Detección de tornados en la atmósfera de Marte

En el presente trabajo se tratará sobre la detección de determinados fenómenos meteorológicos en la atmósfera de Marte, concretamente dust devils, empleando distintos algoritmos para este fin. Los dust devils son remolinos de polvo, son semejantes a los tornados terrestres, que se forman cuando el aire caliente cerca de la superficie se eleva rápidamente hacia una bolsa de aire frio de baja presión por encima de ella. Los más grandes pueden representar una amenaza para la tecnología terrestre enviada a Marte, de ahí la importancia de su detección. En primer lugar se expondrá un resumen a modo de estado del arte de las principales técnicas de detección de eventos y de análisis de señal que han tenido relevancia en el desarrollo de las técnicas de análisis tiempo-frecuencia. Se desarrollará y analizará el funcionamiento de varios algoritmos basados en distintos métodos y algoritmos de detección de fenómenos y patrones sobre series temporales de datos. En concreto para detectar estos fenómenos se utilizarán datos de presión atmosférica recogidos en Marte, ya que los dust devils se manifiestan como bajadas bruscas en los valores de la presión durante un periodo de tiempo muy corto. A partir de los datos recogidos por la sonda marciana Mars Pathfinder a lo largo de su misión en el planeta rojo, se procesarán y analizarán, mediante el uso de estos algoritmos, con el fin de detectar los fenómenos atmosféricos conocidos como dust devils. Finalmente se realizará un análisis de los resultados obtenidos con los distintos algoritmos y métodos de detección, a la hora de detectar los dust devils, y se comparará el rendimiento y funcionamiento de éstos algoritmos con el fin de determinar cuál de ellos podría resultar más conveniente para su utilización en una sonda destinada a una misión espacial.The present work will deal with the detection of certain weather phenomena in the atmosphere of Mars, dust devils specifically , using different algorithms for this purpose. The dust devils are dust devils are similar to terrestrial tornadoes that form when hot air near the surface rises quickly to a bag of cold low pressure air above it. The largest can threaten terrestrial technology sent to Mars, hence the importance of their detection. First, a summary about the state of the art of the main techniques of event detection and signal analysis, that have relevance in the development of the techniques of timefrequency analysis, will be discussed. The project will develop and analyze the performance of several methods based on different patterns and phenomena detection methods and algorithms over time series data. Specifically, to detect these atmospheric phenomena, the pressure data collected from Mars will be used. This is because the dust devils manifest as sudden drops in pressure values during a very short time. From the data collected by the Mars Pathfinder Mars probe along his mission in the red planet, the data will be processed and analyzed through the use of these algorithms in order to detect the atmospheric phenomena known as dust devils. Finally, an analysis of the results obtained, with different detection algorithms and methods to detect dust devils, will be performed, and the functioning and performance of these algorithms will be compared in order to determine which of them might be more convenient for use in a probe destined for a space mission

Clasificación y promediado de volúmenes de tomografía electrónica

La tomografía electrónica brinda la posibilidad de determinar estructuras tridimensionales de material biológico a niveles de resolución suficientemente altos como para permitir la identificación de macromoléculas individuales tales como proteínas. Esto ha despertado un enorme interés en la comunidad científica en los últimos tiempos. El procesamiento de dichas imágenes tridimensionales constituye un problema desafiante debido a los muy bajos niveles de la relación señal a ruido que presentan. Esto hace que los volúmenes individuales prácticamente carezcan de valor, debido a que éstos son simplemente demasiado ruidosos como para permitir su correcta visualización y mucho menos su interpretación estructural. Resulta imprescindible entonces la utilización de técnicas de promediado que combinando gran cantidad de volúmenes logren aumentar drásticamente el nivel de señal en la imagen. Este tipo de técnicas ha sido de práctica frecuente en las últimas décadas en el área de microscopía electrónica conocida con el nombre de análisis de partículas individuales, donde se han alcanzando resultados sorprendentes. La tomografía electrónica tiene sin embargo diferencias sustanciales con las técnicas de partículas individuales, debido sobre todo al hecho de que las imágenes tomo-gráficas son tridimensionales. Se introducen una serie de nuevos problemascuyo correcto manejo es indispensable para alcanzar una solución satisfactoria. Entre dichas diferencias se destacan el problema de lidiar con el efecto conocido con el nombre de missing wedge, característico de las imágenes de tomografía electrónica, así como la necesidad de contar con algoritmos eficientes de registrado y clasificación de volúmenes. En esta tesis de maestría se presenta un estudio del problema descrito, analizando las soluciones hasta ahora propuestas en la comunidad para luego proponer una solución original. De esta manera se llega a una herramienta poderosa que cumple con todos los requisitos establecidos. Se presta particular atención en compararla con soluciones existente y en realizar experimentos, con datos artificiales y reales, que permitan su validación. A través de dichos experimentos se logra identificar con claridad cual es el verdadero alcance que tiene la herramienta desarrollada y bajo que condiciones es capaz de distinguir diferentes conformaciones de material biológico

Catálogo de Investigación Joven en Extremadura. Volumen III

El tercer volumen del Catálogo de Investigación Joven en Extremadura se presenta como una amplia recopilación de algunas de las líneas de investigación en las que trabajan actualmente investigadores noveles y/o jóvenes. Cada capítulo corresponde a un autor, por lo que se reúnen en una sola obra estudios pertenecientes a distintas disciplinas científicas y académicas. Pretende ser un referente tanto para investigadores extremeños que se encuentren en fases iniciales de sus carreras, como para cualquier interesado en algunas de las temáticas incluidas.The third volume of the Catalogue of Young Research in Extremadura is presented as a broad compilation of some of the lines of research in which new and/or young researchers are currently working. Each chapter corresponds to an author, so that studies belonging to different scientific and academic disciplines are gathered in a single work. It is intended to be a reference for researchers from Extremadura who are in the initial stages of their careers, as well as for anyone interested in some of the topics included

Art para desarrollar tomogramas en matlab

Algunos elementos que están confinados en el suelo pueden casuar impactos negativos en el ambiente. Debido a los posibles efectos adversos que estos elementos enterrados (UTE por sus siglas en ingles) causan se hace necesario el mejoramiento de técnicas de detección: esto ha despertado interés de agencias gubernamentales y de la academia en general. Así mismo, efectos adversos en la salud y riesgos de la seguridad de las naciones han fomentado el desarrollo de tecnologías costo efectivas para la detección de contaminación. Existen varias técnicas para detección semi o no invasive. Una de estas técnicas es la técnologia de radar de pozos cruzados (Cross Well Radar, CWR en ingles) las cuales permiten el desarrollo de tomogramas de objetos enterrados y/o contaminantes del suelo. Esta tecnología, se basa en el uso de parámetros de dispersión con los cuales se pueden estimar las propiedades dieléctricas del suelo. Este paper se centra en el uso de Tomography, que es un programa desarrollado en Matlab, el cual permite elaborar tomogramas de objetos enterrados y hacer seguimiento a plumachos de contaminación entre otros. En este artículo se presentará la influencia del tamaño de la cuadrícula en la resolución del tomograma. El ejemplo mostrado se basó en la detección de un objeto de forma conocida cuyas propiedades dieléctricas fueron asumidas. Para ello se utilizó la técnica de reconstrucción algebráica