophrenia, show impairment in PPI. Objectives: The main objective of the present work was to develop a computational model of a neural network for the PPI test, implementing ASR and PPI pathways and the modulatory unis and that reproduces the characteristics of this test. The specific objectives were: a) Simulate the effect of dopaminergic and GABAergic drugs administration; b) Test the effect of the dopaminergic hyperactivation and hippocampal hyperactivation conditions over the %PPI (simulating two hypotheses of schizophrenia); c) Evaluate the effect of D2 antagonists and GABAergic antagonists intra-PPTg simulation in both conditions with dopaminergic hyperactivity and hipocampal hyperactivity. Methodology: It were implemented units representing the ASR and PPI pathways and modulatory units, like amygdala, nucleus accumbens (NAc) and ventral tegmental area (VTA, representing the dopaminergic transmission). The activity of the units was modeled following the leaky-integrator model for neural populations. The percentages of inhibition in the response amplitude to the pulse compared to the response amplitude to the prepulse + pulse was evaluated in the motor level (%PPI). It was conducted tests varying the interstimulus interval (ISI) and prepulse intensity, simulating the effect of dopaminergic and GABAergic drugs over the %PPI and the effect of dopaminergic hyperactivity (increased dopaminergic transmission from VTA to NAc and tripling the number of D2 receptors in NAc) and hippocampal hyperactivity (increasing NAc activity by an excitatory input from hippocampus) over the %PPI. It was evaluated also the effect of D2 antagonists and GABAergic antagonists intra-pedunculopontine tegmental nucleus (PPTg) over %PPI in both condition with dopaminergic hyperactivity and hippocampal hyperactivity. Results: The simulations showed an effect of varying both ISI and prepulse intensity. There was a maximum of inhibition for an interval around 80 ms and for a prepulse intensity of 25 dB above background. The tests simulating the effects of dopaminergic and GABAergic drugs showed a regulation of PPI by the modulatory units and dopaminergic transmission, causing in general a reduction in %PPI. The simulation of dopaminergic hyperactivity and hippocampal hyperactivity conditions caused a reduction in the %PPI. D2 antagonists recovered the %PPI reduction only in the condition with dopaminergic hyperactivity. In contrast, the GABAergic antagonist intra-PPTg recovered the reduction in the %PPI only in the condition with hippocampal hyperactivity. Conclusion: The model developed reproduced the main characteristics of PPI. The tests results simulating the effect of GABAergic and dopaminergic drugs are consistent with the experimental literature with animals. The implementation of dopaminergic hyperactivity and hippocampal hyperactivity caused reductions in the %PPI. The results corroborate the hypothesis of hippocampal hyperactivity and show that the PPTg activity modulation can be a therapeutical target for the treatment of PPI impairment in schizophrenia.

[ES] Según la OMS, la insuficiencia cardíaca es la tercera causa de muerte en patologías cardiovasculares en países desarrollados. Este trabajo se centra en estudiar mediante simulación computacional los cambios electromecánicos producidos entre un corazón sano y uno patológico. Como la insuficiencia cardiaca es una patología caracterizada en parte por alteraciones tanto electrofisiológicas como mecánicas a nivel celular, acoplando los modelos de potencial de acción y fuerza de contracción en miocitos ventriculares (Tomek et al. (2019) y Land et al (2017) respectivamente) obtenemos un modelo electromecánico. Posteriormente, añadiendo los cambios característicos de la insuficiencia cardíaca en los parámetros del modelo, podemos alcanzar nuestro objetivo. Los resultados muestran el aumento de la fuerza de contracción al calibrar el modelo electromecánico, y cómo los biomarcadores se mantienen dentro de los rangos fisiológicos con esta calibración. Al aumentar la longitud del sarcómero, favorecemos la unión de calcio a la troponina, aumentando la fuerza de contracción. En cuanto a la comparación con situación patológica, observamos un aumento de la duración del potencial de acción, disminución de la amplitud y duración del transitorio de calcio, y reducción y retardo en el pico de fuerza. La relación fuerza-frecuencia que se invierte en corazones patológicos se ha mejorado mediante cambios en las corrientes relacionadas con la dinámica del calcio ya que con la modificación del parámetro de la sensibilidad a la troponina no se ha obtenido el resultado esperado. Con la modificación de las conductancias de cada una de las corrientes por separado y combinadas, se ha conseguido fijar el cruce de las curvas fuerza-frecuencia en condiciones sanas y patológicas, y con una morfología similar a la experimental. Estos resultados, además, demuestran la gran cantidad de situaciones que podemos simular con la ayuda de modelos computacionales, complementando e incluso reduciendo el número de experimentos con seres vivos., [EN] According to the WHO, heart failure is the third leading cause of death in cardiovascular diseases in developed countries. This work focuses on studying by computer simulation the electromechanical changes produced in the failing heart. As heart failure is a pathology characterized in part by both electrophysiological and mechanical alterations at the cellular level, coupling the models of action potential and force of contraction in ventricular myocytes (Tomek et al. (2019) and Land et al (2017) respectively) we obtain an electromechanical model. Subsequently, by adding the characteristic changes of heart failure in the parameters of the model, we can reach our goal. The results show the increase in the force of contraction when calibrating the electromechanical model, and how biomarkers stay within the physiological ranges with this calibration. By increasing the length of the sarcomere, we promote the binding of calcium to troponin, increasing the force of contraction. Regarding the comparison with the pathological situation, we observed an increase in the duration of the action potential, a decrease in the amplitude and duration of the calcium transient, and a reduction and delay in the peak force. The force-frequency relationship that is reversed in pathological hearts has been improved by changes in the currents related to calcium dynamics, since modifying the troponin sensitivity parameter has not obtained the expected result. With the modification of the conductances of each of the currents separately and combined, it has been possible to fix the crossing of the force-frequency curves in healthy and pathological conditions, and with a morphology similar to the experimental one. These results also demonstrate the large number of situations that we can simulate with the help of computational models, to complement and even reduce the number if experiments with living beings.

