[ES] Esta tesis doctoral tiene como reto la mejora de precisión de un sistema de localización en interiores cuya aplicación principal es el entorno hospitalario. Se apuesta por una novedosa técnica importada recientemente a la tecnología y especificación Bluetooth denominada AoA, con la que se pretende cubrir todos los casos de uso a los que tecnologías existentes no pueden abordar debido a su limitación en la precisión. Gracias a la combinación de esta nueva técnica de posicionamiento junto con sus predecesoras, la solución puede llegar a cubrir otros escenarios de manera precisa y eficiente como la ubicación a nivel de cama, sillón o consulta, gracias al trabajo realizado en el marco de esta tesis, donde se ha mejorado la plataforma de localización de manera holística en los distintos elementos que la componen, buscando una relación coste-efectividad óptima: electrónica, radiofrecuencia y telemática. / [CA] Aquesta tesi doctoral té com a repte la millora de precisió d'un sistema de localització en interiors l'aplicació principal dels quals és l'entorn hospitalari. S'aposta per una nova tècnica importada recentment a la tecnologia i especificació Bluetooth denominada AoA, amb la qual es pretén cobrir tots els casos d'ús als quals tecnologies existents no poden abordar a causa de la seua limitació en la precisió. Gràcies a la combinació d'aquesta nova tècnica de posicionament juntament amb les seues predecessores, la solució pot arribar a cobrir altres escenaris de manera precisa i eficient com la ubicació a nivell de llit, butaca o consulta, gràcies al treball realitzat en el marc d'aquesta tesi, on s'ha millorat la plataforma de localització de manera holística en els diferents elements que la componen, buscant una relació cost-efectivitat òptima: electrònica, radiofreqüència i telemàtica. / [EN] The challenge of this doctoral thesis is to improve the precision of an indoor location system whose main application is the hospital environment. Work has been done on a new technique recently imported into Bluetooth technology and specification called AoA, which is intended to cover all use cases that existing technologies cannot solve due to their limitation in precision. Thanks to the combination of this new positioning technique together with its predecessors, the solution can cover other scenarios with precision and efficiency such as location at the bed, chair or box, thanks to the work carried out within the framework of this thesis, where the location platform has been improved holistically in the different elements that make it up, looking for an optimal cost-effectiveness relationship: electronics, radio frequency and telematics. / Casanova Murillo, M. (2024). Sistemas de localización en interiores en banda UHF [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207553

Tesis por compendio / [ES] Añadir prebióticos al zumo de naranja es una forma innovadora de estimular el mercado de los zumos de frutas. La maltodextrina resistente (RMD) ha demostrado beneficios para la salud en ensayos clínicos, pero su impacto en los alimentos no ha sido suficientemente estudiado. Este trabajo explora la adición de RMD al zumo de naranja antes de la pasteurización, utilizando zumo con y sin pulpa (2,5%) y diferentes concentraciones de RMD: 0, 2,5, 5 y 7,5%. Primero, se estudió el impacto de la RMD en las propiedades fisicoquímicas del zumo pasteurizado. La RMD, debido a su buena solubilidad en agua, afectó propiedades como ºBrix, acidez, densidad, turbidez, reología y color, siendo los cambios más notorios con concentraciones más altas. Esto demostró la viabilidad de agregar RMD en varias concentraciones al zumo. Luego, se investigó el efecto de la RMD en los compuestos bioactivos y su bioaccesibilidad in vitro. La RMD protegió compuestos como fenoles, carotenoides y vitamina C de la degradación térmica, con mayor protección a niveles más altos de RMD. Las muestras con pulpa presentaron valores más altos de compuestos bioactivos y mejoraron la capacidad antioxidante del zumo. La RMD aumentó la bioaccesibilidad de fenoles y vitamina C, pero la disminuyó para carotenoides y ácido ascórbico. La pulpa aumentó la bioaccesibilidad del ácido ascórbico y la vitamina C, pero la redujo para fenoles y carotenoides. La adición de RMD y pulpa disminuyó ligeramente la capacidad antioxidante bioaccesible del zumo, aunque la cantidad total de compuestos bioactivos disponibles fue mayor en muestras con pulpa y RMD. Además del efecto prebiótico, la RMD podría tener aplicaciones interesantes