Uno de los principales problemas asociados a la fabricación de piezas sinterizadas se debe a la pérdida de homogeneidad en las propiedades del aglomerado obtenido durante el proceso de compactación. Por ello, es primordial encontrar una secuencia de compactación apropiada durante la fase de diseño que haga factible la producción de la pieza. Es en este entorno donde la simulación por ordenador está empezando a ser empleada con la finalidad de ser una herramienta complementaria que ayude a encontrar la secuencia de compactación óptima con el mínimo número de pruebas experimentales, ayudando a reducir de esta forma los costes del proceso.Actualmente, la investigación destinada a la simulación numérica del proceso de compactación se centra principalmente en la etapa de prensado. Sin embargo, existen numerosos casos prácticos en los que antes de prensar es necesario efectuar un movimiento previo de los punzones con la finalidad de reubicar el polvo para llenar la cámara de compactación. Este proceso, denominado transporte de cámaras o transferencia, resulta relevante tanto para definir la secuencia óptima de compactación como para predecir correctamente la distribución final de las propiedades del compacto.La tesis se centra en la ampliación y mejora de la simulación numérica de la fase de compactación de pulvimateriales, considerando adicionalmente las etapas de transporte de cámaras y transferencia, con la finalidad de facilitar y mejorar el desarrollo y diseño de lo proceso de compactación. La tesis forma parte de una línea de investigación de más largo alcance destinada a la simulación numérica de todo el proceso de fabricación. En este sentido, el trabajo desarrollado incorpora el estudio de nuevas etapas que intervienen durante la compactación, aumentando el realismo de los procesos simulados.Con este propósito, las líneas de trabajo desarrolladas se pueden se pueden resumir en los siguientes puntos:·Formulación de un modelo matemático capaz de simular de forma conjunta la fase de transferencia/transporte de cámaras y la fase de prensado. El modelo propuesto constituye una generalización del modelo desarrollado en el estudio de la fase de prensado por considerarlo válido para describir el comportamiento del pulvimaterial durante la etapa intermedia/final del prensado.·Implementación del modelo numérico, contemplando la posibilidad de reproducir movimientos sin compactación.·Ampliación y mejora del código informático desarrollado para el estudio de la fase de prensado. Entre ellas, el desarrollo de una estrategia de remallado automático apropiada para los procesos de compactación.·Validación de la herramienta propuesta.

This thesis is focused on the calibration of the Acoustic Emission (AE) technique to detect and identify damage mechanisms in tool steels. The AE measurement procedure has been calibrated for two mechanical tests: fracture test (three-point bending test) and indentation test (spherical indentation). Fracture tests cause cracks due to tensile stress. The damage begins with the nucleation of cracks (cracking carbides and local plastic deformation) and afterwards, the cracks spread through the metallic matrix following the broken carbides. This research proposes an AE filtering process to detect each stage of fracture: the cracking of carbides (nucleation), the stage where the crack passes through to the steel matrix and final catastrophic failure. Spherical indentation tests enable the creation of a more complex distribution of stresses in an affected part of the specimen. Applying low level loads, an elastic field was created in the specimen under the ball indenter. Nevertheless, AE activity was detected in this elastic field, and these signals were related to the breaking of carbides located in the zone of maximum shear stress. An important feature of this test is that the cracking of carbides takes place without plastic deformation, and therefore the damage signals were clearly identified with carbide breakage. In both tests, carbide breakage was confirmed by means of AE as the cause of nucleation of cracks in tool steels. AE made it possible to identify the carbide breakage and the propagation of cracks through the metallic matrix and predict the final fracture of the specimen in bending tests. This thesis proposes a new acquisition and filtering configuration in fracture tests to eliminate spurious signals due to contact damage between the specimen and machine supports, as a methodology for identifying different damage mechanisms in small-sized specimens based on certain AE waveform features. From the standpoint of research into materials, coupling the proposed AE setup in each test significantly improves the tests, since it permits the evolution of the damge to be identified during the loading cycle. The laboratory results obtained endorse the possible use of AE in preventive maintenance in the tool-shaping industry. Barcelona 22 / Aquesta tesi es centra en calibrar la tècnica d'emissió acústica (EA) per detectar i identificar mecanismes de dany en acers per eines. El