El tema central de la tesis es el estudio del comportamiento mecánico de laminados simétricos compuestos de una matriz de poliéster isoftálica reforzada con fibras de vidrio, y analizar la influencia de la orientación de las fibras debido al comportamiento anisotrópico que estas presentan. Para lograr este objetivo, se identificaron los parámetros necesarios para caracterizar el material en estudio, luego se fabricaron las probetas del material, se elaboró un modelo matemático orientado a la caracterización de este y se validó el modelo mediante ensayos mecánicos de tracción y flexión. Finalmente se usó el método de los elementos finitos usando el ANSYS Mechanical APDL 14.5 para comprobar resultados. Se analizaron los resultados obtenidos y la influencia de la orientación de las fibras de vidrio dentro del laminado. Se encontró que cuando los laminados son sometidos a tracción los parámetros hallados para caracterizar el material son suficientes para poder predecir el comportamiento del laminado, debido a que los resultados por el modelo matemático y el método de elementos finitos son iguales y conservadores con respecto a los valores hallados experimentalmente, sin embargo cuando los laminados están sometidos a flexión se encontró que el modelo elaborado es limitado y se necesita hallar parámetros adicionales para poder predecir el comportamiento del material. / Tesis

En el Perú existen numerosas viviendas construidas con ladrillos pandereta, el más económico del mercado, éstos son utilizados para la construcción de muros portantes. El uso del ladrillo pandereta está prohibido para muros estructurales, excepto en la zona 1 según la Norma Técnica de Albañilería E.070. Esta tendencia de uso masivo de ladrillos pandereta, se evidencia especialmente en distritos emergentes en donde, en su mayoría de casos, son viviendas típicas autoconstruidas sin asesoría técnica. Evidentemente ante el problema señalado, se debe tomar medidas preventivas para tener un nivel de desempeño óptimo en las estructuras, en el supuesto que ocurra un sismo de magnitudes considerables. Por tanto, a través de esta investigación, se busca comparar la resistencia, comportamiento mecánico y costo asociado de muros sin reforzamiento (sólo tarrajeados) con muros reforzados con malla para tarrajeo y malla electrosoldada. Para este proyecto se construyó nueve muretes a escala reducida con ladrillos pandereta, tres de ellos construidos de manera tradicional, otros tres reforzados con mallas para tarrajeo y finalmente tres muretes reforzados con mallas electrosoldadas. Estos muretes fueron construidos y sometidos a ensayos de compresión diagonal en el laboratorio de estructuras de la PUCP determinando su resistencia al corte, comportamiento y propiedades mecánicas de los muretes reforzados. / Tesis

En el disseny y la caracterització del formigons autocompactants (HAC) tenen implementació tant els propis components de la mescla (volum de pasta y naturalesa de la mateixa, tipus i contingut de fi, estructura del esquelet granular, entre d'altres) com les tècniques d'assaig per a validar els requisits de la autocompactabilitat (fonamentalment son assajos vinculats a la caracterització de la fluïdesa, la viscositat i la resistència a la segregació en fresc). Amb freqüència, les tendències en la dosificació d'aquests formigons responen a extrapolacions de criteris dels formigons convencionals adaptats a criteris empírics, incidir principalment en les característiques del material en estat fresc, però amb un plantejament en general dissociat del sistema de col·locació en l'obra. En aquesta tesis doctoral s'estudia la influència del sistema de col·locació en l'obra. d'una forma indirecta, basada en la consideració de dos estructures tipus del esquelet granular: continua y discontinua. Aquestes estructures s'associen, respectivament, en una primera aproximació, a dos sistemes típics de col·locació, per gravetat o per abocament directe i per bombeig. En ambdós casos s'han considerat diferents nivells de resistència (30 i 60 MPa). L'estudi s'ha fonamentat en la realització d'una amplia campanya experimental on s'ha avaluat i analitzat les diferents característiques que regeixen tant el comportament en estat fresc del formigó autocompactant com el comportament del formigó ja endurit, aquest últim a nivell instantani i a nivell diferit (retracció i fluència). Per a les dosificacions continues, associades al sistema d'abocament directe, s'ha obtingut una major estabilitat davant la segregació i propietats mecàniques instantànies y diferides lleugerament superiors a les discontinues, per als dos nivells de resistència contemplats en l'estudi. De la mateixa manera, en el desenvolupament dels