La ingeniería tisular es una ciencia que aplica los principios de la ingeniería y las ciencias de la vida para desarrollar sustitutos biológicos que reparen o mejoren la función biológica de un tejido u órgano (según la definición de Langer y Vacanti). Para ello, el enfoque más común se basa en el uso de tres elementos fundamentales las células, las biomoléculas y los scaffolds poliméricos. A pesar de los muchos avances alcanzados, los investigadores de este campo aún nos enfrentamos a importantes retos en la reparación o la sustitución de los tejidos que cumplen predominantemente funciones biomecánicas como es el caso del tejido óseo y el tejido cartilaginoso y en específico el cartílago articular. En este sentido, los materiales tri-dimensionales (scaffolds) desempeñan un papel muy importante. En este contexto, el quitosano es un candidato con un gran potencial, utilizado en una amplia gama de aplicaciones, ya que posee propiedades biológicas únicas, entre las que se incluyen su biocompatibilidad, su biodegradación, su marcada actividad antibacterial, entre otras y además posibilita el desarrollo de materiales en una gran variedad de formas. Es por ello, que el gran reto de este trabajo es el desarrollo de materiales basados en quitosano para la ingeniería tisular, entre los cuales podemos mencionar la formación de mezclas poliméricas de policaprolactona y quitosano, scaffolds implantables de quitosano y el desarrollo de un nuevo modelo de scaffolds inyectables basados en micropartículas entrecruzadas de quitosano. Las mezclas de policaprolactona y quitosano han sido preparadas haciendo uso de la técnica de evaporación de solvente. Se ha estudiado la influencia del componente hidrófilo sobre las propiedades físico-químicas y mecánicas. Por otro lado, se evaluó la respuesta biológica de los materiales en cultivos primarios "in vitro" de condrocitos, llegando a la conclusión de que la hidrofilicidad, en este caso, no está directamente relacionada con la respuesta bi / García Cruz, DM. (2008). Materiales macroporosos biodegradables basados en quitosano para la ingeniería tisular [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4327

Resumen de la tesis A pesar del desarrollo en el post-tratamiento de los NOx en motores Diesel, el EGR (Recirculación de los Gases de Escape) continúa siendo una solución efectiva desde el punto de vista técnico y económico para cumplir las normativas anti-contaminantes presentes y futuras. Con el uso generalizado de los filtros de partículas, las desventajas tradicionales de los sistemas de EGR de baja presión, esto es, la durabilidad del compresor y el intercooler , se han reducido. Además, los sistemas de EGR de baja presión han adquirido un considerable interés recientemente por permitir llevar a cabo altas tasas de EGR manteniendo bajas temperaturas de admisión. Si bien la bibliografía acerca de los efectos de la recirculación de gases de escape en la combustión y las emisiones de los motores Diesel es particularmente extensa, poco hay publicado acerca de los efectos del EGR en los procesos de renovación de la carga, especialmente cuando se emplean circuitos de EGR de baja presión. Por este motivo, en esta tesis se examinan los efectos de ambos sistemas de EGR (alta y baja presión) en los procesos de renovación de la carga y en la sobrealimentación. En lo que respecta al impacto de la arquitectura del sistema de EGR en el proceso de renovación de la carga, el estudio se centrará tres factores principales: la capacidad de ambas arquitecturas para introducir masa en los cilindros, evaluada a partir del gasto de aire y la tasa de EGR, la eficiencia del proceso de renovación de la carga, determinada por el trabajo de bombeo, y finalmente, la capacidad de ambos sistemas de distribuir homogéneamente el EGR entre cilindros. En lo concerniente a los efectos de la configuración del sistema de EGR en la sobrealimentación, en este trabajo se evalúan los efectos de los diferentes gastos a través de turbina y compresor, el acoplamiento que aparece entre los sistemas de EGR y TGV, y algunas estrategias de control del EGR y la turbina. Puesto que la condensación de es / Plá Moreno, B. (2009). Análisis del proceso de la recirculación de los gases de escape de baja presión en motores Diesel sobrealimentados [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4782

Summary The aim of this PhD thesis is the preparation and study of new materials to be used as electrolytes in Direct Methanol Fuel Cells (DMFC) in order to reduce crossover of methanol. Different materials have been prepared, including polymer dispersed liquid crystals, crosslinked polymers with high protonic conductivity and polymeric liquid crystals. Moreover, a methodology to characterise potential new materials for their application in DMFC has been developed. The absorption properties of water and methanol in the materials have been studied in different conditions and compared with the results obtained for commercial Nafion membranes used in DFMC. The absorption and diffusion properties of water and methanol through the materials have been studied by means of Fourier Transform Infrared Spectroscopy and thermal analysis techniques. The methodology provides important information to analyse the interactions between the different functional groups of the polymers and the solvents commonly used in DMFC. Finally, a device has been designed and set-up to analyse the effect on crossover of methanol of the electro-osmotic drag and the polarisation of the polymeric electrolytes. / Martinez Felipe, A. (2009). Preparation and characterisation of new materials for electrolytes used in Direct Methanol Fuel Cells [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8327

