Un dels aspectes dels fluxos turbulents que s'ha tractat amb més interès en els últims anys, és l'estudi de l'existència de moviments de gran escala, repetitius i que presenten una certa organització. Aquests moviments són el que s'ha anomenat estructura coherent. El present treball intenta aportar una visió més complerta de les estructures coherents en l'estela llunyana turbulenta generada per un cilindre escalfat per una resistència interna. Amb aquesta finalitat s'han realitzat una sèrie d'experiments, emprant tècniques d'anemometria de fil calent, en el túnel aerodinàmic de baixa turbulència de l'E.T.S. d'Enginyeria Química. Aquests experiments han proporcionat dades de temperatura i dels tres components de la velocitat en l'estela llunyana turbulenta (x/D=150). Aquestes dades s'han analitzat emprant un mètode de reconeixement de formes condicional que empra les fluctuacions de temperatura com a marcador del pas de les estructures coherents. El primer resultat de les anàlisis realitzades ha estat la confirmació de que l'estructura predominant en el pla horitzontal (homogeni) de l'estela és una circulació doble amb fluctuacions negatives del component longitudinal de la velocitat en el centre. De fet aquesta estructura és la que va predir Grant (1958) i en la que s'han recolzat multitud d'estudis posteriors (Mumford, 1983; Ferré, 1986). Per altra banda, amb l'aplicació del mètode de reconeixement de formes condicional, s'ha obtingut una visió tridimensional del camp dinàmic de l'estructura relacionant-lo amb el camp tèrmic, el de vorticitat i el de la velocitat de deformació. Un resultat interessant de les anàlisis anteriors és la relació existent entre el camp tèrmic i el camp dinàmic de l'estructura. Aquesta relació es pot resumir dient que existeix una correlació negativa entre el component longitudinal de les fluctuacions de la velocitat, u, i les fluctuacions de temperatura, θ. Es a dir, a u negatives li corresponen θ positives. En canvi existeix una correlació positiva entre el component lateral de la velocitat, v, i les fluctuacions de la temperatura. Un segon grup de resultats, obtinguts de les anàlisis realitzades, són els que fan referència al contingut energètic de l'estructura i a l'intercanvi d'energia entre les diferents escales de la turbulència. En primer lloc s'ha analitzat el contingut energètic de les finestres de dades seleccionades per obtenir la mitjana de conjunt de l'estructura, observant-se que encara que representen el 40% de les dades totals, aquestes sumen més del 60% de l'energia associada, el que implica que les finestres seleccionades són més important energèticament que la resta.També s'ha obtingut la distribució dels diferents termes de la producció, que informen de l'intercanvi d'energia entre les diferents escales de la turbulència, es a dir entre el camp mitjà, el camp coherent i el camp incoherent. També es mostren les distribucions de la dissipació i de la funció indicadora d'escala fina (FSTIF). Amb aquest resultats, s'ha pogut analitzar com i quan l'estructura guanya i/o perd energia.Per últim s'ha realitzat un esquema tridimensional de l'estructura, relacionant-la amb els processos d' engoliment i amb el flux que l'envolta. / One of the topics emphasized in the study of turbulent flows in the last few years has been the identification of large scale organized motions called coherent structures. The present work extends the knowledge of the coherent structures in free turbulence by examining the far wake (x/D=150) of a heated cylinder at a Reynolds number of 9700. Multi-probe experiments carried out using hot- and cold-wire anemometry in a low turbulence wind tunnel, measuring temperature and the three velocity components simultaneously in time. The data were analyzed using a conditional pattern recognition technique. Basically, events in the temperature field were used to identify the velocity patterns of the coherent structures. Specifically, the pattern recognition software searched for hot-to-cold transitions in the temperature field. In the horizontal planes, the typical footprint identified with the temperature transitions was a double roller eddy with negative streamwise fluctuations in its centre plane. This eddy is similar to that identified by Grant (1958) with correlation measurements and is the origin for a large number of later investigations (Munford, 1983; Ferré, 1986). The present work shows that, in fact, this double roller structure is part of a larger structure which is shaped like a horseshoe.The use of the conditional pattern recognition technique allows one to obtain the three-dimensional velocity field that characterizes the coherent structure, and its relationship to the temperature field. It was found that the correlation between the temperature fluctuations and the streamwise velocity fluctuations is negative, while the correlation between the same temperature fluctuations and the lateral velocity fluctuations is positive. In addition, it was observed that the individual horseshoe structures occupy at least 40% of the flow and that these structures contain 60% of the turbulent kinetic energy. Thus, the parts of the flow selected by the technique are more energetic that the mean. As well, the role of the coherent structures in the exchange of energy between different turbulent scales, the mean, the coherent field and the incoherent field has been identified. The distributions of the fine scale turbulence and the dissipation were also investigated relative to the horseshoe structure. These results provide information about where and when the structure gains and loses energy. It was found that the majority of the production and dissipation of fine-scale turbulence occur in the central portion of the three-dimensional horseshoe structure.

Extreme temperature events are of particular importance due to their severe impact on the environment, economy and the society. Focused on the uppermost percentiles of summer daily maximum (Tx) and minimum (Tn) temperatures,in this thesis a modelling and analysis of summer very hot days (VHD) and nights (VHN) over mainland Spain has been carried out applying the methodology of Point Process Approach based on Extreme Value Theory. It has been investigated whether large-scale variables of Sea Level Pressure, Sea Surface Temperature and soil moisture are associated to the occurrence and intensity of these exceptional events. Furthermore, the observed changes and trends in Tx and Tn extreme distribution have been analysed and different returns levels have been estimated. The link between the occurrence and the intensity of VHD and VHN with the large-scale anomalies has been demonstrated. Changes in extreme temperatures are generalized, but not homogeneous in space and time. / Els esdeveniments extrems de temperatura tenen una gran importància a causa del seu fort impacte al medi ambient, l'economia i la societat. Centrada en percentils elevats de temperatures màximes (Tx)i mínimes (Tn) diàries d'estiu, en aquesta tesi s’han modelitzat i analitzat els dies molt càlids(VHD) i les nits molt càlides (VHN)estivals a l'Espanya peninsular aplicant la metodologia de Point Process Approach basada en la Teoria dels Valors Extrems. S'ha investigat si les variables de gran escala de la pressió al nivell del mar,la temperatura superficial del mar i humitat del sòl estan associades amb l'ocurrència i la intensitat d'aquests esdeveniments excepcionals. A més, s'han analitzat els canvis i les tendències observades en la distribució d’extrems de Tx i Tni s’han estimat diferents nivells de reton. El vincle entre l'ocurrència i la intensitat dels VHDiVHN amb les anomalies de gran escala ha estat demostrat. Els canvis en les temperatures extremes són generalitzats, però no homogenis en l'espai i el temps.