nombrosos treballs vinculats al formigó fresc, s'ha posat de manifest que l'assaig d'extensió de flux pot conduir, principalment en la gamma d'alta fluïdesa, a errors significatius en relació a la detecció de la segregació del HAC. Aquest aspecte s'ha analitzat en profunditat i s'ha proposat un nou assaig per a mesurar la segregació, ràpid, senzill i econòmic, susceptible de ser utilitzat en obra com a criteri d'acceptació o de rebuig del formigó. / En el diseño y la caracterización de los hormigones autocompactantes (HAC) tienen implicación tanto los propios componentes de la mezcla (volumen de pasta y naturaleza de la misma, tipo y contenido de finos, estructura del esqueleto granular, entre otros) como las técnicas de ensayo para validar los requisitos de la autocompactabilidad (fundamentalmente son ensayos vinculados a la caracterización de la fluidez, la viscosidad y la resistencia a la segregación en fresco). Con frecuencia, las tendencias en la dosificación de estos hormigones responden a extrapolaciones de criterios de los hormigones convencionales adaptadas a criterios empíricos, incidiendo principalmente en las características del material en estado fresco, pero con un planteamiento en general disociado del sistema de puesta en obra. En esta tesis doctoral se estudia la influencia del sistema de puesta en obra de una forma indirecta, basada en la consideración de dos estructuras tipo del esqueleto granular: continua y discontinua. Estas estructuras se asocian, respectivamente, en primera aproximación, a dos sistemas típicos de colocación, por gravedad o vertido directo y por bombeo. En ambos casos se han considerado diferentes niveles de resistencia (30 y 60 MPa). El estudio se ha fundamentado en la realización de una amplia campaña experimental en donde se han evaluado y analizado las diferentes características que rigen tanto el comportamiento en estado fresco del hormigón autocompactante como el comportamiento en estado endurecido, este último a nivel instantáneo y a nivel diferido (retracción y fluencia). Para las dosificaciones continuas, asociadas al sistema de vertido directo, se ha obtenido una mayor estabilidad frente a la segregación y propiedades mecánicas instantáneas y diferidas ligeramente superiores a las discontinuas, para los dos niveles de resistencia contemplados en el estudio. Asimismo, en el desarrollo de los numerosos trabajos vinculados al hormigón fresco, se ha puesto de manifiesto que el ensayo de escurrimiento puede conducir, principalmente en la gama de alta fluidez, a errores significativos en relación a la detección de la segregación del HAC. Este aspecto se ha analizado en profundidad y se ha propuesto un nuevo ensayo para medir la segregación, rápido, sencillo y económico, susceptible de ser utilizado en obra como criterio de aceptación o rechazo del hormigón. / The design and the characterization of Self Compacting Concrete (SCC) influences not only the mix components (paste volume and nature; binder amount and type; granular skeleton, etc) but also the testing methods that used to validate the self-compactability (usually in terms of fluidity, viscosity and resistance to segregation) In general, SCC mix designs are extrapolations of conventional mix designs adapted with empirical criteria to change the fresh state characteristics. However, this approach usually fails to take into account the casting system. This thesis covers the indirect influence of the cast system based on the consideration of two types of granular skeleton: discontinuous and continuous, for different strength levels (30 and 60 MPa). In this sense, the discontinuous skeleton responds to a pumping cast system whereas the continuous skeleton fits a direct cast system by gravity using a crane and hopper. The study was based on a wide experimental campaign. The results obtained allow the analysis of the characteristics that govern the fresh, hardened and long term behavior of SCC. For the both strength levels studied, the mix with continuous granular skeleton associated with a direct cast system by gravity exhibited slightly higher segregation resistance and mechanical properties as well as slightly smaller creep than mixes with discontinuous granular skeleton. Nevertheless, the results show that the slump flow test is not sensitive enough to reveal the segregation in fresh state concrete, especially in high fluidity SCC. Thus, in order to address this issue a simple apparatus and a rapid method for testing the segregation resistance of SCC were developed in this study. Since the method is simple and due to its economy, it can be directly used in the construction site for an acceptance or rejection of the segregation criteria for SCC.