El presente trabajo de grado se enfoca en el estudio del comportamiento dinámico de un sistema de suspensión tipo McPherson para un vehículo eléctrico monoplaza de competencia universitaria. Este trabajo plantea el análisis dinámico de un sistema de suspensión cuando sobre el actúan fuerzas externas producidas por las irregularidades del terreno. Se construyó un sistema de suspensión, el cual se puso a prueba simulando el paso del vehículo por una irregularidad para obtener la respuesta del comportamiento de la masa suspendida del mecanismo y se desarrolló un modelo computacional que simulara el comportamiento del sistema real. Con el análisis dinámico se logra establecer que el diseño del prototipo de suspensión presenta un comportamiento apropiado para la condición de prueba evaluada a través de las gráficas obtenidas del comportamiento en el tiempo del sistema. The current undergraduate graduation work project focuses on the study of the dynamic behavior of a McPherson suspension system used on a single-seater electric vehicle designed for a national university race competition. This work proposes the dynamic analysis of a suspension system excited with external forces coming from road irregularities. A suspension system was built, which was tested by simulating the crossing of the vehicle through an irregularity to obtain the response of the behavior of the suspended mass of the mechanism and a computational model was developed to simulate the behavior of the real system. With the dynamic analysis, it is possible to establish that the suspension prototype design presents an appropriate behavior for the test condition evaluated through the graphs obtained from the behavior over time of the system. Proyecto de grado (Ingeniero Mecánico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2021 Pregrado Ingeniero(a) Mecánico(a)

El estudio de enfermedad de Legg – Calvé – Perthes (LCPD) es de gran importancia ya que afecta en etapas de crecimiento donde los huesos y articulaciones están en constante cambio. Esta patología es causada por falta de irrigación sanguínea principalmente y debido a que es una enfermedad poco común es complicado realizar un diagnóstico acertado. Debido a que los tratamientos para este tipo de enfermedades requieren procedimientos quirúrgicos o invasivos en los pacientes y no siempre cumplen con su objetivo, el uso de herramientas computacionales se convierte en una alternativa viable para el análisis de estas patologías y entender su curso natural y la posible generación de métodos de contención, sin embargo, se han implementado diferentes modelos de carga bajo los cuales puede ser evaluado el comportamiento biomecánico del tejido óseo implicado, pero no hay un consenso sobre el tipo de modelo más adecuado para ser implementado en este tipo de estudios. A partir de tomografías computarizadas (TC) se reconstruyó el modelo CAD fisiológico y uno patológico de la cadera de un infante de 6 años, y a partir de simulación computacional se estudió el comportamiento de la cadera bajo condiciones sanas y necróticas teniendo en cuenta un modelo de carga vectorial y un modelo de carga muscular. Los resultados permiten evidenciar las ventajas y desventajas que se presentan al implementar un modelo de carga en específico frente a otro. Un modelo de carga vectorial permite representar de buena manera el comportamiento de la articulación coxofemoral mientras que el modelo de carga muscular brinda mejores aproximaciones en zonas específicas de la cadera. Sin embargo, el modelo muscular demanda un proceso más exhaustivo en la construcción de su modelo de carga el cual puede no ser necesario dependiendo del interés del estudio. The study of Legg - Calvé - Perthes disease (LCPD) is of great importance since it affects in stages of growth where bones and joints are constantly changing. This pathology is caused by lack of blood supply mainly and because it is a rare disease it is difficult to perform a correct diagnosis. Because the treatments for these types of needs require requirements surgical or invasive in patients and do not always meet their objective, the use of tools computational techniques becomes a viable alternative for the analysis of these pathologies and to understand their natural course and the possible generation of containment methods, however, different load models have been implemented under which the biomechanical behavior of the bone tissue involved can be evaluated, but there is no consensus on the most suitable type of model to be implemented in this type of study. From computed tomography (CT) scans, the physiological CAD model and a pathological one of the hip were reconstructed. of a 6-year-old infant, and from computer simulation the behavior of the hip was studied under healthy and necrotic conditions taking into account a vector load model and a muscle load model. The results show the advantages and disadvantages that arise when implementing a load model in specific versus another. A vector load model that allows a good representation of the behavior of the hip joint while the muscle loading model provides better approximations in areas specific to the hip. However, the muscle model demands a more exhaustive process in the construction of its load model which may not be necessary depending on the interest of the study. Ingeniero Mecánico http://unidadinvestigacion.usta.edu.co Pregrado

This paper is concerned on the development of a computational model based on finite element procedures for advanced analysis capable of estimating the behavior of reinforced concrete and composite steel-concrete plane structures exposed to fire. The program implemented is called NASEN, the specific thermo-structural module is used to analyze structures under fire conditions. The effects of geometric nonlinearity, material nonlinearity and nonlinear thermal gradients are incorporated into the model, as well as the degradation of material properties with increased temperature. The methodology applied for the solution is based on the unidirectional coupling of the thermal and mechanical solutions. The cross-sections of the structural elements are discretized with two-dimensional meshes for thermal analysis, while the structural analysis uses a one-dimensional beam-column element. Numerical examples are presented to demonstrate the accuracy of the computational code developed in relation to the numerical and experimental solutions found in the literature. In summary, the program adequately predicted the response of the studied structures. resumo: O presente artigo tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo computacional com base nos procedimentos do método dos elementos finitos. A análise avançada é capaz de estimar o comportamento de estruturas planas de concreto armado e, mistas de aço e concreto em situação de incêndio. O programa computacional implementado é denominado de NASEN e, utiliza um módulo termo-estrutural específico para análise de estruturas em condição de incêndio. Incorpora-se ao modelo os efeitos da não linearidade geométrica, não linearidade do material e gradientes térmicos não lineares, bem como a degradação das propriedades dos materiais com aumento da temperatura. A metodologia aplicada para solução tem como base o acoplamento unidirecional das soluções térmicas e mecânicas. As seções transversais dos elementos estruturais são discretizadas com malhas bidimensionais para análise térmica, enquanto a análise estrutural utiliza elemento unidimensional de viga-coluna. Exemplos numéricos são apresentados para demonstrar a precisão do código computacional desenvolvido em relação as soluções numéricas e experimentais encontradas na literatura. O programa computacional prevê adequadamente a resposta das estruturas estudadas.

