En distintas partes del mundo como Inglaterra, Cuba y Perú, se está presentando una situación en que la materia prima de la construcción como los agregados se está acabando por la sobreexplotación y se teme en un futuro que existirá una criticidad mayor de estos materiales. Por ello, el objetivo de este estudio es elaborar un concreto f’c=210 kg/cm2 para elementos verticales, con el fin de reducir parcialmente el cemento por ceniza de cascarilla de arroz (CCA) y la arena por PET. En esta investigación, se ha determinado que la cascara de arroz incinerada puede generar que el material se comporte como una puzolana al igual que el cemento. Asimismo, para el caso del PET reciclado se ha investigado con un tamaño reducido puede permitir adherirse y acomodarse de una mejor manera evitando generar lagunas en el concreto. En esta investigación, se han elaborado cuatro combinaciones con diferentes proporciones de CCA y PET, de las cuales dos de ellas han presentado resultados favorables cumpliendo todos los requerimientos técnicos para un concreto f’c=210 kg/cm2. Este concreto propuesto puede reducir entre un 10% a15% el uso de cemento y un 2.5% de arena para un metro cubico de concreto. De esta manera, se ha demostrado que el aprovechamiento del material agroindustrial como es la cascarilla de arroz y el material reciclado como el PET puede reducir hasta un 6% el uso de agregados como la arena, la piedra caliza y la arcilla, estos últimos que son usados para la elaboración de cemento. / In different parts of the world such as England, Cuba and Peru, a situation is occurring in which the raw material for construction such as aggregates is running out due to overexploitation and there is fear in the future that there will be a greater criticality of these materials. Therefore, the objective of this study is to elaborate a concrete f'c = 210 kg / cm2 for vertical elements, in order to partially reduce the cement by rice husk ash (CCA) and the sand by PET. In this investigation, it has been determined that the incinerated rice husk can cause the material to behave like a pozzolana just like cement. Likewise, in the case of recycled PET, it has been investigated with a reduced size that can allow it to adhere and accommodate in a better way, avoiding generating gaps in the concrete. In this research, four combinations with different proportions of CCA and PET have been elaborated, of which two of them have presented favorable results, meeting all the technical requirements for a concrete f'c = 210 kg / cm2. This proposed concrete can reduce the use of cement and 2.5% sand for one cubic meter of concrete by 10-15%. In this way, it has been shown that the use of agro-industrial material such as rice husk and recycled material such as PET can reduce the use of aggregates such as sand, limestone and clay, the latter by up to 6%. They are used to make cement. / Tesis

Existe una gran cantidad de neumáticos desechados cada año, debido al aumento descontrolado del parque automotor. Por lo tanto, el reciclaje y el reutilizo de neumáticos de caucho se convierte cada vez más en una obligación y es por ello que se propone una posible solución utilizando el caucho como reemplazo del agregado fino en construcción. El objetivo de esta investigación fue estudiar las propiedades del mortero con caucho en remplazo del agregado fino en porcentajes de 10%, 20% y 30% tomando como modelo un mortero tradicional. Los ensayos realizados fueron el de conductividad térmica y de resistencia a la compresión, la cual se midió a los 7 y 14 días. Los resultados del ensayo de transmisibilidad térmica indicaron que el mortero con caucho en reemplazo parcial del agregado fino presenta un buen comportamiento como aislante térmico y que a mayor porcentaje de caucho se tiene una menor transmisibilidad térmica a través de los muros. Por otro lado, los resultados del ensayo de resistencia a compresión muestran que el mortero que contiene caucho tiene una menor resistencia que un mortero tradicional, sin embargo, puede ser utilizado para revestimiento de muros y elementos estructurales. / There is many discarded tires every year, due to the uncontrolled increase in the vehicle fleet. Therefore, the recycling and reuse of rubber tires is becoming more and more an obligation and that is why a possible solution is proposed using rubber as a replacement for fine aggregate in construction. The objective of this research was to study the properties of the mortar with rubber to replace the fine aggregate in percentages of 10%, 20% and 30%, taking a traditional mortar as a model. The tests carried out were the thermal conductivity and resistance to compression, which was measured at 7 and 14 days. The results of the thermal transmissibility test indicated that the mortar with rubber in partial replacement of the fine aggregate shows good behavior as a thermal insulator and that the higher the percentage of rubber, the lower the thermal transmissibility through the walls. On the other hand, the results of the compressive strength test show that the rubber-containing mortar has a lower resistance than a traditional mortar, however, it can be used for cladding walls and structural elements. / Trabajo de investigación

Introducción. Existe controversia en el impacto de la cirugía descompresiva sobre los parámetros electrofisiológicos posteriores al procedimiento en pacientes con síndrome de túnel del carpo. (STC) Objetivos. Evaluar los cambios de los patrones electrofisiológicos y evaluar los factores asociados a dichos cambios después de la descompresión quirúrgica del nervio mediano en pacientes con STC Metodología. Estudio observacional analítico transversal de pacientes con STC severo sometidos a cirugía descompresiva que cuenten con estudios electrofisiológicos pre y post quirúrgicos realizado en el Hospital Kaelin de la Fuente EsSalud en Lima, Perú entre el 2015 al 2019. La comparación de los cambios electrofisiológicos pre y post quirúrgicos se evaluó utilizando la prueba de T de student para muestras pareadas. Los factores asociados al cambio se evaluaron la prueba de U-mann Whitney o correlación de Spearman, para variables categóricas y numéricas respectivamente. Para el análisis multivariado se utilizó un modelo de regresión lineal múltiple. Resultados. Se evaluaron 55 pacientes. La latencia distal motora del nervio mediano no presentó un cambio significativo luego de la cirugía (-0.47ms; p=0.211). Se encontraron mejorías significativas en la latencia distal sensitiva (-0.5ms; p=0.010), velocidad distal motora (2.53m/s; p=0.005), amplitud distal motora (en 0.9 mV/s; p=0.0048) y la amplitud distal sensitiva (4.9 mV/s; p=0.034). Se encontró asociación entre el género masculino y una evolución desfavorable de la latencia distal motora del nervio mediano. (Coeficiente β =2.85; IC 0.453 - 5.248; p=0.040). Conclusiones. Se evidenció cambios electrofisiológicos favorables luego de la cirugía de descompresión del nervio mediano. El género masculino y el IMC se asociaron a una evolución electrofisiológica desfavorable. / Introduction. There is controversy of the impact of the decompressive surgery in the electrophysiological parameters following the procedure in patients with carpal tunnel syndrome (CTS). Objectives. Evaluate the changes in the electrophysiological parameters and evaluate the factors associated to these changes after the surgical decompression of the median nerve in patients with CTS. Methodology. Cross-sectional analytical study of patients with severe CTS submitted to decompressive surgery that have pre and post-surgical electrophysiological studies in Kaelin de la Fuente hospital EsSalud in Lima, Peru between 2015 and 2019. The comparison between the pre and post-surgical changes was evaluated using T-student test for paired samples. The associated factors were analyzed using U-Mann Whitney test or spearman correlation, for categorical variables and numerical, respectively. For the multivariate analysis a multiple simple regression model was used. Results. 