Debido a la actividad sísmica del Perú, uno de los retos principales de la ingeniería estructural consiste en el desarrollo de técnicas que protejan a las estructuras, a sus ocupantes y a lo contenido, de los efectos de las fuerzas sísmicas. En el Perú ocurren diversos fenómenos naturales que por su peligro pueden derivar, en algunos casos, en desastres. Entre los fenómenos que ocurren con cierta frecuencia y de carácter más destructivo se encuentran los sismos de origen tectónico. Las características del subsuelo de algunos distritos de Lima y la gran densidad de su población la convierten en una zona de alto riesgo sísmico. El enfoque tradicional del diseño sismorresistente se fundamenta en proveer a las estructuras una combinación de resistencia y ductilidad para resistir las cargas producidas por los sismos, aceptando un cierto nivel de daño en la estructura. Recientes sismos han demostrado que los edificios diseñados y construidos de acuerdo a los códigos más recientes proveen una adecuada respuesta aunque se produzcan algunos daños. Sin embargo, el costo y tiempo de reparación pueden ser altos. Por esta razón es importante establecer criterios de diseño sismorresistente en base a objetivos específicos de desempeño. Se han desarrollado, nuevas tecnologías para controlar el nivel de daño mediante la disipación de energía. El propósito básico de la incorporación de dispositivos de disipación pasiva de la energía sísmica es el de absorber un porcentaje considerable de la energía entregada por el sismo, reduciendo el nivel de daño generado. Entre estos dispositivos se encuentran los de Fluido-Viscoso. Con la adición de sistemas pasivos de disipación se puede disminuir las derivas (desplazamientos relativos de los entrepisos) de cada nivel en base a la elección de un desempeño objetivo, constituyendo una alternativa para protección y reforzamiento de estructuras existentes diseñadas bajo normas y códigos que no cumplen con las exigencias sismorresistentes vigentes. Además se podría disminuir los daños en los elementos existentes ante sismos severos, sin realizar grandes cambios en su configuración estructural inicial. / Tesis

Ingeniero Civil Mecánico / En el marco de un estudio realizado sobre los componentes que influyen en la resistencia mecánica del Cobre, se detallan las variables que influyen en ésta, cuantificando su aporte. Sin embargo, los resultados medidos experimentalmente no concuerdan con lo propuesto en la teoría. Por este motivo, se hace necesario el estudio de las discordancias presentes. En particular, se propone estudiar la influencia directa de la densidad de dislocaciones de manera independiente, sobre la resistencia mecánica del cobre. La idea es observar cómo y cuánto varía el límite de fluencia ante la variación de la densidad de dislocaciones en el material, para así contrastarlo, con lo propuesto por Besterci. El método experimental propuesto para este estudio, consiste en la fabricación de probetas a partir de polvos de cobre obtenidos por molienda de alta energía y después sinterizados por extrusión en caliente. Luego, con el fin de aumentar la densidad de dislocaciones, se procede a deformarlas en frío. Una vez confeccionadas las probetas, se realizan ensayos de compresión y análisis por difracción de rayos X. Así, se puede conocer tanto el esfuerzo máximo a compresión, como la densidad de dislocaciones efectiva, y además se consigue una imagen real de la microestructura. Es importante validar cada resultado obtenido, con el fin de verificar si cada proceso fue desarrollado de manera adecuada, y bajo parámetros controlados. Teniendo todos estos datos medidos, se obtiene la relación que determina la influencia entre la variable estudiada y la resistencia a compresión del material. Según los resultados obtenidos, se puede concluir que el tiempo de molienda adecuado para la elaboración de las probetas debe ser mayor o igual a 10 horas. Debido a que, a partir de este tiempo, el tamaño de cristalita tiende a estabilizarse. De acuerdo a lo visto en los resultados, los valores obtenidos se pueden utilizar como primera aproximación, sin embargo, algunos son descartados ya que se escapan de la tendencia esperada. Aun así, se logra obtener una expresión que relaciona la densidad de dislocaciones con el esfuerzo de fluencia. σ_f=6*〖10〗^(-8) √ρ+186,72 La poca precisión de los valores obtenidos tiene relación con la influencia no cuantificada de variables que modifican el límite de fluencia, como es la variación del tamaño de grano y el efecto embarrilamiento producto del ensayo de compresión, por lo que se proponen algunas consideraciones como realizar un recocido del material luego de extruirlo, además de contar con más muestras para identificar una tendencia más notoria.