Amb els materials utilitzats actualment en la fabricació de les cèl·lules termoelèctriques i amb les geometries utilitzades, no és possible millorar, en un rang determinat de temperatures, característiques tals com la figura de mèrit i el COP de estructures. La comunitat científica intenta augmentar el factor de mèrit buscant nous materials, els sistemes de baixa dimenssionalitat, els punts quàntics i super-xarxes. Tant sols uns pocs realitzen investigació dels fenòmens termoelèctrics sense utilitzar nous materials, buscant una major comprensió de los principis físics que regulen aquests fenòmens.Es possible contemplar, en la recerca de la millora dels mòduls termoelèctrics, las dos tendències a la vegada; és a dir, buscar una major comprensió de los principis físics i a la vegada assajar nous materials. Per aquesta raó, la tesi realitza tant l'estudi de la influencia de la geometria i de les propietats termoelèctriques de les thermo-couples sobre les propietats dels mòduls termoelèctrics, com el desenvolupament, la caracterització i testejat de varies cèl·lules basades en diferents materials caracteritzats en el grup de investigació.Concretament, en esta tesi, s'han caracteritzat nous mòduls termoelèctrics amb materials (Bi2Te3)1-x-y (Sb2Te3)x (Sb2Se3)y crescuts amb tècniques de cristal·lització de Bridgeman, i també altres mòduls amb thermo-couples de materials com són les Skutterudites basades en el Zn4Sb3 - CoSb3 amb creixement a base de nanotecnologia. En tots els desenvolupaments s'assagen noves geometries no estàndard i es caracteritza i compara el seu comportament en un rang de temperatures entre 300 i 650 ºK.La caracterització s'ha realitzat a partir de las característiques intrínseques relacionades amb les propietats termoelèctriques dels materials constituents de les thermo-couples i la seva geometria; tot determinant el comportament del mòdul funcionant tant com bomba de calor i refrigerador com generador en el rang de temperatures considerat.Veient que aquests aspectes relacionats tant amb la geometria del semiconductor com amb les seves propietats intrínseques i la seva interacció en un modelo inicialment unidimensional, són tractats a la literatura mitjançant formes bàsiques, s'ha considerat necessari profunditzar sobre aquestes influències. La qual cosa ha permès construir i caracteritzar mòduls no estàndard, amb pellets configurats amb diferents geometries i obtenint bones prestacions en el rang de temperatures considerat. També el comportament en freqüència és molt poc tractat en el modelat de les estructures termoelèctriques, i tanmateix hi ha aplicacions que requereixen un anàlisi en freqüència i a més aquestes aplicacions estan relacionades amb la miniaturització de la cèl·lula i la seva inèrcia en la resposta. Aquesta tesi, considerant aquest aspecte útil en l'objectiu de la caracterització, ha treballat el comportament en freqüència; aconseguint desenvolupar, caracteritzar i construir un sistema termoelèctric no estàndard per a una aplicació industrial i amb una inèrcia en la resposta que no compleix cap sistema comercial estàndard fins el moment. Per aconseguir l'objectiu de desenvolupar i caracteritzar estructures termoelèctriques amb pellets constituïts per nous materials i geometries no estàndard, la tesi (un cop examinat l'estat de l'art tant en l'aspecte del modelat com en l'estudi dels fenòmens termoelèctrics), segueix el següent seqüència:1) Estudi i anàlisis de la influència del model en la caracterització de les cèl·lules.2) Estudi i anàlisis de la influència tant de les propietats com de la geometria dels pellet i de la pròpia cèl·lula.3) Desenvolupament i caracterització de 5 cèl·lules termoelèctriques en el rang de 270 a 650ºK; una d'elles con un temps de inèrcia molt baix per a una aplicació industrial.4) Construcció i testejat de totes las plaques caracteritzades.5) Comparació del comportament i de les propietats de totes las cèl·lules i thermo-couples. / With the materials use at the present time to manufacture thermoelectric devices and withthe actual geometries, it is not possible to improve, in a determine temperature range,characteristics as the Figure of Merit or COP from their structures.The Scientific community is trying to improve the Figure of Merit, by searching for newmaterials, including systems of low dimensions as quantic points and super-nets. Only few peopleare working into thermoelectric phenomenon with out using new materials, searching for a betterunderstanding of the physical behaviors.It is possible to observe, in our search of improving the thermoelectric devices, bothtendencies at the same time; is to say, to search for a better understanding of the physicalphenomenon and test new materials as well.For this reason, this thesis is focus in the study of the geometry influence and thethermoelectric properties of the thermocouples regarding the module properties, as thedevelopment, characterization, and few devices test analysis base in different materials define inthe research group.Basically in this thesis, it has been characterize new thermoelectric modules with materials(Bi2Te3)1-x-y (Sb2Te3)x (Sb2Se3) and implemented with crystallization techniques from Bridgeman,and also some other modules with thermocouples with materials as Skutterudites base in Zn4Sb3 -CoSb3 , with nanotechnology process.In all developments we test new geometries non standard and also its characterization andcompare their behavior in a temperature range of 300 to 650 ºK.The characterization was done starting with the intrinsic characteristics related to thethermoelectric properties of the materials regarding the geometry and the thermocouples, anddetermining the behavior of the module as a heat pump and cooling device, in the temperaturerange selected for such purpose.Taking into account the related aspect, such as the semiconductor geometry as theirintrinsic properties and its interaction initially one-dimension, this are treated in the literature asbasic forms, it was necessary a deep research on all this influences. It has allowed to build up andto characterize non standard modules, with pellets configure with different geometries and obtaininggood results in the temperature range propose.Also the behavior in frequency has been little treated in the modeling of the thermoelectricstructures, however there are applications which needs a frequency analysis and are related tominiaturization of the thermoelectric device and its inertia in their response.This thesis, taking into account this useful aspect having as goal the characterization, hasbeen working this behavior in frequency, reaching a development, characterization and build up athermoelectric system non standard for an industrial application and with a good inertia in theresponse that does not meets any standard commercial system at this moment.To achieve the objective of developing and to characterize the thermoelectric structureswith pellets form by new materials and new geometries non standard, the thesis, once review thestate of art, from the view of the modeling as the thermoelectric phenomenon study, follows thedescribe sequence1) Study and analysis of the influence on the devices, from modeling and characterization.2) Study and analysis of the influence regarding