55 patients were analyzed. Median nerve´s distal motor latency did not show significant changes after the surgery (-0.47ms; p=0.211). Improvement was found in the distal sensitive latency (-0.5ms; p=0.010), distal motor velocity (2.53m/s; p=0.005), distal motor amplitude (0.9 mV/s; p=0.0048) and distal sensitive amplitude (4.9 mV/s; p=0.034). An association between male and an unfavorable evolution of the distal motor latency of the median nerve was found. (Coefficient β = 2.85, CI 0.453 - 5.248, p = 0.040). Conclusions. Favorable electrophysiological changes after the surgery where evidenced. Male gender and BMI where associated to an unfavorable electrophysiological evolution. / Tesis

Esta tesis tiene como objetivo evaluar un método de reforzamiento propuesto en base a la incorporación de fibras de polipropileno con la finalidad de incrementar la resistencia y mejorar las características mecánicas del suelo arcilloso de Palian – Huancayo. La arcilla es un suelo cohesivo constituido por partículas finas, estas características determinan la capacidad de deformación y compresión, además poseen baja resistencia al corte y a cargas. Debido a ello se busca reforzar y mejorar el comportamiento mecánico de la arcilla mediante métodos físicos y químicos. Esta investigación propone la adición fibras de polipropileno como método de reforzamiento para lo cual se analizó el suelo remoldeado con diferentes porcentajes de fibras adicionadas 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 y una longitud de fibra de 10 milímetros. Se realizaron ensayos de caracterización física para identificar el suelo natural remoldeado: granulometría por sedimentación, límites de consistencia y gravedad específica de los sólidos. Se sometió el suelo natural remoldeado y las mezclas con diferentes porcentajes de fibras a los siguientes ensayos de caracterización mecánica para determinar las variaciones en el comportamiento: ensayo de compactación estándar, ensayo de corte directo y ensayo de compresión simple. Los valores obtenidos mediante los ensayos realizados demostraron la mejora de las características mecánicas del suelo siendo la mezcla de 0.4% de fibras de polipropileno la que brinda un mejor resultado en comparación con las mezclas de menor proporción. / This thesis aims to evaluate a reinforcement method based on the incorporation of polypropylene fibers to increase the strength and improve the mechanical characteristics of Palian- Huancayo’s clay soil. Clay is a cohesive soil consisting of fine particles, these characteristics determine the capacity of deformation and compression, as well as low resistance to cutting and loads. Therefore, it seeks to strengthen and improve the mechanical behavior of clay through physical and chemical methods. This research proposes the addition of polypropylene fibers as reinforcement method for which the soil under study was analyzed with different percentages of fibers added 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and a fiber length of 10 millimeters. Physical characterization tests were carried out to identify the natural soil: granulometry by sedimentation, limits of consistency and specific gravity of the solids. The natural soil and the mixtures with different percentages of fibers were subjected to the following mechanical characterization tests to determine the variations in behavior: Standard compaction test, unconfined compression test, and shear direct test. The values obtained through the tests demonstrated the improvement of the mechanical characteristics of the soil being the mixture of 0.4% of polypropylene fibers the one that provides a better result compared to the mixtures of a lower proportion. / Tesis

La cantidad de residuos se ha incrementado con el paso del tiempo, siendo actualmente una amenaza grave para el medio ambiente; tal es el caso del vidrio, además también el sector construcción aporta mucho a la contaminación ambiental, un sector que va a seguir en crecimiento constante. Uno de los sectores constructivos que va a crecer mucho más con el paso del tiempo son las vías. En nuestro país la mayoría de carreteras pavimentadas son de asfalto caliente, componente que contamina mucho y necesita mucho mantenimiento, es por eso que esta investigación planteo el uso masa común de los pavimentos rígidos, porque son más eco amigables, más resistentes y mucho más baratos a largo plazo, pero el inconveniente que se tiene con estos pavimento es su uso masivo de cemento componente que contamina mucho en su elaboración, es por eso que para hacer más sostenible con el medio ambiente se ha reemplazado parte del cemento y agregado fino para obtener un concreto ecológico que funciona adecuadamente para pavimentos rígidos, los reemplazos del cemento fueron de 20. 15 y 10%, del agregado fino fueron 15, 10 y 5% porcentajes obtenidos de la investigación de otros resultados, siendo estos los más favorables mecánicamente, los resultados obtenidos arrojan que un concreto con 15% de remplazo funciona correctamente, además reduce costos de realización y disminuye en un 11% la emisión de CO2 respecto de un concreto convencional. / The amount of waste has increased over time, currently being a serious threat to the environment; Such is the case of glass, and the construction sector also contributes a lot to environmental pollution, a sector that will continue to grow constantly. One of the construction sectors that will grow much more with the passage of time are the roads. In our country, most of the paved roads are made of hot asphalt, a component that pollutes a lot and needs a lot of maintenance, that is why this research proposed the common use of rigid pavements, because they are more eco-friendly, more resistant and much cheaper in the long term, but the disadvantage that these pavements have is their massive use of component cement that pollutes a lot in its preparation, that is why to make it more sustainable with the environment, part of the cement and fine aggregate have been replaced to obtain an ecological concrete that works adequately for rigid pavements, the cement replacements were 20, 15 and 10%, of the fine aggregate were 15, 10 and 5%, percentages obtained from the investigation of other results, these being the most favorable mechanically, the The results obtained show that a concrete with 15% replacement works correctly, also reduces production costs and reduces the e by 11%. CO2 mission compared to conventional concrete. / Tesis

