This thesis focuses on the development of an analytical model for the generation and propagation parts of a global model of ground induced vibrations to be used in preliminary assessment studies for the case of at-grade railway infrastructures. The model is designed prioritising its speed, simplicity and usability ahead its accuracy modelling the real railway system. This model takes into account the subgrade as a viscoelastic and homogeneous half-space, the superstructure as a 2-layer supporting model and the vehicle as 1DOF system. With the aim of simplify the model, the superstructure/subgrade interaction is studied in terms of the wheel/rail contact dynamics, bounding in what cases this interaction can be neglected. The adaptation of this model when a far eld semi-analytical model is desired to be used as the propagation model is fully developed, by means of the dimensioning of the near eld and far eld regions.

Multiferroic materials are those materials in which more than one ferroic order coexist. The most technologically appealing multiferroic materials are those showing ferromagnetism and ferroelectricity. Coupling between the mentioned ferroic orders, called magnetoelectric coupling, can yield to new interesting functional applications. In spintronics this coupling would result in the possibility of building magnetic memories controlled by electric field, or transistors where charge is contact-less controlled by a magnetic field. The ultimate goal of the present thesis is to explore the control of the ferroelectric polarization and dielectric properties by magnetic field in thin films. To that purpose dielectric, ferroelectric and magnetoelectric characterization methods of different multiferroic materials have been developed and used. Two big groups of multiferroic materials can be found. On one hand, single-phase multiferroics are those that intrinsically display multiferroicity. On the other hand, multiferroic composites are those where multiferroicity results from the mixture of two different materials that display ferroelectric and ferromagnetic order separately. Single-phase multiferroics can be divided in two subgroups: those where ferroic orders have different sources and those, called magnetic ferroelectrics, where magnetic order induces ferroelectricity and, consequently, larger magnetoelectric coupling is expected. The single-phase multiferroic material studied in the present thesis is YMnO3 in its orthorhombic phase, and it belongs to the magnetic ferroelectrics family. Even though it shows collinear magnetic order in bulk, we will show that cycloidal order in thin film form can be stabilized, giving rise to the capability of controlling the ferroelectric polarization by magnetic field in a reversible manner. Multiferroic composite thin films can be built mainly in two different architectures: vertical (ferromagnetic/ferroelectric columns embedded in a ferroelectric/ferromagnetic matrix) and horizontal (multilayered structures alternating ferromagnetic and ferroelectric materials). Here we compare both, using a ferroelectric perovskite (BaTiO3) and a ferromagnetic spinel (CoFe2O4). We will show that horizontal heterostructures display better ferroelectric properties and larger magnetoelectric coupling, compared to vertical heterostructures, where leakage current is a limiting parameter. The control of dielectric/ferroelectric properties under appropriate heterostructure configuration (in horizontal heterostructures) or deposition conditions (in vertical heterostructures) has been also achieved. / Els materials multiferroics són aquells materials en què coexisteix més d'un ordre ferroic. D'aquests els més interessants són els que presenten ferromagnetisme i ferroelectricitat. La presencia d'acoblament entre aquests dos ordres ferroics, anomenat acoblament magnetoelèctric, obre un nou camp d'aplicacions. En spintrònica, aquest acoblament significaria poder construir memòries magnètiques controlades mitjançant camp elèctric, o transistors on la càrrega es controlaria mitjançant camp magnètic. L'objectiu final d'aquesta tesi és explorar el control de la polarització ferroelèctrica mitjançant camp magnètic en capes fines. Amb aquesta finalitat, s'han utilitzat mètodes de caracterització dielèctrica, ferroelèctrica i magnetoelèctrica en diferents materials multiferroics en capa fina. Existeixen dos grans grups de materials multiferroics. D'una banda, els materials de fase única són aquells que presenten multiferroïcitat de manera intrínseca. D'altra banda, els multiferroics de fase mixta són aquells en els