In the last two decades an increasing presence of organic substances such drugs, pesticides, etc. has been detected in water which may affect the health of the organisms and the environment. Some of these contaminants remain in the water after the usual treatment in sewage plants. This fact makes evident the need of introduction of the tertiary treatments that allow the complete elimination of these substances. This Doctoral Thesis researches for the elimination of different organic and emerging compounds present in water by means of the adsorption with new activated carbons. In particular, new carbon materials from different wastes, coal, synthetic materials, which have been produced and characterized, allow the adsorption of the organic compounds widely used in society. Different characteristics of the adsorbents (chemical composition, functional groups, texture, etc.) and of adsorbates (dimensions, hydrophobicity, pKa, functional groups, etc.) that influence on the adsorption process have been studied. Moreover, in this work, an analysis and kinetic model have been proposed. The analytic model allow, by chemometrics, enhancing the quantification of two or more organic compounds in solution by spectroscopy UV-vis. The kinetic model proposed provides a better comprehension and interpretation, as a better prediction of the different parameters on the adsorption process. In this sense, the following Thesis presents five works which have allowed a better comprehension of the adsorption process by means carbon materials from different origin. The first work, “highly microporous activated carbons from biocollagenic wastes as adsorbents or aromatic pollutants in water originating from industrial activities”, about the texture and chemical composition of activated carbon from biocollagenic wastes which have been studied in order to observe how these parameters affect on the adsorption of aromatic monosubstitued compounds. Moreover, different variables as temperature and activating agent are studied in the process of manufacture activated carbons. The second work, “Removal of pharmaceutical and Iodinated Contrast Media (ICM) compounds on carbon xerogels and activated carbons. NOM and textural properties influences”, shows the important role of pore size distribution in activated carbon which plays on the adsorption of different pharmaceuticals (salicylic acid, paracetamol, diclifenac, etc.) and iodinated contrast media (iohexol, iodixanol, iomeprol, etc) of different size. The influence of natural organic matter (NOM) in water is also studied in the adsorption of the all pollutants. The adsorption of paracetamol, phenol and salicylicacid in different coal-based activated carbon is showed in the contain of the work “Removal of pharmaceutical pollutants in water using coal-based activated carbons”. In this work, the chemical characteristics on the surface of activated carbons are studied in order to observe the influence in the adsorption of different organic compounds; and also the influence of the pH water. The results showed an increase of adsorption of salicylates due to the presence of sulphur on the surface of the adsorbent. The fourth work; “Multicomponent adsorption on coal-based activated carbons on aqueous media: new cross-correlation analysis method”, as a continuation of the previous work, shows a new chemometric technique that allows to analysis the binary and ternary solutions correctly by UV-vis spectroscopy. Moreover, the competitive effect between two or three molecules is studied on the adsorption process. In the last work, “Role of activated carbon properties in atrazine and paracetamol adsorption equilibrium and kinetics”, a new kinetic model is proposed for the adsorption of paracetamol and atrazine using activated carbon from sewage sludge and two, commercial, activated carbons. / En les darreres dues dècades s’ha detectat un increment de la presència de substàncies orgàniques com els fàrmacs, els pesticides,... en l’aigua que poden afectar la salut dels éssers vius i del medi ambient. Algun d'aquests contaminants romanen en les aigües després d’haver passat pels tractaments habituals en les plantes depuradores de tractament. Aquest fet fa evident la necessitat de la implantació de tractament terciaris que permetin la seva completa eliminació. La present Tesi doctoral estudia l’eliminació de diferents compostos orgànics i emergents presents en aigua mitjançant la tecnologia d’adsorció amb nous carbons activats. Concretament, s'han produït i caracteritzat nous materials carbonosos procedents de residus, carbó mineral, materials sintètics, ... que permeten adsorbir diferents compostos orgànics d'ampli us en la nostra societat. S'han estudiat les característiques dels adsorbents (composició química, grups funcionals, porositat) i dels adsorbats (dimensions, hidrofobicitat, pKa, grups funcionals...) que influeixen en el procés d’adsorció. A més a més, en aquest treball, s'han proposat dos nous models, un d'anàlisi i un altre cinètic. El model analític permet, mitjançant la quimiometria, millorar la quantificació de dos o més compostos orgànics presents en una mescla per espectroscòpia UV-vis. El model cinètic proposat proporciona una millor comprensió i interpretació, així com una millor predicció dels diferents paràmetres del procés d'adsorció. En aquest sentit, en la següent Tesi es presenten cinc treballs que han permès una millor comprensió del procés d’adsorció mitjançant materials carbonosos de diferents procedències. En el primer treball, “Highly microporous activated carbons from biocollagenic wastes as adsorbents or aromatic pollutants in water originating from industrial activities”, s'ha estudiat com afecta la textura i la composició química de carbons activats procedents de residus de pells en l'adsorció de compostos aromàtics monosubtituits. A més a més s’estudia com afecten diferents variables com temperatura i agent activant en el procés de fabricació dels carbons activats. El segon treball, “Removal of pharmaceutical and Iodinated Contrast Media (ICM) compounds on carbon xerogels and activated carbons. NOM and textural properties influences”, posa de manifest el rellevant paper que juga la distribució de porus d’un carbó activat en l’adsorció de diferents fàrmacs (àcid salicílic, paracetamol, diclofenac, ...) i agents de contrast (iohexol, iodixanol, iomeprol,...) de diferent mida. També, s’ha estudiat la influència de la matèria orgànica present en l’aigua en l’adsorció de tots els contaminants. L’estudi de l’adsorció de paracetamol, fenol i àcid salicílic en diferents carbons activats procedents de carbó mineral es reflexa en el treball “Removal of pharmaceutical pollutants im water using coal-based activated carbons”. En aquest treball s'estudia la influència de les característiques químiques de la superfície dels carbons activats en l’adsorció dels diferents compostos orgànics, així com la influència del pH de les aigües. Els resultats van mostrar un augment de l’adsorció de salicilats degut a la presència de sofre en l'adsorbent. El quart treball, “Multicomponent adsorption on coal-based activated carbons on aqueous media: new cross-correlation analysis method”, és una continuació del treball anterior. En aquest cas, es presenta un nova tècnica quimiomètrica que permet analitzar correctament mescles binàries i ternàries per espectroscòpia UV-vis. A més s’estudia l’efecte competitiu entre dues o tres molècules en el procés d'adsorció. El cinquè i últim treball, "Role of activated carbon properties in atrazine and paracetamol adsorption equilibrium and kinetics", planteja un nou model cinètic per a l’adsorció de paracetamol i atrazina mitjançant carbó activat procedent de fangs de depuradora i dos carbons comercials.

