El objetivo principal del presente trabajo es la obtención de recubrimientos con una composición optimizada para aplicaciones de elevada resistencia a alta temperatura y al desgaste, proyectados térmicamente sobre acero al carbono AISI 1110, mediante la técnica de oxifuel, basados en el sistema NiCrAlY/Al2O3. Estos recubrimientos deben ser capaces de proteger adecuadamente a un material de escasa resistencia mecánica y térmica para el rango de temperaturas analizado, que se sitúa entre 850 – 1150º C, con intervalos de 150º C. Otro de los objetivos fundamentales es la supresión de la necesidad de utilizar capas intermedias entre el recubrimiento y el material base, a modo de favorecer el anclaje posterior entre ambos, con el consiguiente ahorro económico y en el tiempo de operación. Además, se pretende mejorar los recubrimientos obtenidos mediante dos vías diferentes: la adición de distintos porcentajes de elementos reactivos y la utilización de Al2O3 nanoestructurada en sustitución de la alúmina convencional micrométrica. Las técnicas de caracterización que se utilizarán son: análisis termogravimétrico (TGA), difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), así como ensayos mecánicos tales como desgaste abrasivo “pin-on-disk" y microdureza Vickers.

Este trabajo aborda el estudio de las explosiones industriales accidentales, realizando una revisión bibliográfica en este campo y recopilando los principales modelos de cálculo de las magnitudes peligrosas de las explosiones (onda de presión y fragmentos). Se proponen mejoras a los modelos existentes y se desarrolla una nueva herramienta de análisis de consecuencias, denominada curvas características de las explosiones, que relaciona directamente sobrepresión, impulso y distancia, permitiendo establecer el alcance de los daños.Se analizan también los valores límite de la legislación española para establecer las Zonas de Planificación en emergencias, concluyendo que no ofrecen un adecuado nivel de seguridad, realizándose una nueva propuesta basada en criterios de daño y en el análisis de accidentes reales.Por último, se ha elaborado un programa informático (ZEUS) que utiliza los modelos estudiados para calcular las Zonas de Planificación propuestas y los daños sobre seres humanos y edificios producidos por las explosiones. / This work undertakes the study of accidental industrial explosions. A bibliographical review is made in this field, taking and improving the main models for the calculation of dangerous magnitudes for explosions (pressure wave and fragments). In addition, a new tool for consequence analysis is developed, referred to as characteristics curves for explosions, which relate directly overpressure, impulse and distance, allowing the calculation of damage caused by industrial explosions. Threshold values published by the Spanish legislation for the establishment of Emergency Planning Zones are also analyzed, concluding that they do not offer a suitable safety level. Thus, new values are proposed taking into account damage criteria and real accident analysis. Finally, a computer program (ZEUS), that uses the models studied in this Thesis, has been elaborated to calculate Planning Zones, as well as damages produced by explosions on humans and buildings.

Simulacó numérica directa de la dispersió turbulenta de plomalls amb flotació en un flux en un canal Alexandre Fabregat Tomás, Tarragona, octubre del 2006 1 IntroduccióL'objectiu d'aquest treball és estudiar la dispersió turbulenta de calor en diferents configuracions basades en el canal desenvolupat mitjançant DNS (Direct Numerical Simulations). Aquesta eina ha demostrat ser de gran utilitat a l'hora d'estudiar fluxos turbulents ja que permet, donada una malla computacional capaç de capturar totes les estructures del flux i un esquema que minimitzi els errors i la dissipació numérica, descriure acuradament l'evolució temporal del flux. Permet a més, donada la descripció tridimensional i temporal del flux, determinar amb precisió qualsevol quantitat que seria impossible d'obtenir experimentalment.En el flux en un canal, el fluid esmou entre dues parets planes, llises i paral·leles separades una distància 2d impulsat per un gradient constant mitjà de pressió. El flux s'anomena desenvolupat quan ja no hi ha efectes de regió d'entrada i la única inhomogeneïtat es troba en la direcció normal a la paret. Sota aquestes condicions, les quantitats promitjades esdevenen estacionàries en el temps.En aquest treball s'ha validat el codi computacional mitjançant la reproducció d'algunes configuracions de flux prèviament estudiades per altres autors. Els nous coneixements en l'estudi de la dispersió turbulenta de calor s'han obtingut a l'incloure, en un flux totalment desenvolupat en un canal, una font lineal centrada verticalment que provoca l'aparició d'un plomall amb una temperatura més alta que la del flux del fons i que per tant, al tenir una menor densitat, experimenta flotació i es deflecteix. L'amitjanament temporal del flux permet estudiar les diferents contribucions dels diferents termes rellevants en les equacions de transport.