Las estrategias de combustión de baja temperatura han sido el foco de diversos estudios con el fin de lograr una combustión en un motor Diesel más limpia en términos de emisión de contaminantes. En sus diversas variantes pueden presentar mejoras respecto principalmente a las emisiones de NOX y hollín, pero presentan limitación en cuanto a grado de carga y ruido de la combustión. Hace unos años, se presentó un nuevo concepto de combustión Diesel de baja temperatura (LTC) que confirma una reducción simultánea de NOX y hollín, manteniendo las características de una combustión por difusión. Esta nueva modalidad, desarrollada entonces en una cámara de combustión a volumen constante, consistía en crear un ambiente con baja temperatura y baja concentración de oxígeno en el aire combinado con el uso de alta presión de inyección y toberas con diámetro de orificios reducidos. De esta forma, se consiguió reducir la temperatura adiabática de llama y aumentar el englobamiento de aire aguas arriba de la longitud de lift-off, evitando la formación de los dos contaminantes simultáneamente. El objetivo de esta tesis ha consistido en trasladar esta nueva tecnología de combustión LTC por difusión a un motor convencional de baja cilindrada unitaria, enfrentando los obstáculos que surgen cuando se aplica el concepto a un motor real, como el choque de pared, la dificultad en controlar las condiciones del ambiente dentro del cilindro y el acortamiento de la longitud de lift-off, que reduce el englobamiento de aire en la llama. En la primera parte, se ha buscado lograr la combustión LTC estrictamente por difusión en dos motores de características geométricas diferentes y entender las influencias de los parámetros termodinámicos del gas en el cilindro, como la concentración de oxígeno, la temperatura y la densidad. Finalmente, se ha explorado cómo los parámetros relacionados con el diseño y funcionamiento del sistema de inyección, tales como el diámetro del orificio de la tobera, número de orificios y presión de inyección, podrían mejorar el proceso de combustión, con el objetivo de extender el rango de combustión LTC. Los resultados muestran el potencial de este concepto de combustión, habiéndose obtenido emisiones de NOX y hollín prácticamente nulas, con una penalización en la presión media indicada poco importante. Sin embargo hay algunos aspectos de este concepto de combustión que deben ser mejorados para poder implementar su utilización en motores de serie, algunos de los cuales son expuestos en esta tesis. / Jorge Amorim, R. (2010). COMBUSTIÓN POR DIFUSIÓN DE BAJA TEMPERATURA EN MOTORES DIESEL DE PEQUEÑA CILINDRADA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8951

El propósito de la presente Tesis Doctoral es estudiar y predecir las características y la biodegradabilidad de diferentes biocomposites desarrollados a partir de materiales biodegradables procedentes de fuentes renovables. Para ello, se emplean dos termoplásticos de base almidón como matrices poliméricas (Mater-Bi KE03B1 y Mater-Bi NF01U ), que se refuerzan con distintas fibras naturales (algodón, cáñamo, kenaf, lino y yute) con el fin de mejorar sus propiedades mientras están en servicio, al tiempo que se mantiene su biodegradabilidad. Las fibras naturales, las matrices poliméricas y los biocomposites reforzados se caracterizan con el objetivo de estudiar de la influencia de cada fibra natural en las propiedades de la matriz polimérica. Para ello se emplea una metodología basada en el Análisis Espectroscópico (FTIR-ATR), Mecánico (Ensayos de Tensión), Morfológico (SEM) y Térmico (DMTA, TGA, DSC). Así mismo se establecen correlaciones entre la composición química de las fibras naturales y las propiedades de los biocomposites reforzados. La degradabilidad de las matrices poliméricas y de los biocomposites se evalúa mediante enasayos de degradación en tierra y de absorción en agua. La hidrólisis de las matrices poliméricas y de los biocomposites se estudia como étapa previa a su biodegradación en tierra. Ambos procesos, la degradación en tierra y la absorción de agua se monitorizan mediante cambios en las propiedades térmicas. En particular, los parámetros térmicos de control escogidos son: las temperaturas de inicio y máxima velocidad de termodegradación como marcador de la estabilidad térmica; y las energías de activación de cada proceso de descomposición, puesto que este parámetro permite discernir los cambios en los entornos moleculares que facilitan o dificultan el proceso de termodegradación. Estos estudios de degradación, se complementan con análisis morfológicos y espectroscópicos. Finalmente, se confirma que el Mater-Bi NF y el Mater-Bi KE aumentan sus aplicaciones cuando se refuerzan con fibras naturales al mismo tiempo que mantienen su capacidad para degradarse en el momento en el que finaliza su vida útil. En el diseño del biocomposite, la selección de una u otra fibra natural como material de refuerzo dependerá de las propiedades finales requeridas. / Moriana Torró, R. (2010). Desarrollo y caracterización de biocomposites enfibrados procedentes de recursos renovables. Estudio de su degradación en tierra [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8958