Ingeniero Civil Mecánico / Es sabido que Chile es el primer productor de cobre en el mundo, ya sea en el formato de cátodos o concentrado. Los equipos usados en esta industria, tales como, palas retroexcavadoras, cargadores frontales y molinos de cono, están sometidos a un ambiente abrasivo que se traduce en desgaste (pérdida de material), lo que genera grandes costos para las empresas mineras. El presente trabajo está motivado en conocer la oferta de soluciones disponibles en Chile, para proteger equipos contra el desgaste abrasivo, respondiendo algunas preguntas, tales como ¿Qué materiales se utilizan para recubrir? ¿Qué procesos se usan? Entendiendo la necesidad de proteger los equipos de minería del cobre contra el desgaste generado por los efectos de la abrasión. El objetivo de la memoria es realizar una evaluación de algunas soluciones tecnológicas en recubrimientos resistentes a la abrasión para aplicaciones de minería en Chile. El trabajo no pretende entregar una solución, sino que hacer una revisión de las tecnologías utilizadas actualmente en el país. En el mundo, los materiales más utilizados para proteger equipos contra el desgaste abrasivo, son los recubrimientos de carburos de cromo (placas bimetálicas) y los carburos de tungsteno en base níquel. Este último tiene un mejor rendimiento, pero es casi tres veces más costoso que los carburos de cromo. La mayoría de los recubrimientos son aplicados por procesos de soldadura, tales como soldadura por arco sumergido (SAW, por sus siglas en inglés), soldadura por arco de plasma transferido (PTAW, por sus siglas en inglés), entre otros métodos. La metodología de este trabajo de título se dividió en tres etapas. La primera consistió en el intercambio de información a través de una encuesta online con empresas relacionadas con la oferta de soluciones contra el desgaste. En la segunda etapa, se entrevistó en forma presencial a algunas empresas del rubro y se obtuvieron algunas muestras representativas de la oferta del mercado. En la tercera etapa, las muestras fueron analizadas a nivel de laboratorio (análisis de metalografía, dureza y resistencia al desgaste por abrasión). De las encuestas se puede determinar que, en Chile, los materiales preferidos para proteger contra el desgate por abrasión son los aceros austeníticos, fundiciones blancas y las placas bimetálicas. En cuanto a los procesos preferidos, se encuentra la soldadura por electrodo protegido (SMAW) y alambre tubular (FCAW). En las entrevistas, se indica que esta última tiene como ventaja su alta productividad y fácil manejo. Las empresas también indicaron que la decisión de utilizar un material para recubrir se basa en la experiencia del cliente. Del análisis en laboratorio, se observa que el material que presentó mejor comportamiento frente al ensayo de desgaste por abrasión ASTM G65 es la placa bimetálica.