This study aims to create a simulation model with which to analyse the spread of emotional states among the employees of an organization. The model takes into account the fact that workers are influenced by their co-workers and supervisors, and simultaneously analyses these interactions. The design of the simulation model follows a standard procedure: problem definition, data collection and configuration of model parameters, conceptual model, testing of the programmed model, and analysis of the results of the simulation. The resulting simulation model makes a novel contribution to the literature by providing social sciences researchers with a simple and efficient method of analysing the evolution and propagation of emotional states during an organizational change. This kind of approach is useful for research involving the simultaneous study of interaction between a number of employees

Propósito: El objetivo de este trabajo es desarrollar y validar un modelo en red basado en agentes que describa el crecimiento de esferoides tumorales multicelulares utilizando herramientas Monte Carlo sencillas, que también simule la evolución de estos esferoides cuando son irradiados, y que nos permita analizar la diferencia entre distintos esquemas de fraccionamiento en radioterapia en diferentes situaciones, además de poder comparar las capacidades predictivas de diferentes modelos matemáticos de crecimiento clásicos. Métodos: El modelo computacional consta de celdas situadas en los vértices de una cuadricula cúbica. Se incluyen diferentes estados celulares (proliferativo, hipóxico y muerte celular), reglas de evolución celular gobernadas por 14 parámetros y la influencia de la distancia al medio de cultivo. Se cultivaron alrededor de 200 esferoides de la línea celular de cáncer de mama humano MCF-7; parte de ellos fueron irradiados a diferentes dosis y otros fueron usados como datos de control. Los datos experimentales se utilizaron para ajustar los parámetros en el proceso de sintonización del modelo y para su validación. Como aplicación, hemos reproducido micro metástasis de cáncer de mama a partir de una imagen de microscopio, y las simulaciones de su evolución nos han permitido comparar su crecimiento con el de agregados tumoral del mismo número de células iniciales. Estas metástasis y agregados han sido sometidos a diferentes esquemas de fraccionamiento. Además, hemos usado los esferoides simulados como pseudo-datos para estudiar tanto la capacidad predictiva como retrospectiva (ajustando a la totalidad de las curvas de crecimiento y también a parte de ellas) de los modelos clásicos de crecimiento exponencial, Gompertz, logístico, potencial y Bertalanffy. Resultados: Los esferoides simulados mostraron características de crecimiento y estructurales, como el tamaño de las diferentes regiones en las que se dividen (proliferativa, hipóxica y núcleo necrótico), que se corresponden con los esferoides experimentales. Además, la relación entre el radio del núcleo necrótico y el radio total del esferoide, así como el número de células, proliferativas e hipóxicas, en función del volumen, coinciden para los esferoides experimentales y simulados. La variabilidad estadística del modelo Monte Carlo no describió todo el rango de volúmenes observados para los esferoides experimentales. Suponiendo que los parámetros del modelo varían dentro de distribuciones gaussianas, se obtuvo una muestra de esferoides que sí reproducía los hallazgos experimentales. Los esferoides irradiados simulados también mostraron un crecimiento adecuado desde el día de la irradiación, imitando razonablemente el crecimiento de los esferoides experimentales. La fracción de supervivencia calculada de los esferoides simulados muestra muy buena concordancia con los datos experimentales. En las simulaciones de patrones reales de micrometástasis, hemos observado diferencias en su evolución tras someterse a diferentes esquemas de fraccionamiento, respecto a agregados únicos de igual número de células. En cuanto a los modelos clásicos, el modelo de Gompertz proporcionó los mejores ajustes para todas las curvas de crecimiento, es decir resultó ser el que tenía las mejores capacidades para describir los datos de crecimiento simulados, arrojando un mejor valor promedio de 2 por grado de libertad, un orden de magnitud menor que los encontrados para los otros modelos. Los modelos de Gompertz y Bertalanffy dieron una capacidad de predicción retrospectiva similar. En lo que se refiere al poder de predicción prospectivo, el modelo de Gompertz mostró, con mucho, el mejor desempeño. Conclusiones: El modelo desarrollado permite describir el crecimiento de esferoides tumorales multicelulares in vitro, incluso si son sometidos a irradiación. Reproduce muy bien la variabilidad experimental y permite aumentar el periodo de seguimiento con respecto a los periodos habituales en los experimentos. La flexibilidad del modelo permite variar tanto los agentes implicados (tipos de células, características del medio, etc.) como las reglas que rigen el crecimiento del esferoide. Se pueden estudiar situaciones más generales, por ejemplo, vascularización tumoral, efectos de la radioterapia sobre tumores sólidos o la validez de los modelos matemáticos de crecimiento tumoral. De todos los modelos analizados, el modelo de Gompertz muestra el mejor poder predictivo. La flexibilidad del modelo también permite reproducir diferentes patrones de micro metástasis y tumores localizados, y someterlos a diferentes fracciones de radioterapia. Se han encontrado diferencias en el comportamiento de metástasis y agregados irradiados., Purpose: The objective of this work is to develop and validate an agent-based network model that describes the growth of multicellular tumor spheroids using simple Monte Carlo tools, that also simulates the evolution of these spheroids when they are irradiated, and that allows us to analyze the difference. between different radiotherapy fractionation schemes in different situations, in addition to being able to compare the predictive capacities of different classical mathematical growth models. Methods: The computational model consists of cells located at the vertices of a cubic grid. Different cell states (proliferative, hypoxic and cell death), cell evolution rules governed by 14 parameters and the influence of the culture medium are included. About 200 spheroids of the human breast cancer cell line MCF-7 were cultured, some of them being irradiated at different doses and others were used as control data. The experimental data were used to adjust the parameters in the model tuning process, and for its validation. As an application, we have reproduced breast cancer micro-metastases from a microscope image, and simulations of their evolution have allowed us to compare their growth with that of tumor aggregates of the same number of initial cells. These metastases and aggregates have been subjected to different fractionation schemes. In addition, we have used the simulated spheroids as pseudo-data to study both the predictive and retrospective capacity (adjusting to the totality of the growth curves and also to part of them) of the classic models of exponential growth, Gompertz, logistic, potential and Bertalanffy. Results: The simulated spheroids showed growth and structural characteristics, such as the size of the different regions in which they divide (proliferative, hypoxic and necrotic nucleus), which correspond to the experimental spheroids. Furthermore, the relationship between the radius of the necrotic nucleus and the total radius of the spheroid, as well as the number of cells, proliferative and hypoxic, as a function of volume, coincide for the experimental and simulated spheroids. The statistical variability of the Monte Carlo model did not describe the entire range of volumes observed for the experimental spheroids. Assuming that the model parameters vary within Gaussian distributions, a sample of spheroids was obtained that did reproduce the experimental findings. The simulated irradiated spheroids also showed adequate growth from the day of irradiation, reasonably mimicking the growth of the experimental spheroids. The calculated survival fraction of the simulated spheroids shows very good agreement with the experimental data. In the simulations of real micrometastasis patterns, we have observed differences in their evolution after undergoing different fractionation schemes, with respect to single aggregates of the same number of cells. Regarding the classical models, the Gompertz model provided the best fits for all growth curves, that is, it turned out to be the one with the best capabilities to describe the simulated growth data, yielding a better average value of 2 per degree of freedom, an order of magnitude less than those found for the other models. The Gompertz and Bertalanffy models gave a similar retrospective predictive ability. In terms of forward-looking predictive power, the Gompertz model showed by far the best performance. Conclusions: The developed model makes it possible to describe the growth of multicellular tumor spheroids in vitro, even if they are subjected to irradiation. It reproduces experimental variability very well and allows the follow-up period to be increased with respect to the usual periods in experiments. The flexibility of the model makes it possible to vary both the agents involved (cell types, characteristics of the environment, etc.) and the rules governing the growth of the spheroid. More general situations can be studied, for example, tumor vascularization, effects of radiotherapy on solid tumors or the validity of mathematical models of tumor growth. Of all the models analyzed, the Gompertz model shows the best predictive power. The flexibility of the model also allows different patterns of micro-metastases and localized tumors to be reproduced and subjected to different radiotherapy fractions. Differences have been found in the behavior of metastases and irradiated aggregates., Tesis Univ. Granada.