quals la multiferroïcitat és resultat de la barreja de dos materials diferents que presenten ordre ferroelèctric i ferromagnétic per separat. Els materials de fase única es poden dividir en dos subgrups: aquells en què els ordres ferroics tenen diferent origen i aquells, anomenats ferroelèctrics magnètics, en què l'ordre magnètic indueix ferroelectricitat i, de manera conseqüent, s'espera un major acoblament magnetoelèctric. El material multiferroic de fase única estudiat en la present tesi és la o-YMnO(3) en la seva fase ortoròmbica que pertany a la família dels ferroelèctrics magnètics. Tot i que presenta ordre magnètic col.lineal en forma màssica, mostrarem que es pot estabilitzar l'odre cicloïdal en capa fina, permetent el control de la polarització ferroelèctrica mitjançant camp magnètic de manera reversible. Els multiferroics de fase mixta en capa fina es poden créixer utilitzant principalment dues arquitectures diferents: vertical (les columnes ferromagnètiques/ferroelèctriques en una matriu ferroelèctrica/ferromagnètica) i horitzontal (estructures multicapa alternant materials ferromagnètics i ferroelèctrics). Aquí comparem aquestes dues arquitectures, utilitzant una perovskita ferroelèctrica (BaTiO(3)) i una espinela ferromagnètica (CoFe(2)O(4)). Demostrarem que les heteroestructures horitzontals presenten millors propietats ferroelèctriques i un major acoblament magnetoelèctric comparades amb les heteroestructures verticals, en les quals el corrent de pèrdues sembla ser un paràmetre limitant. També s'han aconseguit controlar les propietats dielèctriques/ferroelèctriques mitjançant la modificació de la configuració en les heteroestructures horitzontals o mitjançant la modificació de les condicions de dipòsit en heteroestructures verticals. / Los materiales multiferroicos son aquellos en los que coexiste más de un orden ferroico. DE estos los más interesantes son los que presentan ferromagnetismo y ferroelectricidad. Su acoplamiento, llamado acoplamiento magnetoeléctrico, puede permitir la aplicación de nuevas funcionalidades en el campo de la tecnología. En espintrónica, este acoplamiento significará poder construir memorias magnéticas controladas mediante campo eléctrico, o transistores donde la carga se controlará mediante campo magnético. El objetivo final de esta tesis es explorar el control de la polarización ferroeléctrica mediante campo magnético en capas finas. Con este fin, se han utilizado métodos de caracterización dieléctrica, ferroeléctrica y magnetoeléctrica en diferentes materiales multiferroicos en capa fina. Existen dos grandes grupos de materiales multiferroicos. Por un lado, los materiales de fase única son aquellos que presentan multiferroicidad de forma intrínseca. Por otro lado, los multiferroicos de fase mixta son aquellos en los cuales la multiferroicidad es el resultado de la mezcla de dos materiales diferentes que presentan orden ferroeléctrico y ferromagnético por separado. Los materiales de fase única se pueden dividir en dos subgrupos: aquellos en los que los órdenes ferroicos tienen diferente origen y aquellos llamados ferroeléctricos magnéticos en los que el orden magnético induce ferroelectricidad y, por consiguiente, se espera un mayor acoplamiento magnetoeléctrico. El material multiferroico de fase única que se ha estudiado en esta tesis es la o-YMnO(3) en su fase ortorrómbica y pertenece a la familia de los ferroeléctricos magnéticos. Aunque presenta orden magnético colineal en forma másica, mostraremos que se puede estabilizar el orden cicloidal en capa fina, permitiendo el control de la polarización ferroeléctrica mediante campo magnético de forma reversible. Los multiferroicos de fase mixta en capa fina se pueden crecer utilizando principalmente dos arquitecturas diferentes: vertical (las columnas ferromagnéticas/ferroeléctricas en una matriz ferroeléctrica/ferromagnética) y horizontal (estructuras multicapa alternando materiales ferromagnéticos y ferroeléctricos). Aquí comparamos ambas, utilizando una perovskita ferroeléctrica (BaTiO(3)) y una espinela ferromagnética (CoFe(2)O(4)). Demostraremos que las heteroestructuras horizontales presentan mejores propiedades ferroeléctricas y un mayor acoplamiento magnetoeléctrico comparadas con las heteroestructuras verticales, en las cuales la corriente de pérdidas parece ser un parámetro limitante. También se han conseguido controlar las propiedades dieléctricas/ferroeléctricas mediante el cambio de configuración en heteroestructuras horizontales o mediante el cambio de las condiciones de depósito en heteroestructuras verticales.