the properties as the geometry of the pelletsfrom the thermoelectric device.3) Development and characterization of 5 thermoelectric devices in the range of 270 to 650K,one of them with a low time of inertia for an industrial application.4) Construction and testing of all characterize thermoelectric devices.5) Behavior comparison of all properties of TE devices and thermocouples / Con los materiales utilizados actualmente en la fabricación de las células termoeléctricas ycon las geometrías utilizadas, no es posible mejorar, en un rango determinado de temperaturas,características como la figura de mérito y el COP de estructuras. La comunidad científica intentaaumentar el factor de mérito por medio de la búsqueda de nuevos materiales, incluidos lossistemas de baja dimensionalidad como puntos cuánticos y superredes. Sólo unos pocos realizaninvestigación de los fenómenos termoeléctricos sin utilizar nuevos materiales, buscando una mejorcomprensión de los principios físicos que rigen estos fenómenos.Es posible contemplar, en la búsqueda de la mejora de los módulos termoeléctricos, lasdos tendencias a la vez; es decir, buscar una mejor comprensión de los principios físicos y a la vezensayar nuevos materiales. Por esta razón, esta tesis realiza tanto el estudio de la influencia de lageometría y de las propiedades termoeléctricas de las thermo-couples sobre las propiedades delos módulos termoeléctricos, como el desarrollo, la caracterización y testeado de varias célulasbasadas en diferentes materiales caracterizados en el grupo de investigación.Concretamente, en esta tesis, se han caracterizado nuevos módulos termoeléctricos conmateriales (Bi2Te3)1-x-y (Sb2Te3)x (Sb2Se3)y crecidos con técnicas de cristalización de Bridgeman, ytambién otros módulos con thermo-couples de materiales como son las Skutterudites basadas enel Zn4Sb3 - CoSb3 con crecimiento a base de nanotecnología. En todos los desarrollos se ensayannuevas geometrías no estándar y se caracteriza y compara su comportamiento en un rango detemperaturas entre 300 y 650 ºK.La caracterización se ha realizado a partir de las características intrínsecas relacionadascon las propiedades termoeléctricas de los materiales constituyentes de las thermo-couples y sugeometría; y determinando el comportamiento del módulo funcionando tanto como bomba de calory refrigerados como generador en el rango de temperaturas considerado.Notando que estos aspectos relacionados tanto con la geometría del semiconductor comocon sus propiedades intrínsecas y su interacción en un modelo inicialmente unidimensional, sontratados en la literatura mediante formas básicas, se ha considerado necesario profundizar sobreestas influencias. Ello ha permitido construir y caracterizar módulos no estándar, con pelletsconfigurados con diferentes geometrías y obteniendo buenas prestaciones en el rango detemperaturas considerado.También el comportamiento en frecuencia es muy poco tratado en el modelado de lasestructuras termoeléctricas, y sin embargo hay aplicaciones que requieren un análisis enfrecuencia y que están relacionadas con la miniaturización de la célula y en su inercia en larespuesta. Esta tesis, considerando este aspecto útil en el objetivo de caracterización, ha trabajadoeste comportamiento en frecuencia; consiguiendo desarrollar, caracterizar y construir un sistematermoeléctrico no estándar para una aplicación industrial y con una inercia en la respuesta que nocumple ningún sistema comercial estándar hasta el momento.Para conseguir el objetivo de desarrollar y caracterizar estructuras termoeléctricas conpellets constituidos por nuevos materiales y geometrías no estándar, la tesis (una vez examinadoel estado del arte tanto en el aspecto del modelado como en el estudio de los fenómenostermoeléctricos), sigue la siguiente secuencia:1) Estudio y análisis de la influencia del modelo en la caracterización de las células.2) Estudio y análisis de la influencia tanto de las propiedades como de la geometría delos pellet y de la propia célula.3) Desarrollo y caracterización de 5 células termoeléctricas en el rango de 270 a 650K;una de ellas con un tiempo de inercia muy bajo para una aplicación industrial.4) Construcción y testeado de todas las placas caracterizadas.5) Comparación del comportamiento y de las propiedades de todas las células y thermocouples.

Donat que la nostra societat és cada cop més dependent de la tecnologia, i perquè la tecnologia és vulnerable als processos de l’alta atmosfera que tenen el seu origen en el Sol, la nostra mirada es dirigeix progressivament vers la comprensió dels mecanismes concrets que possibiliten la connexió Sol - Terra, tractant-se avui dia d’una disciplina on la recerca va clarament en augment. L’acoblament de l’alta atmosfera amb la magnetosfera és, doncs, important per tal d’entendre processos que afecten el nostre planeta a escala global. Aquesta darrera baula en la complexa cadena d’esdeveniments que comencen en la nostra estrella té com a principal destinatària la ionosfera d’altes latituds, on es dipositen quantitats considerables d’energia i moment del vent solar. El camp magnètic terrestre juga un paper clau en aquesta interacció, on els corrents elèctrics que circulen al llarg de les línies de camp magnètic, altament conductores, es poden assimilar als cables d’un circuit que es tanca a través de la càrrega elèctrica (en terminologia de circuits) que constitueix la ionosfera d’altes latituds. La missió satel•litària Active Magnetosphere and Planetary Electrodynamics Response Experiment (AMPERE) ha proporcionat, per primera vegada, instantànies dels corrents alineats al camp amb una resolució espaial i temporal sense precedents, oferint així una oportunitat per alimentar un reconegut model físic de l’alta atmosfera de la Terra com el National Center for Atmospheric Research Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model (NCAR TIE-GCM). En un primer pas, hem utilitzat les dades d’AMPERE en l’equació de continuïtat del corrent entre la magnetosfera i la ionosfera per tal de forçar l’electrodinàmica del TIE-GCM, i hem validat els resultats tot comparant l’output corresponent a les variacions magnètiques en superfície amb dades geomagnètiques d’observatoris a diferents latituds i per a diferents condicions geofísiques. En una segona fase, hem introduït conductivitats ionosfèriques compatibles amb sectors de corrents alineats ascendents elevats, corresponents a electrons que es desplomen com a resultat d’una acceleració descendent deguda a camps elèctrics paral•lels que s’acumulen al llarg de les línies de camp magnètic, tot fent ús de diferents models per a validar les nostres conductàncies de sortida. Els resultats mostren una millora general de la capacitat del model per explicar les variacions magnètiques observades, tot i que amb una major contribució arran de la nostra primera aproximació. Les distribucions de conductància obtingudes, d’altra banda, són prou consistents amb models independents que han intentat quantificar l’efecte ionitzant de partícules que precipiten sobre la ionosfera auroral. En conclusió, hem fet una contribució modesta, però tanmateix constructiva, a la modelització de l’alta atmosfera i la seva connexió amb l’entorn espacial; principalment perquè tenim entre mans un model