En la present tesi doctoral s’han estudiat diversos mètodes per a l’eliminació de contaminants orgànics persistents en olis de peix amb finalitat alimentària. S’han posat al punt les metodologies d’anàlisi necessàries per a la correcta determinació d’aquests compostos en la matriu d’estudi. S’han avaluat amb detall les etapes de purificació de la mostra, fraccionament dels analits i anàlisi instrumental. El mètode ha estat validat amb resultats satisfactoris, i s’ha comprovat el seu bon funcionament a través de la participació en diversos exercicis d’intercalibtage, així com la realització de diversos estudis amb mostres reals d’oli de peix. S’ha estudiat l’eliminació dels contaminants orgànics persistents a través d’adsorbents sòlids amb base silícica i carbonàcia. Les condicions experimentals han estat estudiades més a fons mitjançant dissenys d’experiències, per acabar optimitzant el mètode d’adsorció amb un disseny d’evolució. Els millors resultats s’han obtingut amb el carbó actiu, que mostra una elevada eficàcia en l’eliminació de PCDD/Fs, d-l PCBs i HCB. S’ha estudiat l’eliminació dels contaminants orgànics persistents mitjançant tècniques de degradació fotoquímiques. Inicialment s’ha fotodegradat cada família de contaminants per separat, per poder estudiar més a fons les condicions necessàries per la seva eliminació, així com els seus mecanismes i productes de degradació. Posteriorment s’ha estudiat la fotodegradació simultània dels analits d’interès en oli de peix. Aquesta tècnica s’ha mostrat efectiva en l’eliminació de DDT, PBDEs, HCB i PCBs similars a dioxines. Paral•lelament als estudis d’eliminació mitjançant adsorbents sòlids i tècniques fotoquímiques, s’ha comprovat la qualitat dels olis de peix abans i després del tractament. El procés d’adsorció en sòlids no afecta significativament a la qualitat de l’oli, mentre que les tècniques fotoquímiques degraden una part dels àcids grassos insaturats. S’ha estudiat l’eliminació de contaminants orgànics persistents en oli de peix mitjançant la combinació de les dues tècniques estudiades anteriorment, amb una primera etapa de degradació fotoquímica i una segona etapa d’adsorció. S’han comparat els resultats finals d’eliminació que s’obtenen amb cada un dels mètodes desenvolupats (adsorció, fotodegradació i combinat). L’adsorció en carbó actiu és el procés més adequat per l’eliminació de COPs en oli de peix. S’ha realitzat un estudi dels nivells diastereomèrics i enantiomèrics d’un contaminant emergent -l’hexabromociclododecà (HBCD)- en oli de peix. S’ha avaluat la seva eliminació de la matriu d’estudi mitjançant adsorbents amb base carbonàcia i degradació fotoquímica, sent principalment eliminat per aquesta segona via. / En la presente tesis doctoral se han estudiado diversos métodos para la eliminación de contaminantes orgánicos persistentes en aceites de pescado con finalidad alimentaria. Se han desarrollado los métodos de análisis necesarios para la correcta determinación de estos compuestos en la matriz de estudio. Se han evaluado con detalle las etapas de purificación de la muestra, fraccionamiento de los analitos y análisis instrumental. El método ha sido validado con resultados satisfactorios, y se ha comprobado su buen funcionamiento mediante ejercicios de intercalibraje, así como la realización de diversos estudios con muestras reales de aceite de pescado. Se ha estudiado la eliminación de los contaminantes persistentes mediante adsorbentes sólidos con base silícica y carbonacea. Las condiciones experimentales han estado estudiadas en profundidad mediante diseños de experiencias y de evolución. Los mejores resultados se han obtenido con carbón activo, que demuestra una elevada eficacia en la eliminación de PCDD/Fs, dl-PCBs y HCB. Se ha estudiado la eliminación de los contaminantes orgánicos persistentes mediante técnicas de degradación fotoquímica. Inicialmente se ha fotodegradado cada familia de contaminantes por separado, para poder estudiar más a fondo las condiciones necesarias para su eliminación. Posteriormente se ha estudiado la degradación simultánea de los analitos de interés en aceite de pescado. Esta técnica se ha mostrado efectiva en la eliminación de DDT, PBDEs, HCB y PCBs similares a dioxinas. Paralelamente a los estudios de eliminación mediante adsorbentes sólidos y técnicas fotoquímicas, se ha comprobado la calidad de los aceites de pescado antes y después del tratamiento. El proceso de adsorción en sólidos no afecta significativamente a la calidad del aceite, mientras que las técnicas fotoquímicas degradan una parte de los ácidos grasos insaturados. Se ha estudiado la eliminación de contaminantes orgánicos persistentes en aceites de pescado mediante la combinación de las dos técnicas estudiadas anteriormente, con una primera etapa de degradación fotoquímica y una segunda etapa de adsorción. Se han comparado los resultados finales de eliminación que se obtienen con cada uno de los métodos desarrollados. La adsorción en carbón activo es el proceso más adecuado para la eliminación de COPs en aceite de pescado. Se ha realizado un estudio de los niveles diastereoisoméricos y enantioméricos de un contaminante emergente –HBCD- en aceite de pescado. Se ha evaluado su capacidad de eliminación de la matriz de estudio mediante adsorbentes con base carbonacia y degradación fotoquímica, siendo principalmente eliminado por la segunda vía. / During the present doctoral thesis several methods for the elimination of persistent organic pollutants from fish oil have been studied. Analytical methodologies for the determination of these compounds in fish oil have been developed. Sample purification, fractionation of the analytes and instrumental determination steps have been deeply studied. The method has been validated with satisfactory results, and its performance has been verified through its participation in several intercalibration exercises and studies with real fish oil samples. Elimination of persistent organic pollutants with silicon and carbon-based adsorbents has been studied. The experimental conditions have been studied in depth with an experimental design, to finally optimize the adsorption method using an evolutionary design. Best results have been obtained with the active carbon, showing high efficiency of the removal of PCDD/Fs, dioxin-like PCBs and HCB. Elimination of persistent organic pollutants with photochemical degradation techniques has been studied. Initially, each family of pollutants has been photodegraded separately, to determine its degradation conditions, as well as degradation mechanisms and by-products. Later, simultaneous photodegradation of the analytes has been studied in fish oil. This technique has shown high efficiency on the degradation of DDT, PBDEs, HCB and dioxin-like PCBs. The quality of the oils before and after the treatments with solid adsorbents and photochemical degradation has also been studied. The adsorption process does not significantly affect the quality of the oils, while photochemical techniques can degrade the unsaturated fatty acids. Elimination of persistent organic pollutants in fish oil combining adsorption in solids and photochemical degradation has been studied. Results obtained with each of the developed methodologies (adsorption, photodegradation and combined method) were compared. Adsorption in active carbon is the most suitable process for COPs elimination in fish oil. Finally, diastereoisomeric and enantiomeric levels of an emerging pollutant –hexabromocyclododecane (HBCD)- in fish oil have been studied. Its elimination has been evaluated with carbon-based adsorbents and photochemical degradation, being mainly eliminated with the photodegradation techniques.