Aquest treball teòric estudia l'acoblament magnètic en complexos bi- i trinuclears heterometàl·lics amb lligands pont oxamido, oxamato, ditiooxalato i anàlegs. Per calcular la seva estructura electrònica s'han usat mètodes multireferencials, en particular diferents variants del mètode DDCI, desenvolupat en el grup, i el mètode CASPT2. Per diferents sistemes binuclears coneguts de Cu(II) i Mn(II), l'acoblament magnètic i els mapes de densitat de spin calculats reprodueixen acuradament les dades experimentals. L'acoblament antiferromagnètic en aquests depèn de la transferència de càrrega del lligand al metall, lligada a l'electronegativitat dels àtoms coordinats. En els sistemes hipotètics de tipus Cu(II)-M(II)-Cu(II), on M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu i Zn, la magnitud de l'acoblament estimada depèn de l'electronegativitat del metall central, anant de feblement ferromagnètic pel Sc a moderadament antiferromagnètic pel Cu. Aquest treball aporta la interpretació microscòpica de l'acoblament en aquests sistemes, així com la validació i/o les limitacions dels mètodes de càlcul emprats. / This theoretical work examines the magnetic coupling in bi- and trinuclear heterometallic transition metal complexes with bridging ligands such as oxamido, oxamato, ditiooxalato and analogues. To calculate their electronic structure multireference methods have been used, including different variants of DDCI method, developed in our group, and CASPT2 method. For different Cu(II)-Mn(II) binuclear known systems, the magnetic couplings and spin density maps calculated accurately reproduce the experimental data. The antiferromagnetic coupling in these compounds depends on the charge transfer from ligand to metal, linked to the electronegativity of coordinated atoms. In the hypothetical systems of type Cu(II)-M(II)-Cu(II), where M = Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn, the magnitude of the estimated coupling depends on the electronegativity of the metal core, going from the weakly ferromagnetic for Sc to moderately antiferromagnetic for Cu. This work provides the microscopic interpretation of the coupling in these systems, as well as the validation and/or limitations of the computational methods used.

Una línia de transmissió three-line-microstrip consisteix en tres pistes paral·leles practicades sobre la cara d'un dielèctric amb un pla de massa inferior. La propagació en aquesta línia es pot descriure en termes de tres modes fonamentals anomenats ee, oo i oe. Tot i que aquests modes són ortogonals interaccionen entre sí a qualsevol transició, discontinuïtat o asimetria. En el pla d'una transició o asimetria es genera un intercanvi d'energia o conversió modal en el que prenen part tots els modes.En aquest treball s'analitza la conversió modal que s'origina en un conjunt de transicions i asimetries construïdes sobre línies three-line-microstrip. L'estudi es realitza aplicant la tècnica de l'anàlisi multimodal. L'ús d'aquesta tècnica permet la deducció d'una sèrie de models multimodals (un per a cada transició) que proporcionen una anàlisi simple, rigorosa i quantitativa d'aquest fenomen.La validesa d'aquest estudi es verifica de manera experimental. Els bons resultats obtinguts demostren que els models multimodals proposats prediuen de manera precisa el comportament de les transicions. Aquest fet permet el seu ús per analitzar circuits o estructures constituïts per trams de tres pistes acoblades. En el cas d'aquesta tesi, han estat aplicats als camps de l'EMC i de les microones. Pel que fa a l'EMC, s'ha realitzat un estudi de l'acoblament i la integritat del senyal en configuracions de PCB amb trams de tres pistes acoblades. Aquest estudi ha permès identificar les transicions i asimetries en aquests circuits com a possibles fonts d'interferència i de degradació dels senyals ja que la conversió modal es pot interpretar com a un procés d'interferència que involucra tots els senyals presents. Pel que fa a les microones, s'ha realitzat una anàlisi multimodal de filtres spurline. Aquesta anàlisi ha permès desenvolupar dues noves estructures, la principal característica de les quals és la seva compacitat que, a diferència d'altres estructures similars, s'aconsegueix permetent la presència d'un nou mode en el procés de ressonància. L'ús dels models multimodals per a l'anàlisi d'aquestes estructures ha permès una interpretació clara i senzilla del seu funcionament així com el desenvolupament d'una sèrie de regles de disseny que permeten un ajust fàcil i ràpid de certs paràmetres dels filtres com ara la freqüència central i l'ample de banda. / Una línea de transmisión