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / En la presente Tesis se estudia la formación in situ de dispersoides en una aleación de Cu-Ta producida por molienda reactiva y extrusión en caliente. Además, se estudia el efecto que producen los dispersoides sobre la resistencia al ablandamiento y la resistencia al creep. En aplicaciones tales como interruptores de alto rendimiento, intercambiadores de calor, motores eléctricos, cables, y electrodos para soldadura se requiere un material que exhiba alta conductividad térmica y eléctrica, junto a una adecuada resistencia mecánica a las temperaturas de operación. El cobre satisface las primeras solicitaciones; sin embargo, presenta una importante disminución de su resistencia mecánica cuando aumenta la temperatura de trabajo. Un mecanismo que ha probado ser efectivo para mejorar el comportamiento mecánico del cobre a altas temperaturas es la incorporación de nanopartículas cerámicas o metálicas en la matriz. Estos dispersoides dificultan el creep, ya que se requiere un esfuerzo adicional para separar las dislocaciones de la interfase dislocación-matriz, cuando esta interfase es incoherente o semicoherente. Adicionalmente, anclan los límites de grano, dificultando el deslizamiento de los bordes de grano. Para generar los nanodispersoides, se empleó molienda reactiva y extrusión en caliente para dispersar de manera homogénea partículas de tantalio en la matriz de cobre y generar dispersoides de carburo de tantalio, usando hexano como fuente de carbono y líquido de molienda. Estos dispersoides, acompañados de un refinamiento microestructural en la matriz metálica compuesta y de un aumento de la densidad de dislocaciones, produjeron un aumento de la resistencia mecánica al ablandamiento y a la deformación a altas temperaturas (773 K, 973 K y 1123 K). El material se caracterizó por medio de espectroscopia de emisión óptica, fluorescencia de rayos X, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión y microdureza Vickers. El efecto del tiempo de molienda se analizó pasadas 10, 20 y 30 h en un material compuesto con una composición nominal de Cu-5 %vol. TaC. Al aumentar el tiempo de molienda, se observó un aumento sistemático de la densidad de dislocaciones y de carbono, así como una disminución del tamaño de cristalita. El material molido durante 30 h fue extruido en caliente y mostró una densidad de 9.037 kg m-3 (98.2% densificación) y una resistencia de ablandamiento de 204 HV; sin embargo, después de un recocido a 1023 K durante 1 h la microdureza mostró una abrupta caída. El análisis de microscopía electrónica de transmisión mostró la presencia de nanodispersoides carburo de tantalio (Ta4C3), los cuales cumplen con la función de endurecer la matriz por dispersión y ayudan a mejorar el desempeño cuando se somete la matriz metálica compuesta a ensayos de esfuerzo constante y alta temperatura (773 K, 973 K y 1123 K).

La investigación realizada en este trabajo de tesis comprende la preparación y evaluación reológica y farmacocinética de un sistema portador de fármaco constituido por el polielectrolito ácido (PE): Carbomer (CB) neutralizado con Ciprofloxacino (Cip) y distintas proporciones del ion Na+ ; con el objeto de correlacionar parámetros estructurales con los correspondientes a la liberación del fármaco. Para su estudio, estos complejos (CB-Cip) con distintos porcentajes molares de sodio (Na+ ) ((CB-Cip)50Nax , con X: 5, 10, 12, 14, 16 y 20 % en concentración molar) son obtenidos en forma sólida como sistemas particulados. El método de preparación es sencillo y no requiere equipamiento costoso. Mediante estudios de análisis térmico, se determinó que los productos particulados (CB-Cip)50Nax se presentaron como complejos iónicos amorfos. Los complejos preparados fueron caracterizados reológicamente, midiendo las propiedades viscoelásticas clásicas: el módulo elástico (G') y el módulo viscoso (G"). Se estudió el material hidratado con distintos fluidos de relevancia biológica, como solución fisiológica (SF), buffer fosfato (BF) pH=6,8 y agua destilada (AD) a diferentes temperaturas (25, 32 y 37°C). Los resultados obtenidos permitieron conocer interesantes propiedades de la estructura de estos materiales que dependían de la concentración molar del ion Na+ , de la concentración de los complejos (% p/p) en los distintos medios, como así también determinar cómo variaba la afinidad de estos complejos con los medios anteriormente mencionados para formar geles. Se realizaron estudios de liberación del fármaco desde los complejos, con concentración del 21 % p/p en BF pH=6,8 utilizando como medio de disolución en el disolutor BF a 37°C. A partir de los resultados obtenidos y analizados estadísticamente por ANOVA y LSD (Least significant difference) se estableció una correlación entre las variables estadísticas analizadas y el módulo G'. La cantidad de fármaco