To understand and modify the secondary cell walls of plants the project group Enzyme Discovery in Hybrid Aspen for Fiber Engineering (EDEN) was founded composed of nine laboratories with funding from the European Commission. The main target of EDEN´s research is to genetically engineer fiber structure in order to produce transgenic trees with modified properties for the pulp and paper industries. In this target framework, the Populus tremula x tremuloides xyloglucan endotransglycosylase (PttXET16A) was selected for in-depth study of its transglycosylase activity catalyzing cleavage and reconnection of xyloglucan molecules, which is proposed to be involved in secondary cell wall morphogenesis. The creation of a family 16 carbohydrate active enzyme -glucanase/XET hybrids were attempted in order to design a chimeric enzyme with one or more of the following altered properties: specificity, activity, and or stability. The two enzymes, Bacillus licheniformis 1,3-1,4--glucanase and Populus tremula x tremuloides xyloglucan endotransglycosylase, are members of the same enzymatic family and have highly homologous 3-dimensional structures. However, the enzymes exhibit different activities, one a hydrolase the other a transferase; different specificities, one accepts only linear glcosydic substrates while the other branched substrates; and different stabilities. Hybrid enzyme construction represented an investigational challenge in order to understand what physical characteristics of both enzymes attribute to the specific pattern of activity and specificity observed.Removal of the 1,3-1,4--glucanase major loop resulted in a folded protein which still maintained some β-glucan hydrolase activity. However, no xyloglucan endotransglycosylase-like activity or specificity was observed. Next, point mutations of the β-sheets forming the enzymatic binding site cleft were mutated to resemble PttXET16A residues. The final chimeric protein neither exhibited XET nor β-glucanase activities. Structural analysis by X-ray crystallography revealed a major unexpected structural rearrangement providing a clear insight for further enzyme engineering. / Amb la finalitat d'entendre i modificar la paret cel·lular secundària de les plantes, es va fundar el grup Enzyme Discovery in Hibrid Aspen for Fibern Engineering (EDEN) composat per nou laboratoris amb la finançament de la Comissió Europea. El principal objectiu de la recerca del grup EDEN és enginyar genèticament l'estructura de fibres per tal de produir arbres transgènics amb propietats modificades per les indústries de la polpa i el paper.En el marc d'aquest projecte, es va seleccionar el Populus tremula x tremuloides xiloglucà endotransglicosilasa (PttXET16A) per estudiar en profunditat la seva activitat transglicosilasa catalitzant el trencament i la reconnexió de molècules de xiloglucà, el qual sembla estar involucrat en la morfogènesi de la paret cel·lular secundària. D'aquesta manera, s'intentà crear una família 16 d'híbrids de l'enzim actiu amb carbohidrats -glucanasa/XET per tal de dissenyar un enzim quimèric amb una o més de les propietats següents alterades: especificitat, activitat i/o estabilitat.Els dos enzims, Bacillus licheniformis 1,3-1,4--glucanasa i Populus tremula x tremuloides xiloglucà endotransglicosilasa, són membres de la mateixa família enzimàtica i tenen una gran homologia en les seves estructures en 3-dimensions. Tot i així, aquests enzims presenten diferents activitats, un presenta activitat hidrolasa i l'altre, transferasa; diferents especificitats, un accepta només substrats glicosílics lineals mentre l'altre, substrats ramificats; i diferents estabilitats. La construcció d'un enzim híbrid representa un repte en la investigació amb la finalitat d'entendre quines característiques físiques dels dos enzims s'atribueixen al model específic de l'activitat i especificitat observada.L'extracció del llaç més gran de l'1,3-1,4--glucanasa va resultar en l'obtenció d'una proteïna plegada que encara manté certa activitat hidrolasa del -glucà. Tot i això, no s'observà activitat o especificitat similar a la xiloglucà endotransglicosilasa. A partir d'aquí, es realitzaren mutacions puntuals a diferents punts de les fulles  que formen l'escletxa del lloc d'unió de l'enzim per assemblar-se als residus del PttXET16A. La proteïna quimèrica final tampoc presentava activitat XET ni -glucanasa. L'anàlisi de l'estructura per cristal·lografia de raigs X revelà una major reorganització estructural de l'esperada proveint el nou enzim d'un clar espai intern que obra moltes més portes a l'enginyeria de l'enzim. / Con la finalidad de entender y modificar la pared celular secundaria de las plantas, se fundó el grupo Enzyme Discovery in Hibrid Aspen for Fibern Engineering (EDEN) compuesto por nueve laboratorios con la financiación de la Comisión Europea. El principal objetivo de la búsqueda del grupo EDEN es ingeniar genéticamente la estructura de fibras para producir árboles transgénicos con propiedades modificadas para las industrias de la pulpa y el papel. En el marco de este proyecto, se seleccionó el Populus tremula x tremuloides xiloglucán endotransglicosilasa (PttXET16A) para estudiar en profundidad su actividad transglicosilasa catalizando la rotura y la reconnexión de moléculas de xiloglucán, el cual parece estar involucrado en la morfogénesis de la pared celular secundaria. De esta forma, se intentó crear una familia 16 de híbridos de la enzima activa con carbohidratos -glucanasa/XET con la finalidad de diseñar una enzima quimérica con una o más de las propiedades siguientes alteradas: especificidad, actividad y/o estabilidad. Las dos enzimas, Bacillus licheniformis 1,3-1,4--glucanasa y Populus tremula x tremuloides xiloglucà endotransglicosilasa, son miembros de la misma familia enzimática y tienen una gran homología en sus estructuras en 3-dimensiones. Aún así, estas enzimas presentan diferentes actividades, una tiene actividad hidrolasa y la otra, transferasa; diferentes especificidades, una acepta sólo sustratos glicosílicos lineales mientras la otra, sustratos ramificados; y diferentes estabilidades. La construcción de una enzima híbrida representa un reto dentro de la investigación con la finalidad de entender qué características físicas de las dos enzimas se atribuyen al modelo específico de la actividad y especificidad observada. La extracción del lazo más grande de la 1,3-1,4--glucanasa resultó en la obtención de una proteína plegada que todavía mantiene cierta actividad hidrolasa del -glucán. Aún así, no se observó actividad o especificidad similar a la xiloglucán endotransglicosilasa. A partir de este punto, se realizaron mutaciones puntuales a diferentes puntos de las hojas  que forman la brecha del lugar de unión de la enzima por asemejarse a los residuos del PttXET16A. La proteína quimérica final tampoco presentaba actividad XET ni -glucanasa. El análisis de la estructura por cristalografía de rayos X reveló una mayor reorganización estructural de la esperada proveyendo la nueva enzima de un claro espacio interno que obre muchas más puertas a la ingeniería de la enzima.

La tecnologia CIM (de l'anglès Computer Integrated Manufacturing) sorgeix a la dècada dels 80 com una resposta a les necessitats de transformació tecnològica. La seva implantació permet millorar els processos de planificació, programació i control de la producció sota l'objectiu de progressar en el desenvolupament de nous sistemes tecnològicament més flexibles i avançats en la gestió empresarial. La implementació d'una tecnologia tan complexa requereix la qualificació de recursos humans que la puguin gestionar. En aquest context, els enginyers industrials són els més indicats per assolir metes d'aprenentatge dedicades a la formació en tecnologia CIM. Aquesta qualificació ha de contemplar la integració de coneixements, habilitats i característiques personals; en un perfil professional que permeti als futurs professionals ser solvents davant de problemes o situacions reals en la indústria usuària de CIM. Es va a considerar oportú estudiar l'actualització del currículum de l'Enginyer Industrial, de tal forma que els seus continguts s'ajustin a les demandes de qualificació de la indústria usuària de CIM en el seu rol de potencial mercat laboral dels futurs enginyers industrials. Aquesta situació és el punt de partida per motivar la present tesi doctoral, per a la qual cosa es va realitzar una revisió bibliogràfica. El resultat de la revisió ha palesat que no hi ha una estandardització de continguts que assegurin la solvència en la tecnologia CIM, ni tampoc la metodologia que permeti seleccionar i configurar aquests continguts en el context d'un currículum universitari. La metodologia dissenyada a la tesi proposa un enfocament per maximitzar l'eficiència, basat en la identificació de quatre pilars: a) Client, b) Recursos Humans, c) Innovació Tecnològica i d) Tecnologies d'Informació i Comunicació; pilars que convergeixen en el desenvolupament i implementació de la tecnologia CIM. Per a això dissenya una metodologia que combina dues metodologies fonamentals: la Funció de Desplegament de la Qualitat (de l'anglès Quality Function Deployment: QFD) i la metodologia Delphi. Addicionalment, aquestes dues metodologies es complementen amb altres eines i mètodes secundaris: el Procés Analític de Jerarquia (AHP: de l'anglès Analytic Hierarchi Process), Diagrames d'Afinitat, Taules de segmentació del client, Diagrames de Jerarquia, Enquestes, etc.La fortalesa de la metodologia rau en la gran capacitat per traduir demandes qualitatives (poc concretes) en especificacions quantitatives objectives i precises respecte de: continguts, assignatures, cursos, didàctica, durada, etc.; considerant els principis del Procés de Bolònia i les normatives que regeixen el sistema educatiu a la Unió Europea. Com a fase final de la tesi, la metodologia dissenyada s'aplica en un cas d'estudi concret referit a: l'actualització de continguts curriculars, dedicats a l'estudi de CIM, a la carrera d'Enginyeria Industrial de l'IQS. / La tecnología CIM (del inglés Computer Integrated Manufacturing) surge en la década de los 80´s como una respuesta