en la tecnología alimentaria. Se realizó una evaluación sensorial con panelistas expertos y análisis de propiedades fisicoquímicas y del perfil aromático de las muestras. La RMD mejoró casi todos los atributos sensoriales, obteniendo puntuaciones más altas que las muestras sin RMD. La adición de RMD no alteró significativamente el perfil aromático del zumo, mientras que la pulpa aumentó compuestos como 1-terpinen-4-ol, octanal, nonanal, decanal y ¿-pineno, y disminuyó limoneno y ß-mirceno. La RMD podría mejorar la aceptabilidad organoléptica del zumo. Finalmente, se evaluó la estabilidad de los compuestos bioactivos y la capacidad antioxidante del zumo pasteurizado con RMD durante el almacenamiento. Se realizaron determinaciones en los días 0, 15, 45, 75, 105 y 170. Inicialmente, la RMD protegió todos los compuestos bioactivos, especialmente fenoles y carotenoides. Aunque añadir pulpa aumentó los compuestos bioactivos, las muestras sin pulpa mostraron mayor capacidad antioxidante. Sin embargo, a lo largo del tiempo, el efecto protector de la RMD fue más pronunciado en muestras con pulpa, sugiriendo una interacción entre RMD y pulpa. Esto ilustra el potencial de la RMD para preservar compuestos saludables en alimentos tratados térmicamente. Estos estudios demuestran el papel de la RMD en aumentar los beneficios saludables y la aceptabilidad organoléptica del zumo de naranja. Al explorar las interacciones entre RMD, zumo y pulpa de naranja, este trabajo muestra un camino prometedor para innovar en el mercado de zumos. La incorporación de prebióticos como la RMD en la tecnología alimentaria podría establecer un nuevo estándar para bebidas funcionales. / [CA] Afegir prebiòtics al suc de taronja és una forma innovadora d'estimular el mercat dels sucs de fruites. La maltodextrina resistent (RMD) ha demostrat beneficis per a la salut en assajos clínics, però el seu impacte en els aliments no ha sigut prou estudiat. Este treball explora l'addició de RMD al suc de taronja abans de la pasteurització, utilitzant suc amb i sense polpa (2,5%) i diferents concentracions de *RMD: 0, 2,5, 5 i 7,5%. Primer, es va estudiar l'impacte de la RMD en les propietats fisicoquímiques del suc pasteuritzat. La RMD, a causa de la seua bona solubilitat en aigua, va afectar propietats com ºBrix, acidesa, densitat, terbolesa, reologia i color, sent els canvis més notoris amb concentracions més altes. Això va demostrar la viabilitat d'agregar RMD en diverses concentracions al suc. Després, es va investigar l'efecte de la RMD en els compostos bioactius i el seu bioaccesibilitat in vitro. La RMD va protegir compostos com a fenols, carotenoides i vitamina C de la degradació tèrmica, amb major protecció a nivells més alts de RMD. Les mostres amb polpa van presentar valors més alts de compostos bioactius i van millorar la capacitat antioxidant del suc. La RMD va augmentar la bioaccesibilitat de fenols i vitamina C, però la va disminuir per a carotenoides i àcid ascòrbic. La polpa va augmentar la bioaccesibilitat de l'àcid ascòrbic i la vitamina C, però la va reduir per a fenols i carotenoides. L'addició de RMD i polpa va disminuir lleugerament la capacitat antioxidant bioaccesible del suc, encara que la quantitat total de compostos bioactius disponibles va ser major en mostres amb polpa i RMD. A més de l'efecte prebiòtic, la RMD podria tindre aplicacions interessants en la tecnologia alimentària. Es va realitzar una avaluació sensorial amb panelistes experts i anàlisis de propietats fisicoquímiques i del perfil aromàtic de les mostres. La RMD va millorar quasi tots els atributs sensorials, obtenint puntuacions més altes que les mostres sense RMD. L'addició de RMD no va alterar significativament el perfil aromàtic del suc, mentres que la polpa va augmentar compostos com 1-terpinen-4-*ol, octanal, nonanal, decanal i ¿-pineno, i va disminuir limoneno i ß-mirceno. La RMD podria millorar l'acceptabilitat organolèptica del suc. Finalment, es va avaluar l'estabilitat dels compostos bioactius i la capacitat antioxidant del suc pasteuritzat amb RMD durant l'emmagatzematge. Es van realitzar determinacions en els dies 0, 15, 45, 75, 105 i 170. Inicialment, la RMD va protegir tots els compostos bioactius, especialment fenols i carotenoides. Encara que afegir polpa va augmentar els compostos bioactius, les mostres sense polpa van mostrar major capacitat antioxidant. No obstant això, al llarg del temps, l'efecte protector de la RMD va ser més pronunciat en mostres amb polpa, suggerint una interacció entre RMD i polpa. Això