El propósito de esta tesis doctoral fue evaluar la influencia de los diferentes procesos de gestión de residuos, tales como la valorización material, energética y biológica de dos poliésteres clave de la industria del embalaje: el actual no-renovable poli (tereftalato de etileno) (PET) y el potencial candidato para sustituirlo en un futuro próximo, la polilactida (PLA) de base renovable. Se utilizaron diversas plantas piloto para simular las condiciones de la degradación sufrida por PET y PLA en el reciclado mecánico, la pirólisis, la combustión y el enterramiento en suelo. Los cambios fueron monitorizados por calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis dinámico-mecánico-térmico (DMTA), análisis termogravimétrico (TGA), espectrometría infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de correlación 2D-IR para el análisis de gases (EGA), espectrometría de masas MALDI-TOF, microscopía electrónica de barrido (SEM), índice de fluidez de masa fundida (MFR), ensayos de tracción e impacto Charpy y viscosimetría. Se han propuesto, desarrollado y aplicado diversas estrategias y procedimientos analíticos para establecer parámetros fiables para ser utilizados como indicadores de la degradación y por tanto controlar la influencia de cada proceso de valorización en la calidad del material. El comportamiento de PET y PLA reciclados mecánicamente se evaluó en base a sus propiedades químicas, microestructurales, mecánicas y térmicas. Se observó una pérdida general de prestaciones de PET y PLA reprocesado una vez y dos veces, respectivamente. Además, las propiedades de los materiales reciclados de PLA fueron mejores en términos relativos a los productos reciclados de PET. Las descomposiciones térmica y termo-oxidativa causadas por los procesos de pirolisis y combustión se evaluaron sobre la estabilidad térmica, gases emitidos y cinéticas de descomposición. Se destaca el uso de la combustión controlada para ambos polímeros, ya que se necesita menos energía para iniciar la descomposición, y la mezcla de gases que se desprenden es más homogénea. / Badía Valiente, JD. (2011). Strategies and analytical procedures for a sustainable plastic waste management. An application to poly (ethylene terephthalate) and polylactide in the packaging sector [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/12890

The increasing use of turbochargers is leading to an outstanding research to understand the internal flow in turbomachines. In this frame, computational fluid dynamics (CFD) is one of the tools that can be applied to contribute to the analysis of the fluid-dynamic processes occurring in a turbine. The objective of this thesis is the development of a methodology for performing simulations of radial turbomachinery optimizing the available computational resources. This methodology is used for the characterization of a vaned-nozzle turbine under steady and pulsating flow conditions. An important effort has been devoted in adjusting the case configuration to maximize the accuracy achievable with a certain computational cost. Concerning the cell size, a local mesh independence analysis is proposed as a procedure to optimize the distribution of cells in the domain, thus allowing to use a finer mesh in the most suitable places. Particularly important in turbomachinery simulations is the influence of the approach for simulating rotor motion. In this thesis two models have been compared: multiple reference frame and sliding mesh. The differences obtained using both methods were found to be significant in off-design regions. Steady flow CFD results have been validated against global measurements taken on a gas-stand. The modeling of a turbine, installed either on a turbocharger test rig or an engine, requires the calculation of the flow in the ducts composing the system. Those ducts could be simulated assuming a one-dimensional (1D) approximation, and thus reducing the computational cost. In this frame of ideas, two CFD boundary conditions have been developed. The first one allows performing coupled 1D-3D simulations, communicating the flow variables from each domain through the boundary. The second boundary condition is based in a new formulation for a stand-alone anechoic end, which intends to represent the flow behavior of an infinite duct. Finally, the turbine was simulat / Fajardo Peña, P. (2012). Methodology for the Numerical Characterization of a Radial Turbine under Steady and Pulsating Flow [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16878