liberado por estos sistemas depende de las reticulaciones que promueve el ion Na que actúa como ligante entre las macromoléculas, presentándose un rango en el cual la cantidad de fármaco liberado es similar [10-14] % Na+ . La reología da información de la estructura del material particulado e hidratado y, en determinadas condiciones de trabajo, es posible establecer una correlación con la liberación del fármaco, A partir de la experiencia acumulada en esta tesis es posible avanzar en el conocimiento del comportamiento de complejos Polielectrolito - Fármaco (PE-F) en relación con el medio en que actúan. / The present work consists on the preparation and rheological and pharmaco-kinetic evaluation of a drug carrier system based on an acid polyelectrolyte (PE), Carbomer (CB), Ciprofloxacine (Cp) and different Na+ concentrations, with the purpose of correlating structural and drug release process parameters. The (CB-Cip) complexes with different sodium (Na+ ) molar concentrations, ((CB Cip)50Nax , where X: 5, 10, 12, 14, 16 y 20 %) were obtained as solid particulate systems. The preparation method is simple and no expensive equipment is required. By means of thermal analysis tests, it was established that the particulate products (CB-Cip)50Nax are amorphous ionic complexes. Those complexes were rheologically characterized with standard viscoelastic properties: the elastic (G') and the loss (G") moduli. The material was hydrated with different biological relevance fluids, such as physiological solution (SF), phosphate buffer solution (BF) pH=6.8 and distilled water (AD) at several temperatures (25, 32 and 37°C). The results of this study contributed to understand how the sodium molar concentration and the weight fraction of the above mentioned complexes determined their affinity with different biological studied fluids to form gels. The drug release experiments were performed on BF pH=6.8, 21% w/w complexes in BF solution media at 37°C. The results were statistically analyzed by ANOVA and LSD (Least significant difference) and a relation between the statistical properties and the elastic modulus G' was established. The amount of released drug depends on the reticulations induced by the Na+ ion, which acts as macromolecules ligand. A concentration rank of [10-14] % Na+ where the amount of released drug is similar was observed. Rheology tests provided information on the particulate and hydrated material structure and, at certain work conditions, was possible to determine a correlation with the drug release process. From the experience achieved in this thesis work, we conclude that it is plausible to make use of rheological information for a better understanding of the behavior of Polyelectrolyte – Drug complexes (PE-F) related to their ability to control drug release in specific conditions.

El objetivo de esta Tesis es desarrollar métodos computacionales predictivos para propiedades específicas de compuestos de interés en la industria química, particularmente en la industria farmacéutica y de materiales poliméricos. Para desarrollar la metodología de trabajo se utilizó como herramienta la técnica Relación Cuantitativa Estructura/Propiedad (QSPR) (Quantitative Structure/Property Relationship), que consiste en relacionar cuantitativamente diferentes parámetros de una entidad química (por ejemplo una molécula pequeña o un polímero) con una propiedad bien definida de la misma. Este trabajo se plantea como un estudio interdisciplinario, de forma tal que la técnica QSPR sea enriquecida con el conocimiento del ensayo de medición de las propiedades que se buscan predecir y fundamentalmente con los aspectos físico-químicos involucrados. La metodología de trabajo se aplicó en una primera instancia a la predicción de propiedades de drogas y compuestos orgánicos en general y, en una segunda, a propiedades de materiales poliméricos. Las propiedades que se exploraron vinculadas a las drogas y compuestos orgánicos fueron algunas de las físico-químicas relacionadas al comportamiento ADMET (absorción, distribución, metabolismo, excreción y toxicidad) de los mismos. Estas fueron la absorción intestinal humana (AIH) (Human Intestinal Absorption) y el pasaje de la barrera hemato-encefálica (BHE) (Blood-Brain Barrier), ambas esenciales para el desarrollo de nuevos fármacos. Asimismo, se estudiaron los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) (volatile organic compounds) que son gases emitidos de ciertos sólidos o líquidos. Se predijeron sus coeficientes de distribución sangre-hígado (log Pliver), que se pueden emplear en la evaluación de riesgos y toma de decisiones en políticas de salud pública. Por otro lado, con respecto al campo de los materiales poliméricos se exploraron diferentes propiedades. Una de ellas es una propiedad térmica, la temperatura de transición vítrea (Tg), la cual se relaciona con el desempeño