físic, que en últim terme ha de servir per avaluar el nostre coneixement de la realitat, més que no pas per proveir un resultat purament funcional. / Dado que nuestra sociedad es cada vez más dependiente de la tecnología, y porque la tecnología es vulnerable a los procesos de la alta atmósfera que tienen su origen en el Sol, nuestra mirada se dirige progresivamente hacia la comprensión de los mecanismos precisos que posibilitan la conexión Sol - Tierra, tratándose hoy en día de una disciplina en claro avance en cuanto a investigación. El acoplamiento de la alta atmósfera con la magnetosfera es, pues, importante para la comprensión de procesos que afectan a nuestro planeta a escala global. Este último eslabón en la compleja cadena de sucesos que comienzan en nuestra estrella tiene como principal destinatario la ionosfera de altas latitudes, donde se depositan cantidades considerables de energía y momento del viento solar. El campo magnético terrestre juega un papel clave en esta interacción, donde las corrientes eléctricas que circulan a lo largo de las líneas de campo magnético, altamente conductoras, pueden asimilarse a los cables de un circuito que se cierra a través de la carga eléctrica (en terminología de circuitos) que constituye la ionosfera de altas latitudes. La misión satelital Active Magnetosphere and Planetary Electrodynamics Response Experiment (AMPERE) ha proporcionado, por vez primera, instantáneas de las corrientes alineadas al campo con una resolución espacial y temporal sin precedentes, ofreciendo así una oportunidad para alimentar un reconocido modelo físico de la alta atmósfera de la Tierra como el National Center for Atmospheric Research Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model (NCAR TIE-GCM). En un primer paso, hemos utilizado los datos de AMPERE en la ecuación de continuidad de corriente entre la magnetosfera y la ionosfera a fin de forzar la electrodinámica del TIE-GCM, validando los resultados a través de la comparación del output correspondiente a las variaciones magnéticas en superficie con datos geomagnéticos de observatorios a distintas latitudes y para diferentes condiciones geofísicas. En una segunda fase, hemos introducido conductividades ionosféricas compatibles con sectores de corrientes alineadas ascendentes elevadas, correspondientes a electrones que se desploman como resultado de una aceleración descendiente debida a campos eléctricos paralelos que se acumulan a lo largo de las líneas de campo magnético, haciendo uso de diferentes modelos para validar nuestras conductancias de salida. Los resultados muestran una mejora general de la capacidad del modelo para explicar las variaciones magnéticas observadas, aunque con una mayor contribución a raíz de nuestra primera aproximación. Las distribuciones de conductancia obtenidas, por otro lado, son razonablemente consistentes con modelos independientes que han intentado cuantificar el efecto ionizante de partículas que precipitan sobre la ionosfera auroral. En conclusión, hemos contribuido modesta, aunque constructivamente, a la modelización de la alta atmósfera y a su conexión con el entorno espacial; principalmente porque estamos tratando con un modelo físico, que en último término debe servir para evaluar nuestro conocimiento de la realidad, antes que proveer un resultado puramente funcional. / Because our society is ever more dependent on technology, and because technology is vulnerable to upper atmospheric processes having their origin in the Sun, our gaze is progressively turning towards the understanding of the exact mechanisms that enable the Sun-Earth connection, being today a matter of increasingly intensive research. Coupling of the upper atmosphere system with the magnetosphere is thus important for understanding processes that affect our planet in a global scale. This last link in the complex chain of events starting in our star has the high-latitude ionosphere as a main target, where considerable amounts of solar wind energy and momentum are deposited. The magnetic field of the Earth plays a key role in this interaction, with electric currents flowing along the highly conducting geomagnetic field lines that can be thought of as the wires in a circuit that is closed by the electrical load of the high-latitude ionosphere. The Active Magnetosphere and Planetary Electrodynamics Response Experiment (AMPERE) satellite mission has offered for the first time snapshots of the geomagnetic field-aligned currents with unprecedented space and time resolution, thus providing an opportunity to feed an acknowledged first-principles model of the Earth’s upper atmosphere such as the National Center for Atmospheric Research Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model (NCAR TIE-GCM). In a first step, we have made use of AMPERE data in the current continuity equation between the magnetosphere and the ionosphere to drive the TIE-GCM electrodynamics, and we have validated our results by comparing the output ground magnetic variations with geomagnetic observatory data at different latitudes and for different geophysical conditions. In a second stage, we have made ionospheric conductivities consistent with enhanced upward field-aligned current sectors corresponding to electrons plunging as a result of downward acceleration by parallel electric fields built up along the magnetic field lines, whereby we have used different models to validate our output conductances. Results show an overall improvement of the model ability to explain the observed magnetic variations, though with a greater contribution coming from our first approach. Our conductance distribution, on the other hand, is reasonably commensurate with independent models that have tried to quantify the ionizing effect of precipitating particles onto the auroral ionosphere. In conclusion, we have made a modest but constructive contribution to the modeling of the upper atmosphere and its connection with the space environment; especially because we are dealing with a physical model, which is ultimately meant to assess our knowledge of reality, rather than providing a purely functional result.

This dissertation has as its goal the quantitative evaluation of the application ofcoupled hydrodynamic, ecological and clarity models, to address the deterministic prediction of water clarity in lakes and reservoirs. Prediction of water clarity is somewhat unique, insofar as it represents the integrated and coupled effects of a broad range of individual water quality components. These include the biological components such as phytoplankton, together with the associated cycles of nutrientsthat are needed to sustain their popuiations, and abiotic components such as suspended particles that may be introduced by streams, atmospheric deposition or sediment resuspension. Changes in clarity induced by either component will feed backon the phytoplankton dynamics, as incident light also affects biological growth. Thus ability to successfully model changes in clarity will by necessity have to achieve the correct modeling of these other water quality parameters. Water clarity is also unique in that it may be one of the earliest and most easily detected wamings of the acceleration of the process of eutrophication in a water body.