The quest for higher performances and durability of modern aero-engines requires the understanding of the complex aero-thermal flow experienced in a multi-row environment. In particular, the high and low pressure turbine components have a great impact into the engine overall performance, and improvements in the turbine efficiencies can only be achieved through detailed research on the three-dimensional unsteady aerodynamics and heat transfer. The present thesis presents an experimental study of the aerothermodynamics in one and a half turbine stage, focusing on: the aero-thermal flow in the overtip region of a transonic highly loaded high pressure (HP) rotor, and the aerodynamics and heat transfer of an innovative low pressure (LP) stator with a multi-profile configuration placed downstream of the high pressure turbine, within an s-shaped duct. Advanced instrumentation and measurement techniques were used and developed to perform the experimental investigation in a short-duration turbine test rig where both high spatial and time accuracy is indispensable. The flow field at the rotor shroud was investigated with simultaneous measurements of heat transfer, static pressure and blade tip clearance by using fast response pressure, wall temperature and capacitance probes. Through repeat experiments at the same turbine operating point, the time-averaged and time-resolved adiabatic wall temperature and convective heat transfer coefficient were evaluated. In the frame of new engine architectures, a novel stator for an LP turbine is proposed with a multi-splitter layout that represents a new design solution towards compact, lighter and performing aero-engine turbomachinery. It contains small aero-vanes and large structural aerodynamic airfoils which are used to support the engine shaft and house service devices. The research focuses on the experimental investigation of the global performance, aerodynamics and thermodynamics of this novel HP-LP vane layout. The turbine was / Lavagnoli, S. (2012). On the Aerothermal Flow Field in a Transonic HP Turbine Stage with a Multi-Profile LP Stator Vane [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17799

La degradación de los aceites lubricantes en MCIA ha sido durante los últimos años un tema de gran interés desde diferentes perspectivas, tanto desde el punto de vista del desarrollo de motores, formulaciones de los propios aceites, procedimientos de medida estandarizados, etc. y más aún cuando se han evidenciado diferencias significativas en los procesos degradativos atendiendo a las diferentes configuraciones: motores diesel frente a GNC, lo que ha suscitado el interés en desarrollar este trabajo de investigación. Dentro del campo del análisis de aceites, una de las herramientas mas antiguas y fundamentales para la aplicación del llamado Mantenimiento Predictivo en motores de combustión interna alternativos (MCIA), la técnica de espectrometría infrarroja por transformada rápida de Fourier (FT-IR), es la principal y más comúnmente utilizada técnica, para cuantificar de manera directa la degradación del aceite, a través de la medida de los niveles de oxidación y nitración. A pesar de que esta técnica analítica ha sido utilizada durante muchos años para el análisis de la oxidación en los rangos del infrarrojo medio, no existe una metodología estandarizada para este tipo concreto de aplicaciones (MCIA) y sólo desde hace unos años se dispone de un estándar internacionalmente reconocido (ASTM D 7214-07) para la cuantificación de los niveles de oxidación en aceites usados de transmisiones. Esta tesis consta de cuatro partes, a saber: Durante la primera parte de la tesis se hace un estudio de los aspectos fundamentales de la degradación en aceites lubricantes de MCIA como son sus causas, efectos y mecanismos de reacción entre otros aspectos. La segunda parte se centrará en las características y fundamentos de las principales técnicas analíticas dentro del campo de análisis de aceite para el estudio de la degradación en lubricantes de MCIA, como son la FT-IR, la voltamperometría lineal de barrido y la potenciometría, utilizadas para la medida aspectos intrínsecos de la / Gómez Estrada, YA. (2013). Contribución al desarrollo y mejora para la cuantificación de la degradación en aceites lubricantes usados de MCIA a través de la técnica de espectrometría infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/19244

With the slow but ineluctable depletion of fossil fuels, several avenues are currently being explored in order to define the strategic boundaries for a clean and sustainable energetic future, while accounting for the specificities of each sectors involved. In regard to transport applications, alternative fuels may represent a promising solution, at least at short or middle term, such as the International Energy Agency foresees that their share could account for 9% of the road transport fuel needs by 2030 and 27 % by 2050, with the potential resources to reach 48% beyond. If they have already been included in significant blending proportions with conventional fossil fuel in most of the occidental countries, their introduction also coincides with a long-time established program of continuously more drastic standards for engine emissions of NOX and PM, now even further demanding by the seek for combustion efficiency aiming at reducing CO2 emissions. While several works discuss the alternative fuels effect on exhaust emissions when used directly in production Diesel engines, results and analysis are sometimes contradictory, depending sometimes on the conditions in which they were obtained, and the causes of these results remain unclear. Therefore, in order to better understand their effect on the combustion processes, and thus extract the maximum benefits from these fuels in the optimization of engine design and calibration, a detailed comprehension of their spray and combustion characteristics is essential. The approach of this study is mostly experimental and based on an incremental methodology of tests aiming at isolating injection and combustion processes with the objective to identify and quantify the role of both fuel physical and chemical properties at some key stages of the Diesel combustion process. After obtaining a detailed characterization of their properties, five fuels have been injected in an optical engine enabling a sharp control of the thermodynamic e / Nerva, J. (2013). An Assessment of fuel physical and chemical properties in the combustion of a Diesel spray [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29767