És d'especial interés la comparativa d'aquests resultats amb els corresponents a la formació d'un plomall a partir d'una font lineal d'un escalar passiu.Per altra banda també s'ha estudiat l'eficiència en paral·lel dels mètodes multigrid en la resolució d'equacions de Poisson. Aquestes equacions són d'especial interés ja que apareixen en el càlcul de la pressió i representen un coll d'ampolla en termes de costos computacionals. Aquest mètode numèric ha estat comparat amb els mètodes de gradient conjugat (anteriorment emprats en el codi 3DINAMICS) en la resolució de diferents problemes comparant els costos en termes de temps de CPU i la seua escalabilitat en la màquina multiprocessador de memòria distribuïda del grup de recerca de Mecànica de Fluids de Tarragona.2 Descripció matemàticaUn cop adimensionalitzades mitjançant les escales adequades, les equacions de transport de quantitat de moviment i energia han estat discretitzades sobre una malla desplaçada mitjançant el mètode de volums finits emprant un esquema centrat de segon ordre. La discretització dels termes advectius en els casos amb fonts lineals ha requerit, però, d'un cura especial ja que la no-linealitat d'aquests termes pot provocar oscil·lacions artificials en el camp dels escalars. La difusió numèrica dels mètodes upwind, com el QUICK, ha estat quantificada i comparada amb resultats obtinguts per a esquemes centrats de segon ordre. Les equacions han estat integrades en el temps mitjançant un esquema implícit de segon ordre tipus Crank-Nicholson. També ha estat necessari implementar condicions de sortida per a la temperatura en els casos A i C del tipus no reflectant per tal de garantir la conservació i evitar l'aparició d'estructures artificials en el flux.3 Descripció físicaLa figura 1 presenta un esquema del domini computacional corresponent al canal desenvolupat. De l'esquema es desprén que x, y i z corresponen a les direccions principal del flux, la perpendicular i la normal a les parets respectivament. Les configuracions del flux estudiades es troben resumides a la taula 1 on s'indica la resolució de la xarxa computacional, el nombre de Reynolds (basat en la velocitat de fricció ut) i en el casos amb flotació, el nombre de Grashof, la temperatura de referència i la direcció de flotació (la direcció del vector gravetat).Les dimensions del canal s´on 8pd×2pd×2d en les direccions x, y i z respectivament.En el cas A la temperatura representa un escalar de manera que el plomall format és passiu, és a dir, no hi ha acoblament entre les equacions de quantitat de moviment i energia. A diferència d'aquest, en els casos B i C totes dues equacions queden acoblades pel terme de flotació. Aquest terme apareix quan les diferències de temperatura en el si del fluid generen diferències de densitat. En el cas B, el canal vertical amb convecció mixta, cada paret del canal es troba a una temperatura constant però diferent. El vector gravetat i la direcció del corrent estan alineades de manera que aquesta direcció continua sent homogènia. En la zona propera a la paret calenta la flotació actua en la direcció del corrent imposada pel gradient mitjà de pressió. En canvi, en la zona propera a la paret freda, la flotació s'oposa al moviment del flux.El cas C és similar al cas A però en aquesta ocasió la temperatura no es considera un escalar passiu i per tant la flotació acobla el camp dinàmic amb el de temperatures. El vector gravetat actua en aquest cas en la direcció normal. La inhomogeneïtat en la direcció del flux no permet continuar emprant condicions de contorn periòdiques i per tant, al domini presentat en la figura 1, se li ha acoblat una regió auxiliar a l'entrada on es resolen únicament les equacions de quantitat de moviment. Els camps de velocitat i pressió per a un canal totalment desenvolupat obtinguts en aquest domini auxiliar s'empraran com a condició de contorn a l'entrada del domini de computació. No és necessari cap tipus d'interpolació ja que la resolució del a xarxa d'aquest domini auxiliar és la mateixa que l'emprada en el domini de computació.4 ResultatsEls resultats per a les simulacions presentades en la taula 1 contenen, principalment, els perfils de velocitat i temperatura mitjans així com la intensitat de les fluctuacions. A més, es presenten els perfils de les diferents contribucions dels termes relevants de les equacions de transport amitjanades. Per al cas C, els camps dinàmics i de temperatura no estan desenvolupats. Els perfils mitjans a diferents posicions aigües avall permeten estudiar l'evolució del plomall ascendent a més d'analitzar com la flotació afecta al balanç de les diferents contribucions. La figure 2 presenta el camp mitjà de temperatures per al cas C amb les tres posicions en la direcció principal del flux per a les quals s'han inclòs els perfils.Finalment, es presenten els resultats corresponents a la comparativa entre els diferents solvers per a una equació de Poisson. Tots els mètodes numèrics han es-3Figura 2: Camp mitjà de temperatures per al cas C tat paral·lelitzats mitjançant les llibreries Message Passing Interface. En la figura 3 es presenten com a exemple els resultats (en termes de temps de CPU i speedup) per a la resolució de l'equació de Poisson per al desacoblament de pressió i velocitat en el cas del flux desenvolupat en un canal.Els resultats de speed-up per als diferents mètodes mostren la baixa escalabilitat del solver multigrid comparat amb els altres