Brazil is the world's largest producer of sugarcane destined for sugar, alcohol and cogeneration plants. Sugar cane transportation from the plants is carried out by trucks with trailers and mechanical horses with semi-trailers. The modal road system for the transportation of cane makes use of this equipment, in order to meet the continuous demand for the raw material harvested, correct at a minimum cost. The objective of this work is to analyze the variables of the operational and economic performance of different sugarcane transport equipment. Finding a difficulty in meeting the objective in the field conditions, it was decided to develop a computational model called “TransporteCana”, in an electronic spreadsheet. The model was checked for possible routine errors, validated, used in the analysis of variables and in the generation of results. The results showed that an increase in the average distance radius negatively impacts the operational and economic performance of the groups. The bodywork load, average distance radius and fuel price are the variables that most impact the cost of transport system equipment. The set of bitruck trucks and trailers has a higher operational cost of production and a greater impact on the cost of the plant's transportation system. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar destinada às usinas produtoras de açúcar, álcool e co-geração de energia elétrica. O transporte de cana das usinas é realizado por caminhões com reboques e cavalos mecânicos com semireboques. O sistema modal rodoviário do transporte de cana faz uso desses equipamentos, a fim de atender a demanda contínua da matéria-prima colhida, visando alcançar um mínimo custo. O objetivo deste trabalho é de analisar as variáveis do desempenho operacional e econômico de diferentes equipamentos do transporte de cana-de-açúcar. Devido a dificuldade em atender o objetivo nas condições a campo, optou-se em desenvolver um modelo computacional denominado “TransporteCana”, em planilha eletrônica. O modelo foi verificado quanto a possíveis erros de rotina, validado, utilizado na análise das variáveis e na geração de resultados. Os resultados evidenciaram que aumento do raio médio da distância impacta negativamente no desempenho operacional e econômico dos conjuntos. A carga das carrocerias, raio médio da distância e preço do combustível são as variáveis que mais impactam no custo dos equipamentos do sistema de transporte. O conjunto caminhão bitruck e reboque tem maior custo operacional de produção e maior impacto no custo do sistema de transporte da usina.

[ES] La Torsade de Pointes es una taquiarritmia ventricular responsable de la retirada de ciertos fármacos del mercado por ser uno de los efectos adversos más graves. Para reducir su incidencia, han surgido iniciativas como CiPA, que evalúa la predicción del riesgo proarrítmico de fármacos; incluyendo modelos in silico. En el presente trabajo se analiza el impacto de diversos fármacos sobre los cardiomiocitos ventriculares sanos y con insuficiencia cardíaca mediante la simulación y modelado computacional de los comportamientos electrofisiológicos de las células cardíacas utilizando los modelos computacionales de O¿Hara et. al (2011), Tomek et al. (2019), y un modelo de O¿Hara modificado (ORdmJ). 28 fármacos de CiPA, clasificados en función de su riesgo torsadogénico, fueron simulados con el bloqueo de poro simple mediante la ecuación de Hill. Se emplearon modelos celulares con insuficiencia cardíaca y se realizó un análisis de sensibilidad que estudiaba la contribución de las corrientes en el potencial de acción y el transitorio de calcio. Asimismo, se consideró la variabilidad electrofisiológica producida en sujetos de una misma especie simulando poblaciones de modelos de cardiomiocitos humanos. Los resultados muestran que las corrientes INaL e INaCa son grandes contribuyentes en el alargamiento del potencial de acción y que JSERCA es una de las mayores responsables de la disminución de calcio en células con insuficiencia cardíaca en el modelo de Tomek et al. Adicionalmente, el estudio mostró que es importante emplear modelos realistas del comportamiento electrofisiológico ventricular, que incluya variabilidad poblacional, puesto que los efectos farmacológicos pueden variar ligeramente con el individuo. Además, se obtienen respuestas agravadas en situaciones patológicas, lo cual destaca la importancia de considerar estas situaciones en la evaluación de seguridad cardíaca. En conclusión, esta herramienta podría contribuir en las predicciones de efectos peligrosos en la producción de futuros medicamentos ajustándose a las distintas condiciones electrofisiológicas y/o patológicas., [EN] Torsade de Pointes is a ventricular tachyarrhythmia responsible for the withdrawal of certain drugs from the market as one of the most dangerous side effects. In order to reduce its incidence, initiatives such as CiPA, which evaluates the probability of proarrhythmic risk of drugs, including the use of in silico models, have emerged. At present, we analyze the impact of various drugs on healthy and failing ventricular cardiomyocytes by simulating and computationally modeling the electrophysiological behavior of cardiac cells using the computational models of O'Hara et. al (2011), Tomek et al. (2019), and a modified O'Hara model (ORdmJ). 28 CiPA drugs, ranked according to their torsadogenic risk, were simulated with single pore blockade using the Hill equation. Cellular models with heart failure were used and a sensitivity analysis studying the contribution of currents to the action potential and calcium transient was performed. The electrophysiological variability present in subjects of the same species was also considered by simulating populations of models of human cardiomyocytes. The results show that INaL and INaCa currents are major contributors to action potential elongation and that JSERCA is a major contributor to calcium depletion in cells of those subjects with heart failure in the model of Tomek et al. In addition, the study showed that it is important to employ realistic models of ventricular electrophysiological behavior, including population variability, since pharmacological effects may vary slightly with the individual. In addition, aggravated responses are obtained in pathological situations, which highlights the importance of considering these situations in cardiac safety assessment. In conclusion, this tool could contribute to the prediction of hazardous effects in the production of future drugs by adjusting for different electrophysiological and/or pathological conditions., [CA] La Torsade de Pointes és una taquiarrítmia ventricular responsable de la retirada de certs fàrmacs del mercat per ser un dels efectes adversos més greus. Per resuir la seua incidència, han sorgit iniciatives com CiPA, que avalua la predicció del risc proarrítmic de fàrmacs; incloent models in silico. En el present treball s'analitza l'impacte de diversos fàrmacs sobre els cardiomiòcits ventriculars sans i amb insuficiència cardíaca mitjançant la simulació i modelatge computacional dels comportaments electrofisiològics de les cèl·lules cardíaques utilitzant els models computacionals d'O’Hara et. al (2011), Tomek et al. (2019), i un model d'O’Hara modificat (ORdmJ). 28 fàrmacs de CiPA, classificats en funció del seu risc torsadogènic, van ser simulats amb el bloqueig de porus simple mitjançant l'equació de Hill. Es van emprar models cel·lulars amb insuficiència cardíaca i es va realitzar una anàlisi de sensibilitat que estudiava la contribució dels corrents en el potencial d'acció i el transitori de calci. Així mateix, es va considerar la variabilitat electrofisiològica produïda en subjectes d'una mateixa espècie simulant poblacions de models de cardiomiòcits humans. Els resultats mostren que els corrents INaL i INaCa són grans contribuents en l'allargament del potencial d'acció i que JSERCA és un dels majors responsables de la disminució de calci en cèl·lules amb insuficiència cardíaca en el model de Tomek et al. Addicionalment, l'estudi va mostrar que és important emprar models realistes del comportament electrofisiològic ventricular, que incloga variabilitat poblacional, ja que els efectes farmacològics poden variar lleugerament amb l'individu. A més, s'obtenen respostes agreujades en situacions patològiques, la qual cosa destaca la importància de considerar aquestes situacions en l'avaluació de seguretat cardíaca. En conclusió, aquesta eina podria contribuir en les prediccions d'efectes perillosos en la producció de futurs medicaments ajustant-se a les diferents condicions electrofisiològiques i/o patològiques.