En la comunidad de Rancha (Ayacucho), se observa un gran porcentaje de viviendas de adobe, elemento que es altamente usado debido a su bajo costo. Sin embargo, este material presenta variaciones en relación a su capacidad resistente e insuficiente aislamiento térmico, esto último se ve más afectado debido a las bajas temperatura de la zona. Además, la densidad y porcentaje de absorción no son las mismas para todos los adobes, ya que los materiales empleados difieren debido a la zona, clima, etc. La propuesta de solución es añadir fibras PET al adobe. Por ello, este trabajo tiene como objetivo, determinar el efecto de las fibras PET en la resistencia a la compresión, densidad, porcentaje de absorción y conductividad térmica del adobe. El procedimiento consiste en elaborar muestras de adobe patrón y de adobe con fibras PET (2%,4%,6%), las cuales se someterán a ensayos basados en la norma E.080 (adobe) y E.070 (albañilería). Después de realizar todos los ensayos, se determinó que el porcentaje óptimo de fibras PET es el 6%, puesto que su resistencia a la compresión en unidades aumentó en 19% y en muretes un 62%. Por otro lado, la densidad se redujo en 16.4%, el porcentaje de absorción en 12% y la conductividad térmica en 35%. Por esta razón, es que la propuesta contribuye al reciclaje de botellas PET, al progreso de las propiedades mecánicas y físicas del adobe para que su tiempo de vida se prolongue y a mejorar el confort térmico dentro de las viviendas. / In the community of Rancha (Ayacucho), there is a high percentage of adobe housing, which is widely used due to its low cost. However, this material presents variations in relation to its resistant capacity and insufficient thermal insulation, the latter being more affected due to the low temperatures of the area. In addition, the density and absorption percentage are not the same for all adobe bricks, since the materials used differ due to the area, climate, etc. The proposed solution is to add PET fibers to the adobe. Therefore, the objective of this work is to determine the effect of PET fibers on the compressive strength, density, absorption percentage and thermal conductivity of adobe. The procedure consists of preparing samples of standard adobe and adobe with PET fibers (2%, 4%, 6%), which will be tested based on the E.080 (adobe) and E.070 (masonry) standards. After performing all the tests, it was determined that the optimum percentage of PET fibers is 6%, since its compressive strength in units increased by 19% and in masonry by 62%. On the other hand, the density was reduced by 16.4%, the absorption percentage by 12% and the thermal conductivity by 35%. For this reason, the proposal contributes to the recycling of PET bottles, to the improvement of the mechanical and physical properties of adobe to extend its life span and to improve thermal comfort inside homes. / Tesis

[ES] En los últimos años, las normativas que regulan las emisiones contaminantes producidas por los MCIA han reducido significativamente los límites máximos permisibles. En este escenario, la comunidad científica ha venido desarrollando nuevos dispositivos y estrategias que proporcionen una reducción de las emisiones contaminantes. La investigación en nuevos conceptos de combustión LTC ("Low Temperature Combustion") como alternativa a la combustión diésel convencional en los MEC, es una de estas estrategias que viene mostrando excelentes resultados. No obstante, todavía existen algunas limitaciones que no permiten la implementación de estas nuevas estrategias de combustión en condiciones reales de operación. Tales como, los elevados niveles de emisiones de UHC y CO a baja carga y la excesiva presión en cámara a alta carga de operación. En este contexto, el objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en evaluar en nuevos conceptos premezclados LTC, el impacto que tienen diferentes estrategias de inyección y de renovación de la carga sobre los procesos de preparación de la mezcla aire-combustible y combustión, así como su efecto sobre las emisiones contaminantes reguladas (UHC, CO, NOx y PM), incluyendo un análisis de la distribución de tamaño de partículas. Estas estrategias se llevaron a cabo en el concepto PPC ("Partially Premixed Combustion") de gasolina y en los conceptos de combustión dual-fuel del modo de operación DMDF ("Dual-Mode Dual-Fuel"). El modo DMDF emplea dos combustibles de diferente reactividad y cambia de combustión RCCI ("Reactivity Controlled Compression Ignition") completamente premezclada a baja carga a combustión dual-fuel de naturaleza difusiva a alta carga de operación. Para la consecución de dicho objetivo se ha realizado un estudio teórico-experimental basado en variaciones paramétricas de la presión de inyección, del ángulo de inicio de inyección de combustible, del cruce de válvula y de la tasa de EGR. Los ensayos experimentales se ejecutaron en dos motores de investigación diferentes. El concepto PPC se analizó en un MEC-ID de 2T, y las estrategias de combustión del modo DMDF se investigaron en un MEC-ID de 4T. Los resultados se analizaron sobre la base de los datos obtenidos directamente de los ensayos experimentales, así como de los obtenidos a partir de modelos de diagnóstico de la combustión y del proceso de renovación de la carga. A través de estos estudios se ha profundizado en la comprensión de los fenómenos que intervienen en los conceptos premezclados LTC. Siendo posible afirmar, que, en estas estrategias premezcladas de combustión existe un importante rango para definir las condiciones del proceso de mezcla aire-combustible. Sin embargo, se requiere un adecuado ajuste de los parámetros que afectan el proceso de mezcla, ya que estos definirán el desarrollo del proceso de combustión y los niveles de emisiones contaminantes. / [CA] En els últims anys, les normatives que regulen les emissions contaminants produïdes pels MCIA han disminuït significativament els límits màxims permissibles. En aquest escenari, la comunitat científica ha desenvolupat nous dispositius i estratègies que proporcionin una reducció de les emissions contaminants. La investigació en nous conceptes de combustió LTC ("Low Temperature Combustion") com a alternativa a la combustió dièsel convencional en els MEC, és una d'aquestes estratègies que està mostrant excel·lents resultats. No obstant això, encara hi ha algunes limitacions que no permeten la implementació d'aquestes noves estratègies de combustió en condicions reals d'operació. Com, els elevats nivells d'emissions de UHC i CO a baixa càrrega i l'excessiva pressió en càmera a alta càrrega d'operació. En aquest context, l'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral consisteix a avaluar en nous