procediment de mesura de l’EA s'ha desenvolupat i calibrat per a dos assajos mecànics: assaig de flexió i assaig d’indentació esfèrica. A l’assaig de flexió es generen esquerdes a la superfície de la proveta on la tensió de tracció és màxima. El dany s'inicia amb la nucleació d'esquerdes (trencament de carburs i deformació plàstica local) i després, les esquerdes es propaguen a través de la matriu metàl•lica seguint els carburs trencats. La monitorització de l’assaig amb EA, permet detectar i identificar cada etapa de la fractura: el trencament de carburs i plastificació (nucleació), creixement de l’esquerda a través de la matriu d’acer i la fallada catastròfica final de la mostra. L’assaig d' indentació esfèrica permeten la creació d'una distribució de tensions en la part afectada de la mostra més complexa. Amb l’ aplicació de càrregues baixes, es genera un camp de tensions en el rang elàstic sota l’indentador esfèric. Durant els assajos, es va detectar activitat d'EA en aquest rang elàstic, i aquests senyals es relacionen amb la ruptura de carburs situats a la zona d'esforç tallant màxim. Una característica important d'aquest assaig és que la ruptura de carburs es porta a terme sense deformació plàstica, i per tant els senyals de dany es van identificar clarament amb el trencament de carburs. En ambdós assajos, el trencament dels carburs va ser confirmat per mitjà de la EA com causa de la nucleació d'esquerdes en acers per a eines. L’EA va fer possible identificar el trencament de carburs i la propagació d'esquerdes a través de la matriu metàl•lica i predir la fractura final de la mostra en els assajos de flexió. Aquesta tesi proposa una nova configuració de filtratge en assajos de fractura per eliminar senyals espúries a causa del dany provocat pel contacte entre la mostra i els suports de la màquina, així com una metodologia per a l’identificació de mecanismes de dany en mostres de mida petita sobre la base de certes característiques de la forma d'ona dels senyals d’EA. Des del punt de vista de la recerca de materials, l'acoblament d’EA amb la configuració que es proposa en cada assaig millora significativament els resultats obtinguts dels assajos, ja que permet identificar l'evolució del dany durant el cicle de càrrega. Els resultats experimentals obtinguts avalen el possible ús de l’EA en el manteniment preventiu d’eines de conformat a la industria. / Esta tesis se centra en calibrar la técnica de la emisión acústica (EA) para detectar e identificar los mecanismos de daño en aceros para herramientas. El procedimiento de medida de la EA se ha desarrollado y calibrado para dos ensayos mecánicos: ensayo de flexión y de indentación esférica. En el ensayo de flexión se generan grietas en la superficie de la probeta donde la tensión de tracción es máxima. El daño se origina con la nucleación de las grietas (rotura de carburos y deformación plástica local) y después, las grietas propagan a través de la matriz metálica siguiendo la línea de carburos rotos. La monitorización del ensayo con EA permite detectar e identificar cada una de las etapas de la fractura: rotura de carburos y plastificación (nucleación), crecimiento de grietas por la matriz de acero y el fallo catastrófico final de la muestra. El ensayo de indentación esférica permite la creación de una distribución de tensiones en la parte afectada de la muestra más compleja. Con la aplicación de cargas bajas, se genera un campo de tensiones en el rango elástico situado bajo el indentador esférico. En los ensayos, se detectó actividad de EA en este rango, y estas señales se pudieron relacionar con la rotura de carburos situados en la zona de tensión tangencial màxima. Una característica importante de este ensayo es que la rotura de los carburos tiene lugar sin deformación plàstica del material, y por tanto las señales de daño se identificarion claramente con la rotura de estos carburos. En ambos ensayos, la rotura de los carburos fue confirmada mediante EA como causa de la nucleación de grietas en aceros para herramientas. La EA hizo posible identificar la rotura de carburos primarios y la propagación de grietas a través de la matriz metálica, y predecir la fractura final de la muestra en los ensayos de flexión. En esta tesis se propone una nueva configurción de filtrado para ensyaos de flexión para eliminar las señales espúrias a causa del daño rpovocado por el contacto entre la probeta y los soportes de la máquina, así como una metodoología para identificar los mecanismos de daño en muestras de pequeñas deimensiones sobre la base de ciertas características de la forma de onda de las señales de la forma de onda de las señales de EA. Desde el punto de vista de investigación de materiales, incorporar la EA, con la configuración propuesta, a cada uno de los ensayos mejora significativamente los resultados obtenidos, ya que permite identificar la evolución del daño durante el ciclo de carga. Los resultados experimentales obtenidos avalan el posible uso de la EA para el mantenimiento preventivo de herramientas de conformado en la industria.