Uno de los grandes desafíos científicos en la lucha contra el cáncer es la búsqueda de soluciones más económicas y con menos efectos secundarios adversos. En este contexto, surge un grupo de terapias alternativas basadas en la electroporación (EP). La EP es un fenómeno físico en el cual la aplicación de pulsos eléctricos a través de dos o más electrodos sobre una célula causa un incremento en la permeabilidad de la membrana que lo recubre. De este modo, podrían ingresar a la célula moléculas que en condiciones normales no lo harían. Existen numerosas aplicaciones en diversas áreas de la ciencia y la tecnología basadas en la EP, como la medicina, la biotecnología, el procesamiento de alimentos y el medio ambiente, entre otras. En medicina, las más utilizadas son la Electroquimioterapia (ECT), la Electrotransferencia Génica (GET) y la Electroporación Irreversible (IRE). En este con-texto, el modelado matemático y computacional se convirtió en una poderosa herramienta para estudiar y predecir el resultado de protocolos basados en EP. La aplicación de un campo eléctrico sobre un tejido genera frentes de pH con valores extremos que emergen de los electrodos y se transportan por procesos difusivos y migratorios. Estos frentes pueden provocar daño en zonas no deseadas del tejido y alterar así la eficiencia de tratamientos médicos basados en EP. En la búsqueda de contrarrestar este efecto se modela un fenómeno no tenido en cuenta hasta ahora: la neutralización del pH por parte del principal sistema buffer del tejido. Para dilucidar la incógnita sobre cómo y en qué medida este buffer atenúa el daño que producen los frentes de pH, se formula un modelo matemático-computacional que describe el transporte iónico por medio de la ecuación de Nernst-Planck sujeta a la condición de electroneutralidad y a las ecuaciones de Butler-Volmer en los bordes del dominio. El modelo computacional, que resuelve un sistema de ecuaciones en derivadas parciales altamente no lineal, utiliza el método de diferencias finitas con un esquema fuertemente implícito y métodos de relajación estándar en una malla no equiespaciada. El modelo es validado con experimentos in vivo y permite, además, la descripción de fenómenos teóricos subyacentes a la EP de difícil medición. En esta tesis, también se introduce OpenEP, un simulador de protocolos de electroporación específico para tratamientos basados en EP que se distribuye bajo una licencia de software libre. OpenEP tiene como objetivo proporcionar a la comunidad académica una implementación flexible para predecir la evolución y optimización de varios protocolos basados en EP, caracterizándolos por su número de pulsos junto con su frecuencia, ancho y amplitud. También permite modificar el material y la forma del electrodo: dimensiones de las placas o agujas, número de agujas, distancia ánodo-cátodo, entre otros. Además, OpenEP describe magnitudes físicas clave involucradas en la electroporación o tratamientos de campo eléctrico pulsado: potencial eléctrico, campo eléctrico, conductividad eléctrica, densidad de corriente, corriente eléctrica, carga eléctrica, área electroporada y temperatura. En particular, el conocimiento de la intensidad del campo eléctrico, que se correlaciona con el tejido electroporado, ayuda a desarrollar estrategias para planificar y optimizar un tratamiento dado. La implementación tridimensional altamente eficiente se obtiene mediante el uso de C++ y OpenMP en un entorno GNU / Linux. En la búsqueda de un método de optimización para protocolos basados en EP en términos del número de pulsos, considerando el daño, se debe analizar la variación del tejido electroporado en el tiempo. La optimización se basa en hallar la relación dosis-respuesta óptima, es decir, el pulso crítico (dosis) en el cual se maximiza el tejido electroporado y se minimiza el tejido dañado (respuestas). El método que se propone para encontrar este óptimo consiste en acoplar dos modelos matemático-computacionales. Para el cálculo del tejido dañado en el tiempo se utiliza el modelo iónico de pH. Para el cálculo de la evolución del tejido electroporado se introduce un nuevo modelo extendido de EP basado en la ecuación no lineal de Laplace y la ecuación de biocalor de Pennes, que además incluye una función de umbrales de electroporación que decae exponencialmente en el tiempo. Se espera que los resultados de esta tesis permitan optimizar las terapias basadas en electroporación de manera tal de generar planes de trata-miento más eficaces y con menores efectos adversos y costos económicos. Se desea, en ultima instancia, que este trabajo con-tribuya a mejorar la calidad de vida de los pacientes. One of the great scientific challenges in the fight against cancer is the search for cheaper solutions with fewer adverse side effects. In this context, a group of alternative therapies based on electroporation (EP) arise. The EP is a physical phenomenon in which the application of electrical pulses through two or more electrodes on a cell causes an increase in the permeability of the membrane that covers it. In this way, molecules are enabled to enter the cell. There are numerous EP- based applications in various areas of science and technology such as medicine, biotechnology, food processing and, the environment. In medicine, the most widely used are Electrochemotherapy (ECT), Gene Electrotransfer (GET) and Irreversible Electroporation (IRE). In this context, mathematical and computational modeling has become a powerful tool to study and predict the outcome of EP-based protocols. The application of an electric field on a tissue generates extreme values pH fronts that emerge from the electrodes which in turn are transported by diffusive and migratory processes. These fronts may cause undesired damage to the tissue and thus alter the eficiency of EP-based medical treatments. In the search to counteract this effect, a phenomenon not taken into account until now is modeled: the neutralization of the pH by the main tissue buffer system. To elucidate the unknown as to how and to what extent this buffer attenuates the damage produced by pH fronts, a mathematical-computational model that describes ionic transport by means of the Nernst-Planck equation subject to the electroneutrality condition and the Butler-Volmer equations at the domain boundaries is formulated. The computational model, which solves a highly nonlinear system of partial derivative equations, uses finite difference method with a strongly implicit scheme and standard relaxation methods on a non-uniform mesh. The model is validated with in vivo experiments and it also allows the description of theoretical phenomena underlying EP that are dificult to measure. In this thesis, OpenEP, a specific electroporation protocol simulator for EP-based treatments is introduced. OpenEP, distributed under a free software license, aims at providing the academic community with a exible implementation to predict the evolution and optimization of various EP-based protocols, characterizing them by their number of pulses along with their frequency, width and amplitude. It also allows modifying the material and shape of the electrode: dimensions of the plates or needles, number of needles, anode-cathode distance, among others. In addition, OpenEP describes key physical quantities involved in electroporation or pulsed electric field treatments: electric potential, electric field, electric conductivity, current density, electric current, electric charge, electroporated area and, temperature. In particular, knowledge of the intensity of the electric field, which is correlated with the electroporated tissue, helps to develop improved strategies for planning and optimizing a given treatment. The highly eficient three-dimensional implementation is achieved by using C ++ and OpenMP in a GNU / Linux environment. In the search for an optimization method for EP-based protocols in terms of the number of pulses, considering the damage, the variation of the electroporated tissue over time should be analyzed. Optimization is based on finding the optimal dose-response relationship, that is, the critical pulse (dose) in which electroporated tissue is maximized and damaged tissue (responses) is minimized. The method proposed to find this optimum consists of coupling two mathematicalcomputational models. The ionic pH model is used to calculate the tissue damaged over time. To calculate the evolution of electroporated tissue, a new extended EP model is introduced based on Laplace's nonlinear equation and the Pennes' bioheat equation. Also, an exponential time decay function for the threshold is inclu-ded. The results of this thesis are expected to allow the optimization of electroporation-based herapies to generate more effective treatment plans with fewer adverse effects and lower economic costs. The ultimate purpose of this work is to contribute to improving patients' quality of life. Fil: Marino, Matías Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Los mini-implantes (DAT) representan una eficaz alternativa en los últimos años en las intervenciones realizadas para aquellas personas que tiene insuficiencia estructural dental, aumentando la taza de éxito [9][10]. Su ventaja respecto a otros implantes es el proceso de recuperación y la fácil inserción sin afectación considerable en la zona ósea del hueso cortical y trabecular [2]. Por otro lado, durante el procedimiento se deben considerar algunas variables que afectan la estabilidad primaria del tratamiento; entre la cuales encontramos las propiedades mecánicas del tejido óseo el cual varia para cada paciente; la geometría del mini-implante, el ángulo y torque de inserción. La suma de estas variables determina el éxito del tratamiento. Por lo anterior, es de gran interés entender el comportamiento biomecánico del tejido óseo por la razón que este varía según la genética del paciente. Por lo tanto, el presenta trabajo se enfocará a estudiar y analizar la estabilidad primaria para diferentes densidades óseas del Hueso Maxilar. Mini-implants (DAT) represent an effective alternative in recent years in the interventions carried out for those people with structural dental insufficiency, increasing the rate of success [9] [10]. Its advantage over other implants is the recovery process and easy insertion without considerable involvement in the bony area of ​​the cortical and trabecular bone [2]. On the other hand, some variables that affect the primary stability of the treatment must be considered during the procedure; Among which we find the mechanical properties of bone tissue which varies for each patient; the geometry of the mini-implant, the angle and insertion torque. The sum of these variables determines the success of the treatment. Therefore, it is of great interest to understand the biomechanical behavior of bone tissue for the reason that it varies according to the genetics of the patient. Therefore, the present work will focus on studying and analyzing the primary stability for different bone densities of the Maxillary Bone. Ingeniero Mecánico http://unidadinvestigacion.usta.edu.co Pregrado