In this research work it has been implemented with the semiconductor characterization, base basically in the thermoelectric structure develop with Skutterudite nanostructures, under different manufacturing process, specially compounds from the type Co-Ni-Sb, by developing and study of its intrinsic characteristics related to thermoelectric properties as the figure of merit, by the use of special design tooling for such purpose, doing analogies of their behavior with classic materials. It is also shown the specific instrumentation. In chapter 1 it is shown the general actual stage of the semiconductor materials use in Thermoelectric and related measurement systems.The chapter 2 has been focus for the introduction of different model series of monomodule and the basic structure of the thermoelectric system with the mainly objective to know the behavior of the pellets and different simulation versions. The continues model base its development in the use of the average parameters taken from different concepts as temperature functions and the semiconductor material. With the utilization of models base in finite elements the software was simplify as a support, as it is much more easier to include parameters in each of the elements that the material is divide.In chapter 3 it has been develop the study of some thermoelectric compounds base in BiTe. It has been develop the characterization of a compound base in (Bi2Te3)1-xy( Sb2Te3)x(Sb2Se3)y that pretends exploit the BiTe characteristics at room temperatures about 300K. Previously it has been develop some theoretical concepts that will explain the different techniques in the development of the thermoelectric materials as the design in 2D quantum well that has multiple advantages regarding the Figure of Merit goals higher than with bulk materials. To finish in chapter 3, it was study a mono-module base in the study materials.In chapter 4 the material Skutterudite has been develop as an experimental base that conform part of this thesis. The Skutterudite system possess basic conditions to obtain a high Figure of Merit Z. The Skutterudite are forming covalent structures with low coordination index between atoms in the big vacuum interact that exist. New compounds can be form from new atoms added in vacuum interact, which implements in the optimization of the thermoelectric characteristics. It has been study Skutterudite solutions base in compounds from type CoSb3-xAsx for temperature ranges up to 700K.In the chapter 5 it was develop few experiments related to the Skutterudite material, prepare with nanotechnology. Is the core of this thesis and has been divide in tree basic experiments. Study of the material Co-Sb with nano-structure. Study of the material Co-Sb were the Co is replace by Ni to study its thermoelectric characteristics and the study of the mono-module constructed with the study materials. It was also study a thermoelectric mono-module according to the thermoelectric study materials. As a main target we have use the type of material CoSb3 (M1), which acts as n material and Zn4Sb3 that works as p material.The obtained results could be the base for the study of the materials also base in CoSb3, but replacing its structure for new elements. The Nb (Niobio), is an element that was study and works as a dope agent type p replacing the Co atoms. The electrical conductivity could be increase in the final compound but some research lines will confirm its well use. Another research task that could lid from this thesis study is the use of thermoelectric structures (thermoelectric devices) base in the material being study.The microprobe tool, has been develop in special way to use as a research tool for the thesis expose. Is a very useful tool that has been use to measure the Seebeck coefficient in the materials, and the electrical conductivity. The microprobe is basically form by heated test point that is positioned over a sample device. The end of the pointer is connected to a thermocouple normally type T, Cu-CuNi ; that measures the temperature call T1. The sample is always place over a good electrical and thermal contact, which is also connected to a thermocouple to measure the temperature T0. By the combination the wires Cu-Cu and CuNi-CuNi, from the thermocouples it is possible to obtain the voltage that will be name U0 and U1 that are well process to obtain the Seebeck coefficient. / En este trabajo de investigación se ha implementado la caracterización del semiconductor en la que se basa la estructura termoeléctrica desarrollada con Skutterudites nanoestructuradas bajo diferentes procesos de fabricación, en concreto compuestos del tipo Co-Ni-Sb, realizando un estudio de sus características intrínsecas relacionadas con las propiedades termoeléctricas como es la figura de mérito mediante herramientas diseñadas para ese propósito haciendo analogías con el comportamiento de materiales clásicos. También se muestra el desarrollo de instrumental específico.El capítulo 2 se ha dedicado a la presentación de una serie de modelos del monomódulo y de la estructura básica del sistema termoeléctrico con el objetivo de conocer el comportamiento del pellet ante diferentes visiones de simulación. El modelo continuo basa su desarrollo en la utilización de los parámetros medios tomados desde diferentes concepciones en función de la temperatura y sobre todo el material semiconductor. Con la utilización de modelos basados en elementos finitos se simplifica la realización de software de soporte ya que es relativamente más fácil introducir parámetros en cada uno de los elementos en que se divide el material.En el capítulo 3 se ha desarrollado el estudio de algunos compuestos termoeléctricos basados en el BiTe. Se ha realizado la caracterización de un compuesto basado en (Bi2Te3)1-x-y(Sb2Te3)x(Sb2Se3)y que intenta explotar las características del BiTe a temperaturas ambientales (sobre 300K). Previamente se ha desarrollado una serie de conceptos teóricos que explican diferentes técnicas en el desarrollo de materiales termoeléctricos como el diseño en 2D quantum well que conlleva multitud de ventajas en cuanto se consiguen figuras de mérito superiores que en bulk. Por último, en el capítulo 3 se ha estudiado un monomódulo en base a los materiales estudiados.En el capítulo 4 se ha desarrollado el material Skutterudite como base en la experimentación que forma la parte esencial de esta tesis. El sistema Skutterudite posee las condiciones básicas para obtener una figura de mérito Z alta. Las Skutterudites forman estructuras covalentes con bajo índice de coordinación entre los átomos que la constituye lo que contribuye a la posible incorporación de nuevos átomos en el gran vacío intersticial que existe. Nuevos compuestos se pueden formar a partir de nuevos átomos incorporados en el vacío intersticial lo que contribuye en la optimización de las características termoeléctricas. Se han estudiado soluciones de Skutterudites basadas en compuestos del tipo CoSb3-xAsx para temperaturas hasta 700K.En el capítulo 5 se han desarrollado varios experimentos en relación con material Skutterudite preparado mediante nanotecnología. Constituye el núcleo de esta tesis y se divide en tres experimentos básicos: -Estudio del material Co-Sb con nanoestructura. - Estudio del material Co-Sb nanoestructurado en donde parte del Co se sustituye por Ni para estudiar sus características termoeléctricas. -Estudio de un monomódulo constituido en base a los materiales estudiados. En concreto el material tipo CoSb3 (M1) que actúa de material tipo n y el Zn4Sb3 que actúa como el material de tipo p.Los resultados que se han obtenido pueden ser la base para el estudio de materiales también basados en el CoSb3 , pero con la sustitución de su estructura por nuevos elementos. El Nb (Niobio), es un elemento investigado y actúa como dopante de tipo p sustituyendo a átomos de Co. La conductividad eléctrica es factible de ser incrementada en el compuesto final, aunque futuras líneas de investigación confirmarán su utilidad. Otra línea de investigación que se podría derivar a partir del estudio realizado en esta tesis es la realización de estructuras termoeléctricas (células termoeléctricas) basadas en el material estudiado.La herramienta microprobe se ha desarrollado de forma especial para la realización de la investigación expuesta en esta tesis. Es una herramienta que ha servido para medir de forma espacial el coeficiente de Seebeck y la conductividad eléctrica esencialmente. Microprobe consiste básicamente en una punta de prueba calentada que es posicionada sobre la superficie de una muestra. La punta es conectada a un termopar (normalmente de tipo T, Cu-CuNi) que mide la temperatura que se llamará T1. La muestra siempre se pone sobre un buen contacto eléctrico y térmico que también se conecta a un termopar midiéndose la temperatura T0. Combinando los cables (Cu-Cu) y (CuNi-CuNi) de los termopares es posible obtener las tensiones que se llamarán U0 y U1 que son procesadas adecuadamente para obtener el coeficiente de Seebeck.