three-line-microstrip consiste en tres pistas paralelas practicadas sobre la cara de un dieléctrico con un plano de masa inferior. La propagación en esta línea se puede describir en términos de tres modos fundamentales llamados ee, oo i oe. Aunque estos modos son ortogonales interaccionan entre se en cualquier transición, discontinuidad o asimetría. En el plano de una transición o asimetría se genera un intercambio de energía o conversión modal en el que toman parte todos los modos.En este trabajo se analiza la conversión modal que se origina en un conjunto de transiciones i asimetrías construidas sobre líneas three-line-microstrip. El estudio se realiza aplicando la técnica del análisis multimodal. El uso de esta técnica permite la deducción de una serie de modelos multimodales (un per a cada transición) que proporcionan un análisis simple, riguroso i cuantitativo de este fenómeno.La validez de este estudio se verifica de manera experimental. Los buenos resultados obtenidos demuestran que los modelos multimodales propuestos predicen de manera precisa el comportamiento de las transiciones. Este hecho permite su uso para analizar circuitos o estructuras constituidos por tramos de tres pistas acopladas. En esta tesis doctoral, han sido aplicados a los campos de la EMC i de las microondas. En el primero de ellos, se ha realizado un estudio del acoplamiento y la integridad de la señal en configuraciones de PCB con tramos de tres pistas acopladas. Este estudio ha permitido identificar las transiciones y asimetrías en estos circuitos como posibles fuentes de interferencia y de degradación de las señales ya que la conversión modal se puede interpretar como a un proceso de interferencia que involucra todas las señales presentes. En el campo de las microondas, se ha realizado un análisis multimodal de filtros spurline. Este análisis ha permitido desarrollar dos nuevas estructuras, cuya principal característica es su compacidad que, a diferencia de otras estructuras similares, se consigue permitiendo la presencia de un nuevo modo en el proceso de resonancia. El uso de los modelos multimodales para el análisis de estas estructuras ha permitido una interpretación clara i sencilla del su funcionamiento así como el desarrollo de una serie de reglas de diseño que permiten un ajuste fácil i rápido de ciertos parámetros de los filtros como por ejemplo la frecuencia central y el ancho de banda. / A three-line-microstrip transmission line consists of three parallel coupled strips printed on a grounded dielectric substrate. The propagation in this line can be described in terms of three fundamental modes, namely the ee, oo and oe modes. These modes are orthogonal and propagate independently unless a transition or asymmetry is present in the line. Any transition or asymmetry will generate an energy exchange or modal interaction among all the propagating modes. In this work, the modal interaction of a set of transitions and asymmetries in three-line-microstrip transmission lines is analyzed. The study is carried out by using the multimodal analysis. By means of this technique a set of multimodal circuit models (one for each transition) is derived. These models provide a simple and a quantitative interpretation of the modal interaction.The proposed multimodal analysis is experimentally validated. The obtained results show that the derived multimodal models accurately predict the behavior of the transitions. Due to this fact, they can be used for the analysis of circuits and structures composed of three-coupled-strip sections. In this work, the models have been applied to both the EMC and microwave fields. In the former, they have been employed to study the cross-talk and signal-integrity problems in PCB configurations involving tree-coupled-trace sections. The performed analysis has shown that transitions and asymmetries in these circuits must be considered as a source of interference and signal degradation since the modal interaction can be interpreted as an interference process that involves all the present signals. In the latter, a multimodal analysis of spurline filters has been performed. This study has allowed the derivation of two new filter structures whose main feature is their compactness, which, in contrast to other analogous filters, is achieved by allowing the presence of an additional mode in the resonance process. The use of the multimodal models for the analysis of these structures has permitted both a simple interpretation of the filter operation and the derivation of a set of design rules which allows a rapid fine tuning of some filter parameters such as the center frequency and the bandwidth.