En aquesta tesi es proposa un nou dispositiu que combina antenes òptiques i micro/nanoestructures mecàniques amb l'objectiu de transformar energia electromagnètica en energia mecànica. El principal objectiu de la feina realitzada és l'estudi dels mecanismes de transducció implicats. El principi de funcionament d'aquest nou dispositiu es pot resumir de la manera següent: les antenes absorbeixen la radiació electromagnètica en l'espectre infraroig i la transformen en una distribució de temperatura en l'estructura mecànica, a causa de les propietats tèrmiques del material estructural la resposta tèrmica es converteix en una deflexió mecànica que eventualment pot conduir a l'autooscil·lació del dispositiu. Donades les transformacions d'energia involucrades, el modelatge de les físiques acoblades esdevé un pas fonamental per tal de dissenyar, fabricar i caracteritzar un dispositiu de prova de concepte. La conversió d'energies es demostra que és més eficient quan el dispositiu autooscil·la. No obstant això, a causa de la naturalesa altament no lineal d'aquest fenomen, saber exactament si aquesta oscil·lació es pot aconseguir utilitzant el dispositiu de prova de concepte implica caracteritzar-lo físicament per tal d'aplicar el model desenvolupat. / In this thesis, a new device merging optical antennas and micro/nano-mechanical structures is proposed with the aim to transform electromagnetic energy into mechanical energy. The study of the involved transduction mechanisms is the main objective of the presented work. The working principle of this new device can be summarized as follows: the antennas acting as absorbers in the infrared spectrum capture the electromagnetic radiation and transform it into a temperature field in the mechanical structure. Due to the thermal properties of the structural material the thermal response is converted to a mechanical deflection which eventually can lead to the self-oscillation of the device. Given the involved energy transformations, the modeling of the coupled physics becomes a fundamental step in the path of designing, fabricating and characterizing a proof-of-concept device. The energy conversion is shown to be more efficient when the device auto-oscillates. However, due the the highly nonlinear nature of such phenomenon precisely knowing if such oscillation can be achieved using the proof-of-concept device imply its physical characterization in order to apply the developed model.

Los sistemas de cogeneración de pequeña potencia pueden son adecuados para conseguir un uso eficiente de la energía en el sector terciario. Existen en el mercado diversos equipos de cogeneración de pequeña potencia utilizando microturbinas o motores alternativos de combustión interna entre otros sistemas, y que pueden aplicarse con éxito en el sector terciario. También existen tecnologías de refrigeración de pequeña potencia activadas térmicamente que son capaces de suministrar frío mediante el aprovechamiento del calor residual de los equipos de cogeneración mencionados anteriormente. De este modo se obtienen diversas configuraciones conocidas como sistemas de trigeneración para la producción de frío, calor y electricidad de forma eficiente y simultánea en diversas proporciones. El objetivo de esta tesis es desarrollar un banco de ensayos multifuncional que permita ensayar y caracterizar equipos térmicos de pequeña potencia y establecer procedimientos de ensayo de dichos equipos operando tanto a plena carga como a carga parcial. / Small scale cogeneration systems can be suitable for the efficient use of energy in the tertiary sector. Some cogeneration systems are available in the market for small scale applications using microturbines or reciprocating internal combustion engines among other systems that could be applied successfully in the tertiary sector. There are also small capacity thermally driven cooling technologies able to provide chilled water by recovering the waste heat from the cogeneration equipment mentioned above. By the combination of both systems various configurations known as trigeneration systems can be set for the efficient and simultaneous production of cold, heat and electricity at different ratios. The aim of this thesis is to develop a multi-functional test bench to test and characterize thermally small capacity equipment and to establish test procedures for them working both at full load and part load.