mètodes del tipus gradient conjugat. La raó radica en les grans necessitats de comunicació d'un algoritme construït sobre un esquema de relaxació tipus SOR. Tanmateix, multigrid és el mètode numèric que requereix menys temps de CPU per concloure la tasca. El factor respecte als mètodes de gradient conjugat pot arribar a ser de 30 i per tant és el millor candidat per a la resolució d'aquests tipus de problemes. / The main goal of this work is to study the turbulent heat transfer in a developed channel flow using Direct Numerical Simulations (DNS). These simulations solve explicitly all the scales present in the turbulent flow so, even for moderate Reynolds numbers, the discretization grids need to be fine enough to capture the smallest structures of the flow and, consequently, DNS demands large computational resources. The flow, driven by a mean constant pressure gradient in the streamwise direction, is confined between two smooth, parallel and infinite walls separated a distance 2d.The turbulent heat transport is studied for three different flow configurations.Some of them are used as benchmark results for this work. The three cases reported can be summarized as:· case A: Scalar plume from a line source in a horizontal channel.· case B:Mixed convection with the gravity vector aligned with the streamwise direction (vertical channel).· case C: Buoyant plume from a line source in a horizontal channel.In addition, preliminary results for a turbulent reacting flow in a fully developed channel are also presented.In the case B heat flux results from a temperature difference between the channel walls. The gravity vector is aligned with the streamwise direction and the Grashof, Reynolds and Prandtl numbers are Gr = 9.6 · 106, Ret = 150 and Pr = 0.71 respectively. Close to the hot wall, buoyancy acts aligned to the flow direction imposed by the mean pressure gradient so velocities are generally increased in comparison with a purely forced convection flow. Oppositely, near the cold wall, buoyancy is opposed to the flow and consequently velocities are decreased.Cases A and C are similar because in both cases a hot fluid is released within a cold background flow through a line source vertically centered in the wall-normal direction located at the inlet. The height of the source is 0.054d. The injected hot fluid disperses forming a hot plume that is convected downstream between the two adiabatic walls of the channel.The difference between cases A and C lies in the fact that for case A heat and momentum are decoupled and temperature acts as an scalar. Advection and diffusion are the only phenomena responsible for the evolution of the plume. On the other hand, in case C, buoyancy couples heat and momentum and, consequently, the plume floats drifting upward as it advances in the channel due to its lower density. In case C, the streamwise direction is not homogenous because of the coupling between heat and momentum. To guarantee developed conditions at the inlet of the channel it has been necessary to attach a buffer domain just before the computational domain. In this buffer domain, the momentum transport equations for a fully developed channel are solved with the same resolution used in the main domain.The results of cases A and B have been used to validate the 3DINAMICS CFD code by comparison with data reported in the literature. This code is written in FORTRAN 90 and parallelized using the Message Passing Interface (MPI-CHlibrary). It uses the second order in time Crank-Nicholson scheme to integrate numerically the transport equations which are discretized spatially using the centered second-order finite volume approach.The analysis of averaged turbulent quantities and the contributions of the different terms of the time-averaged transport equations is used to show how buoyancy affects the turbulent transport of momentum and heat along the channel.Finally, following a similar configuration than that of case A, a chemical reactantA released through line source reacts with a background reactant B following a second order chemical reaction with Damkh¨oler number of 1. Preliminary results for turbulent species transport are also included in this work.Special attention have been devoted to the discretization of the advective terms to avoid non-realistic values of the variables because of the non-linearities of the transport equations. The conservative non-reflecting boundary conditions have been implemented at the outlet to simulate the convected outflow when the streamwise direction can not be considered homogeneous, as in case C. For homogeneous directions, periodic boundary conditions have been used.Large grid resolutions (up to 8 million grid nodes for case C including the buffer region) demand important computational resources. A parallel Multigrid solver has substituted the previous conjugate gradient method to solve the Poisson equation in the pressure calculation. This step was the most expensive in terms of CPU costs. The Multigrid method efficiency has been compared with two different versions of the conjugate gradient approach and it has been demonstrated that this method is the most efficient in terms of CPU time although the current algorithmcan be improved to enhance the scalability inmultiprocessor computers.