conceptes premescladas LTC, l'impacte que tenen diferents estratègies d'injecció i de renovació de la càrrega sobre els processos de preparació de la barreja aire-combustible i combustió, així com el seu efecte sobre les emissions contaminants regulades (UHC, CO, NOx i PM), incloent una anàlisi de la distribució de mida de partícules. Aquestes estratègies es van dur a terme en el concepte PPC ("Partially Premixed Combustion") de gasolina i en els conceptes de combustió dual-fuel de la manera d'operació DMDF ("Dual-Mode Dual-Fuel"). La manera DMDF empra dos combustibles de diferent reactivitat i canvia de combustió RCCI ("Reactivity Controlled Compression Ignition") completament premesclada a baixa càrrega a combustió dual-fuel de naturalesa difusiva a alta càrrega d'operació. Per a la consecució d'aquest objectiu s'ha realitzat un estudi teòric-experimental basat en variacions paramètriques de la pressió d'injecció, de l'angle inicial d'injecció de combustible, de l'encreuament de vàlvula i de la taxa d'EGR. Els assajos experimentals es van executar en dos motors de investigació diferents. El concepte PPC es va analitzar en un MEC-ID de 2T, i les estratègies de combustió de la manera DMDF es van investigar en un MEC-ID de 4T. Els resultats es van analitzar sobre la base de les dades obtingudes directament dels assajos experimentals, així com dels obtinguts a partir de models de diagnòstic de la combustió i de el procés de renovació de la càrrega. A través d'aquests estudis s'ha aprofundit en la comprensió dels fenòmens que intervenen en els conceptes premescladas LTC. Sent possible afirmar que, en aquestes estratègies premescladas de combustió existeix un important rang per definir les condicions de l'procés de mescla aire-combustible. No obstant això, es requereix un adequat ajust dels paràmetres que afecten el procés de mescla, ja que aquests definiran el desenvolupament de el procés de combustió i els nivells d'emissions contaminants. / [EN] In recent years, the pollutant emission regulations of the reciprocating internal combustion engines have significantly reduced the maximum permissible limits. This way, the scientific community has been investing in the development of new devices and strategies that provide a reduction in pollutant emissions. The research into new low-temperature combustion (LTC) concepts as an alternative to conventional diésel combustion in compression ignition engines is one of these strategies that has been showing excellent results. However, there are still some limitations that do not allow the implementation of these new combustion strategies under real operating conditions. Such as the high levels of UHC and CO emissions at low load and the excessive in-cylinder pressure at high load. In this context, the main objective of this doctoral thesis is to evaluate, in new premixed LTC concepts, the impact of the different injection and air management strategies over the air-fuel mixture and combustion process, as well as, its effect on regulated pollutant emissions (UHC, CO, NOx and PM), including an analysis of the particle size distribution. These strategies were carried out in the partially premixed combustion (PPC) concept and in the dual-fuel combustion concepts of the dual-mode dual-fuel (DMDF) operation mode. The DMDF mode uses two fuels of different reactivity and switches from fully premixed reactivity controlled compression ignition (RCCI) combustion at low load to dual-fuel diffusive combustion at high load. To achieve this objective, a theoretical-experimental study based on parametric variations of the injection pressure, the start of injection, valve overlap period and EGR rate has been carried out. The experimental tests were run on two different research engines. The PPC concept was analyzed on a two-stroke poppet-valves engine, and the combustion strategies of the DMDF mode were investigated on a four-stroke compression ignition engine. The results were analyzed on the basis of the data obtained directly from the experimental tests, as well as, those obtained from diagnostic models of the combustion and air management. Through these studies, it has been possible to deepen in the understanding of the phenomenas that intervene in the premixed LTC concepts. Being possible to affirm that, in these premixed combustion strategies, there is an important range to define the conditions of the air-fuel mixture process. However, an adequate adjustment of the parameters that affect the mixture process is required, since these will define the development of the combustion process and the levels of pollutant emissions. / Soto Izquierdo, L. (2020). Estudio del efecto de diferentes estrategias de formación de la mezcla sobre las emisiones gaseosas y de partículas en nuevos conceptos de combustión de motores de encendido por compresión [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149401 / TESIS

Algunas rocas débiles son frecuentemente utilizadas como material de construcción en la ejecución de obra nueva o en la restauración de construcciones patrimoniales y constituyen el cimiento de numerosas edificaciones y vías de comunicación en el sudeste de España. Estos materiales suelen estar expuestos a ambientes húmedos y/o en contacto directo con el agua. Sin embargo, su caracterización mecánica suele realizarse en laboratorio en estado seco o sin control de la humedad. A este respecto, investigaciones recientes han demostrado que propiedades mecánicas como la resistencia a compresión uniaxial o el módulo de elasticidad estático de este tipo de rocas pueden sufrir importantes reducciones cuando se saturan completamente. Sin embargo, los efectos de la saturación parcial, de la humedad relativa ambiental o de la distribución del agua intersticial sobre éstos y otros parámetros mecánicos han sido escasamente estudiados. En esta tesis se realiza un estudio detallado de estos aspectos en varios tipos de rocas sedimentarias débiles presentes en la provincia de Alicante. Por un lado, se han empleado tres variedades de la denominada “Piedra Bateig”, que es una biocalcarenita que se utilizado en el pasado para la construcción de una gran cantidad de edificios históricos y emblemáticos de toda de España (especialmente de la Comunidad Valenciana y Madrid) y que actualmente se comercializa a nivel mundial debido a su abundancia, belleza y calidad para su empleo en revestimientos de fachadas, muros de mampostería o elementos ornamentales. Por otro lado, se han estudiado otras rocas carbonáticas (calcarenitas y limolitas amarillentas) y yesíferas, que se utilizan mayoritariamente en obra civil, principalmente para la construcción de muros de contención o como escollera. Los objetivos principales de la presente tesis doctoral son: (1) la caracterización petrológica y físico-mecánica de estos materiales pétreos sedimentarios porosos; (2) el análisis de los procedimientos de humectación existentes y el desarrollo de nuevas técnicas de saturación parcial; (3) la evaluación de la variación de las propiedades mecánicas de estos materiales con el grado de