il·lustra el potencial de la RMD per a preservar compostos saludables en aliments tractats tèrmicament. Estos estudis demostren el paper de la RMD a augmentar els beneficis saludables i l'acceptabilitat organolèptica del suc de taronja. En explorar les interaccions entre RMD, suc i polpa de taronja, este treball mostra un camí prometedor per a innovar en el mercat de sucs. La incorporació de prebiòtics com la RMD en la tecnologia alimentària podria establir un nou estàndard per a begudes funcionals. / [EN] Adding prebiotics to orange juice is an innovative way to stimulate the fruit juice market. Resistant maltodextrin (RMD) has demonstrated health benefits in clinical trials, but its impact on food has not been sufficiently studied. This work explores the addition of RMD to orange juice before pasteurization, using juice with and without pulp (2.5%) and different RMD concentrations: 0, 2.5, 5, and 7.5%. First, the impact of RMD on the physicochemical properties of pasteurized juice was studied. Due to its good solubility in water, RMD affected properties such as ºBrix, acidity, density, turbidity, rheology, and color, with more noticeable changes at higher concentrations. This demonstrated the feasibility of adding RMD at various concentrations to the juice. Next, the effect of RMD on bioactive compounds and their in vitro bioaccessibility was investigated. RMD protected compounds such as phenols, carotenoids, and vitamin C from thermal degradation, with greater protection at higher RMD levels. Samples with pulp had higher values of bioactive compounds and improved the antioxidant capacity of the juice. RMD increased the bioaccessibility of phenols and vitamin C, but decreased it for carotenoids and ascorbic acid. Pulp increased the bioaccessibility of ascorbic acid and vitamin C, but reduced it for phenols and carotenoids. The addition of RMD and pulp slightly decreased the bioaccessible antioxidant capacity of the juice, although the total amount of bioactive compounds available was higher in samples with pulp and RMD. Besides the prebiotic effect, RMD could have interesting applications in food technology. A sensory evaluation was conducted with expert panelists, and the physicochemical properties and aromatic profile of the samples were analyzed. RMD improved almost all sensory attributes, resulting in higher overall scores than samples without RMD. Adding RMD did not significantly alter the aromatic profile of the juice, while pulp increased compounds such as 1-terpinen-4-ol, octanal, nonanal, decanal, and ¿-pinene, and decreased limonene and ß-myrcene. RMD could improve the organoleptic acceptability of the juice. Finally, the stability of bioactive compounds and the antioxidant capacity of pasteurized juice with RMD during storage were evaluated. Determinations were made on days 0, 15, 45, 75, 105, and 170. Initially, RMD protected all bioactive compounds, especially phenols and carotenoids. Although adding pulp increased bioactive compounds, samples without pulp showed higher antioxidant capacity. However, over time, the protective effect of RMD was more pronounced in samples with pulp, suggesting an interaction between RMD and pulp. This illustrates the potential of RMD to better preserve healthy compounds in thermally treated foods. These studies collectively demonstrate the role of RMD in enhancing the health benefits and organoleptic acceptability of orange juice. By exploring the interactions between RMD, juice, and orange pulp, this work shows a promising path for innovation in the juice market. The strategic incorporation of prebiotics like RMD in food technology could set a new standard for the development of functional beverages. / Arilla Codoñer, E. (2024). Aplicación de maltodextrina resistente en zumo de naranja pasteurizado: análisis de propiedades fisicoquímicas, compuestos bioactivos, digestión in vitro e impacto sensorial [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207950 / Compendio