En aquest treball s'han desenvolupat tècniques de modelització molecular, concretament la teoria estadística dels fluids associants (en anglès, SAFT) i la simulació molecular (Monte Carlo i dinàmica molecular), i s'han aplicat a l'àrea de la termodinàmica molecular moderna. Les tècniques esmentades s'han utilitzat en l'estudi del comportament de propietats de sistemes fluids en equilibri termodinàmic, principalment equilibris líquid-vapor, però també coexistència líquid-líquid i comportament crític. També són objecte d'aquest treball de tesi les propietats d'interfases planes des d'un enfoc de la SAFT juntament amb la teoria del gradient de la densitat. Els sistemes reals tractats inclouen n-alcans purs, 1-alcanols, n-perfluoroalcans, hidrogen, oxigen, xenó, diòxid de carboni i algunes de les seves mescles.En la memòria de la tesi es troba un resum més extens. / This work concerns the development of tools from molecular modelling, specifically Statistical Associating Fluid Theory (SAFT) and molecular simulation (both Monte Carlo and molecular dynamics), and their application in the modern molecular thermodynamics area. These tools have been used to study the behaviour of bulk properties of fluid systems at thermodynamic equilibrium, mainly vapour-liquid equilibria, but also liquid-liquid coexistence and critical behaviour. Properties of planar interfaces from a SAFT together with a density gradient approach are also subject of this work. The real systems treated include pure n-alkanes, 1-alkanols, n-perfluoroalkanes, hydrogen, oxygen, xenon, carbon dioxide and a number of mixtures of them.The thesis report contains an extended abstract. / En este trabajo se han desarrollado técnicas de modelado molecular, concretamente la teoría estadística de los fluidos asociantes (en inglés, SAFT) y la simulación molecular (Monte Carlo y dinámica molecular), y se han aplicado en el área de la termodinámica molecular moderna. Las técnicas mencionadas se han utilizado en el estudio del comportamiento de propiedades de sistemas fluidos en equilibrio termodinámico, principalmente equilibrios líquido-vapor, pero también coexistencia líquido-líquido y comportamiento crítico. También son objeto de este trabajo de tesis las propiedades de interfases planas desde un enfoque de la SAFT juntamente con la teoría del gradiente de la densidad. Los sistemas reales tratados incluyen n-alcanos puros, 1-alcanoles, n-perfluoroalcanos, hidrógeno, oxígeno, xenón, dióxido de carbono y algunas de sus mezclas.En la memoria de la tesis se halla un resumen más extenso.

This research explores the link between team leadership and team performance. Firstly, it is argued here that leadership performance is positively related to team performance. Secondly, it is hypothesized that leaders' personality profiles have an impact on their leadership performance. Thirdly, it is postulated that team role balance is also associated with team performance. Results show that the leadership performance of 4th-year student leaders is significantly related to the performance of the IDP teams that they lead; that is to say, the better the leadership performance the better the team performance. Results also demonstrate that the leader students' personality profile may impact on their leadership performance. The results showed no association between team role balance and the performance of the IDP teams. / Esta investigación explora la relación entre el liderazgo del equipo y el rendimiento del equipo. En primer lugar, se sostiene que el desempeño del liderazgo se correlaciona positivamente con el rendimiento del equipo. En segundo lugar, se formula la hipótesis de que los perfiles de personalidad de los líderes tienen un impacto en su desempeño como líderes. En tercer lugar, se postula que el equilibrio de los roles de los diferentes miembros del equipo también afecta el rendimiento del equipo.Los resultados demuestran que el desempeño del liderazgo está significativamente relacionado con el desempeño de los equipos, es decir, cuanto mejor es el rendimiento de liderazgo, mayor es el rendimiento del equipo. Los resultados también manifiestan que los perfiles de personalidad de los líderes pueden tener un impacto sobre su liderazgo. Los resultados no mostraron ninguna relación entre el equilibrio de los roles del equipo y el desempeño de los equipos.