saturación y la humedad relativa ambiental; (4) el estudio del efecto de la distribución del agua intersticial en su comportamiento mecánico; (5) la propuesta de correlaciones entre las propiedades mecánicas y las propiedades físicas u otros parámetros de fácil y rápida determinación y; (6) la discusión de los principales mecanismos de deterioro mecánico causados por el agua que afectan a estos materiales. En primer lugar, se realizó un estudio petrológico y físico general de estas rocas mediante la determinación de: su composición química y mineralógica empleando las técnicas de difracción y fluorescencia de rayos X o el calcímetro de Bernard; su distribución del tamaño de poros, superficie específica, tortuosidad, porosidades intrapartícula e interpartícula y otras características de su red porosa mediante la realización de porosimetrías de intrusión de mercurio; su textura, ordenación de granos y cristales y morfología de los poros utilizando las técnicas de microscopía óptica y electrónica; sus densidades real y aparente, porosidades abierta y total, y capacidad de absorción de agua usando métodos tradicionales. En segundo lugar, se obtuvieron diversas propiedades físicas y mecánicas de estos materiales en los estados seco y completamente saturado, tales como: la velocidad de paso de las ondas P y S, el módulo de elasticidad y el coeficiente de Poisson dinámicos, las resistencias a compresión uniaxial y triaxial, el módulo de elasticidad estático, la resistencia a tracción indirecta, el índice de resistencia frente a carga puntual, el índice de resistencia frente a la penetración de aguja y los parámetros de resistencia al corte de la matriz rocosa. En tercer lugar, se evaluó la influencia de la saturación parcial y la distribución del agua intersticial en las propiedades mecánicas de algunas de estas rocas. Para ello, se prepararon probetas parcialmente saturadas con diferentes grados de saturación utilizando dos procedimientos distintos: (1) la inmersión de probetas completamente secas en agua a presión atmosférica durante diferentes periodos de tiempo, y (2) el secado progresivo de probetas inicialmente completamente saturadas en estufa a 50º C durante diferentes periodos de tiempo. A continuación, se determinó la distribución del agua intersticial en las probetas acondicionadas mediante ambos métodos a través de la obtención de imágenes de resonancia magnética nuclear (RMN) y se ensayaron mecánicamente para obtener su resistencia a compresión uniaxial, su módulo de elasticidad estático, su resistencia a tracción indirecta y su resistencia frente a carga puntual. En cuarto lugar, se estudió el impacto de la humedad relativa ambiental en el comportamiento mecánico de los materiales pétreos. Con este propósito, las muestras se sometieron a ambientes de humedad relativa controlada del 20, 40, 60, 80 y 98% usando una modificación de la técnica de equilibrio de vapor (VET). El método consistió en introducir las probetas de roca junto con disoluciones de glicerol de diferente concentración en recipientes cerrados herméticamente dentro de una estufa a temperatura constante, promoviendo el intercambio de agua en forma de vapor entre la atmósfera creada y las probetas hasta que se alcanzó el contenido de agua de equilibrio en las mismas. Tras ello, las muestras se ensayaron mecánicamente. Finalmente, se realizó un análisis de regresión para establecer relaciones entre las propiedades mecánicas y las propiedades físicas u otros parámetros de fácil obtención, menos costosos o no destructivos que pudiesen ser útiles desde un punto de vista ingenieril. Los resultados obtenidos mostraron que, en las rocas estudiadas, la saturación total generaba importantes variaciones de propiedades físicas como la velocidad de paso de las ondas P y S y de los parámetros dinámicos asociados, así como una reducción muy significativa de todas las propiedades mecánicas analizadas. Además, se observó que ocurría una importante caída de estos parámetros mecánicos cuando estos materiales se saturaban con contenidos de agua pequeños (grados de saturación inferiores al 50%) y que, posteriormente, el valor de estas propiedades se mantenía constante para contenidos de agua superiores (grados de saturación iguales o superiores al 75%). En consecuencia, las variaciones de las propiedades mecánicas con el contenido de agua se modelaron de manera precisa empleando funciones exponenciales decrecientes. Otro resultado relevante de la investigación fue que la distribución del agua intersticial y, por ende, el procedimiento empleado para saturar parcialmente las probetas jugaba un papel importante en el comportamiento mecánico observado. En concreto, para pequeños contenidos de agua, el debilitamiento mecánico experimentado por las muestras preparadas mediante el procedimiento de secado era frecuentemente superior al de las muestras acondicionadas a través del procedimiento de inmersión. Este hallazgo pudo explicarse en base a que en el primer caso las moléculas de agua ocupaban una región más amplia de la probeta (incluyendo la zona central de la misma), mientras que en el segundo caso el agua se encontraba concentrada exclusivamente en la zona más externa, permaneciendo el núcleo de la probeta en estado seco. En cambio, para elevados contenidos de agua, los valores de las propiedades mecánicas en las muestras preparadas por ambos procedimientos fueron parecidos, debido a que el agua intersticial ocupaba una región más amplia y similar. Además, se observó que las propiedades mecánicas de las rocas se reducían linealmente conforme aumentaba la humedad relativa del ambiente al que estaban expuestas, pues esto generaba un incremento del contenido de agua dentro de su red porosa. Por otro lado, el análisis de regresión realizado permitió obtener correlaciones entre las propiedades mecánicas y las propiedades físicas u otros índices de fácil determinación en los estados seco y saturado. Estas relaciones son de gran utilidad para seleccionar bloques de roca de alta calidad a nivel de cantera o para realizar auscultaciones preventivas en edificaciones patrimoniales de piedra de una forma rápida, sencilla, barata y no destructiva. Finalmente, el análisis conjunto de las características petrológicas y el impacto de la saturación total y parcial y la distribución de agua intersticial sobre las propiedades mecánicas permitió esclarecer que las causas del debilitamiento ocasionadas por el agua que afectaban a estos materiales eran variadas. Se podrían destacar la reducción de la succión capilar y efectos físico-químicos como el deterioro de la cementación entre los granos, la disolución de algunos minerales (calcita y clorita), el hinchamiento de la fracción arcillosa, la reducción de la energía superficial de fractura o la corrosión bajo tensión del cuarzo presente en estos materiales. / Esta tesis ha sido financiada por el Vicerrectorado de Investigación y Transferencia del Conocimiento de la Universidad de Alicante a través del Contrato Predoctoral FPUUA53-2018 y las Ayudas UAEEBB2018-09, UAUSTI18-21 y UAUSTI19-25.