a las necesidades de transformación tecnológica. Su implantación permite mejorar los procesos de planificación, programación y control de la producción bajo el objetivo de progresar en el desarrollo de nuevos sistemas tecnológicamente más flexibles y avanzados en la gestión empresarial. La implementación de una tecnología tan compleja, demanda la calificación de recursos humanos que la puedan gestionar. En este contexto, los ingenieros industriales son los más indicados para alcanzar metas de aprendizaje dedicadas a la formación en tecnología CIM. Dicha calificación debe contemplar la integración de conocimientos, habilidades y características personales; en un perfil profesional que permita a los futuros profesionales; ser solventes frente a problemas o situaciones reales en la industria usuaria de CIM. Se ha considerado oportuno estudiar la actualización del currículo del Ingeniero Industrial, de tal forma que sus contenidos se ajusten a las demandas de calificación de la industria usuaria de CIM en su rol de potencial mercado laboral de los futuros ingenieros industriales. Esta situación es el punto de partida para motivar la presente tesis doctoral, para lo que se realizó una revisión bibliográfica. El resultado de la revisión, ha evidenciado que no hay una estandarización de contenidos que aseguren la solvencia en la tecnología CIM, ni tampoco la metodología que permita seleccionar y configurar dichos contenidos en el contexto de un currículo universitario. La metodología diseñada en la tesis, propone un enfoque para maximizar la eficiencia, basado en la identificación de cuatro pilares: a) Cliente, b) Recursos Humanos, c) Innovación Tecnológica y d) Tecnologías de Información y Comunicación; pilares que convergen en el desarrollo e implementación de la tecnología CIM. Para esto diseña una metodología que combina dos metodologías fundamentales: la Función de Despliegue de la Calidad (del inglés Quality Function Deployment: QFD) y la metodología Delphi. Adicionalmente, estas dos metodologías se complementan con otras herramientas y métodos secundarios: el Proceso Analítico de Jerarquía (AHP: del Inglés Analytic Hierarchi Process), Diagramas de Afinidad, Tablas de segmentación del cliente, Diagramas de Jerarquía, Encuestas, etc.La fortaleza de la metodología, reside en la gran capacidad para traducir demandas cualitativas (poco concretas) en especificaciones cuantitativas objetivas y precisas respecto a: contenidos, asignaturas, cursos, didáctica, duración, etc.; considerando los principios del Proceso de Bolonia y las normativas que rigen el sistema educativo en la Unión Europea. Como fase final de la tesis, la metodología diseñada se aplica en un caso de estudio concreto referido a: la actualización de contenidos curriculares, dedicados al estudio de CIM, en la carrera de Ingeniería Industrial del IQS. / CIM (Computer Integrated Manufacturing) technology arose in the 1980s as a response to the technological transformation. Its implementation allows the improvement of planning processes, programming and control of production, with the aim of progress in development of new, technologically more flexible, advanced systems in corporate management. The implementation of such a complex technology requires qualified human resources to manage it. In that context, industrial engineers are the most appropriate to achieve the learning goals applied to training in CIM technology. That qualification must consider the integration of knowledge, skills and personal characteristics; in a professional profile that allows future professionals to be solvent with regard to real problems or situations in the CIM user industry. We have considered the opportunity of studying the update of the Industrial Engineering curriculum, in order that its content may fit the demands for qualification in the CIM user industry, in its role as a potential labour market for future industrial engineers. This situation is the starting point driving this doctoral thesis, for which a bibliographic review was performed. The result of the review has shown that there is no content standardisation to assure the solvency of CIM technology, nor is there a methodology to select and configure that content in the context of a university curriculum. The methodology designed in the thesis proposes an approach to maximise efficiency, based on identification of four pillars: a) Customer, b) Human Resources, c) Technological Innovation and d) Information Technologies and Communication; pillars that converge in development and implementation of CIM technology. To that end it designs a methodology tat combines two fundamental methodologies: the Quality Function Deployment (QFD) and Delphi methodology. Additionally, these two methodologies are complemented by other tools and secondary methods: Analytic Hierarchy Process (AHP), Affinity Diagrams, Customer segmentation tables, Hierarchy Diagrams, Surveys, etc.The strength of the methodology lies in the major capacity to translate qualitative (scarcely precise) demands into objective and precise quantitative specifications with regard to: content, subjects, courses, didactics, duration, etc.; considering the principles of the Bologna Process and the standards governing the educational system in the European Union. As a final phase of the thesis, the methodology designed is applied in a specific case study concerning updating of curriculum content, dedicated to study of CIM, on university courses in IQS Industrial Engineering.

a gestió dels residus nuclears de vida llarga i alta activitat és una de les principals preocupacions al voltant de l’energia nuclear. En el marc del projecte europeu IP EUROTRANS (EURATOM 6th Framework Programme) i dels projectes espanyols COMETA (ENE2005-08611-C02-02) i COPLOGEN (ENE2009-14223-C02-02) s’ha proposat utilitzar reactors ADS (Accelerator Driven Systems) per a transmutar aquest tipus de residus. En aquest tipus de residus, protons d’alta energia, col•lisionarien amb el blanc d’espal•lació produint neutrons ràpids que serien capaços de transmutar elements radioactius de vida llarga en altres de vida curta. En aquests reactors, es proposa utilitzar l’eutèctic plom - bismut (44.5% Pb – 55.5 % Bi) com a refrigerant degut al seu punt de fusió baix i a què pot ser utilitzat com a blanc d’espal•lació per a produir neutrons ràpids. No obstant, aquest aliatge és altament corrosiu dels materials estructurals, especialment els acers inoxidables. Per això es fa necessària una capa d’òxid de passivació que els protegeixi. En aquest entorn, s’haurà de controlar l’oxigen del medi, que ha ser suficient per a formar la capa de passivació però inferior al de formació de PbO. Ha de tenir-se en compte que el plom - bismut, en les condicions d’operació, serà un líquid en moviment i que no convé tenir partícules sòlides d’òxid que pugin erosionar o bloquejar parts del reactor. Amb l’objectiu de poder mesurar pressions parcials d’oxigen de l’ordre de 10-20 bar, en aquesta Tesi Doctoral, es proposa utilitzar sensors potenciomètrics d’oxigen amb electròlit sòlid de ZrO2 dopat amb Y2O3, YSZ, conductor del ió O2-. Per al seu ús en circuits experimentals és necessari establir un mètode de calibratge de sensors durant la seva operació i desenvolupar prototips que puguin ser usats en condicions dinàmiques. Per altra banda, degut a què a temperatures baixes (T<400ºC) l’ electròlit sòlid utilitzat perd la seva capacitat conductora d’oxigen s’han adaptat els sensors per a la seva possible utilització a temperatures de l’ordre de 300ºC. Per a estudiar la corrosió del material estructural i controlar la química de l’eutèctic en aquests reactors s’ha determinat la solubilitat i la difusió d’oxigen en el metall fos i la influència d’ impureses metàl•liques (In, Ni, Cr i Fe) en la solubilitat d’oxigen en plom - bismut. A més, com que centres d’investigació de diversos països participen en el projecte IP EUROTRANS, s’ha comparat la resposta de dos sensors d’oxigen fabricats per diferents laboratoris, amb diferent sistema de referència i fabricació de l’electròlit sòlid en les mateixes condicions experimentals. / La gestión de los residuos nucleares de vida larga y alta actividad es una de las mayores preocupaciones acerca de la energía nuclear. En el marco del proyecto europeo IP EUROTRANS (EURATOM 6th Framework Programme) y de los proyectos españoles COMETA (ENE2005-08611-C02-02) y COPLOGEN (ENE2009-14223-C02-02) se ha propuesto utilizar reactores ADS (Accelerator Driven Systems) para transmutar este tipo de residuos. En estos reactores, protones de alta energía colisionarían con el blanco de espalación produciendo neutrones rápidos que, a su vez, serían capaces de transmutar elementos radioactivos de vida larga en otros de vida corta. En estos reactores, se propone usar el eutéctico plomo-bismuto (44.5 % Pb – 55.5 % Bi) como refrigerante debido a su bajo punto de fusión y a que puede ser usado como blanco de espalación para producir neutrones rápidos. No obstante, esta aleación es altamente corrosiva de los materiales estructurales, especialmente los aceros inoxidables. Por ello, se hace necesaria una capa de óxido de pasivación que los proteja. En este entorno, se deberá controlar el oxígeno del medio, que tiene que ser suficiente para formar la capa de pasivación pero inferior al de formación de PbO. Debe tenerse en cuenta que el plomo-bismuto, en las condiciones de operación, será un líquido en movimiento y no conviene tener partículas sólidas de óxido que puedan erosionar o bloquear partes del reactor. Con el objetivo de poder medir presiones parciales de oxígeno del orden de 10-20 bar, en esta Tesis Doctoral, se propone utilizar sensores potenciométricos de oxígeno con electrolito sólido de ZrO2 dopado con Y2O3, YSZ, conductor del ión O2-. Para su uso en circuitos experimentales es necesario establecer un método de calibración de sensores durante su operación y desarrollar prototipos que puedan ser usados en condiciones dinámicas. Por otro lado, debido a que a temperaturas bajas (T<400ºC) el electrolito sólido utilizado pierde su capacidad conductora de oxígeno se han adaptado los sensores para su posible utilización