Els convertidors multinivell són topologies de convertidors d’electrònica de potència que poden generar tres o més nivells de voltatge en cadascuna de les fases de sortida. Com a resultat, els voltatges i corrents generats per aquestes topologies presenten una distorsió harmònica baixa. Hi ha diferents configuracions de convertidors multinivell, les quals es basen en connectar dispositius de potència o convertidors en sèrie. El resultat d’aquestes connexions permet obtenir voltatges alts, tant en la part de corrent continu com en la de corrent altern del convertidor. A més, cada dispositiu sols ha de suportar una fracció del voltatge total del bus de corrent continu. Per aquestes raons, els convertidors multinivell són generalment utilitzats en aplicacions d’alta potència. El convertidor de tres nivells amb connexió a punt neutre (neutral-point-clamped) és el més utilitzat. La recerca d’aquesta tesis doctoral està focalitzada en aquesta topologia de convertidor, i el principal objectiu és l’aportació de noves tècniques de modulació. Aquestes tenen en compte diferents aspectes: la velocitat computacional dels algorismes, l’equilibrat de les tensions dels condensadors del bus de contínua, les pèrdues de commutació i les oscil·lacions de baixa freqüència en el punt neutre del convertidor. Totes les estratègies de modulació proposades en aquesta tesis són modulacions d’amplada de polses basades en portadora. En la primera modulació que es presenta, s’injecta un senyal comú (seqüència zero) a totes les moduladores, que es basa en els patrons de la modulació vectorial que utilitza tres vectors dels més propers al de referència (nearest-three-vector modulation). S’estudien i es comparen els resultats d’aquesta modulació amb la seva homòloga, basada en perspectiva vectorial. Una segona proposta és l’anomenada modulació d’amplada de polses de doble senyal (double-signal pulse-width modulation). Aquesta modulació és capaç d’eliminar completament les oscil·lacions de voltatge en el punt neutre del convertidor. No obstant això, es produeix un increment de les pèrdues de commutació en els dispositius de potència i, a més, no hi ha un equilibrat natural de les tensions en els condensadors del bus. Una última estratègia de modulació, anomenada modulació híbrida (hybrid pulse-width modulation), es basa en la combinació de la modulació sinusoïdal (sinusoidal pulse-width modulation) i la de doble senyal. Aquesta presenta una solució de compromís entre reduir les pèrdues de commutació, en detriment d’un augment de l’amplitud de les oscil·lacions de voltatge en el punt neutre. Una segona part d’aquesta tesis es centra en les aplicacions a generació eòlica, ja que els convertidors multinivell estan començant a ser utilitzats en aquest camp. Això es produeix fonamentalment per l’augment continu de les dimensions de les turbines eòliques. En aquesta part de la recerca s’ha considerat la configuració de dos convertidors multinivell connectats a un mateix bus de contínua (back-to-back), tot i que els convertidors han estat estudiats independentment. Inicialment s’ha estudiat el convertidor que va connectat a la xarxa elèctrica i s’ha aplicat l’estratègia de control coneguda com a control orientat a tensió (voltage-oriented control). S’han utilitzat controladors estàndard (proporcional-integral), als quals s’ha afegit un control difús que supervisa i modifica els valors de les constants dels controladors. Aquest supervisor difús millora la dinàmica de la tensió del bus de contínua davant canvis de càrrega quan el convertidor treballa com a rectificador. Per una altra part, s’ha estudiat el control d’una turbina eòlica basada en un generador d’imants permanents. En aquest cas, s’ha aplicat l’estratègia de control coneguda com a control orientat a camp (field-oriented control). S’han avaluat i comparat els avantatges i inconvenients de diferents formes de sintonitzar els controladors. / Multilevel converters are power electronic topologies that can generate three or more voltage levels in each output phase. As a result, the voltage and current waveforms generated have lower total harmonic distortion. Multilevel topologies are based on connecting power devices or converters in a series. Consequently, high voltages can be handled on the dc and ac sides of the converter, while each device stands only a fraction of the total dc-link voltage. For these reasons multilevel converters are generally applied to high-power applications. The three-level neutral-point-clamped converter is the most extensively used multilevel topology. This topology is the main focus of research in this dissertation. The