En esta memoria nos planteamos profundizar en el potencial eléctrico de disoluciones de electrolitos no en equilibrio. Los límites que imponemos son considerar al sistema en equilibrio mecánico y térmico, así como trabajar con disoluciones de electrolitos con ión común. La variable que proponemos es el potencial eléctrico medido con electrodos reversibles. El marco teórico empleado ha sido la Termodinámica de los Procesos Irreversibles. Los flujos de la formulación propuesta son las densidades de flujo de los constituyentes iónicos y la densidad de corriente eléctrica.La principal característica de la nueva formulación es que discrimina el equilibrio de distribución de los constituyentes iónicos en dos componentes:1) Equilibrio de distribución de los electrolitos.2) Equilibrio eléctrico, que preferentemente es caracterizado por valores nulos de la densidad de corriente eléctrica en todo el sistema.La formulación propuesta se ha aplicado a tres casos:1) Potencial eléctrico en la unión líquida de un sistema ternario.2) Potencial eléctrico en pilas gravitacionales o rotacionales.3) Medida de números de transporte en sistemas de membrana. El modelo desarrollado para membranas nos permite caracterizar la asimetría de las membranas mediante las diferencias del número de transporte en ambas caras de la membrana en contacto con la disolución. Las membranas utilizadas en las medidas experimentales han sido membranas asimétricas de acetato de celulosa y polisulfónicas empleadas en ósmosis inversa.

This PhD thesis is submitted as a \emph{compendium} of the articles \cite{NS, holographic, topological}. The following has been adapted from their abstracts. Quantum mechanics has been argued to be a coarse--graining of some underlying deterministic theory. Here we support this view by establishing mappings between non-relativistic quantum mechanics and thermodynamic theories, since the latter are the paradigm of an emergent theory. First, we map certain solutions of the Schroedinger equation to solutions of the irrotational Navier--Stokes equation for viscous fluid flow. Although this is formally a generalization of Madelung's hydrodynamical interpretation, the presence of a viscous term leads to a novel interpretation. As a physical model for the fluid itself we propose the quantum probability fluid. It turns out that the (state--dependent) viscosity of this fluid is proportional to Planck's constant, while the volume density of entropy is proportional to Boltzmann's constant. Stationary states have zero viscosity and a vanishing time rate of entropy density. On the other hand, the nonzero viscosity of nonstationary states provides an information--loss mechanism whereby a deterministic theory (a classical fluid governed by the Navier--Stokes equation) gives rise to an emergent theory (a quantum particle governed by the Schroedinger equation). Then, we present a map of standard quantum mechanics onto classical thermodynamics of irreversible processes. In particular, the propagators of the quantum harmonic oscillator are mapped to the conditional probabilities that solve the Chapman-Kolmogorov equation for Markovian Gaussian processes. While no gravity is present in our construction, our map exhibits features that are reminiscent of the holographic principle of quantum gravity. Finally, the classical thermostatics of equilibrium processes is shown to possess a quantum mechanical dual theory with a finite dimensional Hilbert space of quantum states. Specifically, the kernel of a certain Hamiltonian operator becomes the Hilbert space of quasistatic quantum mechanics. The relation of thermostatics to topological field theory is also discussed in the context of the approach of emergence of quantum theory, where the concept of entropy plays a key role. / La presente tesis doctoral se presenta como compendio de las publicaciones \cite{NS, holographic, topological}. El siguiente resumen es una adaptación de sus resumenes. Se ha argumentado que la mecánica cuántica podría emerger como promediado de una teoría determinista subyacente. Se apoya dicha visión estableciendo mapeos entre la mecánica cuántica no relativista y teorías termodinámicas, ya que estas constituyen el paradigma de teoría emergente. Primero, se establece un mapeo entre soluciones de la ecuación de Schroedinger y soluciones de la ecuación de Navier-Stokes irrotacional para fluidos viscosos. Aunque formalmente se trate de una generalización de la interpretación hidrodinámica de Madelung, la presencia del término viscoso sugiere una nueva interpretación. Se propone la probabilidad cuántica como modelo físico del fluido. Se obtiene que la viscosidad (dependiente del estado) es proporcional a la constante de Planck, mientras que la densidad de entropía es proporcional a la constante de Boltzmann. Los estados estacionarios tienen viscosidad y tasa de producción de densidad de entropía nulas. Por otro lado, la viscosidad no nula de los estados no estacionarios proporciona un mecanismo de pérdida de información por el cual una teoría determinista (un fluido clásico gobernado por la ec. de Navier-Stokes) da lugar a una teoría emergente (una partícula cuántica gobernada por la ec. de Schroedinger). Después, se presenta un mapeo entre la mecánica cuántica y la termodinámica clásica de procesos irreversibles. En particular, los propagadores del oscilador armónico cuántico se mapean a las probabilidades condicionales que resuelven la ecuación de Chapman-Kolmogorov para procesos de Markov Gaussianos. Aunque no hay gravedad, el mapeo exhibe propiedades que recuerdan al principio holográfico de la gravedad cuántica. Finalmente, se muestra cómo la termoestática clásica de procesos de equilibrio posee una teoría cuántica dual con un espacio de Hilbert finito - dimensional de estados cuánticos. Concretamente, el núcleo de cierto operador Hamiltoniano se convierte en el espacio de Hilbert de una mecánica cuántica cuasiestática. La relación de la termoestática a la teoría topológica de campos se discute en el contexto de la mecánica cuántica emergente, donde el concepto de entropía juega un papel clave. / Aquesta tesi doctoral es presenta com a compilació de les publicacions \cite{NS, holographic, topological}. El següent resum es una adaptació dels seus resums. S'ha argumentat que la mecànica quàntica podria emergir com a granulat gros d'una teoria determinista