El trabajo presentado se enmarca en el estudio del destintado de papeles viejos con un fuerte contenido en pasta mecánica y con una composición de partida del 60% de papel de periódico y un 40% de paper revista. Se somete el papel al proceso de destintado por flotación. El trabajo centra parte de la atención en la evaluación de la etapa de desintegración, tanto por los conceptos vinculados al destintado (desprendimiento de tinta y su fragmentación-redeposición) como por la individualización de las fibras y el consumo energético asociado.En este sentido se estudia el grado de individualización de los paquetes fibrosos que obtienen las variables mecánicas aplicadas durante la desintegración a partir de la medida del índice de Somerville y se compara con el consumo energético medido en la etapa. Se concluye que con cualquiera de las condiciones mecánicas probadas consiguen un nivel de desfibrado muy bueno, y que su evolución cinética responde a la ley establecida por Bennington. La determinación del consumo energético por tonelada de pasta tratada (consumo específico de energía, SEC) conduce a establecer la máxima consistencia del 12% como la que aprovecha al máximo la energía disipada a la suspensión. Los fenómenos de desprendimiento y fragmentación de partículas de tinta se dan en la etapa de desintegración, donde se observa que el máximo grado de desprendimiento de tinta se obtiene con los tensioactivos que presentan la cadena hidrófoba más larga. Por lo que se refiere a la dispersión de las partículas de tinta, aunque a partir de las medidas de ERIC parece que un tensioactivo, el carboxilato de cadena corta, fragmenta considerablemente más que los otros, la distribución de diámetros evaluada por la técnica de análisis de imagen muestra que todas las condiciones probadas conducen a una distribución de diámetros de partícula centrada entre 0 y 15 µm. El estudio sobre la efectividad de los tensioactivos aplicados en la eliminación de la tinta por flotación pone de manifiesto que los tensioactivos que conducen al mayor grado de desprendimiento de la tinta no se corresponden con el tensioactivo más efectivo en flotación: el tensioactivo sulfatado de cadena corta

Este trabajo se ubica en una perspectiva marcada por dos fuentes de inspiración y exigencia, que se complementan mutuamente: La primera está relacionada con el campo tecnológico y la segunda viene del ambiente científico. Por un lado, es sabido que los productos plásticos y compuestos de matriz polimérica se usan cada vez más en ingeniería y, como la mayoría de los materiales utilizados en este ámbito, muchos están sometidos a cargas dinámicas; de tal manera que en este momento resulte tan necesario el estudio de sus propiedades como el desarrollo de métodos de ensayo fiables para poder caracterizarlos bajo diferentes condiciones de aplicación de carga, siendo de especial interés conocer la respuesta de los mismos a altas velocidades de solicitación. Por otro lado, desde la óptica de la ciencia de los materiales, la relación entre la estructura y el comportamiento de fractura de los polímeros es una de sus más importantes ramas, en la que los ensayos de impacto juegan un rol principal. Cada vez más un conocimiento cuantitativo del comportamiento a impacto, en términos de la ciencia de los materiales, requiere de un conjunto de técnicas adicionales para suplir -teórica y experimentalmente- los métodos de ensayo de impacto básicos especificados por las entidades de normalización. En este sentido, el objetivo central de la presente Tesis es el diseño y puesta a punto de técnicas de ensayo para el estudio de la fractura de los materiales poliméricos, a altas velocidades de solicitación y en el dominio de baja energía.Como resultado y según la orientación del objetivo de la Tesis, se proponen dos metodologías de ensayo de impacto de baja energía: flexión por impacto de baja energía e indentación por impacto. Asimismo, cada metodología incluye el diseño de un "modelo" que permite una aproximación al fenómeno de impacto de baja energía en las geometrías de flexión e indentación respectivamente.Se ha verificado la validez de los mencionados modelos en el estudio del comportamiento mecánico del polimetilmetacrilato, poliestireno y compuestos de poliestireno y microesferas de vidrio. Las técnicas de impacto de baja energía aplicadas según las metodologías de ensayo propuestas fueron apropiadas y permitieron evaluar la respuesta de estos materiales en el campo elástico, determinar sus características elásticas a elevadas velocidades, así como estimar el inicio del daño en los mismos. Los resultados de estos ensayos, tanto el módulo elástico como las tensiones a las cuales comienzan los fenómenos de emblanquecimiento, crazing y rotura, fueron interpretados según los modelos propuestos. Finalmente, por extensión, las metodologías y modelos propuestos son válidos y apropiados para el estudio de los plásticos, cuando menos similares a los estudiados.Este trabajo se ha estructurado en concordancia con la metodología utilizada en la investigación correspondiente. Así, en el primer capítulo se ha hecho una revisión sobre los temas afines a la tesis, desde sus aspectos conceptuales hasta los más avanzados; para examinar la evolución y el estado actual del tema en cuestión y precisar los conocimientos que sirvan de base a esta investigación. En el segundo capítulo se describen las características generales y particulares de los materiales sometidos a estudio experimental. En el tercer capítulo se exponen los métodos de ensayo utilizados y las herramientas experimentales necesarias para su realización. Finalmente, antes de exponer las conclusiones, fue de rigor abordar un cuarto capítulo referido a la flexión por impacto de baja energía y otro quinto capítulo similar que versa sobre la indentación por impacto, para la presentación, interpretación y análisis de resultados, así como la correspondiente discusión. / This work is situated in a perspective highlighted by two inputs of inspiration and exigency, that complement each other: the first input is related with the technology field, and the second comes from a scientific field. On one hand, it is known that plastic products and composites of polymeric matrix are used increasingly in the engineering industry, and as many of the materials used in this field, they are usually exposed to dynamic charges. Therefore, it is necessary the study of their properties like the development of methods and tests to be able to characterize them under different conditions