[ES] El transporte de personas, así como de carga ha evolucionado y crecido tremendamente en los últimos años. El desarrollo tecnológico debió ser adaptado a las diferentes medidas gubernamentales en términos de control de emisiones contaminantes. Desde el acuerdo de Paris en 2015 para mantener el crecimiento de la temperatura global por debajo de 1.5oC, se han impuesto también límites para las emisiones de CO2 por parte de vehículos de carretera. Para el sector del transporte pesado, se han impuesto límites de flota de 15% para 2025 y 30% para 2030 de reducción del CO2 con respecto a 2019. Por lo tanto, esta doble restricción de muy bajos niveles de emisiones contaminantes, así como de gases de efecto invernadero hacen que el sector del transporte este ante un gran desafío tecnológico. En 2022, el transporte de carga tiene un 99% de vehículos propulsados a motor de combustión interna con Diesel como combustible y sin ningún tipo de ayuda eléctrica en el sistema de propulsión. Los límites de emisiones contaminantes como Euro 6 son alcanzados con complejos sistemas de postratamiento que además agregan el consumo de Urea. Trabajos previos en la bibliografía, así como sistemas prototipo han demostrado que es posible alcanzar los objetivos de emisiones contaminantes con métodos avanzados de control de la combustión y así disminuyendo la complejidad del post tratamiento en la salida de gases. Con mayor éxito, el concepto de Reactivity Controlled Combustion Ignition puede alcanzar valores por debajo de Euro 6 con eficiencia similar a la combustión de Diesel. Sin embargo, no soluciona los problemas de emisiones de CO2. Por otro lado, en vehículos de pasajeros fue demostrado con suceso la aplicación de motores eléctricos en el sistema de propulsión para mejorar la eficiencia global del vehículo. El caso extremo son los vehículos puramente electicos donde se alcanza eficiencias por arriba del 70% contra 35% de los vehículos no electrificados. Sin embargo, limitaciones de autonomía, tiempo de carga y la no clara reducción global de la contaminación debido a las emisiones de la energía de la red eléctrica y la contaminación de las baterías de ion-litio hacen que este sistema de propulsión este bajo discusión. Para los vehículos con algún grado de electrificación, las emisiones de gases contaminantes siguen siendo un problema como para el caso no electrificado. Por lo tanto, esta tesis doctoral aborda el problema de emisiones contaminantes, así como de CO2 combinado modos avanzados de combustión con sistemas de propulsión electrificado. La aplicación de estas tecnologías se centra en el sector del transporte de carretera pesado. En particular, un camión de 18 toneladas de carga máxima que originalmente en 2022 equipa un motor seis cilindros de 8 litros con combustión convencional Diesel. El presente trabajo utiliza herramientas experimentales como son medidas en banco motor, así como en carretera para alimentar y validar modelos numéricos de motor, sistema de postratamiento, así como de vehículo. Este último es el punto central del trabajo ya que permite abordar sistemas como el mild hybrid, full hybrid y plug-in hybrid. Calibración de motor experimental dedicada a sistemas de propulsión hibrido es presentada con combustibles sintéticos y/o para llegar a los límites de Euro 7. / [CA] El transport de persones, així com de càrrega ha evolucionat i crescut tremendament en els últims anys. El desenvolupament tecnològic degué ser adaptat a les diferents mesures governamentals en termes de control d'emissions contaminants. Des de l'acord de Paris en 2015 per a mantindre el creixement de la temperatura global per davall de 1.5oC, s'han imposat també límits per a les emissions de CO¿ per part de vehicles de carretera. Per al sector del transport pesat, s'han imposat limites de flota de 15% per a 2025 i 30% per a 2030 de reducció del CO¿ respecte a 2019. Per tant, aquesta doble restricció de molt baixos nivells d'emissions contaminants, així com de gasos d'efecte d'hivernacle fan que el sector del transport aquest davant un gran desafiament tecnològic. En 2022, el transport de càrrega té un 99% de vehicles propulsats a motor de combustió interna amb Dièsel com a combustible i sense cap mena d'ajuda elèctrica en el sistema de propulsió. Els limites d'emissions contaminants com a Euro 6 són aconseguits amb complexos sistemes de posttractament que a més agreguen el consum d'Urea. Treballs previs en la bibliografia, així com sistemes prototip han demostrat que és possible aconseguir els objectius d'emissions contaminants amb mètodes avançats de control de la combustió i així disminuint la complexitat del post tractament en l'eixida de gasos. Amb major èxit, el concepte de Reactivity Controlled Combustion Ignition pot aconseguir valors per davall d'Euro 6 amb eficiència similar a la combustió de Dièsel. No obstant això, no soluciona els problemes d'emissions de CO¿. D'altra banda, en vehicles de passatgers va ser demostrat amb succés l'aplicació de motors elèctrics en el sistema de propulsió per a millorar l'eficiència global del vehicle. El cas extrem són els vehicles purament electicos on s'aconsegueix eficiències per dalt del 70% contra 35% dels vehicles no electrificats. No obstant això, limitacions d'autonomia, temps de càrrega i la no clara reducció global de la contaminació a causa de les emissions de l'energia de la xarxa elèctrica i la contaminació de les bateries d'ió-liti fan que aquest sistema de propulsió aquest baix discussió. Per als vehicles amb algun grau d'electrificació, les emissions de gasos contaminants continuen sent un problema com per al cas no electrificat. Per tant, aquesta tesi doctoral aborda el problema d'emissions contaminants, així com de CO¿ combinat maneres avançades de combustió amb sistemes de propulsió electrificat. L'aplicació d'aquestes tecnologies se centra en el sector del transport de carretera pesat. En particular, un camió de 18 tones de càrrega màxima que originalment en 2022 equipa un motor sis cilindres de 8 litres amb combustió convencional Dièsel. El present treball utilitza eines experimentals com són mesures en banc motor, així com en carretera per a alimentar i validar models numèrics de motor, sistema de posttractament, així com de vehicle. Est ultime és el punt central del treball ja que permet abordar sistemes com el mild hybrid, full *hybrid i plug-in hybrid. Calibratge de motor experimental dedicada a sistemes de propulsió hibride és presentada amb combustibles sintètics i/o per a arribar als límits d'Euro 7. / [EN] The transport of people, as well as cargo, has evolved and grown tremendously over the recent years. Technological development had to be adapted to the different government measures for controlling polluting emissions. Since the Paris agreement in 2015 limits have also been imposed on the CO2 emissions from road vehicles to keep global temperature growth below 1.5oC. For the heavy transport sector, fleet limits of 15% for 2025 and 30% for 2030 CO2 reduction have been introduced with respect to the limits of 2019. Therefore, the current