Es planteja la fonamentació d'un model integrat de formació humana, desenvolupament i intervenció organitzacional en un context pedagògic socioeducatiu. S'explicita un nucli d'intel·ligibilitat epistemològic, (Gergen, 1996) i es desenvolupen els seus continguts metateòrics, teòrics i metodològics Per a situar el model en una perspectiva metateòrica constructivista i construccionista social, s'examinen dos canvis considerats rellevants en les explicacions epistemològiques de la ciència que donen suport a aquesta perspectiva: el gir lingüístic i el que els biòlegs biocibernètics de la modernitat anomenen gir ontològic. Aquests fonaments científics del constructivisme, es recullen en el disseny del model que es fa càrrec de tres explicacions plantejades per aquests girs així com de les seves conseqüències. El disseny del model assumeix aquestes distincions i estableix un creuament amb els desenvolupaments post-analítics del gir lingüístic en la comprensió performativa del llenguatge, per a la concepció de l'organització com una xarxa de converses. Assumeix el caràcter emergent de la conducta lingüística en l'acoblament amb el medi. aquest acoblament estructural s'entén enactivament mitjançant l'ús recursiu del llenguatge, per a generar compromisos vers un aprenentatge que integri les persones al sistema. El disseny reencuadra la investigació-acció utilitzant eines de cibernètica de primer ordre en una cibernètica de segon ordre, mitjançant converses recurrents per articular les metes de l'organització amb l'espai relacional. Incorpora metodologies de primera persona performatives i comunicacionals com eines per integrar la dimensió dels valors d'un mateix amb les metes de l'organització amb l'objectiu de reproduir-la mitjançant la integració social. Opera mitjançant el treball en grup per tal que les converses es situïn en la segona persona, (jo-altres), per tal de possibilitar l'emergència de la primera persona.Assumeix la distinció de les dues dimensiones del ésser cognitiu (Varela 2000): una d'enllaç mitjançant el llenguatge per la coderiva del sistema amb el medi, i una dimensió d'excedent de significació, és a dir, d'interpretació per a la reformulació de la experiència en el llenguatge (narrativa), que conservi aquest acoblament amb el medi. Per tal de reduir les pertorbacions que provoca el trencament de l'acoblament emergeix la interpretació com l'alternativa per a generar possibilitats d'acció; passar d'un estat present amb trencaments per fer emergir un estat desitjat com a futur viable. En aquesta escletxa que s'obre en l'espai relacional entre l'estat present i l'estat desitjat pren sentit l'ús d'aquestes eines de conversa per a accedir a un rerefons amb mirada compartida. L'estat desitjat acoblat al llenguatge opera com un feed-forward positiu per a la construcció de sentit. S'ajuda a més d'una visió binocular del canvi, analitzant dos series categorials de pensament en la modernitat. Finalment es descriu l'aplicació i els resultats del Model en una organització de serveis de salut. / Se plantea la fundamentación de un modelo integrado de formación humana, capacitación e intervención organizacional en un contexto pedagógico socio educativo. Explicita un núcleo de inteligibilidad epistemológico, (Gergen, 1996) desarrollando sus contenidos metateoricos, teóricos y metodológico Para situar el modelo en una perspectiva metateórico constructivista y construccionista social, se examinan dos cambios considerados relevantes en las explicaciones epistemológicas de la ciencia que dan sustento a esta perspectiva: el giro lingüístico y el llamado por los biólogos biocibernéticos giro ontológico de la modernidad. Estos fundamentos científicos del constructivismo contenidos en este último, se recogen en el diseño del modelo, que se hace cargo de tres explicaciones que dejan planteadas este giro y de las consecuencias que de ellas surgen para su formalización.- El diseño del modelo asume estas distinciones y realiza un cruce con los desarrollos post analíticos del giro lingüístico en la comprensión performativa del lenguaje, para la concepción de la organización como una red de conversaciones. Asume el carácter emergente de la conducta lingüística en el acoplamiento con el medio. Este acoplamiento estructural se entiende enactivamente mediante el uso recursivo del lenguaje, para generar compromisos para un aprendizaje que integre las personas al sistema. El diseño es un Modelo autopoiético que metodológicamente reencuadra la investigación-acción usando herramientas de cibernética de primer orden en una cibernética de segundo orden, mediante conversaciones