mecánico y la procesabilidad del material; las restantes son propiedades mecánicas derivadas del ensayo de tracción en una dimensión: elongación a la rotura (Elongation at Break), resistencia a la rotura (Strength at Break) y módulo elástico o de Young (Tensile Modulus). Estas propiedades mecánicas brindan información relacionada con la ductilidad, resistencia y rigidez de un material polimérico respectivamente, y junto con otras definen su perfil de aplicación estructural. La Tesis se organiza, de modo general, en dos grandes bloques en relación con el material al cual se aplica la predicción: drogas y compuestos orgánicos volátiles (compuestos de interés farmacéutico y de salud pública) por un lado, y por el otro, materiales poliméricos (materiales de interés en la industria química). Esta estructura obedece a las significativas diferencias moleculares entre los compuestos de trabajo de los cuales se obtiene la propiedad a predecir, denominada propiedad objetivo o target, y por lo tanto de aquí surgen también los distintos enfoques con los que se plantearon cada una de las predicciones. La contribución original en el área de las drogas y compuestos orgánicos volátiles fue el desarrollo de nuevos modelos de predicción para las propiedades previamente mencionadas, mediante un enfoque semi-automático (un método de selección automática de variables combinado con una selección manual guiada por el conocimiento experto) que se puede aplicar también para modelar otras propiedades y otros compuestos. También el aporte del conocimiento físico-químico durante la fase de modelado conduciendo a modelos más aceptables, ya que son más fáciles de interpretar y tienden a generalizar mejor a los compuestos de diseño (virtuales), es decir compuestos aún no sintetizados. Con relación al campo de los materiales poliméricos, las contribuciones novedosas fueron generar diferentes modelos para predecir la propiedad térmica y las propiedades mecánicas nombradas. Se desarrolló un prototipo molecular sintético, consistente en una estructura trimérica, para representar a los polímeros. Se propusieron nuevos descriptores para materiales poliméricos mediante un enfoque original de las cadenas de los polímeros, distinguiendo los fragmentos que corresponden respectivamente a la cadena principal y a la cadena lateral. Se obtuvo un modelo de predicción para la Tg enriquecido con el conocimiento físico-químico subyacente del fenómeno estudiado y se presentó una explicación estructural detallada de los descriptores del modelo y su relación con la propiedad estudiada. Luego, se validó el prototipo molecular (trímero) en relación a estructuras más complejas (31 unidades repetitivas). Con respecto a las propiedades mecánicas, se presentó un set de datos de trabajo que se recopiló y depuró para polímeros sintéticos a partir de fuentes disponibles. Se propusieron descriptores: por un lado, nuevos de cadena de polímeros, y por el otro, parámetros experimentales. Finalmente, se demostró la utilidad de incorporar información experimental del ensayo de tensión junto con estrategias estructurales para abordar la predicción, generando así herramientas más inteligentes e interpretables para el diseño de nuevos materiales con un perfil de aplicación específico. / The goal of this Thesis is to develop predictive computational methods for specific properties of compounds of interest in the chemical industry, particularly in pharmaceutical and polymeric materials industry. In order to develop the working method, the Quantitative Structure/Property Relationship (QSPR) technique was utilized, which relates quantitatively different parameters of an entity (e.g. a molecule or polymer) with an own well-defined process, such as a property. This work is planned as an interdisciplinary study, with the aim of improving the QSPR technique by means of physicochemical comprehension and the knowledge of target property measurement test. Firstly, the method was applied to predict properties of drugs and general organic compounds and, secondly, to predict polymeric materials properties. Physicochemical properties related to the ADMET (absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity) behavior of drugs and organic compounds were explored. These were the Human Intestinal Absorption (HIA) and the Blood Brain Barrier (BBB) penetration, both essential for drug development. Furthermore, the volatile organic compounds (VOCs) were studied, which are gases emitted from certain solids or liquids. Their blood-to-liver partition coefficients (log Pliver) were predicted; it can be applied to risk assessment and decision making in public health policies. Regarding to the polymeric materials field, several properties were studied. One of them is a thermal property, the glass transition temperature (Tg), which is related to the processability and material mechanical performance; the