subjacent. Es dóna suport a aquesta visió mitjaçant uns mapes entre la mecànica quàntica no relativista i teories termodinàmiques, ja que les darreres són el paradigma de teoria emergent. Primer, s'estableix un mapa entre certes solucions de l'equació de Schroedinger i solucions de l'equació de Navier-Stokes irrotacional per a fluids viscosos. Tot i que formalment es tracte d'una generalització de la interpretació hidrodinàmica de Madelung, la presència del terme viscós ens porta a una nova interpretación. Es proposa la probabilitat quàntica com a model físic del fluid. S'obté que la viscositat del fluid (que depén de l'estat) es proporcional a la constant de Planck, mentre que la densitat d'entropía es proporcional a la constant de Boltzmann. Els estats estacionaris tenen viscositat nul·la i taxa de producció d'entropia nul·la. Per alta banda, la viscositat no nul·la dels estats estacionaris proporciona un mecanisme de pèrdua d'informació pel qual una teoria determinista (un fluid clàssic governat per l'equació de Navier-Stokes) dóna lloc a una teoria emergent (una partícula quàntica governada per l'equació de Schroedinger). Després, es presenta un mapa entre la mecànica quàntica i la termodinàmica clàssica de processos irreversibles. En particular, els propagadors de l'oscil·lador harmònic quàntic es mapejen a les probabilitats condicional que resolen l'ecuació de Chapman-Kolmogorov per a processos de Markov Gaussians. Tot i que no hi ha gravetat present a la nostra construcció, el mapa exhibeix propietats que recorden al principi hologràfic de la gravetat quàntica. Finalment, es mostra cóm la termoestàtica clàssica de processos d'equilibri té una teoria quàntica dual amb un espai de Hilbert de dimensió finita d'estats quàntics. En concret, el nucli de cert operador Hamiltonià es converteix en l'espai de Hilbert d'una mecànica quàntica quasiestàtica. La relació de la termoestàtica a la teoria topològica de camps es dicuteix en el context de la mecànica quàntica emergent, on el concepte d'entropia té un paper clau. / Vázquez Molina, J. (2017). Mappings between Thermodynamics and Quantum Mechanics that support its interpretation as an emergent theory [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/83122 / TESIS

[EN] THE STRUCTURE OF THE LAND IN THE MIDDLE AGES: THE BATLLIA OF CERVERA. INTERVENTION CRITERIA Starting from a given territory, which has been almost intact since the Middle Ages, and from the existing documentation about it in that time, the structure of this land, the elements that compose it and how they are organized and relate are identified. This structure, or tapestry, is shaped by a natural backing, or canvas, and some anthroposocial elements that are woven on it. The conformation of the land is a process, the inhabit in the way Heidegger meant, which is synthesized in five processes, four of them respond to the relation between the people and their environment and are: the modelling of the backing, the access to the territory in order to control it, the division of that territory and the use of it; the fifth responds to the relation between the man with other people, to the need of living in community. The components of the structure of the land are identified from the overlap of the initial canvas with the anthroposocial elements and the relations that occur between them. These components are: the architectures, the places, the nets, the fabric, the cities and the complete parts of the territory. The complete parts allow us to identify six different anthropogeographical typologies of territory structures: mountain, valley, hillside, plain, plateau-wavy and watchtower-like. This embryonic structure of a territory in the Middle Ages behaves as an open thermodynamical system that consumes energy in its conformation and during the maintenance or rehabilitation of it, taking that energy from the upper component or sphere to which it belongs. So the architectures take from the place, the place from the fabrics, the architectures, places and fabrics from the cities and the cities from the part of the territory to which they belong. As in any other ecosystem the land in the Middle Ages is basically conformed by the contribution of the light and the gravity. However, men start to make use of other types of energy like the water, the wind or the fire and to take advantage of the social organization ¿the collective work-. This consumption is offset by the energy recovered as information and allows the territory to have an increasingly complex and efficient structure in an energetic way. In the Middle Ages this information is located in the shape itself of the components of the territory, in its arrangement and layout, in its proportion, in the types, in the footprint that it leaves and in its touch. After analyzing the territory in the Middle Ages as a complex physical system, integrated by a dissipative system that generates and transform energy and by a self-organized system that recovers the dissipated energy as information, the thesis is established according to which the morphostasis of the territory occurs from: ¿ The identity of the different parts of the territory -architectures, places, fabric, cities and complete parts- regardless of their morphological and functional characteristics, they depend on the administrated information and energy to develop their activities as a function of themselves. ¿ The relation between the components, the matter, energy and information exchange between them and the environment, allows their adaptation to the new supervening situations. ¿ The evolution of the different components seeks greater efficiency in the information and energy administration. ¿ The increasingly complex organization of the components and the territory as a whole is the consequence of the evolutionary degree of themselves. It is the material demonstration of the morphological and functional changes of the territorial components to increase information, energy and efficiency in their management, allowing changes to take effect. / [ES] LA ESTRUCTURA DEL TERRITORIO EN LA EDAD MEDIA: LA BATLLIA DE CERVERA. CRITERIOS DE INTERVENCIÓN A partir de un territorio determinado, que ha permanecido casi intacto desde la Edad Media, y de la documentación existente sobre el mismo en dicho periodo, se identifica la estructura de este territorio, los elementos que la