main objective is to propose new modulation strategies that are able to meet a compromise solution while considering computational algorithm speed, voltage balance in the dc-link capacitors, switching losses and low frequency voltage oscillations at the neutral point. All the modulation strategies proposed here are based on carrier-based pulsewidth modulation. A new modulation strategy has been implemented using a proper zero-sequence signal injected into the modulation signals. The zero sequence is determined from a space-vector modulation standpoint, particularly the nearest-threevector modulation strategy. The proposed carrier-based technique is compared with its space-vector modulation counterpart. It shows some advantages, such as easier implementation and reduced switching events; however, it still produces oscillations in the neutral-point voltage for some operating conditions. A new modulation strategy able to completely remove such voltage oscillations is also presented. It is called double-signal pulse-width modulation. The main drawback of this strategy is that it increases the switching frequency of the power devices and has no natural capacitor voltage balance. Some balancing strategies are proposed in this dissertation for this specific modulation. Furthermore, a hybrid pulse-width modulation approach is presented which is able to combine sinusoidal pulse-width modulation with doublesignal pulse-width modulation; this represents a compromise solution between switching losses and neutral-point voltage oscillation amplitudes. The second part of this thesis is focused on wind generation applications. Multilevel converters are starting to be used in such a field nowadays, and are expected to be further applied in the near future as the sizes of wind turbines grow. Two back-toback-connected power converters are considered in this application, although they are analyzed independently. First of all, the control of the grid-connected converter is studied. A voltage-oriented control is used with standard proportional-integral controllers. The originality of the method is that a fuzzy supervisor is designed and included in the structure; the fuzzy supervisor is able to modify the proportionalintegral parameters online. It is shown how the control of the total dc-link voltage improves significantly under load changes when the converter is working as a rectifier. On the other hand, a control study is performed on the wind turbine side. The variable speed wind turbine is based on a permanent magnet synchronous generator. A field-oriented control strategy is applied. The controllers are evaluated and compared using different tuning strategies which highlight the advantages and drawbacks of each.

In this work, a methodology has been developed to implement the bond behaviour between concrete and GFRP bars in the numerical modelling. Based on experimental results and applying the inverse method, the bond law to be used in the numerical model is obtained. The thesis continues with two experimental campaigns on GFRP RC elements under tensile sustained loads. The first experimental campaign consisted in testing GFRP RC elements with different target concrete strengths. The tests were carried out for a period between 35 a 39 days. Experimental results were compared with analytical codes for steel RC structures. The second experimental campaign consists on the analysis of bond of such structures under sustained load. The specimens were tested for a period between 90 and 130 days. Slip stabilization was observed to occur at 60 days after the beginning of the tests. / En aquest treball s’ha desenvolupat una metodologia que permet la implementació del comportament adherent entre formigó i barres de material compost en la modelització numèrica. A partir de resultats experimentals i aplicant un mètode invers s’obtenen les lleis d’adherència aptes per ser incorporades a la modelització numèrica. Com a continuació de l’estudi s’han portat a terme dues campanyes experimentals en elements sotmesos a càrrega de tracció mantinguda. La primera campanya experimental va consistir en l’assaig de tirants de formigó variant la resistència del formigó. Els espècimens van estar sotmesos a càrrega mantinguda durant un període de 35-39 dies. Els resultats es van comparat amb models analítics existents per reforç estructural d’acer. En la segona campanya experimental es va aprofundir en l’estudi de l’adherència a llarg termini. Els espècimens van estar sotmesos a càrrega mantinguda durant un període de 90-130 dies observant una estabilització del lliscament 60 dies després de l’inici dels assaigs.

