Las condiciones ambientales de trabajo de los aceros estructurales y de conducciones en instalaciones energéticas y petrolíferas han puesto en evidencia la necesidad de encontrar una metodología de caracterización de su resistencia a la fisuración, tanto en régimen de dominio elástico como elastoplástico. Este trabajo recoge una metodología experimental y analítica adecuada para ser aplicada a los procesos de fisuración estudiados sobre probetas y estructuras, en particular a aquéllos asociados a la presencia de ambientes agresivos, como corrosión bajo tensión o fisuración inducida por hidrógeno de aceros microaleados. Una vez aplicada y validada, la metodología ofrece resultados de gran interés en la caracterización cuantitativa del comportamiento de fisuración y su correlación con los micromecanismos de rotura presentes. Esta tesis se ha mostrado eficaz en la caracterizacióny establecimiento de un modelo de comportamiento de aceros microaleados utilizados en condiciones de fisuración inducida por hidrógeno, como es el caso de las plataformas petrolíferas en alta mar (estructuras off-shore). / The environmental conditions of employment of structural steel and energy pipelines and oil facilities have highlighted the need to find a methodology for characterizing their resistance to cracking, both in the elastic and the elastoplastic regime. This work includes experimental and analytical methodologies that are appropriate to be applied to cracking processes studied on specimens and structures, in particular to those associated with the presence of aggressive environments, such as stress corrosion cracking or hydrogen induced cracking of microalloyed steels. Once applied and validated, the methodology provides results of great interest in the quantitative characterization of the cracking behavior and its correlation with the fracture micromechanisms taking place. This thesis has been shown to be effective in the characterization and establishment of a behavioral model of microalloyed steels used in conditions of hydrogen-induced cracking, such as oil platforms at sea (off-shore structures).

En este trabajo se valida la TDC en dos materiales con comportamiento elástico–lineal en estado fisurado: el polímero PMMA y la aleación Al7075-T651. La validación se ha realizado sobre probetas de fractura y se han establecido rangos de validez de la TDC en régimen elástico-lineal. Igualmente, se demuestra la aplicabilidad de la TDC para la evaluación en rotura de componentes con cualquier concentrador de tensiones (entalla en U, entalla en V, taladro circular, etc) y para cargas de distinta naturaleza (tracción vs. Flexión). Además, se plantea y valida un modelo de evaluación de la integridad estructural de componentes con entallas que combina la TDC con los Diagramas de Fallo, extendiendo el rango de aplicación de la TDC a situaciones con comportamiento elastoplástico. Finalmente, el análisis se completa con un detallado estudio mediante microscopía electrónica de barrido de los micromecanismos de fractura de las probetas analizadas. / This study validates the TDC in two materials with linear elastic behavior in cracked conditions: polymer PMMA and alloy AL7075-T651. The validation has been performed on fracture specimens and validity ranges of the TDC in linear elastic regime have been established. Similarly, it is demonstrated the applicability of the TDC for evaluation of components containing any kind of stress riser (e.g., U-notch, V-notch, hole circular, etc.) and subjected to loads of different nature (tensile vs. bending). In addition, a model for the structural integrity assessment of notched components is presented and validated, combining the TDC with Failure Assessment Diagram. This extends the vailidity range of the TDC to situations with elastic-plastic behaviour. Finally, the analysis is completed with a detailed study by scanning electron microscopy of the fracture micromechanisms of the samples being analysed.