componen y la forma en que estos se organizan y relacionan. Esta estructura o tapiz esta conformado por un soporte natural o cañamazo y unos elementos antroposociales que sobre él se tejen. La conformación del territorio es un proceso, el habitar en el sentido de Heidegger, que se sustancia en cinco procesos, cuatro de ellos responden a la relación del hombre con su entorno y son: el modelado del soporte, el acceso al territorio para poder dominarle, el reparto del territorio y el uso del mismo; el quinto responde a la relación del hombre con los otros hombres, a la necesidad de vivir el hombre en comunidad. De la superposición del cañamazo inicial con los elementos antroposociales y de las relaciones que entre ellos se producen identificamos cuales son los componentes de la estructura del territorio. Estos son:las arquitecturas, los lugares, las redes, los tejidos, las ciudades y las partes completas del Territorio. Las partes completas nos permiten identificar seis tipologias antropogeográficas distintas de estructuras del territorio: Montaña, valle, ladera, llano, altiplano-ondulado y atalaya Esta estructura embrionaria de un territorio en la Edad Media se comporta como un sistema termodinámico abierto que consume energía en su conformación y en el mantenimiento de la misma o rehabilitación tomándola de componente superior o esfera al que pertenece. Así las arquitecturas lo hacen del lugar, estos de los tejidos, las arquitecturas, lugares y tejidos de las ciudades y éstas de la parte del territorio a la que pertenecen. Como en cualquier otro ecosistema el territorio en la Edad Media es conformado fundamentalmente por la aportación de la luz y de la gravedad. No obstante el hombre empieza a hacer uso de otras energías como el agua, el viento o el fuego y a aprovechar la organización social-el trabajo colectivo- . Este consumo se ve ¿compensado¿ por la energía que recuperan en forma de información y que permite que el territorio tenga cada vez una estructura mas compleja y eficiente energéticamente. Esta información en la Edad Media se encuentra depositada en la propia forma de los componentes del territorio, en su disposición y trazado, en su proporción, en los tipos, en la huella que dejan y en su tacto. Una vez analizado el Territorio en la Edad Media como un sistema físico complejo, integrado por un sistema disipativo que genera y transforma energía y por un sistema autoorganizativo que recupera la energía disipada como información, establecemos la tesis según la cual la morfoestasis del territorio se produce a partir de: ¿ La identidad de los distintos componentes del territorio -arquitecturas, lugares, tejidos, ciudades y partes completas- independientemente de sus características morfológicas y funcionales, dependen de la información y energía que administran para desarrollar sus actividades en función de si mismos. ¿ La relación entre los componentes, el intercambio de materia, energía e información entre ellos y el medio, permite su adaptación a las nuevas situaciones sobrevenidas. ¿ La evolución de los distintos componentes busca una mayor eficiencia en la administración de la información y la energía. ¿ La organización cada vez mas compleja de los distintos componentes y del territorio en su conjunto es consecuencia del grado evolutivo de los mismos. Es la manifestación material de los cambios morfológicos y funcionales de los componentes territoriales al incrementar información, energía y la eficiencia en su gestión, permitiendo que la evolución se haga efectiva. / [CAT] L'ESTRUCTURA DEL TERRITORI EN L'EDAT MITJANA: LA BATLLIA DE CERVERA. CRITERIS D'INTERVENCIÓ A partir d'un territori determinat, que ha romàs quasi intacte des de l'Edat Mitjana, i de la documentació existent sobre el mateix en el dit període, s'identifica l'estructura d'este territori, els elements que la componen i la forma en què estos s'organitzen i relacionen. Esta estructura o tapís esta conformat per un suport natural o canemàs i uns elements antroposociales que sobre ell es tixen. La conformació del territori és un procés, l'habitar en el sentit de Heidegger, que se substància en cinc processos, quatre d'ells responen a la relació de l'home amb el seu entorn i són: el modelatge del suport, l'accés al territori per a poder dominar-li, el repartiment del territori i l'ús del mateix; el quint respon a la relació de l'home amb els altres hòmens, a la necessitat de viure l'home en comunitat De la superposició del canemàs inicial amb els elements antroposociales i de les relacions que entre ells es produïxen identifiquem quals són els components de l'estructura del territori. Estos son:las arquitectures, els llocs, les xarxes, els teixits, les ciutats i les parts completes del Territori. Les parts completes ens permeten identificar sis tipologies antropogeogràfiques diferents d'estructures del territori: Muntanya, vall, vessant, pla, altiplà-ondulat i talaia" Esta estructura embrionària d'un territori en l'Edat Mitjana es comporta com un sistema termodinàmic obert que consumix energia en la seua conformació i en el manteniment de la mateixa o rehabilitació prenent-la de component superior o esfera a què pertany. Així les arquitectures ho fan del lloc, estos dels teixits, les arquitectures, llocs i teixits de les ciutats i estes de la part del territori a què pertanyen Com en qualsevol altre ecosistema el territori en l'Edat Mitjana és conformat fonamentalment per l'aportació de la llum i de la gravetat. No obstant l'home comença a fer ús d'altres energies com l'aigua, el vent o el foc i a aprofitar l'organització social-el treball col·lectiu- Este consum es veu "compensat" per l'energia que recuperen en forma d'informació i que permet que el territori tinga cada vegada una estructura mes complexa i eficient energèticament. Esta informació en l'Edat Mitjana es troba depositada en la pròpia forma dels components del territori, en la seua disposició i traçat, en la seua proporció, en els tipus, en l'empremta que deixen i en el seu tacte. Una vegada analitzat el Territori en l'Edat Mitjana com un sistema físic complex, integrat per un sistema disipativo que genera i transforma energia i per un sistema autoorganitzatiu que recupera l'energia dissipada com a informació, establim la tesi segons la qual la morfoestasis del territori es produïx a partir de: ¿ La identitat dels distints components del territori - arquitectures, llocs, teixits, ciutats i parts completes- independentment de les seues característiques morfològiques i funcionals, depenen de la informació i energia que administren per a desenrotllar les seues activitats en funció de si mateixos. ¿ La relació entre els components, l'intercanvi de matèria, energia i informació entre ells i el mig, permet la seua adaptació a les noves situacions sobrevingudes. ¿ L'evolució dels distints components busca una major eficiència en l'administració de la informació i l'energia. ¿ L'organització cada vegada mes complexa dels distints components i del territori en el seu conjunt és conseqüència del grau evolutiu dels mateixos. És la manifestació material dels canvis morfològics i funcionals dels components territorials a l'incrementar informació, energia i l'eficiència en la seua gestió, permetent que l'evolució es faça efectiva. / Dualde Viñeta, V. (2015). La estructura del territorio en la Edad Media: La Batllia de Cervera. Criterios de intervención [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48559 / TESIS

[ES] Hyperloop es considerado el quinto medio de transporte, después del coche, barco, tren y avión. Consiste en una capsula de levitación magnética que viaja dentro de un tubo en el que la presión de aire ha sido reducida. Entonces, la fricción con el suelo y resistencia aerodinámica son minimizadas, alcanzando ultra altas velocidades a nivel de tierra. Actualmente hay en desarrollo varios trenes maglev y conceptos hyperloop. La mayoría proponen levitar usando Suspensión Electromagnética (EMS). Zeleros, la compañía donde esta Tesis ha sido realizada, tiene una propuesta similar. Zeleros usa un EMS Híbrido (HEMS), combinando imanes y electroimanes para reducir los requerimientos de energía. Respecto a la propulsión, la propuesta es única ya que hace uso de un compresor de la industria aeroespacial. Simulaciones CFD prueban que usar un compresor reduce considerablemente la resistencia aerodinámica en el ambiente cerrado, ya que el efecto pistón es mitigado. Para el mismo tamaño de tubo y presión, un hyperloop con compresor requiere hasta 70 % menos potencia. En otros términos, si la misma potencia es instalada en el vehículo, el diámetro de la infraestructura puede ser 2.8 veces más pequeño. Esta Tesis desarrolla un simulador 0D para evaluar el rendimiento de la solución hyperloop propuesta. Resolver su aerodinámica requiere solucionar un fujo interno y externo de Fanno. El último combina efectos de Couette y Poisuille en un dominio anular. Así, se desarrolla un modelo simplificado para flujos de Fanno, acelerando así el modelado básico. Esta aproximación matemática incluye información de la velocidad de la pared y de la forma del dominio, evitando integrar un sistema de EDOs. La solución tiene una desviación en la ratio de presiones de 5 % respecto a CFD, y del 10 % en la longitud crítica. El simulador modela toda la termodinámica del vehículo, incluyendo el compresor, conductos, turbina, tobera y flujo externo. Este modelado es similar al del ciclo de Bryton, sin cámara de combustión. Además, se incluye un modelo para predecir la masa y longitud de la cápsula y sus componentes. Así, las pérdidas de fricción y requerimientos de potencia y energía son obtenidos. Estos resultados presentan una desviación máxima del 20 % respecto a CFD. Además, un proceso de optimización para encontrar la solución más eficiente se ha desarrollado con el código, para vehículos de 50 y 150 pasajeros. Se ha encontrado que es más beneficioso absorber menos gasto másico con el compresor, ya que la energía requerida para comprimir el flujo interno es más alta que las pérdidas en el canal externo. Comparando el consumo de energía específico de esta solución con otros medios de transporte, el hyperloop se encuentra cercano al rendimiento de los maglev. Éste es, también, entre tres y cinco veces más eficiente que los aviones. Además, es más competitivo que el avión en términos de velocidad media en una ruta hasta los 800 km. Por último, se desarrolla un modelo similar para un sistema de escala media. Este prototipo, cuya velocidad objetivo es de 500 km/h, es diseñado por Zeleros previo al sistema de escala real. Su simulador incluye además los efectos transitorios y la termodinámica del tubo, asumiendo una velocidad del sonido infinita. Gracias a este código, se puede obtener el rendimiento en una misión. Inicialmente, el prototipo incrementa la presión del tubo aguas arriba, y la reduce aguas abajo debido al efecto pistón, generando una velocidad inducida. Al final de la misión, el flujo puede ser transferido otra vez, y las presiones se equilibran otra vez. Este modelo también predice el par y potencia del motor eléctrico, además de los parámetros de la batería (voltaje, corriente y profundidad de descarga). / [CA] Hyperloop és considerat el cinquè mitjà de transport, després del cotxe, vaixell, tren i avió. Consisteix en una càpsula de levitació magnètica que viatja dins d'un tub on la pressió d'aire es reduïda. Aleshores, la fricció amb el sòl i resistència aerodinàmica són minimitzades, aconseguint ultra altes velocitats a nivell de terra. Actualment hi ha en desenvolupament diversos trens maglev i conceptes hyperloop. La majoria proposen levitar usant Suspensió Electromagnètica (EMS). Zeleros, la companyia on aquesta Tesi ha sigut realitzada, té una proposta similar. En particular, el concepte de Zeleros utilitza un EMS Híbrid (HEMS), combinant imants i electroimants per reduir els requeriments d'energia. Pel que fa a la propulsió, la proposta és única, ja que fa ús d'un compressor de la indústria aeroespacial. Simulacions CFD proven que utilitzar un compressor redueix considerablement la resistència aerodinàmica en un ambient tancat, ja que l'efecte pistó és mitigat. Per a la mateixa grandària de tub i pressió, un hyperloop amb compressor requereix fins a 70 % menys potència. En altres termes, si la mateixa potència és instal·lada al vehicle, el diàmetre de la infraestructura pot ser 2.8 vegades més menut. Aquesta Tesi desenvolupa un simulador 0D per avaluar el rendiment de la solució hyperloop proposada. Resoldre l'aerodinàmica del hyperloop requereix solucionar un flux intern i extern de Fanno. L'últim combina efectes de Couette i Poiseuille en un domini anular. Així, es desenvolupa un model simplificat per a fluxos de Fanno, accelerant així el