[ES] Las aleaciones biomédicas de alta entropía (Bio-HEA) con propiedades no tóxicas, sintetizadas mediante métodos de pulvimetalurgia, han recibido una atención limitada a pesar de su potencial para un rendimiento mecánico y biológico favorable. Este estudio tuvo como objetivo investigar sistemáticamente las características microestructurales, mecánicas, electroquímicas y de liberación de iones de distintas composiciones de aleaciones porosas organizadas en tres grupos. El grupo uno consta de cuatro aleaciones porosas de TNZT EB con distintas proporciones de Ti/Ta, mientras que el grupo dos consta de dos aleaciones porosas de TNZTM EB con diferentes proporciones de Ti/Mo. Por último, el grupo tres incluye dos aleaciones más densas de TNZT SPS con diferentes proporciones de Ti/Ta. En el análisis de la microestructura de las aleaciones TNZT EB, es evidente la presencia de fase (matriz) BCC semiequiaxial y micrométrica con un pequeño contenido de fase HCP. Propiedades mecánicas, que abarcan módulos elásticos (83-100 GPa), dureza (373-430 HVN), flexión máxima (225-476 MPa), resistencia a la tracción (120-256 MPa) y compresión (713-1410 MPa); además, la velocidad de corrosión electroquímica (4,5-9,6 ¿m año-1) y la liberación de iones (toxicidad, 0,04-1,1 ¿m año-1), se encuentran dentro de los límites aceptables para los biomateriales de implantes. Sorprendentemente, aumentar el contenido de Ti (y disminuir Ta) muestra ventajas en la mejora de la resistencia mecánica y reduce el módulo elástico. La microestructura del grupo dos, específicamente las aleaciones Ti20 EB TNZTM, exhibe fases (matriz) BCC semiequiaxiales y micrométricas con proporciones disminuidas de fases Zr FCC y HCP. Por el contrario, en Ti25 EB TNZTM, la microestructura comprende fases FCC (matriz) micrométricas y semiequiaxiales con cantidades reducidas de fases HCP y BCC. Es digno de mención subrayar el desafío de la débil homogeneidad que conduce a una heterogeneidad evidente en las aleaciones TNZTM EB. Las propiedades mecánicas, incluidos módulos elásticos (78-80 GPa), dureza (257-294 HVN), flexión máxima (186-210 MPa), resistencia a la tracción (121-144 MPa), compresión (661-774 MPa), corrosión electroquímica. (5-6,6 ¿m año-1) y la liberación de iones (toxicidad, 0,3-0,8 ¿m año-1) están también dentro de rangos aceptables para biomateriales de implantes. La reducción ventajosa del módulo elástico y la liberación de iones se logra disminuyendo el contenido de Ti (y aumentando el Mo), mientras que la mejora del fortalecimiento mecánico se facilita al aumentar el contenido de Ti (y disminuyendo el Mo). El grupo tres, aleaciones TNZT SPS, exhibe una microestructura con fases BCC (matriz) micrométricas y semiequiaxiales y un menor contenido de fases HCP y FCC. Los módulos elásticos (85-88 GPa), dureza (268-349 HVN), flexión máxima (225-476 MPa) y corrosión electroquímica (4,7-5,1 ¿m año-1) resultan ligeramente inferiores que en las aleaciones de polvos elementales. El aumento del contenido de Ti (y la disminución de Ta) muestran ventajas en cuanto a la reducción del módulo elástico y mejoran la dureza. El valor moderado del módulo elástico tiene beneficios potenciales para aliviar el efecto de apantallamiento de tensiones entre los implantes y el tejido orgánico. Sin embargo, en el caso del grupo uno (TNZT EB), la velocidad de corrosión mostró una tendencia ascendente, mientras que la liberación de iones metálicos disminuyó con el aumento del contenido de Ti. Por el contrario, para el grupo dos (TNZTM EB), tanto la velocidad de corrosión como la liberación de iones metálicos disminuyeron en respuesta al aumento del contenido de Ti. Dentro del grupo tres (TNZT SPS) hubo un aumento en la velocidad de corrosión a medida que aumentaba el contenido de Ti. Con base en lo anterior, las aleaciones porosas de TNZT EB con contenidos de Ti medios y altos (Ti30 EB y Ti35 EB) resultan los candidatos más prometedores para aplicaciones de implantes biomédicos. / [CA] Els aliatges biomèdics d'alta entropia (Bio-HEA) amb propietats no tòxiques, sintetitzats mitjançant mètodes de pulvimetal·lúrgia, han rebut una atenció limitada malgrat el seu potencial per a un rendiment mecànic i biològic favorable. Aquest estudi te com a objectiu investigar sistemàticament les característiques microestructurals, mecàniques, electroquímiques i d'alliberament d'ions de diferents composicions d'aliatges porosos organitzats en tres grups. El grup u consta de quatre aliatges porosos de TNZT EB amb diferents proporcions de Ti/Ta, mentre que el grup dos consta de dos aliatges porosos de TNZTM EB amb diferents proporcions de Ti/Mo. Finalment, el grup tres inclou dos aliatges més denses de TNZT SPS amb diferents proporcions de Ti/Ta. A l'anàlisi de la microestructura dels aliatges TNZT EB, és evident la presència de fase (matriu) BCC semiequiaxial i micromètrica amb un petit contingut de fase HCP. Propietats mecàniques, que abasten mòduls elàstics (83-100 GPa), duresa (373-430 HVN), flexió màxima (225-476 MPa), resistència a la tracció (120-256 MPa) i compressió (713-1410 MPa); a més, la