a temperaturas del orden de 300ºC. Para estudiar la corrosión del material estructural y controlar la química del eutéctico en estos reactores se ha determinado la solubilidad y la difusión de oxígeno en el metal fundido y la influencia de impurezas metálicas (In, Ni, Cr y Fe) en la solubilidad de oxígeno en el plomo-bismuto. Además, dado que centros de investigación de diversos países participan en el proyecto IP EUROTRANS se ha comparado la respuesta de dos sensores de oxígeno fabricados por distintos laboratorios, con diferente sistema de referencia y fabricación del electrolito sólido en las mismas condiciones experimentales. / The management of long-lived and high activity nuclear waste is one of the major concerns related with nuclear energy. In the framework of the European Project IP EUROTRANS (EURATOM 6th Framework Program) and Spanish Projects COMETA (ENE2005-08611-C02-02) and COPLOGEN (ENE2009-14223-C02-02), accelerator driven system (ADS) reactors have been proposed for transmutating the long-lived nuclear waste. In this type of reactors, protons of high energy collide with a spallation target and fast neutrons are produced. These fast neutrons, in turn, can be used in subcritical reactors, where radioactive elements of long life can be transmuted to elements of short life. Lead – bismuth eutectic alloy, LBE. (44.5% Pb – 55.5% Bi) is proposed as a coolant for ADS reactors. The advantages of using this alloy are its low melting point and that it can also be used as spallation target for producing fast neutrons. However, this alloy is highly corrosive. For this reason, it is important to maintain a passivation layer on the structural material. In this type of reactors molten LBE is flowing then solid particles could erode or block parts of the circuit. In order to maintain this passivation layer avoiding PbO formation, it is necessary controlling and monitoring the oxygen content in LBE between these two limits. In this work, a potentiometric oxygen sensor with ZrO2 / Y2O3 solid electrolyte (YSZ) is used to measure oxygen partial pressure inside LBE. In order to improve the reliability of these sensors it is necessary to improve its design in order to use them in experimental circuits under dynamic conditions and to develop a method for checking its condition during operation. On the other hand, at low temperatures (T<400ºC), YSZ loses its ionic conductivity, so sensors have been adapted to be used at temperatures around 300ºC In order to study structural material corrosion and to control eutectic chemistry in this type of reactors, solubility and diffusivity of oxygen in the molten metal have been determined. The effect of metallic impurities (In, Fe, Cr, Ni) in oxygen solubility in lead bismuth is also studied. Furthermore, in order to compare sensors from different institutions in the framework of the European project, two prototypes of oxygen sensors have been studied under same stagnant conditions. One of the sensors was proposed by KIT and the second one was proposed by IQS. Different reference systems and YSZ suppliers have been compared.

La vulcanització per microones és un procés madur i no hi ha dubte sobre la seva eficiència per produir articles de cautxú d'alta qualitat. Les microones són conegudes no només per la seva capacitat d'accelerar els processos i augmentar la eficiència de la transferència energètica, sinó que també són capaces en certs casos de canviar els camins de reacció. Hi ha evidències, basades en canvis en propietats físiques al comparar productes vulcanitzats amb el mètode convencional i amb microones, que indiquen que alguns canvis poden succeir al treballar amb diferents fonts d'escalfament. No obstant això, hi ha una falta d'informació sobre els efectes que les microones tenen en la química de la vulcanització. Per tant, el principal objectiu d'aquesta tesi es basa en estudiar la vulcanització assistida amb microones des d'una nova perspectiva, centrant-se en els efectes d'aquesta radiació en els ingredients principals de les formulacions de cautxú, en el mecanisme de vulcanització, en la reticulació de la xarxa polimèrica i també en el procés de devulcanització.La primera part de la feina va consistir en desenvolupar i optimitzar tots els mètodes analítics necessàris per explorar totes les etapes del procés de vulcanització i identificar tots els intermedis formats. Estudis de Model Compound Vulcanization (MCV) utilitzant esqualè com a molècula model s'han realitzat per entendre millor la influència d'aquesta radiació en el mecanisme de la reacció, encara que alguns experiments també s'han realitzat amb mostres de cautxú natural. Tècniques com HPLC-MS, MALDI-TOF o GPC s'han utilitzat per caracteritzar les mostres de MCV, mentre que mesures d'inflament, de tensió-elongació, compressió i duresa s'han realitzat per caracteritzar les mostres de cautxú natural.Dos dels sistemes de vulcanització més comuns han estat estudiats (sulfenamides i tiurams). A més, s'ha donat un especial èmfasi a l'estudi de la influència de les microones en el sistema activador, intentant reduir el contingut de ZnO i cercar, a través de diverses estratègies, substituts més amigables amb el medi ambient. Finalment, tot el coneixement adquirit en aquests estudis s'ha utilitzat per optimitzar el comportament devulcanitzant del disulfur de difenil (DPDS) amb l'ajut de les microones, demostrant que les microones poden ajudar a avançar en la recerca d'una solució al problema del reciclatge dels residus de cautxú. / La vulcanización por microondas es un proceso maduro y no cabe duda sobre su eficiencia para producir artículos de caucho de alta calidad. Las microondas son conocidas no sólo por su capacidad de acelerar los procesos y aumentar la eficiencia de la transferencia energética, sino que también son capaces en ciertos casos de cambiar los caminos de reacción. Hay evidencias, basadas en cambios en propiedades físicas al comparar productos vulcanizados con el método convencional y con microondas, que indican que algunos cambios pueden suceder al trabajar con diferentes fuentes de calentamiento. Sin embargo, hay una falta de información sobre los efectos que las microondas tienen en la química de la vulcanización. Por lo tanto, el principal objetivo de esta tesis se basa en estudiar la vulcanización asistida por microondas desde una nueva perspectiva, centrándose en los efectos de esta radiación en los ingredientes principales de las formulaciones de caucho, en el mecanismo de vulcanización, en la reticulación de la red polimérica y también en el proceso de devulcanización.La primera parte del trabajo consistió en desarrollar y optimizar todos los métodos analíticos necesarios para explorar todas las etapas del proceso de vulcanización y identificar todos los intermedios formados. Estudios de Model Compound Vulcanization (MCV) utilizando escualeno como molécula modelo se han realizado para entender mejor la influencia de esta radiación en el mecanismo de la reacción, aunque algunos experimentos también se han realizado con muestras de caucho natural. Técnicas como HPLC-MS, MALDI-TOF o GPC se han utilizado para caracterizar las muestras de MCV, mientras que medidas de inflamiento, de tensión-elongación, compresión y dureza se han realizado para caracterizar las muestres de caucho natural.Dos de los sistemas de vulcanización más comunes han sido estudiados (sulfenamidas y tiuramos). Además, se ha dado un especial énfasis al estudio de la influencia de las microondas en el sistema activador, intentando reducir el contenido en ZnO y buscar, a través de diversas estrategias, substitutos más amigables con el medio ambiente. Finalmente, todo el conocimiento adquirido en estos estudios se ha utilizado para optimizar el comportamiento devulcanitzante del disulfuro de difenilo (DPDS) con ayuda de las microondas, demostrando que las microondas pueden ayudar a avanzar en la búsqueda de una solución al problema del reciclaje de los residuos de caucho. / Microwaves vulcanization is a mature process and there is no doubt about its efficiency on producing high quality goods. Microwaves are found not only to speed up the processing and increase the energy transfer efficiency, but also to be in some cases able to change reaction pathways. There are some evidences, based on changes in physical properties when comparing conventional and microwaves vulcanization, that suggest that some changes occur when working with different heating sources. However, there is a lack of information of the effects of MW in vulcanization chemistry. Therefore, the principal aim of this thesis consists of studying microwave-assisted vulcanization from a new perspective, focusing on the effects of this radiation in the main ingredients of a rubber compound, in the vulcanization mechanism, in the final crosslinked network and also in the devulcanization process.The first part of the work consisted in developing and optimizing all the analytical methods necessary to explore all the steps of vulcanization process and identifying all the intermediates formed. Model Compound Vulcanization (MCV) studies, using squalene as a model molecule, have been used to understand better the influence of this radiation in the reaction mechanism, even though some tests have been also performed in natural rubber samples. Techniques as HPLC-MS, MALDI-TOF or GPC have been used to characterize the MCV samples, whereas swelling measurements, stress-strain measurements, compression set or hardness have been used to characterized natural rubber samples. Two of the most common vulcanizing systems have been studied (using sulfenamide and/or thiuram accelerator types). In addition, a special emphasis has been given to the study of the microwaves influence on the activator system, trying to reduce ZnO contents and finding more environmental friendly substitutes through different strategies. Finally, all the knowledge acquired in all these studies has been used to optimize the devulcanizing behavior of diphenyl disulfide (DPDS) with the help of microwaves, proving that microwaves can help to advance in the search of a solution to the problem of waste rubber recycling.