System codes along with necessary nodalizations are valuable tools for thermal hydraulic safety analysis. Qualifying both codes and nodalizations is an essential step prior to their use in any significant study involving code calculations. Since most existing experimental data come from tests performed on the small scale, any qualification process must therefore address scale considerations. Along these lines, the present thesis introduces a new scaling-up methodology that contributes to the qualification of Nuclear Power Plant (NPP) nodalizations by means of scale disquisitions. The "UPC Scaling-up methodology" is a systematic procedure based on the extrapolation of Integral Test Facility (ITF) post-test simulations. There are three main pillars that support this procedure: judicious selection of experimental transients, full confidence in the quality of the ITF simulations, and simplicity in justifying discrepancies that appear between ITF and NPP counterpart transients. The techniques that are presented include the so-called Kv scaled calculations as well as the use of two new approaches, ¿Hybrid nodalizations¿ and "Scaled-up nodalizations". These latter two methods have revealed themselves to be very helpful in producing the required qualification and in promoting further improvements in nodalization. "Scaled-up nodalizations" allow effects of the ITF scaling-down criterion to be checked. On the other hand, "Hybrid nodalizations" help the user to establish how design differences modify the results. In order to carry out these calculations, a Powerto-Volume-Scaling Tool (PVST) was developed. This software generates scaled-up input decks for RELAP5mod3 following the Power to Volume Scaling (PtoV) methodology. Within the presentation of this software, it is included a detailed description of the PtoV criterion together with the scaling distortions that are expected from its application to the RELAP5mod3 equations. PVST capabilities are also assessed on two post-test simulations that were carried out at the LSTF experimental facility within the framework of the OECD/NEA ROSA and ROSA-2 projects. Finally, an assessment of the present methodology was carried out by making use of the OECD/NEA ROSA-2 and PKL-2 Counterpart Tests (an exhaustive description of both facilities and experiments is also included). One of the limitations of scaling methodologies is the impossibility to qualify their predictions because of a lack of counterpart experimental data at NPP level. Thus, the ROSA-2 PKL-2 Counterpart Test was of great value because it allows an identical transient to be compared between two facilities with relevant differences in both design and scale. The study of both LSTF and PKL counterpart tests has enabled us to define which phenomena could be well reproduced by the nodalizations and which phenomena could not, and also to establish the basis for future extrapolation to a NPP scaled calculation. On the other hand, the application of the UPC scaling-up methodology has demonstrated the fact that selected phenomena can be scaled-up and explained between counterpart simulations by carefully considering differences in both scale and design. As future lines of research, in the short term it is planned to fully apply the present methodology to qualify NPP nodalizations for the correlation of core exit temperatures (CET) versus peak cladding temperatures (PCT). In the long term, it is also intended to fully integrate the "UPC scaling-up methodology" within scaling issue, and to focus the efforts on providing a definite answer to the scaling controversy on the extrapolation of code accuracy to NPP level. / Los códigos de sistema, así como las nodalizaciones asociadas a sus cálculos, son herramientas de gran valor para los análisis de seguridad. La