of charge applications, being of special interest to know the results at high speeds. On the other hand, from the material science point of view, the relation between the structure and the behavior of fracture of the polymers is one of the most important subjects, in which the impact tests play a fundamental role. The knowledge of fracture behavior, in terms of science of the materials, requires a group of additional techniques in order to supply (theoretically and experimentally) the basic impact test methods specified by the normalization entities. In this sense, the principal objective of this thesis is the design and development of test techniques for the study of the fracture of polymers at high speeds of solicitation and in the domain of low energy.As a result and based in the objective of this thesis, it is proposed two methods of test for impact of low energy: flexion by impact of low energy and indentation by impact. In the same way, every methodology includes the design of a "model" that allows an approximation for the phenomenon of impact of low energy in the geometric of flexion and indentation, respectively. The validity of the models mentioned above in the study of the mechanic behavior of the polymethylmetacrilate, polystyrene and polystyrene filled with different percentages of glass beads has been verified. The techniques for impact of low energy applied according to the methodology of proposed test were appropriate and allowed to evaluate the response of these materials in the elastic field, to determine its elastic characteristics at high speeds, and to estimate the initial damage of components. The results of these tests, likewise the elastic module and the tensions at which begin the whitening phenomena, crazing and rupture, where interpreted according to the proposed models. Finally, per extension, the methodology and proposed methods are valid and appropriate for the study of plastics, at least similar to the ones studied. This work has been structured in accordance with the methodology utilized in the correspondent investigation. Thus, in the first chapter, a revision of the subjects corresponding to the thesis were made, from its conceptual aspects to the more advanced, in order to examine the evolution and estate of the actual subject in question and precise the knowledge that can be use as a base for this investigation. In the second chapter, the general and particular characteristics of the materials submitted to the experimental studies are described. In the third chapter the methods of test utilized and the necessary experimental tools for its realization are exposed. Finally, before the conclusions are presented, it was consistent to add a fourth chapter that refers to the flexion by impact, and another fifth chapter similar that contains the indentation by impact for the presentation, interpretation and analysis of results, and the related discussion.

En general, el control de procesos es muy eficiente cuando el punto de operación deseado ha sido determinado a priori y el sistema tiene capacidad suficiente para responder a las perturbaciones. Mientras el control de procesos es requerido a fin de regular algunas variables de proceso, la aplicación de tal técnica puede no ser apropiada para todas las variables significativas. En algunos casos, el punto optimo de operación cambia debido al efecto combinado de perturbaciones internas y externas por lo que un sistema de control prefijado puede no responder adecuadamente a los cambios. Cuando ciertas condiciones son satisfechas, la optimización en-línea surge como una alternativa adecuada para ajustarse a ese optimo cambiante.A fin de "perseguir" este optimo móvil, la optimización en-línea resuelve en forma periódica problemas de optimización, usando datos que vienen directamente de la planta y un modelo el cual es actualizado continuamente. La aplicación mas frecuente de la optimización en-línea corresponde a la categoría de procesos continuos. Esto se debe principalmente a que los modelos de estado estacionario son mas simples y fáciles de desarrollar y validar, además de que los procesos continuos tienen normalmente asociado elevada producción y por ende, pequeñas mejoras en la eficiencia del proceso se traducen en importantes ganancias. Sin embargo, aunque el uso de modelos al estado estacionario simplifica enormemente las tareas de modelización, hace emerger ciertos aspectos ligados a la validez de la hipótesis de un estado estacionario.Comenzaron a surgir varias aplicaciones a gran escala de la optimización en-línea, pero, si bien varios vendedores ofrecen productos y servicios en este área, la mayoría de las aplicaciones industriales abordan problemas de control avanzado, dejando a la optimización en un segundo plano. Los industriales han reportado que después de cuatro décadas ha tenido lugar una mejora progresiva en la metodología llevada a cabo en la optimización en-línea, pero que siguen estando presente los puntos débiles originales. Tales aspectos están directamente relacionados con la detección del estado estacionario (o las frecuencias de las perturbaciones) y la optimización en si misma.Los objetivos de la presente tesis están dirigidos a solventar parcialmente tales puntos débiles de la metodología actual. Como resultado, se propone una estrategia alternativa que saca ventaja de las mediciones y busca una mejora continua en lugar de una optimización formal. Se muestra que tal estrategia resulta muy efectiva y puede no solo ser aplicada para la optimización de puntos de consigna, pero también para tomar (en-línea) las decisiones discretas necesarias en procesos que presentan degradación (aspecto normalmente resuelto usando programación matemática).La estructura de la tesis es como sigue. El primer capitulo explica las principales motivaciones y objetivos del trabajo, mientras que el capitulo 2 consiste en una revisión bibliográfica que abarca, hasta cierto punto, los tópicos y funcionalidades mas importantes asociados a la optimización en-línea. Luego, los capítulos 3 y 4 presentan la estrategia propuesta a través de dos metodologías para la optimización en-línea, lo cual es la contribución mas importante de la tesis. El primero, (capitulo 3) se centra en la persecución de un optimo que se mueve por el efecto combinado de perturbaciones externas e internas. Por otro lado, en el capitulo 4 se explica una metodología paralela, concebida para procesos que presentan desempeño decreciente con el tiempo y requieren decisiones discretas en relación a