El treball que es presenta en aquesta tesi pretén contribuir al camp de la ciència de superfícies biològiques, amb el desenvolupament de superfícies adaptades amb cadenes lateral reactives per tal de unir covalentment biomolècul·les d'interès a la superfície.La polimerització assistida per plasma del recobriments actius és un mètode atractiu per tal d'obtenir cadenes laterals reactives, mitjançant pel·lícules nanomètriques amb densitats de grups funcionals adaptats. Sota control de les condicions experimentals, l'estructura del dipòsit polimèric es pot control i les estructures químiques obtingudes poden variar des de xarxes polimèriques altament funcionalitzades amb baixa reticulació fins a xarxes altament reticulades amb baix contingut funcional. La recerca descrita en aquesta tesi tracta de la modificació de superfície de diversos substrats per polimerització de plasma. La part essencial del treball es dirigeix cap al funcionalització amb grups èster de pentafluorofenil a la superfície, durant la polimerització per grafting i polimerització de plasma pulsat de pentafluofenil metacrilat. Aquesta classe de grup làbil és de gran interès per a la seva fàcil reactivitat amb molècules amb mines terminals, com pèptids. Altres monòmers comercials també s'han emprat al començament de l'estudi, com a primera aproximació a les tècniques de plasma. La caracterització d'aquestes superfícies s'ha fet a través de tècniques analítiques com FTIR, XPS, AFM o ToF - SIMS entre d'altres.A més, s'ha dut a terme un estudi per fer a mida el polímer de PFM per a millorar la retenció de la seva estructura, i així com un estudi profund de la seva reactivitat davant de molècules amb amines terminals diferents d'interès, afegint SPR o l'aplicació de sensors microcantiliver a les tècniques de caracterització per aconseguir una millor comprensió de la química i cinètica de la reacció.Sobre el propòsit d'aconseguir superfícies funcionalitzades útils, s'ha realitzat un patterning de les superfícies amb l'ús de màscares per a capa selectiva de les mostres per controlar les àrees modificades. Això s'ha fet per a l'aplicació d'aquesta pel·lícula a dispositius reals, així com a prova de la seva biocompatibilitat per cultiu cel·lular i per assaigs in vivo. / El trabajo que se presenta en esta tesis pretende contribuir al campo de la ciencia de superficies biológicas, con el desarrollo de superficies adaptadas con cadenas lateral reactivas con el fin de unir covalentemente biomoléculas de interés a la superficie.La polimerización asistida por plasma de recubrimientos activos es un método atractivo con el fin de obtener cadenas laterales reactivas, mediante películas nanométricas con densidades de grupos funcionales adaptados. Bajo control de las condiciones experimentales, la estructura del depósito polimérico se puede control y las estructuras químicas obtenidas pueden variar desde redes poliméricas altamente funcionalitzadas con baja reticulación hasta redes altamente reticuladas con bajo contenido funcional.La investigación descrita en esta tesis trata de la modificación de superficie de diversos sustratos por polimerización de plasma. La parte esencial del trabajo se dirige hacia el funcionalización con grupos éster de pentafluorofenilo en la superficie, durante la polimerización por grafting y polimerización de plasma pulsado de pentafluofenilmetacrilato. Esta clase de grupo lábil es de gran interés para su fácil reactividad con moléculas con minas terminales, como péptidos. Otros monómeros comerciales también se han servido al principio del estudio, como primera aproximación a las técnicas de plasma. La caracterización de estas superficies se ha hecho a través de técnicas analíticas como FTIR, XPS, AFM o ToF - SIMS entre otros. Además, se ha llevado a cabo un estudio para hacer a medida el polímero de PFM para mejorar la retención de su estructura, y así como un estudio profundo de su reactividad delante de moléculas con aminas terminales diferentes de interés, añadiendo SPR o la aplicación de sensores microcantiliver a las técnicas de caracterización para conseguir una mejor comprensión de la química y cinética de la reacción.Sobre el propósito de conseguir superficies funcionalizadas útiles, se ha realizado un patterning de las superficies con el uso de máscaras para capa selectiva de las muestras para controlar las áreas modificadas. Eso se ha hecho para la aplicación de esta película en dispositivos reales, así como a prueba de su biocompatibillidad por cultivo celular y para ensayos in vivo. / The work presented in this thesis has the main aim to contribute in the field of biological surface science, by developing tailored surfaces with reactive side chains in order to attach desired biomolecules to the surface by a covalent link. Plasma polymerization of surface active coatings is an attractive method to obtain reactive side chains, by making nanometer thick films of tailored functional group densities. By controlling the experimental conditions, the structure of the polymer deposit can be largely controlled and the chemical structures obtained can range from highly functional polymer networks of low cross link density to polymer networks of low functional group but high cross link densities. The research described in this thesis deals with the surface modification of various substrates by plasma polymerization. The major part of the work is directed towards the funtionalization with pentafluorophenyl ester groups on the surface, through the grafting polymerization and pulsed plasma polymerization of pentafluophenyl methacrylate. This kind of labile group is of high interest for its easy reactivity to amino terminated molecules, such as peptides. Other commercial monomers were also used at the beginning of the study, as a first approach to the plasma techniques. The characterization of these surfaces is done through several analytical techniques as FTIR, XPS, AFM or ToF-SIMS among others. Furthermore, a study for tailoring the PFM polymer for better structure retention and deep study of its reactivity in front of different amino terminated molecules of interest was performed, adding SPR or the implementation of microcantilever sensors to the characterization techniques to achieve a better understanding of the chemistry and kinetic of the reaction, in order to achieve the best peptide binding for reliable well characterized bioactive interface..On the aim of achieving useful functionalized surfaces, a patterning of the surfaces with the use of masks for selective coating of the samples has been performed to control the modified areas. This has been done for application of this film to real devices, as well as to test of its biocompatibility by cell culture and in vivo assays.