cualificación de ambos, códigos y nodalización, es un paso esencial antes de su uso en cualquier estudio significativo que involucre cálculos computacionales. Por otra parte, puesto que la mayoría de los datos experimentales existentes se obtienen de experimentos realizados en plantas a pequeña escala, cualquier proceso de cualificación necesita abordar el tema de la escalación. En este sentido, la presente tesis desarrolla una nueva metodología (UPC Scaling-up) que contribuye a cualificar las nodalizaciones de las centrales nucleares (NPP) por medio de análisis de escalación. Dicha metodología es un procedimiento sistemático basado en la extrapolación de los datos obtenidos en las simulaciones de experimentos realizados en plantas integrales (ITF). Tres son los pilares que lo sustentan: el juicio selectivo de los transitorios experimentales a analizar, la garantía absoluta de la calidad de sus simulaciones y la simplicidad a la hora de justificar las discrepancias que surjan entre la ITF y los transitorios equivalentes NPP. Las técnicas que se presentan a continuación incluyen los llamados cálculos Kv-scaled, así como el uso de dos nuevos conceptos, las nodalizaciones "híbridas" y "Scaled-up". Estos dos últimos métodos se han demostrado indispensables a la hora de cualificar y mejorar las nodalizaciones NPP. Los "Scaled-up" permiten al analista comprobar los efectos del criterio de escalación de la ITF en los resultados del experimento. Por otro lado, las cálculos "híbridos" ayudan a determinar cómo se modifican los resultados a consecuencia de las diferencias en el diseño. Para realizar estos cálculos, se ha creado un nuevo programa, el Power-to-Volume Scaling Tool (PVST). Este software genera inputs "Scaled-up" en RELAP5mod3 siguiendo el criterio de escalación Power to Volume (PtoV). Junto a la presentación de este software, se incluye una descripción detallada del PtoV así como las distorsiones de escala que se pueden esperar al aplicarlo en las ecuaciones del código. Las capacidades de PVST también se han evaluado mediante dos simulaciones pos-test que se llevaron a cabo en la planta experimental LSTF dentro de los proyectos OECD/NEA ROSA y ROSA-2. Por último, se incluye una evaluación de la metodología "UPC Scaling-up" a partir de los experimentos counterpart que se realizaron en el marco de los proyectos OECD/NEA ROSA-2 y PKL-2 (también se incluye una descripción exhaustiva de ambas instalaciones y experimentos). Una de las limitaciones de las metodologías de escala es la imposibilidad de cualificar sus predicciones debido a la falta datos experimentales análogos a nivel NPP. Es por ello que el experimento counterpart ROSA-2 PKL-2 resulta de gran valor, ya que permite comparar un transitorio de condiciones idénticas entre dos instalaciones con diferencias relevantes tanto en el diseño como en la escala. El estudio post-test de ambos experimentos, permitió determinar los fenómenos que el código podía simular así como las bases para una futura extrapolación a una nodalización de planta real. Por otro lado, la aplicación de la metodología "UPC scaling-up" demostró el hecho de que los fenómenos seleccionados son escalables y sus discrepancias se pueden explicar si se analizan de forma pormenorizada las diferencias tanto en la escala y como en el diseño. Como futuras líneas de investigación, a corto plazo se pretende aplicar de forma completa la presente metodología para cualificar nodalizaciones NPP en los fenómenos reportados en el experimento counterpart (temperaturas PCT/CET). A largo plazo, se tiene la intención de integrar plenamente la metodología "UPC Scaling-up" en la scaling issue, focalizando el trabajo en ofrecer una respuesta definitiva a la controversia de escala que existe sobre la extrapolación de la precisión de código a nivel NPP.