modelatge bàsic. Aquesta aproximació matemàtica inclou informació de la velocitat de la paret i de la forma del domini, evitant integrar un sistema de EDOs. La solució té una desviació a la ràtio de pressions de 5 % respecte a CFD, i del 10 % a la longitud crítica. El simulador modela tota la termodinàmica del vehicle, incloent-hi el compressor, conductes, turbina, tovera i flux extern. Aquest modelat es similar al del cicle de Bryton, sense càmera de combustió. A més, s'inclou un model per predir la massa i la longitud de la càpsula i els seus components. Així, les pèrdues de fricció i requeriments de potència i energia són obtinguts. Aquests resultats presenten una desviació màxima del 20 % comparat amb CFD. A més, un procés d'optimització per trobar la solució més eficient ha estat desenvolupat amb el codi, per a vehicles de 50 i 150 passatgers. S'ha trobat que és més beneficiós absorbir menys massa amb el compressor, ja que l'energia requerida per comprimir el flux intern és més alta que les pèrdues al canal extern. Comparant el consum d'energia específic d'aquesta solució amb altres mitjans de transport, el hyperloop és proper al rendiment dels maglev. Aquest també és entre tres i cinc vegades més eficient que els avions. A més, és més competitiu en termes de velocitat mitjana en una ruta fins a 800 km. Finalment, es desenvolupa un model semblant per a un sistema d'escala mitjana. Aquest prototip, la velocitat objectiu del qual és de 500 km/h, és dissenyat per Zeleros previ al sistema d'escala real. El seu simulador inclou a més els efectes transitoris i la termodinàmica del tub, assumint una velocitat del so infinita. Gràcies a aquest codi, es pot obtenir el rendiment en una missió. Inicialment, el prototip incrementa la pressió del tub aigües amunt, i la redueix aigües avall degut a l'efecte pistó, generant una velocitat induïda. Al final de la missió, el flux pot ser transferit una altra vegada, i les pressions s'equilibren una altra vegada. Aquest model també prediu el parell i potència del motor elèctric, a més dels paràmetres de la bateria (voltatge, corrent i profunditat de descàrrega). / [EN] Hyperloop is considered the fifth means of transportation, after the car, boat, train and plane. It consists of a magnetically levitating capsule that travels within a tube in which the air pressure has been reduced. Thus, the ground friction and aerodynamic drag are minimised, reaching ultra high-speeds at ground level. Several maglev trains and hyperloop concepts being developed currently. Most of them propose levitating using Electromagnetic Suspension (EMS). Zeleros, the company where this Thesis was done, has a similar approach. It employs a Hybrid EMS (HEMS)In particular, the Zeleros approach employs a Hybrid EMS (HEMS), combining permanent and electromagnets to reduce energy requirements. As for the propulsion, the approach is unique as it uses a compressor from the aeronautical industry. CFD simulations prove that using a compressor considerably reduces the aerodynamic drag in the closed environment, as the piston effect gets mitigated. For the same tube size and pressure, a hyperloop with compressor requires up to 70 % less power. In other terms, if the same power is installed on the vehicle, the infrastructure diameter can be 2.8 times smaller. This Thesis develops a 0D simulator to evaluate the performance of the proposed hyperloop solution. Solving the aerodynamics of the hyperloop requires solving internal and external Fanno flows. For the latter, the flow combines Couette and Poiseuille effects in an annular domain. Thus, a simplified model for Fanno flows is developed to accelerate the basic modelling. This mathematical approach includes the information of the wall speed and the shape of the domain, avoiding integrating an ODE system. The solution has a deviation in the pressure ratio of 5 % and 10 % in the critical length regarding CFD. The simulator models all the vehicle thermodynamics, including the compressor, duct, turbine, nozzle, and external flow. This modelling is similar to a Bryton cycle, without a combustion chamber. Also, a model to predict the mass and length of the capsule and its components is included. Thus, the friction losses and the energy and power requirements can be extracted. These outputs are compared with CFD results, with a maximum deviation of 20 %. Moreover, an optimisation process is conducted with the code to find the most efficient solution for 50- and 150-passenger vehicles. It is found that shallowing less mass flow with the compressor is better, as the energy required to compress the internal flow is higher than the losses on the external channel. Comparing the specific energy consumption of this solution with other means of transportation, the hyperloop is close to the maglev performance. It is also between three and five times more efficient than aeroplanes. Furthermore, the hyperloop is more competitive than the plane in terms of average speed on a route, up to 800 km. The last part of this work develops a similar model for a middle-scale system. This prototype, which aims to reach 500 km/h, is being designed by Zeleros before the real-scale one. Its simulator also includes the transient effects and the tube thermodynamics, assuming an infinite sound speed. Thanks to this code, the performance in a mission is obtained. The prototype initially increases the upstream tube pressure and reduces the downstream one due to the piston effect, generating an induced speed. At the end of the mission, the flow can be transferred again, and the pressures equilibrate again. This model also predicts the electric motor torque and power and the battery parameters (voltage, current, and deep of discharge). / Este trabajo ha recibido una subvención parcial del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades bajo la ayuda “Doctorandos Industriales” número DI-17-09616. / Lluesma Rodríguez, F. (2022). Design and Optimisation of a Virtual Prototype of a Ground Transportation System at Very High-Speeds in Conditions Close to Vacuum [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191409