recurrentes para articular las metas de la organización con el espacio relacional. Incorpora metodologías de primera persona performativas comunicacionales como herramientas para integrar la dimensión valórica del si mismo con las metas de la organización, para reproducirla mediante integración social. Opera mediante trabajo grupal para que las conversaciones se sitúen en la segunda persona, (yo-otros), para posibilitar la emergencia de la primera persona.Asume la distinción de las dos dimensiones del ser cognitivo (Varela 2000), una de enlace mediante el lenguaje para la coderiva del sistema con el medio, y una dimensión de excedente de significación, esto es, de interpretación para la reformulación de la experiencia en el lenguaje (narrativa), que conserve ese acoplamiento con el medio. Para reducir las perturbaciones que provocan el quiebre del acoplamiento emerge la interpretación como la alternativa para generar posibilidades de acción, pasar de un estado presente con quiebres para hacer emerger un estado deseado como futuro viable. En esa brecha que se abre en el espacio relacional entre el estado presente y el estado deseado hace sentido el uso de estas herramientas conversacionales para acceder a un trasfondo con mirada compartida. El estado deseado acoplado al lenguaje opera como un feed forward positivo para la construcción de sentido. Se apoya para ello, además, en una visión binocular del cambio, analizando dos series categoriales de pensamiento en la modernidad. Finalmente se describe la aplicación y resultados del Modelo en una organización de servicios de salud. / The foundation for an integrated model of human formation, training and organizational intervention within a socio-educational pedagogic context is presented here. It explicits an epistemological intelligibility core (Gergen, 1996) developing its theoretical, metatheoretical and methodological contents. To place the model into a metatheoretical social constructivism and social constructionist perspective, two relevant considered shifts in epistemological explanations of science that supports this perspective are reviewed: the linguistic turn and the so called by biocybernetical biologists ontological turn of modernity. These scientific foundations of constructivism contained in this turn, are brought into the model design that takes charge of three explanations put forward by the turn and the consequences arising from them for its formalization.The design of the model assumes these distinctions and performs a crossing with the post analytical developments of the linguistic turn in the performative comprehension of language, for conceiving the organization as a network of conversations. It assumes the emerging character of linguistic behavior in coupling to the environment. This structural coupling is enactively understood through the recursive use of language, to generate commitments for a learning that integrates persons to the system.The design is an autopoietical model that methodologically reframes research-action using tools of first order cybernetics within a second order cybernetics, through recurrent conversations to articulate organization's goals with the relational space. It incorporates communicational first person performative methodologies as tools to integrate the valoric dimension of the self with the organization's goals, to reproduce it through social integration. It operates through group work placing conversations in second person (I - others), for making the emergence of the first person possible.It assumes the distinction of the two dimensions of the cognitive being (Varela, 2000), one as a link of language for the co-derive of the system with the environment and one as signification surplus, that is, of interpretation for the reformulation of the experience in language (narrative), that keep that coupling with the environment.Interpretation emerges as the alternative for generating action possibilities to reduce perturbations that provoke the breaking of coupling, to go through a present state with breakings to an emergent wished state as a viable future. In this breach opened in the relational space between the present state and the wished state the use of these conversational tools makes sense to access a background with shared vision. The wished state coupled to language operates as a positive feed forward for constructing meaning. It also supports itself on a binocular vision of change, analyzing two categorical series of thought in modernity.Finally, the application and results of the model are described within a health services organization.