remaining ones are tensile properties: elongation at break, strength at break, and tensile modulus. These mechanical properties provide information related to the ductility, strength, and stiffness of a polymeric material, respectively and, along with other ones, define its structural application profile. This Thesis can be broadly divided into two main categories, according to the material that prediction is performed: drugs and volatile organic compounds (compounds of interest in pharmaceutical industry and public health) on the one hand, and polymeric materials (materials of interest in the chemical industry) on the other. This structure is due to significant molecular differences between the working compounds (organic and polymeric materials) from which the property to predict is obtained (target property), and therefore to the different approaches whereby each prediction was addressed. The original contribution in the drugs and volatile organic compounds field was the development of new predictive models for the aforementioned properties, using a semi-automatic approach (an automatic-variable-selection method combined with a knowledge-aided-manual selection) that can also be applied so as to model another properties. Moreover, during the modeling phase, the contribution of the physicalchemical knowledge led to acceptable models since they are easier to interpret and tend to better generalize design compounds (virtual), i.e. not-yet-synthesized compounds. Regarding the polymeric materials science, the generation of different models for predicting the already mentioned thermal property and the mechanical properties was a novel contribution. A molecular prototype, consisting of a trimeric structure, was used in order to represent the polymers. New descriptors were proposed for polymeric materials by means of a polymer chains approach, the main and side chain. A prediction model for Tg was obtained, enriched by the underlying physicochemical knowledge from the studied phenomenon, and a detailed structural explanation of the model descriptors and its relation to the studied property was presented. Afterwards, the molecular prototype (trimer) was validated against to more complex structures (31 repeating units). With respect to tensile properties, a tailor-made dataset was presented. Several descriptors were proposed: new ones of polymer chain, and alternatively, experimental parameters. Finally, we demonstrated the usefulness of considering experimental information from the tensile test along with structural strategies to tackle the prediction, thereby more intelligent tools for the design of new materials with a specific application profile are provided.

El objeto de esta Tesis consiste en la propuesta de una formalización teórica del proceso de fatiga de alto ciclaje en metales dúctiles. Se trata éste de un campo interdisciplinar muy complejo, con muchas derivaciones en varios campos tecnológicos y con una muy amplia e históricamente dilatada experimentación, especialmente dirigida a metales y estados de tensión simples. Por ello, se consideró que esta Tesis incluyese en primer término aquéllas referencias y elementos teóricos necesarios para la adecuada exposición posterior de la fenomenología y sus correspondientes modelizaciones, por una parte y, por otra, de las contribuciones esenciales de la investigación en este campo. Este objetivo se aborda en su primer capítulo. Los primeros dos epígrafes del capítulo 2 están destinados a la descripción del estado actual de las modelizaciones empíricas de la fatiga de alto ciclaje en ensayos uniaxiales y de la acumulación de daño en estos procesos. El tercer epígrafe de este capítulo es una descripción del estado actual de la investigación en torno a la fatiga, en general, y a la generación y evolución del daño, con especial atención a sus fundamentos termodinámicos. El cuarto epígrafe de este capítulo presenta una proposición de formalización teórica apropiada a tales resultados previos y al desarrollo de la investigación que se pretende. Por lo tanto, esta propuesta de modelización teórica constituye efectivamente, una aportación, pero no una contribución esencial de esta Tesis, dado su carácter de establecida ad hoc para el objetivo pretendido en este trabajo. El capítulo 3 ofrece la primera contribución sustancial de esta Tesis. En este capítulo se propone una nueva modelización teórica del daño ajena a la introducción de una nueva variable interna independiente de daño. Efectivamente, se expone la debilidad de los modelos fundamentados en la asunción de tal hipótesis y, por lo tanto, en esta Tesis se considera que la variable asociada a la evolución del d / Carbajal Navarro, E. (2012). Contribución a la definición de un modelo teórico del proceso de fatiga por alto ciclaje en materiales dúctiles [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/18178