The Inner Bay of Puno is located on Lake Titicaca in southern Peru, 2.6 m in average depth, 16.0 km in surface area. The mouth of the bay, populated by native reed beds, joins the Outer Bay through the north and south channels. The bay is an example of the negative impact of humans, where they discharge poorly treated wastewater, producing an increase in algal biomass, eutrophication and anoxia. The objective was to estimate the direction and magnitude of the speed of the water current, on an hourly scale controlled by relevant physical processes, between January 23 and 30, 2019. We collected meteorological data, depth and temperature of the water. We performed computational experiments using the ELCOM lake model. The rst scenario considered the closed bay, and as a result presented counterclockwise rotational ow in the north and clockwise in the south, with a speed that varied between 0.5 and 4.0 cm/s. The second scenario considered the entry and exit of water through the north and south channels, respectively, observing a ow from the north channel to the south channel, with a speed that varied between 20.0 and 50.0 cm/s., La Bahía Interior de Puno, está ubicada en el Lago Titicaca al sur del Perú, de 2.6 m de profundidad media, 16.0 km de área supercial. La boca de la bahía, poblado de cañaverales nativos, se une a la Bahía Exterior por los canales norte y sur. La bahía, es un ejemplo del impacto negativo del humano, donde descargan agua residual tratado decientemente, produciendo un incremento de biomasa algal, proceso de eutrozación y anoxia. El objetivo, fue estimar la dirección y magnitud de la velocidad de la corriente de agua, a escala horaria controlado por procesos físicos relevantes, entre el 23 y 30 de enero del 2019. Recogimos datos meteorológicos, profundidad y temperatura del agua. Realizamos experimentos computacionales usando el modelo para lagos ELCOM. El primer escenario consideró la bahía cerrada, y como resultado presentó ujo rotacional antihorario en el norte y horario en el sur, con rapidez que varió entre 0.5 y 4.0 cm/s. El segundo escenario, consideró ingreso y salida de agua por el canal norte y sur respectivamente, observándose un ujo del canal norte al canal sur, con rapidez que varió entre 20.0 y 50.0 cm/s