La present tesis contribueix a donar una nova visió dins de l'àrea de modificació de superfícies, la qual implica la nanoestructuració de substrats fent servir la tècnica d'auto-assemblatge per a dipositar sobre aquests un polímer conductor mitjançant deposició química en fase vapor per plasma. L'ús de polímers conductors ha despertat un creixent interès en el desenvolupament de sensors químics per a l'anàlisi de gasos en aplicacions d'enginyeria electrònica. La contínua reducció de mida en aquests dispositius ha encoratjat la proposta d'un mètode alternatiu per aconseguir estructures de rang nanomètric, així com per solucionar problemes com la falta d'adherència entre substrat i polímer, disminuir els límits de detecció o escurçar els temps de resposta.En aquesta investigació s'ha treballat amb monocapes amb un grup pirrol terminal per tal de potenciar la nucleació i creixement de pel·lícules de polipirrol polimeritzades mitjançant plasma. A més, les monocapes han aportat millores en l'adhesió interfacial de l'estructura polímer/metall. Així mateix, s'han dopat les pel·lícules primes de polipirrol per tal d'obtenir la seva forma conductora, les propietats elèctriques de les quals permeten utilitzar-ho com a sensor químic. La seva exposició a un vapor comporta canvis en la conductivitat del polímer, a través dels quals es pot identificar i quantificar l'esmentat analit.L'auto-assemblatge i la deposició del polímer són els factors claus en aquesta investigació. Per tant, s'han utilitzat diverses tècniques de caracterització de superfícies com XPS, TOF-SIMS, FT-IR o SEM, per estudiar les seves propietats físiques i químiques. Igualment, l'ús de l'AFM ha estat de gran ajut per investigar el procés de nucleació i la topografia de les pel·lícules. A més, la tècnica de les quatre puntes ha proporcionat una excel·lent eina per realitzar mesures de conductivitat a les pel·lícules primes. Finalment, les pel·lícules polimeritzades per plasma han mostrat una gran sensibilitat al diòxid de carboni, demostrant la seva capacitat per ser utilitzades com a sensors químics. / La presente tesis contribuye a dar una nueva visión dentro del área de modificación de superficies, la cual implica la nanoestructuración de sustratos utilizando la técnica de auto-ensamblado para depositar sobre éstos un polímero conductor mediante deposición química en fase vapor por plasma. El uso de polímeros conductores ha despertado un creciente interés en el desarrollo de sensores químicos para el análisis de gases en aplicaciones de ingeniería electrónica. La continua reducción de tamaño en estos dispositivos ha alentado la propuesta de un método alternativo para conseguir estructuras de rango nanométrico, así como para solucionar problemas tales como la falta de adherencia entre sustrato y polímero, disminuir los límites de detección o acortar los tiempos de respuesta.En esta investigación se ha trabajado con monocapas con un grupo pirrol terminal para potenciar la nucleación y crecimiento de películas de polipirrol polimerizadas mediante plasma. Además, las monocapas han aportado mejoras en la adhesión interfacial de la estructura polímero/metal. Asimismo, se han dopado las películas delgadas de polipirrol para obtener su forma conductora, cuyas propiedades eléctricas permiten utilizarlo como sensor químico. Su exposición a un vapor conlleva cambios en la conductividad del polímero, a través de los cuales se puede identificar y cuantificar dicho analito.El auto-ensamblaje y la deposición del polímero son los factores claves en esta investigación. Por lo tanto, se han utilizado diversas técnicas de caracterización de superficies, como XPS, TOF-SIMS, FT-IR o SEM, para estudiar sus propiedades físicas y químicas. Igualmente, el uso del AFM ha sido de gran valor para investigar el proceso de nucleación y la topografía de las películas. Además, la técnica de las cuatro puntas ha proporcionado una excelente herramienta para realizar medidas de conductividad en películas delgadas. Finalmente, las películas polimerizadas por plasma han mostrado una gran sensibilidad al dióxido de carbono, con lo cual han demostrado su capacidad para ser utilizados como sensores químicos. / This thesis contributes a new insight into surface modification involving substrates nanostructuration by self-assembly to deposit on them a conducting polymer through plasma enhanced chemical vapor deposition. The use of conducting polymers has gained growing interest in the development of chemical sensor arrays for gas analysis in electronic engineering applications. The size reduction in these devices has encouraged the proposal of an alternative method to achieve structures at nanometer range, as well as overcoming problems like lack of adhesion between substrate and polymer, lower limits of detection or shorten response times.The investigation has dealt with the use of pyrrole terminated monolayers to enhance the nucleation and growth of polypyrrole plasma polymerized films. In addition, monolayers provide an improvement in the interfacial adhesion of the polymer/metal structure. Furthermore, polymeric thin films have been doped to obtain the conducting form of polypyrrole, of which electric properties enable to use it as a chemical sensor. Exposure to vapors leads to changes in polymer conductivity, by which analytes can be identified and quantified.Self-assembly and polymer deposition are key factors in this research, as a consequence surface characterization techniques, such as XPS, TOF-SIMS, FT-IR or SEM, have been employed to study their physical and chemical characteristics. Especially interesting have been the use of AFM to investigate the nucleation process and the film topography. Moreover, the four-point probe technique has provided an excellent tool to perform conductivity measurements on thin films. Besides, plasma polymerized films have shown a high sensitivity to carbon dioxide in order to demonstrate their aptitudes to be utilized as a chemical sensor.

L'objectiu d'aquest treball es centra en el desenvolupament, comprovació i millora d'una metodologia per l'assessorament del perill tèrmic de les reaccions químiques, orientada especialment a les petites i mitjanes empreses. La metodologia està basada en un sistema de llistes de comprovació per identificar els perills, així com en altres eines senzilles d'entendre per a personal no expert en seguretat. Els orígens del desenvolupament de la metodologia es basen en dos eines existents, HarsMeth i Check Cards for Runaway. S'han pres diferents enfocaments per tal d'aconseguir una metodologia d'assessorament fiable. En primer lloc s'ha verificat l'eficàcia d'ambdues metodologies en diferents empreses dedicades al desenvolupament de productes de química fina, per determinar els punts forts i els punts febles de cada una de elles, i per aprofitar els avantatges identificats per tal de crear una unica metodologia anomenada HarsMeth version 2. A continuació, s'ha provat aquesta versió exhaustivament en dos empreses químiques per tal de millorarla, detectant fallades i allargant les llistes de comprovació amb la finalitat de cobrir el màxim número possible de qüestions per l'assessorament. Altres activitats s'han centrat en el desenvolupament d'eines per a la determinació teòrica de entalpies de reacció i per la identificació de perills tèrmics en equips de procés. La versió final de la metodologia que s'ha desenvolupat, anomenada HarsMeth New Process, està estructurada per tal de realitzar l'assessorament seguint els passos lògics en el desenvolupament d'un procés químic, començant per el disseny de la reacció química en el laboratori, seguit per l'anàlisi de la estabilitat i compatibilitat dels reactius, l'anàlisi de la perillositat de la reacció, l'escalat del procés, i la determinació de les mesures de seguretat necessàries per implementar el procés a escala industrial en funció dels perills identificats anteriorment. Un altre estratègia seguida per millorar la metodologia ha estat analitzar els accidents químics inclosos en la base de dades MARS amb la finalitat de determinar lliçons per aprendre dels accidents, així com per identificar quins aspectes de la metodologia haurien ajudat a prevenir els accidents, i a posar de relleu quins aspectes de la seguretat quimica s'han de tenir especialment en compte a les indústries de procés. / El objetivo de este trabajo se centra en el desarrollo, comprobación y mejora de una metodología para el asesoramiento del peligro térmico de las reacciones químicas, orientada especialmente a las pequeñas y medianas empresas. La metodología está basada en un sistema de listas de comprobación para identificar los peligros, así como en otras herramientas fáciles de entender para personal no experto en seguridad. Los orígenes del desarrollo de la metodología se basan en dos herramientas existentes, HarsMeth y Check Cards for Runaway. Se han seguido diferentes enfoques para llegar a una metodología de asesoramiento fiable. En primer lugar se ha verificado la eficacia de ambas metodologías en diferentes empresas dedicadas al desarrollo de productos de química fina, para determinar las fuerzas y debilidades de cada una de ellas, y para aprovechar las ventajas identificadas para crear una única metodología llamada HarsMeth version 2. A continuación, se ha probado esta versión exhaustivamente en dos empresas químicas para mejorarla, detectando fallos y expandiendo las listas de comprobación con el fin de cubrir el máximo número de cuestiones posibles en el asesoramiento. Otras actividades