Dedico este trabajo a mis padres Patricia y Omar, por entregarnos lo mejor de sí. A mis hermanos, Leonardo, Rodolfo y Patricio, por su inamovible voluntad de aprender y disfrutar de ello. Para Carlaile, por todo su apoyo, paciencia y confianza. Para mis abuelas Susana y Doris por todo el amor compartido. Para mis abuelos Juan y Samuel, in memoriam. AGRADECIMENTOS A Deus, por entregar a oportunidade de cumprir seu plano. Aos meus pais, pelo apoio incondicional e incentivo para cumprir meus objetivos de vida. Ao professor Dr. André Ferraz, por estar presente em todos os momentos, por todos seus ensinamentos, paciência e conselhos ao longo de todos esses anos. À professora Dra. Adriane Milagres, pelo seu constante apoio e suporte. Aos meus queridos amigos, Zé Moreira e Zé Cobrinha, pelo grande apoio técnico amizade, e alegria. Ao professor David Contreras, pelo suporte, disposição e ensinamentos. Aos professores Flavio Ferraz e João Paulo, pela ajuda objetiva e crítica do trabalho. Aos professores Dr. Barry Goodell e Dra Jody Jellison, pela amizade, ensinamentos e suporte. Aos meus caros colegas do laboratório em VT Huichiro Otsuka, Tomonori Sonoki, Ata, Lam, Yimin, Alison, pela amizade, ajuda, camaradaria e discussões de trabalho. Aos meus amigos de Blacksburg, Javiera e Marcelo, Lourdes, Katia, Betty, Valentina e Kristóbal, Ma Cristina, Miguel e Josse, Sandra e Carlos, pela grande amizade e convivência. Aos meus tios, que contribuíram no meu crescimento. Aos meus primos, afilhado e sobrinhos, pela alegria de compartilhar bons momentos e poder vê-los crescer. À Carlaile, por caminhar junto de meu lado e demonstrar que, com coragem e perseverança, pode-se cumprir grandes metas. A María Fernanda e Felipe, pelos momentos de patriotismo e sanas convivências. À Escola de Engenharia de Lorena, pelo suporte e estrutura. Aos meus grandes amigos do departamento Debiq, Flavio, Guedes, Fernando M., Sara e Rodrigo por todos os momentos de alegria e descontração. Aos meus amigos da EEL, Said, Ned, Passivo, Vini, Mary, Jader, Gabs, Amanda, Baea, Gabriel, Ian, à Laje em geral, pelo grande recebimento e momentos de relaxo. Aos projetos Fapesp 2012/074120 e BEPE 2013/04481-3 pelo auxílio durante o doutorado direto e financiamento no exterior, respectivamente."La posibilidad de innovar siempre está ahí si uno está dispuesto a reflexionar, a soltar la certidumbre de donde está parado, y a preguntarse si quieres estar donde estás" Alberto Maturana