acciones de mantenimiento. Ambos capítulos incluyen una primera parte, mas bien teórica, y una segunda parte dedicada a la validación usando casos de referencia. Luego, el capitulo 5 describe la aplicación de tales metodología sobre dos escenarios industriales, con la intención de complementar los resultados obtenidos sobre los casos académicos. Posteriormente, el capitulo 6 aborda dos problemas asociados a la implementación: la influencia de los parámetros ajustables y la arquitectura del software usada. Finalmente, el capitulo 7 resume las principales conclusiones y observaciones de la tesis. / In general, process control is very effective when the desired operation point has been determined from prior analysis and the control system has sufficient time to respond to disturbances. While process control is required for regulating some process variables, the application of these methods may be not appropriate for all important variables. In some situations, the best operating conditions change because of the combined effect of internal and external disturbances, and a fixed control design may not respond properly to these changes. When certain conditions are met, on-line optimisation becomes a suitable choice for tracking the moving optimum.In order to "pursue" that moving optimum, on-line optimisation solves periodically optimisation problems using data coming directly form the plant and a continuously updated model. The most common use of on-line optimisation corresponds to the continuous processes category. This is mainly owed to that steady state models are simpler and easier to develop and validate, besides that continuous processes have commonly high production rates, thus small relative improvements in the process efficiency originates significant economic earnings. Nevertheless, although the use of steady state models greatly simplifies the modelling task, it raises other issues associated with the validity of the steady state assumption. Large-scale applications of on-line optimisation started to spread, however, even when several vendors offer products and services in the area, most of the application address advanced control issues while on-line optimisation is released to a second plane. Industry practitioners have reported that after four decades there has been a progressive improvement in the on-line optimisation methodology, but the same initial weakness or more generally speaking some common causes of poor performance still remain. These issues are directly related with the steady state detection (or disturbance frequency) and the optimisation itself.The objectives of this thesis work are then directed to overcome at least partially the weak points of the current approach. The result is the proposal of an alternative strategy that takes fully advantage of the on-line measurements and looks for periodical improvement rather than a formal optimisation. It is shown how the proposed approach results very efficient and can be applied not only for set-point on-line optimisation but also for taking the on-line decision required in processes that presents decaying performance (aspect typically solved of-line via mathematical programming). The thesis is structured as follows. The first chapter explains the main motivations and objectives of the work, while chapter 2 consists in a literature review that addresses, to some extension, the most significant issues around the on-line optimisation functionality. After that, chapter 3 and chapter 4 introduce two methodologies that use the proposed strategy for on-line optimisation, which is the main thesis contribution. The first one (in chapter 3) focuses in tracking fast moving optima, which is caused mainly by the combined effect of external and internal disturbances. On the other hand, a parallel methodology is explained in 4, conceived for processes that present decaying performance and that require discrete decision related to maintenance actions. Both chapters include a first part, rather theoretical, and a second part devoted to the validation over typical benchmarks. Then, chapter 5 describes the application of such methodologies over two existing industrial scenarios, in order to complement the results obtained using the benchmarks. After that, chapter 6 addresses two issues related to the implementation aspects: the influence of the adjustable parameters of the proposed procedure and the software architectures used. Finally, chapter 7 draws conclusions and main observations.

La tesis doctoral se compone de dos partes fundamentales: El desarrollo teórico de un modelo de simulación para la destilación discontinua y la validación de este mediante experimentos hechos en una planta piloto de destilación discontinua. La parte teórica se divide en la parte de desarrollo del modelo y en la parte de la implementación del modelo en un programa de simulación. El nuevo modelo desarrollado es un modelo de transferencia de materia que se distingue de los desarrollos anteriores por su capacidad de contemplar la cinética de la transferencia de materia tal como la hidrodinámica. La incorporación de efectos hidrodinámicos se basa principalmente en la observación de diferentes geometrías de contacto en una columna de platos perforados. Estas geometrías de contacto son canales de vapor y burbujas. En caso de las burbujas se distingue entre grandes y pequeñas con diferentes propiedades hidrodinámicas. De esta forma el modelo contempla tres diferentes clases de vapor, dos clases de vapor de desequilibrio y una de equilibrio (burbujas pequeñas). Para las clases de vapor de desequilibrio se calcula explícitamente los caudales de materia que traviesen la interfase basándose en la teoría de Maxwell-Stefan de transferencia de materia multicomponente. La parte experimental se divide en la parte de diseño de la columna usada en una planta piloto y en la de la realización de los experimentos. El diseño de la columna tiene como objetivo la obtención de un medio de validación del nuevo modelo desarrollado. Por tanto está equipado con un gran número de sensores de temperatura, de presión y de tomas de muestra. También la realización de los experimentos se adapta al fin de la validación del modelo, ya que la frecuencia de toma de muestra y de capturación de señales de temperatura es elevada. La memoria de la tesis contiene una comparación amplia de los resultados experimentales con los de la simulación. Estas comparaciones demuestran una determinada superioridad del modelo desarrollado sobre desarrollos anteriores.