En este trabajo, proponemos una definición operacional de la temperatura local de un campo cuántico usando detectores Unruh-DeWitt, de forma similar a la empleada en los efectos Unruh y Hawking. Con esta definición, un sistema cuántico inhomogéneo en equilibrio puede tener diferentes temperaturas locales, en analogía con el teorema de Tolman-Ehrenfest en relatividad general. Hemos estudiado la distribución de la temperatura local en el estado fundamental de un sistema fermiónico con términos de hopping en un espacio curvo. La temperatura observada tiende a cero conforme el acoplo termómetrosistema, g, disminuye. Además, para valores pequeños pero finitos de g, mostramos que el producto de la temperatura local observada y el logaritmo de la velocidad local de la luz es aproximadamente constante. Nuestras predicciones son susceptibles de comprobación en sistemas de átomos ultrafríos. / We propose an operational definition for the local temperature of a quantum field employing Unruh-DeWitt detectors, as used in the study of the Unruh and Hawking effects. With this definition, an inhomogeneous quantum system in equilibrium can have different local temperatures, in analogy with the Tolman-Ehrenfest theorem from general relativity. We have studied the local temperature distribution on the ground state of hopping fermionic systems on a curved background. The observed temperature tends to zero as the thermometer-system coupling, g, vanishes. Yet, for small but finite values of g, we show that the product of the observed local temperature and the logarithm of the local speed of light is approximately constant. Our predictions should be testable on ultracold atomic systems.

La temperatura de curado, utilizada por la industria de fibrocemento como catalizador en la hidratación del cemento para lograr alta resistencia inicial en sus productos, genera la hipótesis de expansión causada por formación tardía de etringita. Para el planteamiento de dicha hipótesis, el siguiente estudio contempló dos grupos de muestras con el objetivo de estudiar aisladamente su comportamiento químico y físico: uno de los grupos conformado por pasta cementicia con 35% de sustitución de calcario, y el otro conformado por fibrocemento con incorporación de PVA y celulosa. Por calorimetría isotérmica se observó la cinética de reacción de dos pastas, una de ellas curada a 23 ºC y la otra a 85 ºC donde esta última experimentó un efecto catalizador en sus reacciones. Ensayos de DRX y DTG/TG mostraron la presencia de etringita a 23 °C durante todas las edades de hidratación exhibiendo una tendencia de aumento en la intensidad de los picos y en la cantidad, respectivamente, en función del tiempo; sin embargo, a 85 ºC la presencia de esta fase fue inconstante durante las primeras edades de hidratación, a partir de mes de hidratación mostró aumento en cada una de las siguientes medidas realizadas mensualmente; a 85 °C hubo una menor formación de portlandita en comparación con los resultados obtenidos a 23 °C. Utilizando el método Rietveld y análisis químico fueron determinadas las cantidades y las composiciones químicas, respectivamente, de las fases del cemento anhidro y del calcario para alimentar el programa GEMS y simular la hidratación de la pasta estudiada en laboratorio para un tiempo infinito bajo la influencia de la temperatura. Simulaciones de la hidratación de la pasta se aproximaron a los resultados reportados por la revisión bibliográfica permitiendo predecir la presencia de fases en función de la estabilidad termodinámica. Resultados de porosimetría por inyección de mercurio mostraron una mayor concentración de poros, asociados a defectos, en muestras curadas a 85°C con respecto a las de 23 °C. Finalmente, medidas de variación longitudinal para muestras de fibrocemento elaboradas en laboratorio y en fábrica presentaron dispersión en los resultados de expansión para cada uno de los escenarios sin poder correlacionar todos los datos con el aumento de masa exhibido por cada una de las muestras; no obstante, se resalta el riesgo de deterioro del fibrocemento por el aumento de defectos causado por la temperatura así como la creación de todas las condiciones necesarias que favorecen la formación tardía de etringita a partir del proceso de fabricación empleado para este producto. / The curing temperature using by the fibercement industry as a catalyst in the hydration of cement, hypothesizes expansion caused by delayed ettringite formation. To approach this hypothesis, this study looked at two groups of samples in order to study its chemical and physical behavior individually. One group was composed of cement paste with 35% substitution of limestone filler, and the other by fibercement with addition of PVA and cellulose. In the isothermal calorimetry test was observed the kinetics reaction of both pastes, one cured at 23 °C and the other at 85 °C, the latter showed a catalytic effect in his reactions. XRD and DTG/TG showed the presence of ettringite at 23 °C for all hydration ages exhibiting a trend of increase in the peak intensity and amount, respectively in function of time, however, at 85 °C the presence of this phase was unstable during early ages of hydration until completing one month hydration where showed an increase in each of the following measurements monthly performed. At 85 °C there was a lower formation of portlandite when it was compared with results obtained at 23 °C. Using the Rietveld quantitative method analysis and chemical analysis were determined amounts and chemical compositions, respectively, of the phases of cement anhydrous and limestone filler to feed the GEMS software and simulate the hydration of paste studied in the laboratory for an infinite time under the influence of temperature. Simulations of paste hydration approached the reported data in literature allowing predicting the presence of phases according to thermodynamic stability. Additionally, results of mercury intrusion porosimetry showed a higher concentration of pores associated with defects, in samples cured at 85 ° C compared to 23 °. Finally, were taken measures of length offset of fibercement samples produced in laboratory and factory which had incorporation of PVA fibers and cellulose; they presented dispersion in the results of expansion for each of the scenarios unable to correlate with the mass gain exhibited by each sample. However, the risk of deterioration of the fibercement is highlighted by the increase of defects caused by temperature and the creation of all necessary conditions to favor the late formation of ettringite from the manufacturing process used for this product.