El objetivo de esta tesis es el estudio de la dinámica de los láseres de semiconductor (LS) con realimentación óptica, tanto desde el punto de vista experimental como numérico. La reflexión de la luz emitida por el láser, debida a la presencia de un espejo externo, es capaz de inducir una dinámica caótica en su intensidad de salida. Concretamente, cuando el láser es bombeado cerca de su corriente umbral, puede entrar en el régimen de fluctuaciones de baja frecuencia (LFF), caracterizado por repentinas caídas de su intensidad a tiempos irregulares. El comportamiento pulsado, y caótico, en este régimen es de especial interés desde el punto de vista de la dinámica de sistemas no-lineales, pero también por sus aplicaciones en comunicaciones ópticas.Si queremos resumir los resultados de esta tesis ordenados cronológicamente,debemos empezar hablando de ruido. El efecto de el ruido en un sistema no-lineal puede ser de gran ayuda en la obtención de una respuesta más regular, efectos como la resonancia coherente o la resonancia estocástica han dado buena prueba de ello. Con el objetivo de observar ambos fenómenos en el comportamiento pulsado de un láser en régimen de LFF, se realizan simulaciones numéricas a partir del modelo de Lang-Kobayashi (LK), que describe la evolución del campo eléctrico y los portadores en un LS. Los resultados obtenidos demuestran que añadiendo cierta cantidad de ruido externo a través de la corriente de bombeo, los pulsos observados en la intensidad de salida se vuelven más regulares, que es la característica típica de la resonancia de coherencia (RC). Si la corriente de bombeo está modulada con una señal periódica de cierta frecuencia, se puede observar cómo el ruido externo ayuda al sistema a seguir dicha frecuencia, lo que se refleja en la intensidad de salida con unas caídas no sólo más regulares, sino también a la frecuencia de forzamiento. Este fenómeno, observado en diversos sistemas no-lineales, se conoce como resonancia estocástica (SR). Los estudios realizados permiten observar que no sólo la amplitud del ruido es importante, sino también su tiempo de correlación, debiéndose ajustar ambos parámetros para poder observar dichas resonancias. En relación con el efecto del ruido en estos sistemas, se estudia (experimental y numéricamente) el caso de un láser en LFF cuando es modulado con dos frecuencias, observando resonancia a frecuencias no presentes en el sistema. Estos resultados son la primera evidencia experimental de este fenómeno, bautizado como resonancia fantasma (GR), el cual sólo habia sido predicho teóricamente hasta el momento.Paralelamente, se analizan los efectos del acoplamiento de dos sistemas caóticos, en nuestro caso dos láseres en régimen de LFF. Los resultados demostran que el acoplamiento puede incrementar la respuesta de un sistema no lineal a un señal periódica externa.Se profundiza también en el estudio del comportamiento multimodo de los láseres de semiconductor con realimentación óptica. Se presentan resultados experimentales y numéricos del comportamiento de los modos longitudinales en el régimen de LFF, observándose como, cuando la intensidad total cae, se activan modos laterales que hasta el momento permanecian apagados. Finalmente, y continuando con el estudio de la dinámica multimodo, se analiza la sincronización de dos láseres multimodo mediante una extensión del modelo de LK, observándose sincronización generalizada y anticipada, tanto de la intensidad total, como entre los modos longitudinales de cada láser. Estos resultados sugieren la utilización de este tipo de láseres para la transmisión de mensajes multiplexados.

El control de la microestructura necesita la optimización de las condiciones del conformado en caliente. La recristalización dinámica es el fenómeno protagonista durante un proceso termomecánico, por lo que tiene un interés industrial, permitiendo mejorar las propiedades mecánicas de los aceros inoxidables mediante el afinamiento de grano, y al mismo tiempo aumentar la resistencia a la fragilización y a la corrosión. El objetivo principal de este trabajo es estudiar el comportamiento termomecánico de cuatro aceros inoxidables austeniticos: dos comerciales AISI 304 relativamente altos de elementos de aleación y dos aceros de laboratorio, de alta pureza y libres de intersticiales. La primera parte del estudio se centrará en los mecanismos elementales que intervienen y afectan a la recristalización dinámica (endurecimiento, restauración dinámica, nucleación y crecimiento de los nuevos granos). La segunda parte, modelizará las curvas de fluencia en diferentes grados de temperatura y diferentes velocidades de deformación mediante la cuantificación de dichos fenómenos. Las curvas de fluencia anteriormente mencionadas se han obtenido mediante ensayos de compresión uniaxial. Y finalmente un estudio de la evolución de la microestructura, mediante el microscopio óptico y MEB-EBSD en las tres principales etapas que caracterizan las curvas de fluencia en dos casos: en el de afinamiento de grano (bajas temperaturas y altas velocidades de deformación) y en el de su crecimiento (altas temperaturas y bajas velocidades de deformación). El uso de la técnica EBSD, permite un estudio amplio de microestructura y al mismo tiempo ofrece datos sobre las orientaciones y la evolución de la microtextura durante el proceso de deformación.El efecto del grado de pureza será discutido y una comparación de diferentes parámetros de los cuatro materiales permitirá concretar el efecto del soluto en general y del carbono en particular, en diferentes etapas de deformación y según las condiciones de deformación. Para el acero de alta pureza y ultra alta pureza se estudiará el efecto del tamaño de grano inicial sobre la etapa del endurecimiento y la cinética de la recristalización dinámica. Finalmente se realizó un estudio sobre el tamaño de grano recristalizado dinámicamente que se considera el cambio microestructural más importante y beneficioso del proceso de conformado en caliente en su totalidad.