[ES] Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de defunción en todo el mundo según la OMS. La insuficiencia cardíaca es una de ellas y se caracteriza por la incapacidad del corazón para bombear la sangre suficiente a todo el cuerpo. Para el estudio de esta enfermedad se utiliza la simulación bioeléctrica computacional pues posibilita el estudio de cambios electrofisiológicos bajo determinadas condiciones. Este trabajo se centra en el acoplamiento electromecánico en células ventriculares a partir de los canales iónicos activados por estiramiento (SACs) y del calcio. Para ello, se utiliza el modelo electrofisiológico de potencial de acción (PA) de O¿Hara et al., en el que se incluye la formulación de las corrientes a través de los SACs de Pueyo et al., y el modelo mecánico de Land et al. Los resultados muestran el acortamiento del PA debido a la activación de los SACs, así como el aumento de la concentración intracelular de calcio ([Ca2+]i) en comparación con el modelo de O¿Hara et al. Asimismo, se evidencia que la fuerza activa es mayor con la incorporación de los SACs en células epicárdicas; en cambio, la fuerza pasiva es independiente del tejido cardíaco. En cuanto al análisis de sensibilidad del modelo de insuficiencia cardíaca para una célula epicárdica, se constata que al cambiar la conductancia de los SACs de activación instantánea de 0.01 a 0.006 nS/pF la fuerza activa disminuye; que cuanto menor es la [Ca2+]T50, mayor es la fuerza activa y menor la [Ca2+]i; y que la fuerza activa es mucho mayor con el remodelado de epicardio. Para todos estos resultados se han aportado nuevas hipótesis que deberían ser estudiadas en trabajos futuros., [EN] Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide according to the WHO. Heart Failure is one of them and is characterized by the heart's inability to pump enough blood throughout the body. For the study of this disease, bioelectric computational simulation is used since it allows the study of electrophysiological changes under certain conditions. This work focuses on the electromechanical coupling in ventricular cells from stretch activated ion channels (SACs) and calcium. For this purpose, the O'Hara et al. electrophysiological model of the ventricular action potential (AP), in combination with the formulation of the currents through the SACs by Pueyo et al., and the Land et al. mechanical model are used. The results show the shortening of the AP due to the activation of the SACs, as well as the increase of the intracellular calcium concentration ([Ca2+]i) compared to O'Hara's et al. model. Likewise, it is shown that the active force is higher with the incorporation of the SACs into epicardial cells; in contrast, the passive force is independent of the cardiac tissue. As for the sensitivity analysis of the heart failure model for an epicardial cell, it was found that by changing the conductance of the instantaneously activating SACs from 0.01 to 0.006 nS/pF the active force decreases; that the lower the [Ca2+]T50, the higher the active force and the lower the [Ca2+]i; and that the active force is much higher with epicardial remodeling. For all these results, new hypotheses have been provided that should be studied in future work.

Instituto Presbiteriano Mackenzie Until now no work presenting a cognitive structure model of the human being has been identified, so as to enable its operation throughout the professional life of a certain individual indicating , in an updated and incremental way, the amount of knowledge in the various fields of professional performance of that individual. The existing models do this in an efficient way undoubtedly but always within a certain context and in a time frame. Furthermore, those models do not provide maintenance to the status of the concepts studied in the past, leaving them paralyzed with the status registrations of those times what, actually, does not occur, as the concepts are interrelated and, when receiving a knowledge charge, they partially pass them on to their related ones. Therefore, this work proposes a model of computable nature that aims to fill that gap, enabling its use throughout all the professional life of the individual. This model was conceptually developed and also in an implementation prototype. In the conceptual scope the development was made foreseeing its use in the academic environment, the beginning of the individual's vocational education and also in the labor market. In the practical scope the model was developed to be used in the academic environment, leaving the model concerning labor market environment to future works, since that this latter is an extension f the first one. With a strong proposition giving support to the continuous education, the model showed good functional results and, even being developed using a personal computer, it showed a good performance, demonstrating feasibility of use in education institutions as a tool for the progress monitoring and analysis of the students throughout the course. Also the students may analyze their knowledge registrations and identify their strengths and gaps in their knowledge. Because it is an extension of the academic model, good results are also expected concerning the future model that regards the labor market. Até o momento, não foi identificado nenhum trabalho que apresente um modelo da estrutura cognitiva do ser humano de sorte a possibilitar sua operação ao longo de toda a vida profissional de um dado indivíduo, indicando, de forma atualizada e incremental, a sua quantidade de conhecimento nos diversos domínios de atuação profissional desse indivíduo. Os modelos existentes o fazem, de forma eficaz, sem dúvida, porém sempre dentro de determinado contexto e intervalo de tempo. Além disso, esses modelos não oferecem manutenção aos status dos conceitos objetos de estudos no passado, deixando-os paralizados com os registros dos status daqueles momentos, o que, na realidade, não ocorre, pois os conceitos são inter-relacionalos e, ao receberem uma carga de conhecimento, a repassam em parte aos seus relacionados. Este trabalho, portanto, propõe um modelo, de natureza computável, que vise suprir essa lacuna, possibilitando a sua utilização ao longo de toda a vida profissional do indivíduo. Este modelo foi desenvolvido conceitualmente e também em uma implementação protótipo. No escopo conceitual foi feito todo o desenvolvimento prevendo a sua utilização no âmbito acadêmico, início da formação profissional do indivíduo, e sua utilização também no mercado de trabalho, e no âmbito prático, foi desenvolvido o modelo para uso no ambiente acadêmico, ficando o modelo do ambiente do mercado de trabalho para trabalhos futuros, já que este último se trata de uma extensão do primeiro. Com forte proposta a dar suporte à educação continuada, o modelo mostrou bons resultados funcionais e, mesmo tendo sido desenvolvido em um computador pessoal, mostrou um bom desempenho, mostrando viabilidade de uso em instituições de ensino como ferramenta de acompanhamento e análise da evolução de seus alunos ao longo do curso, assim como seus alunos também podem analisar os registros de seus conhecimentos e identificar seus pontos fortes e suas deficiências. Por se tratar de uma extensão do modelo acadêmico, esperam-se bons resultados também do futuro modelo voltado ao mercado de trabalho.