La temperatura de curado, utilizada por la industria de fibrocemento como catalizador en la hidratación del cemento para lograr alta resistencia inicial en sus productos, genera la hipótesis de expansión causada por formación tardía de etringita. Para el planteamiento de dicha hipótesis, el siguiente estudio contempló dos grupos de muestras con el objetivo de estudiar aisladamente su comportamiento químico y físico: uno de los grupos conformado por pasta cementicia con 35% de sustitución de calcario, y el otro conformado por fibrocemento con incorporación de PVA y celulosa. Por calorimetría isotérmica se observó la cinética de reacción de dos pastas, una de ellas curada a 23 ºC y la otra a 85 ºC donde esta última experimentó un efecto catalizador en sus reacciones. Ensayos de DRX y DTG/TG mostraron la presencia de etringita a 23 °C durante todas las edades de hidratación exhibiendo una tendencia de aumento en la intensidad de los picos y en la cantidad, respectivamente, en función del tiempo; sin embargo, a 85 ºC la presencia de esta fase fue inconstante durante las primeras edades de hidratación, a partir de mes de hidratación mostró aumento en cada una de las siguientes medidas realizadas mensualmente; a 85 °C hubo una menor formación de portlandita en comparación con los resultados obtenidos a 23 °C. Utilizando el método Rietveld y análisis químico fueron determinadas las cantidades y las composiciones químicas, respectivamente, de las fases del cemento anhidro y del calcario para alimentar el programa GEMS y simular la hidratación de la pasta estudiada en laboratorio para un tiempo infinito bajo la influencia de la temperatura. Simulaciones de la hidratación de la pasta se aproximaron a los resultados reportados por la revisión bibliográfica permitiendo predecir la presencia de fases en función de la estabilidad termodinámica. Resultados de porosimetría por inyección de mercurio mostraron una mayor concentración de poros, asociados a defectos, en muestras curadas a 85°C con respecto a las de 23 °C. Finalmente, medidas de variación longitudinal para muestras de fibrocemento elaboradas en laboratorio y en fábrica presentaron dispersión en los resultados de expansión para cada uno de los escenarios sin poder correlacionar todos los datos con el aumento de masa exhibido por cada una de las muestras; no obstante, se resalta el riesgo de deterioro del fibrocemento por el aumento de defectos causado por la temperatura así como la creación de todas las condiciones necesarias que favorecen la formación tardía de etringita a partir del proceso de fabricación empleado para este producto. / The curing temperature using by the fibercement industry as a catalyst in the hydration of cement, hypothesizes expansion caused by delayed ettringite formation. To approach this hypothesis, this study looked at two groups of samples in order to study its chemical and physical behavior individually. One group was composed of cement paste with 35% substitution of limestone filler, and the other by fibercement with addition of PVA and cellulose. In the isothermal calorimetry test was observed the kinetics reaction of both pastes, one cured at 23 °C and the other at 85 °C, the latter showed a catalytic effect in his reactions. XRD and DTG/TG showed the presence of ettringite at 23 °C for all hydration ages exhibiting a trend of increase in the peak intensity and amount, respectively in function of time, however, at 85 °C the presence of this phase was unstable during early ages of hydration until completing one month hydration where showed an increase in each of the following measurements monthly performed. At 85 °C there was a lower formation of portlandite when it was compared with results obtained at 23 °C. Using the Rietveld quantitative method analysis and chemical analysis were determined amounts and chemical compositions, respectively, of the phases of cement anhydrous and limestone filler to feed the GEMS software and simulate the hydration of paste studied in the laboratory for an infinite time under the influence of temperature. Simulations of paste hydration approached the reported data in literature allowing predicting the presence of phases according to thermodynamic stability. Additionally, results of mercury intrusion porosimetry showed a higher concentration of pores associated with defects, in samples cured at 85 ° C compared to 23 °. Finally, were taken measures of length offset of fibercement samples produced in laboratory and factory which had incorporation of PVA fibers and cellulose; they presented dispersion in the results of expansion for each of the scenarios unable to correlate with the mass gain exhibited by each sample. However, the risk of deterioration of the fibercement is highlighted by the increase of defects caused by temperature and the creation of all necessary conditions to favor the late formation of ettringite from the manufacturing process used for this product.