Los nuevos ferrocarriles de Alta Velocidad Española (AVE) suponen, respecto a su predecesor, la línea Madrid-Sevilla, un incremento en la velocidad máxima, pasando de los 280-300 km/h de la línea original a los 350 km/h que se pretende alcanzar en los nuevos trazados. Este incremento de velocidad origina mayores solicitaciones que afectan a la superestructura de la vía y, por ello, se hace necesario un redimensionado de todos los parámetros de diseño del trazado. Entre los componentes de la superestructura se encuentra el sistema de sujeción. Este sistema está constituido por un conjunto de pequeños elementos de vía que fijan el carril a la traviesa dando continuidad estructural a la vía. El sistema de sujeción cobra mayor importancia debido a este incremento de los esfuerzos originado por el aumento de las velocidades, convirtiéndose en un elemento clave de la superestructura de vía. Esta Tesis, pretende, en primer lugar, encontrar el sistema óptimo de sujeción que se adapte a las exigencias establecidas por la administración en el "Pliego de bases para el suministro de sujeciones" para ferrocarriles de alta velocidad. En segundo lugar, una vez definido el sistema, analizar el comportamiento de la sujeción, tanto desde el punto de vista individual de cada componente, como desde el punto de vista global. Este análisis incluye la totalidad de propiedades importantes del sistema, desde las mecánicas, ya sean estáticas o dinámicas, hasta las eléctricas, pasando, entre otras, por las de durabilidad y deterioro. También, se estudiarán las posibles variaciones sufridas por estas propiedades en función de parámetros externos, como pueden ser los de carácter ambiental, e internos propios del sistema de sujeción. / The new Spanish High Speed Railways (AVE) involve, regarding its predecessor, Madrid-Seville line, an increase in the maximum speed, going from 280-300 km / h of the original line to 350 km / h that expects in the new routes. This speedup produces greater efforts that affect the superstructure of the track and, therefore, resizing of all design parameters of the track is required. The fastening system is among the components of the superstructure. This system is made up of a set of small track pieces that fasten the rail to the sleeper giving structural continuity to the track. The fastening system is becoming more important because of this greater efforts caused by the increased speeds, becoming a key element of the track superstructure. The aim of this thesis is, first, to find the optimum fastening system that well suits the requirements set by the administration in the "Terms for the supply of fasteners" for high speed railways. Secondly, this thesis, once the system has defined; analyzes the behaviour of the fastening, both from the point of view of individual component, and from a global perspective. This analysis includes all the important properties of the system, from the mechanical properties, whether static or dynamic, to the electrical properties, besides the hardness and deterioration. Also, the possible changes undergone for these properties depending of external parameters, such as the environmental measure, and own internal parameters of the fastening system were studied.

La presente Tesis Doctoral está dedicada a la síntesis, la caracterización y el estudio de la actividad catalítica en la combustión de carbonilla generada por motores diésel de óxidos CeO₂-ZrO₂, y CeO₂-PrO₂. Con este estudio se ha conseguido alcanzar una mayor comprensión del papel catalítico de estos materiales en la combustión de carbonilla, logrando revelar la diferente implicación de los dos mecanismos de reacción mediante los que los óxidos basados en cerio pueden catalizar esta combustión: el mecanismo de combustión asistido por la producción de NO₂ y el mecanismo basado en la producción y transferencia de oxígeno activo. Las contribuciones aportadas en este trabajo respecto a la mejor comprensión del papel catalítico de estos óxidos en la combustión de carbonilla se deben a un enfoque del estudio tanto desde el punto de vista fundamental, caracterizando un amplio número de óxidos con propiedades físico-químicas muy diversas, y llevando a cabo ensayos catalíticos a escala de laboratorio bajo condiciones experimentales muy distintas, como desde un punto de vista práctico, analizando el comportamiento catalítico de la mejor formulación preparada en este estudio en el escape real de un motor diésel.

En la presente tesis doctoral se realiza un estudio detallado sobre el mecanismo de la reacción de reducción de oxígeno (ORR) en electrodos monocristalinos de platino. Para ello, se han realizado medidas electroquímicas usando la configuración de electrodo rotatorio de menisco colgante (HMRDE) con superficies con distinta estructura superficial y variando condiciones de la disolución de trabajo como el pH, fuerza iónica o la ausencia o presencia de bromuros. La conclusión principal que se extra de estos experimentos es la posibilidad de la existencia de un punto de bifurcación en el mecanismo, implicando el intermedio OOH, antes de la formación de peróxido de hidrógeno. Además, también se estudia la ORR y la reacción de oxidación de ácido fórmico en electrodos monocristalinos de Pt en presencia de acetonitrilo, como estudio previo al estudio de estas reacciones en disolventes orgánicos con pequeñas cantidades de agua. Por último, se estudia la ORR en un Aza-CMP, lo cual permite obtener información fundamental que se puede aplicar en estudios sobre el mecanismo de la ORR en los sitios activos de materiales de carbón funcionalizados con nitrógeno.