In this thesis the methodology DFMA (Design for manufacturing and assembly) is applied to the efficient redesign of a bench of an industrial welded construction equipment in order to simplify the solutions and reduce costs. For this, the overall methodology DFMA was customized to the particularities of this type of structural base, although with the characteristics and stages of Concurrent Engineering. The first step of the methodology was to capture the technical functions to be performed by the bedplate, based on the analysis of an existing industrial equipment. For this, a graphic representation of captured functions could be integrated in the same CAD system that allowed synthesizing knowledge and enabling its transmission to the conceptual designers. Subsequently, in accordance with the possibilities of the layout design of the structural assembly, the optimal combination of materials and manufacturing processes for simplifying the design was determined. With this, it was proceeded to the interpretation and personalization of those guidelines aimed at manufacturing and assembly, in order to facilitate the generation of suggestions for simplifying design complexity. As a support to make a quantitative comparison between the redesigned solution and the original design, it was proposed to use a tool for assessing the complexity, which has a direct effect on production costs. To illustrate the results of the application of the methodology, it is shown a case redesign of a bedplate of a soil desintegrator for the ceramics industry to the stage of embodiment design. Finally conclusions and possible future work are presented. / En la present tesis doctoral es va aplicar la metodologia DFMA (Disseny per la fabricació i el muntatge) al redisseny eficient d'una bancada d'un equip industrial de construcció electrosoldada amb la finalitat de simplificar les solucions i abaratir els costos. Per tal efecte es va personalitzar la metodologia DFMA general per les particularitats d'aquest tipus de base estructural, encara que amb les característiques i etapes pròpies de l'Enginyeria Concurrent. El primer pas de la metodologia va consistir en capturar les funcions tècniques que havia de complir la bancada, en base a l'anàlisi d'un equip industrial existent. Per fer-ho, es va proposar una representació gràfica de funcions capturades que es poguessin integrar en el mateix sistema de disseny CAD, que sintetitzessin el coneixement i permetessin la seva transmissió als dissenyadors conceptuals. Posteriorment, d'acord amb les possibilitats del disseny de la disposició del conjunt estructural, es va determinar la combinació òptima de processos de fabricació i materials per la simplificació del disseny. Amb tot, es va procedir a la interpretació i personalització d'aquelles directrius orientades a la fabricació i el muntatge, amb l'objectiu de facilitar la generació de suggerències de simplificació de la complexitat del disseny. Com a suport per poder realitzar una comparativa quantitativa entre la solució redissenyada i la del disseny original, es va proposar utilitzar una eina d'avaluació de la complexitat, la qual té un efecte directe en els costos de producció. Amb la finalitat d'il·lustrar els resultats de l'aplicació de la metodologia, es mostra un cas de redisseny d'una bancada d'un desintegrador de terres per la industria ceràmica fins l'etapa de materialització. Per últim s'exposen les conclusions i possibles treballs futurs.

Este trabajo doctoral esta enfocado al desarrollo de un modelo físico que permita simular el comportamiento de una instalación de producción de frío por compresión de vapor, partiendo de las condiciones y requerimientos de funcionamiento. El modelo tiene un grado alto de fiabilidad y puede ser usado en la simulación del comportamiento de la instalación, y de esta manera predecir un mejor funcionamiento encaminado a la operación energéticamente eficiente del sistema u otras aplicaciones. Por lo tanto, los objetivos generales planteados en esta tesis son: desarrollo y validación del modelo físico capaz de predecir el comportamiento estacionario de la instalación, y la aplicación del modelo para la simulación energética con el fin de ayudar a encontrar las condiciones de operación que optimicen el funcionamiento energético de la instalación.

La problemática actual derivada del uso de refrigerantes artificiales, ha impulsado la búsqueda de nuevas sustancias refrigerantes compatibles medioambientalmente,capaces de cumplir con los requisitos legales establecidos en los diferentes protocolos y normativa. La tendencia actual para poder solucionar esta problemática, apunta hacia el uso de refrigerantes naturales como es el caso del dióxido de carbono (CO2), cuyas propiedades termodinámicas y de uso, lo están convirtiendo en una solución a corto/medio plazo en muchas aplicaciones frigoríficas (A/C en automoción, refrigeración comercial). La presente tesis doctoral supone una contribución al campo del CO2 como refrigerante, centrándose en el desarrollo y posterior análisis experimental, de una instalación frigorífica de compresión de vapor empleando CO2 como refrigerante en condiciones supercríticas. La finalidad de este trabajo es analizar el funcionamiento de esta tecnología en ambientes cálidos como es el caso de España, para poder mejorar así el comportamiento y la eficiencia de este tipo de instalaciones trabajando en régimen supercrítico.