restriction of very low levels of polluting emissions, as well as greenhouse gases, makes the transport sector face a great technological challenge. In 2021, 99% of freight transport was powered by an internal combustion engine with Diesel as fuel and without any type of electrical assistance in the propulsion system. Moreover, polluting emission limits such as the Euro 6 are achieved with complex post-treatment systems that also add to the consumption of Urea. Previous research and prototype systems have shown that it is possible to achieve polluting emission targets with advanced combustion control methods, thus reducing the complexity of post-treatment in the exhaust gas. With greater success, the concept of Reactivity Controlled Combustion Ignition can reach values below the Euro 6 with similar efficiency to Diesel combustion. Unfortunately, it does not solve the CO2 emission problems. On the other hand, in passenger vehicles, the application of electric motors in the propulsion system has been shown to successfully improve the overall efficiency of the vehicle. The extreme case is the purely electric vehicles, where efficiencies above 70% are achieved against 35% of the non-electrified vehicles. However, limitations of vehicle range, charging time, payload reduction and an unclear overall reduction in greenhouse emissions bring this propulsion system under discussion. For vehicles with some degree of electrification, polluting gas emissions continue to be a problem as for the non-electrified case. Therefore, this doctoral Thesis addresses the problem of polluting emissions and CO2 combined with advanced modes of combustion with electrified propulsion systems. The application of these technologies focuses on the heavy road transport sector. In particular, an 18-ton maximum load truck that originally was equipped with an 8-liter six-cylinder engine with conventional Diesel combustion. The present work uses experimental tools such as measurements on the engine bench as well as on the road to feed and validate numerical models of the engine, after-treatment system, and the vehicle. The latter is the central point of the work since it allows addressing systems such as mild hybrid, full hybrid, and plug-in hybrid. Experimental engine calibration dedicated to hybrid propulsion systems is presented with synthetic fuels in order to reach the limits of the Euro 7. / This Doctoral Thesis has been partially supported by the Universitat Politècnica de València through the predoctoral contract of the author (Subprograma 2), which is included within the framework of Programa de Apoyo para la Investigación y Desarrollo (PAID) / Martínez Boggio, SD. (2022). Study of the Potential of Electrified Powertrains with Dual-Fuel Combustion to Achieve the 2025 Emissions Targets in Heavy-Duty Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/188835

[ES] Con el aumento de la demanda de soluciones más amigables con el medio ambiente en la industria de la automoción, el motor de combustión interna alternativo (MCIA) enfrenta actualmente grandes desafíos para minimizar su consumo de recursos no renovables y especialmente, para reducir sus emisiones contaminantes. Debido a que el aporte de los MCIAs es fundamental para cubrir las necesidades de movilidad y de generación de energía alrededor de todo el mundo, y el hecho de que diferentes alternativas, como los motores eléctricos e hibrido, están y continuaran enfrentado múltiples obstáculos para su implementación masiva en el futuro cercano, la investigación continua en MCIA es fundamental para cumplir con los propósitos de reducción de emisiones. En este aspecto, una aproximación para el aumento de la eficiencia del motor y la reducción del consumo de combustible es mediante la implementación de alternativas dirigidas a reducir las pérdidas mecánicas por fricción. Estas alternativas tribológicas incluyen aquellas que requieren modificaciones en los componentes del motor, como materiales y acabados superficiales, y el uso de formulaciones de aceite lubricante de menor viscosidad o aditivos que mejoren las condiciones de lubricación del motor. Con la contante evolución y mejoras en el MCIA y las condiciones de trabajo cada vez más severas, también surgen nuevas alternativas tribológicas para enfrentar los nuevos desafíos del motor, y por tanto se requiere de investigaciones adicionales en este tema. Durante el desarrollo de esta Tesis, uno de los objetivos consistió en contribuir a la investigación del uso de aceites de baja viscosidad para el ahorro de combustible como un efecto conjunto con las condiciones de conducción del vehículo. Para llevar a cabo este objetivo, se desarrollaron ensayos experimentales bajo condiciones estacionarias en un banco de motor con formulaciones de aceite de diferente viscosidad HTHS, algunas de ellos con aditivo modificador de fricción para expandir el rango de reducción de fricción a condiciones de lubricación más severas. Los mapas de consumo de combustible resultantes de estos ensayos fueron utilizados en un modelo de simulación del vehículo para estimar su consumo de combustible como función del aceite y las condiciones de trabajo de tres ciclos de conducción. Con el objetivo de expandir los conocimientos en los fundamentos de lubricación de los MCIAs y tener la capacidad de evaluar otras alternativas para reducir las pérdidas por fricción, se consideró necesario enfocar la investigación en el conjunto pistón-camisa, que es el par tribológico con mayor aporte a las perdidas por fricción. Para conseguir este objetivo, durante esta Tesis se desarrolló una maqueta específica para el ensamble pistón-camisa, y un modelo teórico para simular la lubricación del segmento de compresión. Para la primera parte, la maqueta se desarrolló basada en el método de camisa flotante, en el cual la camisa fue aislada del resto del motor y la fuerza de fricción generada en la interfaz pistón-camisa pudo ser medida mediante sensores de fuerza. En esta instalación se desarrollaron diferentes ensayos los cuales permitieron llevar a cabo un análisis exhaustivo de los fundamentos de lubricación de este par tribológico como función de diferentes parámetros que tiene impacto en las condiciones de lubricación. Este estudio se complementó con el desarrollo de un modelo de lubricación para el segmento de compresión basado en el método de diferencias finitas. Finalmente, se llevó a cabo una comparativa de resultados experimentales y teóricos para el segmento de compresión, lo cual permitió validar los ensayos experimentales en la maqueta de camisa flotante, así como el modelo de simulación desde el punto de vista de datos de entrada, condiciones de contorno y supuestos. / [CA] Amb l'augment de la demanda de solucions més amigables amb el medi ambient en la indústria de l'automoció, el motor de combustió interna alternatiu (MCIA) s'enfronta actualment a grans desafiaments per minimitzar el seu consum de recursos no renovables i especialment, per reduir les seves emissions contaminants . Tenint en compte que l'aportació dels MCIA és fonamental per