La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu de la UPC / Radiation therapy is one of the main modalities used for treating cancer patients, together with surgery and chemotherapy. Radiotherapy treatments can be carried out with a great variety of devices, but most treatments are currently delivered with megavoltage x-ray beams produced by medical linear accelerators (linacs). Many treatments are carried out with adjacent radiation fields, which need to be matched. Field matching is a complex problem, which presents several geometrical and dosimetrical challenges. This thesis deals with different aspects related to field matching using medical linacs. The aim is to optimize the process in order to improve the accuracy of this technique in clinical practice. The results of the thesis are included in four publications. Two of them focus on the geometrical problem of field matching; the other two on the optimization in single-isocenter half-beam (SIHB) techniques. In the first group the geometrical problem of matching the adjacent fields is addressed. Fields with different isocenters can be matched by rotating the couch and the collimator and selecting the appropriate field sizes in such a way that their side planes are coincident. For the first time a general analytical solution to this problem, applicable to any field configuration, is presented. The solution provides all the parameters needed to achieve a geometrically exact match. Additionally, the general analytical solution permits to derive simplified expressions for particular treatment techniques. Another important advantage of the general solution is that it allows to draw practical conclusions regarding field matching in clinical practice. In the second group, issues regarding the SIHB technique are investigated. In this technique one of the asymmetric jaws is set to zero in such a way that half-fields with no divergence at the central axis are combined. First, the effect of the field setup on the dosimetry of abutted fields in SIHB techniques is analyzed. Results show that the field setup has an important influence on the dosimetry at the junction. Thus, having a uniform dose distribution for two fields at gantry 0° does not guarantee a uniform distribution for other field arrangements. In addition, junction doses are largely affected by the relative position of the radiation fields involved. Studies aiming to assess or to optimize the homogeneity of the dose distribution at the junction should, therefore, take this effect into account. Second, a new method to calibrate the zero jaw position is proposed that improves its accuracy. This is important because in the SIHB technique the zero position of the jaw is critical for the dose homogeneity at the junction. The presented method allows a more accurate and safer use of half-beam techniques. / La radioterapia es una de las principales modalidades para tratamiento del cáncer, junto con la cirugía y la quimioterapia. Los tratamientos de radioterapia se pueden administrar con una gran variedad de equipos, pero en la mayoría de los casos se usan haces de rayos X producidos por aceleradores lineales. En muchos de estos tratamientos se usan haces de radiación adyacentes, que se deben de unir adecuadamente. La unión de campos es un problema complejo, que plantea retos tanto geométricos como dosimétricos. Esta tesis trata de diversos aspectos relacionados con la unión de campos usando aceleradores lineales. El objetivo es optimizar el proceso para mejorar la exactitud de esta técnica en la práctica clínica. Los resultados de esta tesis se incluyen en cuatro publicaciones. Dos de ellas tratan el problema geométrico de la unión de campos; los otros dos tratan la optimización en técnicas de hemicampos con isocéntrico único. En el primer grupo se plantea el problema de unir campos con distintos isocentros mediante rotaciones de la mesa y del colimador y mediante la selección de los tamaños de campo adecuados. De este modo se puede conseguir que los planos definidos por los lados de los haces de radiación sean coincidentes, obteniendo así una unión geométrica exacta. Por primera vez se presenta una solución general analítica a este problema, que es aplicable a cualquier configuración de campos. La solución proporciona todos los parámetros necesarios para obtener una unión de campos geométrica exacta. Adicionalmente, esta solución permite deducir expresiones simplificadas para técnicas de tratamiento particulares. Otra ventaja importante de la solución general es que permite deducir conclusiones prácticas respecto al problema de la unión de campos en la práctica clínica. En el segundo grupo se investigan aspectos relacionados con con la técnica de hemicampos con isocentro único. En esta técnica una de las mandíbulas asimétricas se coloca en su posición 'cero', de modo que se combinan hemicampos sin divergencia en el eje central. En primer lugar se analiza la influencia de la configuración de los campos en la zona de la unión. Los resultados muestran que la disposición de los campos tiene un efecto dosimétrico importante. Por consiguiente, tener una distribución de dosis homogénea para dos campos con el brazo a 0° no garantiza la homogeneidad para otras configuraciones de campos. Adicionalmente, las dosis en la unión son dependientes de la posición relativa de los campos de radiación usados. En consecuencia, aquellos estudios que pretendan estimar u optimizar la homogeneidad de la distribución de dosis deberían tener este efecto en consideración. En segundo lugar se propone un nuevo método para calibrar la posición cero de las mandíbulas que mejora de forma importante su exactitud. Esta calibración es importante porque en la técnica de hemicampos con isocentro único la homogeneidad de la dosis en la unión depende fuertemente de la posición cero de las mandíbulas. El método presentado permite, por tanto, un uso más preciso y seguro de estas técnicas en la práctica clínica.

The development of new materials impacts on all branches of engineering and, in particular, in aerospace engineering. Metallic glasses (MG) are relatively newcomers to the world of materials science and have excellent mechanical properties; its study is mandatory to allow its technological implantation. The macroscopic mechanical properties of a material are linked to its atomic structure. In particular, the fracture behaviour of brittle materials is initiated by the generation of vibrational modes. In metallic glasses, with amorphous structure, the vibrational spectrum has specific features. In this work, the vibrational properties of metallic glasses are examined by Molecular Dynamics simulations. The study was focused in binary systems, which were simulated using different interatomic potentials: Lennard-Jones (LJ), Morse and the semiempirical Embedded atom (EAM). As in Pd-based metallic glasses, the ratio of masses of both species was high, namely 2 in Lennard-Jones potentials and 1.67 in Morse and EAM potentials. The large scale simulations allowed us to simulate systems with nm-scale heterogeneities frozen-in during the quenching process. Different relaxation states were obtained by changing the quenching rates of the simulated MGs. The collective vibrational atomic dynamics of metallic glasses is a longstanding subject of debate. The origin of the excess of vibrational modes known as Boson Peak (BP) is not clear. In the systems analysed the dependence of the BP position and intensity on the system size is found to be weak. On the contrary, the BP intensity increases with the quenching rate, while its position shifts slightly to smaller frequencies. The results obtained by using realistic, semiempirical EAM potentials compare well with the experimental data available in glasses of similar compositions. The dynamic structure factor, S(q, ¿) is also computed in large systems to get information on the behaviour of acoustic excitations at low wavenumbers. The dominant frequencies O L,T (q) are determined for each considered wavevector, in order to compute the relation of dispersion of longitudinal and transverse phonons. In all studied cases the width of the peak, GL,T(q), increases as the frequency increases. A linear region at low wavenumbers and a bending when approaching the limit of the first pseudo-Brillouin zone are found. This behaviour is the same than that observed experimentally by Inelastic X-Ray scattering. The macroscopic sound speed is obtained for wavenumbers tending to zero. The values obtained with EAM and Morse potentials are in qualitative agreement with those obtained experimentally in systems of similar composition. The Ioffer-Regel limit (IR), where the coherence length of the phonon is similar to the phonon wavelenght, was computed. It is found that the Ioffe-Regel frequency decreases slightly when applying faster quenching rates. The longitudinal