Els ports de mar constitueixen una infraestructura molt important en els països costaners, tant des del punt de vista econòmic com social. Però a la vegada són sistemes molt complexes des del punt de vista ambiental, ja que poden crear impactes significatius sobre l'entorn, magnificats sovint per la seva habitual proximitat a nuclis urbans. Per tant, l'equilibri entre la conservació del medi costaner i la continuïtat de les activitats antròpiques en aquesta zona és força difícil d'aconseguir. En aquesta tesi han estat identificats els principals impactes ambientals generats per l'activitat portuària (emissions a l'aigua, a l'aire, soroll, etc.), destacant de forma especial l'impacte ambiental accidental. El primer pas per tal de minimitzar aquests impactes és dur a terme una gestió adequada dels aspectes ambientals. Per això, s'han analitzat les metodologies existents en el camp de la gestió ambiental en ports, i s'ha arribat a la conclusió que existia la necessitat de crear una metodologia específica per avaluar la gestió ambiental en ports de mar. La metodologia desenvolupada consta de dues eines, per una banda el mètode d'autodiagnosi ambiental (SDM) per avaluar l'estat de la gestió ambiental en ports i, per altra, el mètode per a identificar i valorar aspectes ambientals significatius (SOSEA).L'SDM s'estructura en forma de qüestionari i cobreix els principals requeriments dels estàndards ambientals pel que fa a la gestió ambiental (ISO 14001 i EMAS). Permet identificar els punts forts i febles de la gestió que es duu a terme, tenir la referència dels ports europeus i fixar mesures de millora ambiental.El SOSEA es basa en l'aplicació d'una matriu activitats/aspectes, un qüestionari i una llista de comprovació. A partir de la informació obtinguda en aquests apartats es pot identificar els aspectes ambientals més importants i avaluar com s'està duent a terme la seva gestió.Aquestes eines han estat desenvolupades en el marc del projecte europeu ECOPORTS (2002-2005) i, per al seu disseny i prova, s'ha treballat amb estreta col·laboració amb els ports europeus. Finalment, ambdues eines han estat aplicades a un grup de ports (Goteborg, Barcelona, Gènova, Rotterdam, etc.) i s'ha pogut veure que els resultats de la seva aplicació han estat clarament positius, tant pel que fa a la seva acceptació com a la seva utilitat. / The sea ports are very important for the coastal areas, not only from the economic point of view but also from the social one. But at the same time, they are very complex systems from the environmental point of view since the port activities may create significant impacts on the environment and also disturb the nearby urban areas. So, the equilibrium between nature conservation and port activities in this area is quite difficult to attain.The main environmental impacts created by the port activities (water emissions, air emissions, dust, etc.) have been identified in this thesis, stressing in an important way the accidental (environmental) impact.The first step in order to minimize such impacts is to undertake an adequate management of the environmental issues. In this sense, the main environmental management initiatives in port have been described, concluding that it was necessary to develop a new methodology to assess the environmental management in sea ports.The methodology developed consists of two tools, on one hand the self diagnosis method (SDM) to assess the situation of the environmental management in ports and on the other hand the strategic overview of significant environmental aspects (SOSEA) to identify and assess the significant environmental aspects.SDM is a questionnaire where the main sections required for the implementation of an environmental management system are represented. It also follows the main requirements of ISO 14001. SDM feedback allows the ports to identify the strengths and weaknesses, to compare the results with the European Benchmark and to set up measures for the environmental improvement. SOSEA is based on the application of a matrix of activities/aspects, a questionnaire and a checklist. From the information gathered in these sections it is possible to identify the significant environmental aspects and assess their management. These tools have been developed in the frame of ECOPORTS project (2002-2005), funded by the European Union. For the design and test of the tools a very close collaboration with ports has been carried out.Finally, both tools have been applied to a group of ports (Gothenburg, Barcelona, Genoa, Rotterdam, etc.) and the results of their application have been clearly positive, not only for the good acceptance of the tools but also for their utility.