La presente tesis tuvo como objetivo diseñar un equipo de volumen constante para caracterizar los parámetros físicos en la inyección de combustibles líquidos en medios inertes (sin combustión). Para lograr este objetivo, primero se realizó una revisión de un consolidado de artículos relacionados con el trabajo de tesis desarrollado. Además, se relacionaron los conceptos de termo-fluidos y resistencia de los materiales para construcción del equipo de volumen constante. Mediante la norma VDI 2221 se evaluaron distintos diseños preliminares con el objetivo de encontrar el diseño óptimo de este equipo. Luego, se definieron los parámetros para el diseño del equipo: presión interna de 10 MPa y volumen interno de 4L. Con estos parámetros se procedió a dimensionar el equipo de volumen constante usando el código ASME para recipientes a presión. Debido a que el código ASME no está enfocado directamente al diseño de este tipo de equipos, se validó dicho diseño mediante un análisis por el método de elementos finitos, con el cual se verificó que el equipo cumplía con las exigencias mecánicas. Luego, se procedió a realizar los planos de ingeniería y de detalle del equipo. Finalmente, se realizó un metrado de los materiales y posterior proceso de fabricación con la finalidad de realizar un análisis de costos de fabricación del equipo, en el cual se obtuvo un valor de S/. 59 437.70 nuevos soles.

In the next pages, an energetic and exergetic analysis of one specific Heat, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) system, using air recirculation, will be detailed. Different operating conditions will be presented and the ones of least exergy destruction will be highlighted and analyzed. Both the first and second law of thermodynamics are used to understand and describe these phenomena through a specific performance criterion called Duty Specific Exergy Consumption1, noted DSExC in the rest. The main results presented in this document have been published in a peer-reviewed French journal dedicated to HVAC systems, see (Chacon Chauca, Quintanilla Munoz, & Vaudrey, 2019).

Se ha llevado a cabo un estudio con el fin de observar diferencias en el comportamiento de fluencia en caliente de los cobres refinados al fuego con una pureza de 99.9%, dicho estudio ha permitido proponer modelos para predecir la curva esfuerzo-deformación y para predecir el tamaño de grano recristalizado dinámicamente. Los cobres refinados al fuego con una pureza de 99.9% se caracterizan por tener una composición residual de varios otros elementos, en algunos casos hasta 1000ppm. En los cobres con por lo menos 99.9% de pureza que tengan pocos elementos residuales, las diferencias observadas durante la fluencia en caliente se atribuyen a las interacciones entre átomos disueltos y dislocaciones, específicamente las interacciones con oxígeno intersticial. En el cobre electrolítico, el cual contiene principalmente altos contenidos de oxigeno, las diferencias de fluencia se atribuyen a cantidades cada vez mayores de partículas de Cu2O. Este trabajo más bien demuestra que las diferencias de esfuerzo encontradas en cobres refinados al fuego con una pureza de 99.9% son debidas a la cantidad de oxígeno residual, el cual forma finos precipitados a temperaturas intermedias que refuerzan la matriz metálica. A pesar del bajo contenido en oxígeno en los cobres estudiados (26-62ppm) se han caracterizado precipitados de Cu2O y se han utilizado teorías del endurecimiento por precipitación que han indicado que los precipitados de Cu2O eran los responsables del incremento en resistencia. Las interacciones entre átomos de oxígeno y dislocaciones son poco probables que causen un retro esfuerzo adicional a temperaturas superiores a los 600º C, en donde se ha llevado a cabo este trabajo. Se han comprimido tres cobres con 26, 46 y 62ppm de oxígeno a unas velocidades de deformación de 0.3s-1, 0.1s-1, 0.03s-1, 0.01s-1, 0.003s-1 y 0.001s-1 y a unas temperaturas desde 600º C hasta 950º C en intervalos de 50º. En este trabajo se presenta evidencia de cómo bajos contenidos de oxígeno en cobres 99.9% puros pueden afectar el comportamiento esfuerzo-deformación y el tamaño de grano recristalizado dinámicamente.Además de haber encontrado el elemento y el mecanismo responsable del retro esfuerzo adicional también se presenta un algoritmo matemático para estudiar y predecir las oscilaciones de esfuerzo durante la recristalización dinámica de pico múltiple. Intentos anteriores utilizando Modelos Computarizados de Monte Carlo, Modelos de Autómatas Celulares o Modelos Matemáticos para la Recristalización Dinámica (DRX) no predicen las oscilaciones de esfuerzo de materiales reales y su tiempo de computo los hace inviables para procesos de simulación industrial. El nuevo Modelo de Avrami con Coseno Amortiguado para la DRX es capaz de predecir la transición de DRX de pico simple a DRX de pico múltiple. Además el nuevo modelo define el esfuerzo de estado estable sin tener que escoger un valor de una curva experimental que posiblemente no haya alcanzado un estado estable. Otra contribución del nuevo modelo es que demuestra que las oscilaciones son completamente predecibles en términos de la velocidad de deformación y la temperatura, una característica que antes se había dicho ser improbable. El nuevo modelo para la DRX junto con un modelo modificado de Voce-Kocks para la restauración dinámica han sido exitosamente implementados para predecir la fluencia en caliente.Adicionalmente a las anteriores contribuciones este trabajo también da a conocer la relación que tiene el tamaño de grano recristalizado con la temperatura y la velocidad de deformación. Se asume que los cobres 99.9% puros, como los estudiados, tenderán a un tamaño de grano de estado estable el cual cuando esté a temperatura ambiente determinará las propiedades mecánicas del producto forjado.