Ioffe-Regel limit was found at frequencies higher than the Boson peak frequency for all the cases, although the diference in EAM systems is much reduced. Contrary to the typical results obtained in the LJ systems, using EAM potentials in both Cu20Pd80 and Cu50Pd50 the longitudinal IR limit is very close to the position of the BP while the transversal IR limit is found well below. This behaviour is coherent with that found by IXS measurements. It is inferred that the EAM potential increases the interaction between the longitudinal modes and the BP excess states. Finally the fragility of the studied systems was obtained by calculating the viscosity at different temperatures. Lennard-Jones systems showed a much larger fragility than EAM and Morse systems. However, even systems simulated with more realistic potentials showed fragility values much higher than those obtained experimentally. This is attributed to the extremely high quenching rates used in simulations, as it is known experimentally that fragility increases with the quenching rate. / El desenvolupament de nous materials té un gran impacte en totes les àrees de l'enginyeria, i en particular a l'enginyeria aeronàutica. Els vidres metàl·lics son materials relativament nous, amb excel·lents propietats mecàniques; el seu estudi és imprescindible per la seva implantació tecnològica. Les propietats mecàniques macroscòpics d'un material estan determinades per la seva estructura atòmica. En particular, la fractura de materials fràgils s'inicia per la generació de modes de vibració. Als vidres metàl·lics, d'estructura amorfa, l'espectre vibracional té característiques específiques. En aquest treball s'estudien les propietats vibracionals dels vidres metàl·lics emprant simulacions de dinàmica Molecular. L'estudi es centra en sistemes binaris simulats emprant potencials atòmics de Lennard-Jones (LJ), Morse i Embedded Atom method (EAM), de tipus semiempíric. Com als vidres metàl.lics basats en Pd, el quocient de les masses d'ambdues espècies en les simulacions és alt, essent 2 en potencials LJ i 1.67 en potencials Morse i EAM. Simulacions a gran escala permeten simular sistemes amb heterogeneities a escala nm, i la simulació a velocitats de refredament diferents permet obtenir configuracions en diferents estats de relaxació. La dinàmica de les vibracions atòmiques dels vidres metàl·lics és un tema de debat. L'origen de l'excés dels modes de vibració conegut com Boson Peak (BP) no és clar. Als sistemes analitzats s'observa que la dependència de la posició i la intensitat del BP amb la mida del sistema és feble. Al contrari, la intensitat de la BP augmenta amb la velocitat de refredament, mentre que la seva posició es desplaça a freqüències menors. Els resultats obtinguts emprant potencials de realista tipus EAM coincideixen amb les dades experimentals disponibles en vidres de composicions similars. El factor d'estructura dinàmica, S (q, ¿) es calculà també en sistemes grans per obtenir informació sobre el comportament de les excitacions acústiques en vectors d'ona baixos. També es va obtenir la relació de dispersió de fonons longitudinals i transversals. En tots els casos estudiats, l'amplada del pic, GL,T(q), augmenta amb la freqüència. S'observa una regió lineal a baixos nombres d'ona i una flexió quan s'aproxima el límit de la pseudo-zona de Brillouin. Aquest comportament és el mateix que l'observat experimentalment emprant Inelàstic X-Ray scattering (IXS). La velocitat del so macroscòpica s'obté quan el nombre d'ona tendeix a zero. Els valors obtinguts amb potencials EAM i Morse estan d'acord amb els valors mesurats experimentalment en sistemes de composició similar. El límit Ioffe-Regel (IR) es defineix com la freqüència a la que la longitud de coherència del fonó és similar a la longitud d'ona de fonó. S'observa que la freqüència IR augmenta lleugerament als sistemes més relaxats. El límit IR longitudinal és troba en tots els casos a freqüències superiors a la freqüència del BP. Contràriament als resultats obtinguts en els sistemes LJ, el límit longitudinal IR en Cu20Pd80 y Cu50Pd50 és molt a prop de la posició del BP, mentre que el límit transversal IR és molt per sota d'aquest valor; aquests resultats estan d'acord amb els obtinguts experimentalment per IXS. S'infereix que el potencial EAM augmenta la interacció entre modes longitudinals i l'excés de modes del BP. Finalment s'obtingué la fragilitat en els sistemes estudiats mitjançant el càlcul de la viscositat a temperatures diferents. És conegut experimentalment que la fragilitat augmenta amb la velocitat de refredament. Els sistemes LJ mostraren una fragilitat molt més alta que els Morse i EAM. No obstant això, fins i tot els sistemes simulats amb potencials realistes van mostrar valors de la fragilitat molt superiors als obtinguts experimentalment a causa de l'extrema velocitat extrema de refredament de les simulacions / El desarrollo de nuevos materiales tiene impacto en todas las áreas de la ingeniería, y en particular en la ingeniería aeronáutica. Los vidrios metálicos son materiales relativamente nuevos, con excelentes propiedades mecánicas; su estudio es imprescindible para su implantación tecnológica. Las propiedades mecánicas macroscópicas de un material están determinadas por su estructura atómica. En particular, la fractura de materiales frágiles se inicia mediante la generación de modos de vibración. En los vidrios metálicos, con estructura amorfa, el espectro vibracional tiene características específicas. En este trabajo es estudian las propiedades vibracionales de los vidrios metálicos usando simulaciones de Dinámica Molecular. Se estudian sistemas binarios utilizando potenciales atómicos de Lennard-Jones (LJ), Morse y Embedded atom method (EAM), de tipo semiempírico. Al igual que en los vidrios metálicos a base de Pd, la relación de las masas de ambas especies en las simulaciones es alta, siendo 2 en potenciales LJ y 1,67 en potenciales Morse y EAM. Las simulaciones a gran escala permiten simular sistemas con heterogeneidades a escala nm, y la simulación a diferente velocidad de enfriamiento permite obtener configuraciones en diferentes estados de relajación. La dinámica de las vibraciones atómicas de los vidrios metálicos es un tema de debate. El origen del exceso de los modos de vibración conocidos como Boson Peak (BP) no es claro. En los sistemas analizados se observa que la dependencia de la posición y la intensitat del BP con el tamaño del sistema es débil. Por el contrario, la intensidad del BP aumenta con la velocidad de enfriamiento, mientras que su posición se desplaza a frecuencias menores. Los resultados obtenidos mediante el uso de potenciales realistas tipo EAM coinciden con los datos experimentales disponibles en vidres de composiciones similares. El factor de estructura dinámica, S (q, ω) se calculó también en sistemas grandes para obtener información sobre el comportamiento de las excitaciones acústicas en vectores de onda bajos. También se obtuvo la relación de dispersión de fonones longitudinales y transversales. En todos los casos estudiados, la anchura del pico, ΓL,T(q), aumenta con la frecuencia. Se observa una región lineal a bajos números de onda y una flexión cuando se aproxima al límite de la pseudo-zona de Brillouin. Este comportamiento es el mismo que el observado experimentalmente por Inelastic X-Ray scattering (IXS). La velocidad macroscópica del sonido se obtiene cuando el número de onda tiende a cero. Los valores obtenidos con potenciales EAM y Morse están en concordancia con los valores medidos experimentalmente en sistemas de composición similar. El límite Ioffer-Regel (IR) se define como la frecuencia a la que la longitud de coherencia del fonón es similar a la longitud de onda del fonón. Se observa que la frecuencia IR aumenta ligeramente en sistemas más relajados. El límite IR longitudinal se encuentra en todos los casos en frecuencias superiores a la frecuencia del BP. Contrariamente a los resultados obtenidos en los sistemas LJ, el límite longitudinal IR en Cu20Pd80 y Cu50Pd50 está muy cerca de la posición del BP, mientras que el límite transversal de IR se encuentra muy por debajo; estos resultados coinciden con los obtenidos experimentalmente mediante IXS. Se infiere que el potencial EAM aumenta la interacción entre los modos longitudinales y el exceso de estados de BP. Finalmente se obtuvo la fragilidad en los sistemas estudiados mediante el cálculo de la viscosidad a diferentes temperaturas. Es conocido experimentalmente que la fragilidad aumenta con la velocidad de enfriamiento. Los sistemas LJ mostraron una fragilidad mucho mayor que los sistemas EAM y Morse. Sin embargo, incluso los sistemas simulados con potenciales realistas mostraron valores de fragilidad muy superiores a los obtenidos experimentalmente debido a las extremas velocidades de enfriamiento de las simulaciones.