se han centrado en el desarrollo de herramientas para la determinación teórica de entalpías de reacción y para la identificación de peligros térmicos en equipos de proceso. La versión final de la metodología que se ha desarrollado, llamada HarsMeth New Process, está estructurada para realizar el asesoramiento siguiendo los pasos lógicos del desarrollo de un proceso químico, empezando por el diseño de la reacción química en el laboratorio, siguiendo con el análisis de la estabilidad y compatibilidad de los reactivos, el análisis de la peligrosidad de la reacción, el escalado del proceso y la determinación de medidas de seguridad necesarias para implementar el proceso a escala industrial en función de los peligros identificados anteriormente. Otra estrategia seguida para mejorar la metodología ha sido analizar los accidentes químicos incluidos en la base de datos MARS con el fin de determinar lecciones a aprender de los accidentes, así como identificar qué aspectos cubiertos por la metodología podrían haber ayudado a prevenir los accidentes, y a enfatizar qué aspectos de la seguridad química deben tener especialmente presentes las industrias de proceso. / The aim of this work is focused on the development, testing and improvement of a methodology for the assessment of thermal hazards of chemical reactions, mainly oriented to be used at small and medium enterprises. The methodology consists on a checklist based system to identify thermal hazards, including tools easy to be followed by non experts in the field of safety. The origins of the development are two already existing tools known as HarsMeth and Check Cards for Runaway. Different approaches have been followed in order to come up with a reliable assessment tool. In the first place, the two mentioned methodologies were tested at different companies working on fine chemical production, which gave the possibility to determine strengths and weaknesses for both methodologies, and to profit from the identified strengths to combine them to create one single tool called HarsMeth version 2. Later, this version was thoroughly tested at two different companies to improve it, by detecting flaws and expanding the checklists in order to cover as many issues as possible in the assessment. Further work performed aimed at the development of tools for the theoretical estimation of reaction enthalpies and for the identification of thermal hazards in process equipment. A final version of the methodology was produced, called HarsMeth New Process, structured to perform the hazard assessment at every step followed in the development of a chemical process, starting from the design of the chemical reaction at the laboratory, followed by the study of stability and compatibility of the reactants involved, the bench scale analysis of the synthesis path chosen, the scale up of the process and the determination of the necessary safety measures for the implementation of the process at industrial scale in accordance with the hazards identified. Another strategy followed in order to improve the methodology has been to analyse the chemical accidents reported to the MARS database in order to establish lessons learned from such accidents, and to identify what topics of the methodology could have helped to prevent the accidents and to emphasize what aspects of chemical safety need to be taken into account by the process industries.

S'han creat les eines necessàries per a estudiar la viabilitat de dur a terme la separació de mescles de dos i tres components basats en un mètode de separació en continu tipus SMB. Amb aquesta finalitat, s'ha creat un sistema per al disseny ràpid i econòmic de separadors SMB que permet simular el comportament d'una columna qualsevol integrada en un sistema SMB. Aquest sistema, està constituït per una sola columna cromatogràfica que pot treballar en qualsevol de les quatre zones en què es pot dividir un SMB.El sistema de control de l'instrument permet simular cicles complets de separadors SMB. A més, el programa també permet treballar amb separacions formalment binàries o ternàries, en conformacions de SMB de 4, 6 i 8 columnes i combinació d'elles agrupades en 4 zones de treball. El sistema també integra un programa de simulació numèrica i optimització de separadors SMB. La combinació del programa i el sistema de disseny de SMB permet establir la variació de la concentració de cada substància amb el temps podent així determinar: el nombre de columnes per zona, el temps de canvi de cada columna, el cabal d'operació a cada zona i la concentració de cada substància per cada sortida de l'SMB.Per tal de verificar el correcte funcionament de l'equip complet s'ha dut a terme la separació de dos components, fenol i triclorofenol, determinant-ne les condicions òptimes de separació. Tot i que la retenció entre aquestes dues substàncies és molt similar, el prototipus ha permès estudiar el comportament de la unitat SMB complerta. També s'ha estudiat la separació del p-aminofenol i l'o-aminofenol com a part integrant del procés de fabricació del paracetamol i se n'han trobat les condicions òptimes d'operació. En treballar amb aquest procés s'ha buscat la màxima puresa del p-aminofenol en detriment de la puresa de l'o-aminofenol aconseguint una puresa de p-aminofenol a la sortida refinat del 97%. Finalment, i des del punt de vista del canvi d'escala, s'han determinat els valors de la longitud no utilitzada de rebliment i del coeficient global de transferència de matèria per tal de poder extrapolar els resultats del prototipus a escala industrial. / Se han creado las herramientas necesarias para estudiar la viabilidad de desarrollar separaciones de mezclas de 2 y 3 componentes basados en un método de separación en continuo tipo SMB. Con esta finalidad se ha creado un sistema para el diseño rápido y económico de separadores SMB que permite simular el comportamiento de una columna cualquiera integrada en un sistema SMB. Este sistema está constituido por una única columna cromatográfica que puede trabajar en cualquiera de las cuatro zonas en que se puede dividir un SMB.El sistema de control del instrumento permite simular ciclos completos de separadores SMB. Además, el programa también permite trabajar con separaciones formalmente binarias o ternarias, en conformaciones de SMB de 4, 6 y 8 columnas y combinación de ellas agrupadas en 4 zonas de trabajo. El sistema también integra un programa de simulación numérica y optimización de separadores SMB. La combinación del programa y el sistema de diseño de SMB permite establecer la variación de la concentración de cada sustancia con el tiempo pudiendo así determinar: el número de columnas por zona, el tiempo de cambio de cada columna, el caudal de operación en cada zona y la concentración de cada sustancia por cada salida del SMB. Para verificar el correcto funcionamiento del equipo completo se ha separado una mezcla de dos compuestos, fenol y triclorofenol, determinando las condiciones óptimas de separación. Aunque la retención entre estas dos sustancias es muy similar, el prototipo ha permitido estudiar el comportamiento de la unidad SMB completa. También se ha estudiado la separación del p-aminofenol y el o-aminofenol como parte integrante del proceso de fabricación del paracetamol y se han determinado las condiciones óptimas de operación. Al trabajar con este proceso se ha buscado la máxima pureza del p-aminofenol con menoscabo de la pureza del o-aminofenol consiguiendo una pureza de p-aminofenol a la salida de refinado del 97%. Finalmente se han determinado los valores de la longitud de lecho no utilizada y del coeficiente global de transferencia de materia para extrapolar los resultados del prototipo a escala industrial. / The necessary tools to study the viability of developing separations of mixtures of 2 and 3 components using a continuous method like the SMB have been developed. A fast and non-expensive system to design such separations has been developed. This system can simulate the behaviour of a single column integrated in the SMB. This system is composed by a single column capable to work in every one of the four zones into which an SMB can be divided. The control system gives the possibility of simulate complete cycles of an SMB separator. In addition the program also can work with binary or ternary separations, in SMB conformations of 4, 6 and 8 columns and its combinations grouped together in 4 working zones. The system also integrates a numerical simulation and optimization program of SMB separators. The combination of program and SMB design system establishes the concentration of each substance within the time. It gives the following parameters: the number of columns per zone, the column switch time, the flow in each zone and the concentration at the SMB outlet. In order to check the correct operation of the whole unit the separation of phenol and trichlorophenol have been done determining the best operation conditions. However the retention of this substances is very similar, the prototype has studied the complete separation. It also has been studied the separation of p-aminophenol and o-aminophenol as a part of the sysntesis process os paracetamole and the best separation condition have been stablished. While working with this process the maximum purity of p-aminophenol has been searched. The purity of p-aminophenol at the raffinate outlet is about 97%. Finally the values of unused bed lenght and overall mass transfer coefficient have been calculated to extrapolate the results to the industrial scale.