a cobrir les necessitats de mobilitat i generació d'energia arreu de tot el món, i el fet que diferents alternatives, com els motors elèctrics i híbrids, estan i continuaran enfrontat múltiples obstacles per a la seva implementació massiva al proper futur, la investigació contínua en MCIA és fonamental per complir amb els propòsits de reducció d'emissions. En aquest aspecte, una aproximació per a l'augment de l'eficiència del motor i la reducció de consum de combustible és mitjançant la implementació d'alternatives dirigides a reduir les pèrdues mecàniques per fricció. Aquestes alternatives tribològiques inclouen aquelles que requereixen modificacions de components del motor, com materials i acabats superficials, i l'ús de formulacions d'oli lubricant de menor viscositat o additius que milloren les condicions de lubricació del motor. Amb la constant evolució i millores en el MCIA i les condicions de treball cada vegada més severes, també sorgeixen noves alternatives tribològiques per enfrontar els nous desafiaments del motor, i per tant es requereix d'investigacions addicionals en aquest tema. Durant el desenvolupament d'aquesta Tesi, un dels objectius va consistir a contribuir a la investigació de l'ús d'olis de baixa viscositat per a l'estalvi de combustible com un efecte conjunt amb les condicions de conducció de vehicle. Per dur a terme aquest objectiu, es van desenvolupar assajos experimentals sota condicions estacionàries en un banc de motor amb formulacions d'oli de diferent viscositat HTHS, algunes d'elles amb additiu modificador de fricció per expandir el rang de reducció de fricció a condicions de lubricació més severes . Els mapes de consum de combustible resultants d'aquests assajos van ser utilitzats en un model de simulació del vehicle per estimar el seu consum de combustible com a funció de l'oli i les condicions de treball de tres cicles de conducció. Amb l'objectiu d'expandir els coneixements en els fonaments de lubricació dels MCIAs i tenir la capacitat d'avaluar altres alternatives per reduir les pèrdues per fricció, es va considerar necessari enfocar la recerca al conjunt pistó-camisa, que és el parell tribològic amb major aportació a les perdudes per fricció. Per aconseguir aquest objectiu, durant aquesta Tesi es va desenvolupar una maqueta específica per al acoblament pistó-camisa, i un model teòric per simular la lubricació del segment de compressió. Per a la primera part, la maqueta es va desenvolupar basada en el mètode de camisa flotant, en el qual la camisa va ser aïllada de la resta del motor i la força de fricció generada en la interfície pistó-camisa va poder ser mesurada mitjançant sensors de força. En aquesta instal·lació es van desenvolupar diferents assajos els quals van permetre dur a terme una anàlisi exhaustiva dels fonaments de lubricació d'aquest parell tribològic com a funció de diferents paràmetres que tenen impacte en les condicions de lubricació. Aquest estudi es va complementar amb el desenvolupament d'un model de lubricació per al segment de compressió basat en el mètode de diferències finites. Finalment, es va dur a terme una comparativa de resultats experimentals i teòrics per al segment de compressió, la qual cosa va permetre validar els assajos experimentals a la maqueta de camisa flotant, així com el model de simulació des del punt de vista de dades d'entrada, condicions de contorn i hipòtesis. / [EN] With the increasing demand for greener solutions in the automotive industry, the ICE is currently facing great challenges to minimize the consumption of nonrenewable resources and specially to reduce its harmful emissions. Given that the contribution of the ICE is fundamental to cover the actual mobility and power generation needs worldwide, and the fact that different power-train alternatives, such as electric and hybrid vehicles, are and will continue facing multiple obstacles for their large-scale implementation in the near future, the continuous research on the ICE is fundamental in order to meet the emissions reduction targets. In this regard, one approach to increase the engine efficiency and reduce the fuel consumption, is through the implementation of alternatives aimed to reduce the friction mechanical losses. These tribological alternatives include those that require modifications to the engine components, such as materials and surface finishes, and the use of lubricant oil formulation of lower viscosity or additives that improve the lubrication performance of the engine. With the ongoing evolution and improvement of the ICE and the increasingly severe working conditions, new tribological solutions also emerge to face the new challenges in the ICE, and therefore further research is required on this subject. During the development of this Thesis, one of the objectives was to contribute to the research on low viscosity engine oils for fuel economy as a joint effect with the driving conditions of the vehicle. To accomplish this, experimental tests were performed under stationary conditions in an engine bench test for oil formulations of different HTHS viscosity, some of them with friction modifier additive to expand the friction reduction effect to more severe lubrication conditions. The resultant fuel consumption maps were then employed in a vehicle model to estimate the fuel consumption of the vehicle as function of the oil formulation and the working conditions of the three driving cycles. With the aim of expanding the knowledge on the lubrication fundamentals of the engine and to have the capability to assess other alternatives to further reduce the friction mechanical losses, it was deemed necessary to focus the research on the piston-cylinder liner assembly, the tribo-pair of major friction share. In order to achieve this objective, a test rig was developed in this Thesis specific for the piston-liner assembly, and a theoretical model to estimate the lubrication of the piston compression ring. For the first part, the test rig was designed based on the floating liner method, where the cylinder liner was isolated from the rest of the engine and the friction force generated in the piston-liner conjunction could be measured by means of force sensors. Different tests were developed in this test rig which allowed a comprehensive analysis of the piston lubrication fundamentals as function of different parameters having an impact on the lubrication performance of this assembly. This study was complemented with the development of a piston compression ring lubrication model based on the finite differences method. A comparison of experimental and theoretical results was performed for the piston compression ring that helped to validate both the experimental tests in the floating liner and the simulation model from the point of view of input data, boundary conditions and assumptions. / Bastidas Moncayo, KS. (2021). Experimental and analytical study of the mechanical friction losses in the piston-cylinder liner tribological pair in internal combustion engines (ICE) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172188 / TESIS