This research was conducted with the objective of implementing a computer model to simulate the steps that comprise the operational flowchart of a mineral water industry, using the software Stella 8.0. The model defined as dynamic, stochastic and discrete consisted of eleven interconnected blocks. It was built following the steps of characterizing the real system, creating the conceptual model, structuring and verification of computational model, data collection, and model validation. From data collected in the real system we obtained fits of the distributions used in assembling and verifying the model. Validation of the program was conducted by comparing the data of the real system with simulated data. The values collected in the real system were within the upper and lower limits on the graph obtained by regression analysis, with a confidence level of 95%, ensuring that the computer model adequately represents the real system. However, the computational model developed is appliable to simulate the dynamics of processing lines of Mineral Water, being a tool of production control, which allows the visualization of the behavior of the real system, facilitates the identification of errors, improve production flow, and reduces manufacturing costs by controlling the total processing time. Este trabajo se llevó a cabo con el objetivo de implementar un modelo computacional para simular los pasos de producción de una industria de agua mineral, utilizando el software Stella 8.0. El modelo definido como dinámico, estocástico y discreto constaba de once bloques interconectados, y se construyó siguiendo los pasos de caracterización del sistema real; creación del modelo conceptual; estructuración y verificación del modelo computacional; obtención de datos; y validación del modelo. A partir de los datos recopilados en el sistema real, se realizaron ajustes a las distribuciones utilizadas en el ensamblaje y verificación del modelo. La validación del programa se realizó comparando los datos del sistema real con los datos simulados. Los valores recopilados en el sistema real estaban dentro de los límites superior e inferior en el gráfico obtenido por el análisis de regresión, con un nivel de confianza del 95%, asegurando que el modelo computacional representaba adecuadamente el sistema real. Sin embargo, el modelo computacional desarrollado fue aplicable para simular la dinámica operativa de las líneas de procesamiento de Agua Mineral, ya que es una herramienta de control de producción, que permite visualizar el comportamiento del sistema real, facilita la identificación de errores, mejora el flujo productivo y reduce los costos industriales al controlar el tiempo total de procesamiento Este trabalho foi conduzido com o objetivo de implementar um modelo computacional para simular as etapas de produção de uma indústria de água mineral, através do software Stella 8.0. O modelo definido como dinâmico, estocástico e discreto constituiu-se de onze blocos interligados, e foi construído seguindo as etapas de caracterização do sistema real; criação do modelo conceitual; estruturação e verificação do modelo computacional; obtenção de dados; e validação do modelo. Partindo dos dados coletados no sistema real obteve-se os ajustes das distribuições utilizadas na montagem e verificação do modelo. A validação do programa foi efetuada através da comparação dos dados do sistema real com os dados simulados. Os valores coletados no sistema real apresentaram-se dentro dos limites superior e inferior no gráfico obtido pela análise de regressão, com nível de confiança de 95%, garantindo que o modelo computacional representasse de forma adequada o sistema real. Contudo, o modelo computacional desenvolvido foi aplicável para simular a dinâmica operacional de linhas processadoras de Água Mineral, por ser uma ferramenta de controle da produção, que permite a visualização do comportamento do sistema real, facilita a identificação de erros, melhora o fluxo produtivo e reduz custos industriais por controlar o tempo total de processamento.

[ES] La fibrilación auricular humana (FA) es la arritmia sostenida más común y se puede terminar mediante la ablación de regiones localizadas. De esta manera, una vez estudiados los mecanismos para la formación de fibrilación auricular, se adaptará y rediseñará un modelo computacional para simular una porción de tejido cardíaco e inducir una activación eléctrica sostenida (similar a la fibrilación auricular). Se analizará la efectividad de las diferentes estrategias de ablación para detener la fibrilación, así como el efecto de la inserción de vías de conducción rápida. Para la simulación, se utilizará el modelo de potencial de acción cardíaca Fenton-Karma (FK) de tres variables., [EN] Human atrial fibrillation (AF) is the commonest sustained arrhythmia and can be terminated by ablating localized regions. In this way, once studied the mechanisms for the formation of atrial fibrillation, a computational model will be adapted and re-design to simulate a portion of cardiac tissue and to induce sustained electrical activation (resembling atrial fibrillation). The effectiveness of different ablation strategies in stopping fibrillation will be analysed, as well as the effect of the insertion of fast conduction pathways. For the simulation, three-variable Fenton-Karma (FK) model of cardiac action potential will be used.

[ES] En teoría de control, ha sido propuesto que cuando los humanos se encuentran ante múltiples opciones (por ejemplo, hay varias frutas en una mesa y quieren coger una), hay una competición en el cerebro entre diferentes leyes de control, y los movimientos generados antes de una decisión final reflejan un "control promedio" donde los movimientos promedio son transitorios hasta que una de las estrategias se superpone, una vez se ha tomado esa decisión final. La hipótesis alternativa es que, en lugar de hacer un promedio entre diferentes planes motores (o controladores), el cerebro elige una opción intermedia y produce un controlador adecuado para esta opción. En este caso, se establece un objetivo o meta intermedio compensado y dependiente del tiempo, perseguido por el control, hasta que eventualmente corrige la trayectoria hacia una de las dos opciones. En este proyecto, se investigarán estas dos hipótesis en teoría para poder explorarlas y analizarlas desde un punto de vista computacional. Ambas estrategias se implementarán usando un entorno de control LQG de acuerdo con los modelos actuales de control en 'alcance' humano, y su actuación en comparación será puesta a prueba. Estas pruebas se realizarán en un modelo de brazo humano, ajustando los parámetros biomecánicos y explorando las características de ambos diseños. Hasta este punto, situaciones que involucran la toma de decisiones y perturbaciones mecánicas serán simuladas. La consistencia de los resultados simulados con un comportamiento humano durante el alcance será analizada. Los resultados del proyecto tendrán el potencial tanto para profundizar en un tema candente en neurociencia que se encuentra entre la toma de decisiones y la teoría de control, como para el diseño de estrategias de control adecuadas en dispositivos exoesqueléticos., [EN] It has been proposed that when humans face multiple options (for instance there are multiple fruits on a table and you want to reach for one), there is a competition in the brain between different control laws, and movements generated before final commitment reflect a motor averaging" where the averaged movements are transient ones until one of the strategies wins once a final decision is taken. The alternative hypothesis is that instead of averaging distinct motor plans (or controllers), the brain picks an intermediate option and produces one controller suitable for this option. In this case, a time-varying intermediate trade-off goal is set and control pursues it as it eventually drifts towards one of the options. In this project, we will investigate these two alternative hypotheses in theory in order to explore and challenge them from a computational standpoint. Both strategies will be implemented using the LQG control framework in agreement with current models of reaching control in humans, and their comparative performances will be tested. Testing will be carried out on a model of a human arm, by adjusting biomechanical parameters and exploring the features of both designs. To this end, situations involving decision-making and mechanical perturbations will be simulated. The consistence of the simulated results with actual human behavior during reaching will be assessed. The results of the project will have potential both to gain insight into a hot topic in neuroscience lying between decision-making and motor control, and in design of proper control strategies for exoskeleton devices.