velocitat de corrosió electroquímica (4.5-9.6 ¿m any-1) i l'alliberament d'ions (toxicitat, 0.04-1.1 ¿m any-1), es troben dins dels límits acceptables per als biomaterials d'implants. Sorprenentment, augmentar el contingut de Ti (i disminuir Ta) mostra avantatges en la millora de la resistència mecànica i redueix el mòdul elàstic. La microestructura del grup dos, específicament els aliatges Ti20 EB TNZTM, exhibeix fases (matriu) BCC semiequiaxials i micromètriques amb proporcions disminuïdes de fases Zr FCC i HCP. Per contra, a Ti25 EB TNZTM, la microestructura comprèn fases FCC (matriu) micromètriques i semiequiaxials amb quantitats reduïdes de fases HCP i BCC. És digne de menció subratllar el desafiament de la feble homogeneïtat que condueix a una heterogeneïtat química evident en els aliatges TNZTM EB. Les propietats mecàniques, inclosos mòduls elàstics (78-80 GPa), duresa (257-294 HVN), flexió màxima (186-210 MPa), resistència a la tracció (121-144 MPa), compressió (661-774 MPa), corrosió electroquímica. (5-6.6 ¿m any-1) i l'alliberament d'ions (toxicitat, 0,3-0,8 ¿m any-1) estan també dins de rangs acceptables per a biomaterials d'implants. La reducció avantatjosa del mòdul elàstic i l'alliberament d'ions s'aconsegueix disminuint el contingut de Ti (i augmentant el Mo), mentre que la millora de l'enfortiment mecànic es facilita en augmentar el contingut de Ti (i disminuint el Mo). El grup tres, aliatges TNZT SPS, exhibeix una microestructura amb fases BCC (matriu) micromètriques i semiequiaxials i un menor contingut de fases HCP i FCC. Els mòduls elàstics (85-88 GPa), duresa (268-349 HVN), flexió màxima (225-476 MPa) i corrosió electroquímica (4.7-5.1 ¿m any-1) resulten lleugerament inferiors que en els aliatges de pols elementals. L'augment del contingut de Ti (i la disminució de Ta) mostren avantatges quant a la reducció del mòdul elàstic i milloren la duresa. El valor moderat del mòdul elàstic té beneficis potencials per alleujar l'efecte d'apantallament de tensions entre els implants i el teixit orgànic. Tot i això, en el cas del grup u (TNZT EB), la velocitat de corrosió va mostrar una tendència ascendent, mentre que l'alliberament d'ions metàl·lics va disminuir amb l'augment del contingut de Ti. Per contra, per al grup dos (TNZTM EB), tant la velocitat de corrosió com l'alliberament d'ions metàl·lics van disminuir en resposta a l'augment del contingut de Ti. Dins el grup tres (TNZT SPS) hi va haver un augment en la velocitat de corrosió a mesura que augmentava el contingut de Ti. Amb base a això, els aliatges porosos de TNZT EB amb continguts de Ti mitjans i alts (Ti30 EB i Ti35 EB) resulten els candidats més prometedors per a aplicacions d'implants biomèdics. / [EN] Biomedical high entropy alloys (Bio-HEAs) with non-toxic properties, synthesized through powder metallurgy methods, have received limited attention despite their potential for favorable mechanical and biological performance. This study aimed to systematically investigate the microstructural, mechanical, electrochemical, and ion release features of distinct porous alloy compositions organized into three groups. Group one consisted of four porous TNZT EB alloys with varied Ti/Ta ratios, while group two comprised two porous TNZTM EB alloys with different Ti/Mo ratios. Lastly, group three included two porous TNZT SPS alloys with varying Ti/Ta ratios. In the microstructure analysis of TNZT EB alloys, the presence of semi-equiaxed and micrometric BCC phases (matrix) with lower HCP phase content was evident. Mechanical properties, encompassing elastic moduli (83-100 GPa), hardness (373-430 HVN), ultimate bending (225-476 MPa), tensile (120-256 MPa) strength, and compression (713-1410 MPa), in addition to electrochemical corrosion (4.5-9.6 ¿m year-1) and ion release (toxicity, 0.04-1.1 ¿m year-1), fell within acceptable limits for implant biomaterials. Remarkably, augmenting the Ti content (and decreasing Ta) exhibited advantages in improving mechanical strength and reducing the elastic modulus. The microstructure of group two, specifically the Ti20 EB TNZTM alloys, exhibited semi-equiaxed and micrometric BCC phases (matrix) with diminished proportions of FCC and HCP phases. Conversely, in Ti25 EB TNZTM, the microstructure comprised semi-equiaxed and micrometric FCC-phases (matrix) with reduced quantities of HCP and BCC phases. It is noteworthy to underscore the challenge of weak homogeneity leading to evident heterogeneity in TNZTM EB alloys. The mechanical properties, including elastic moduli (78-80 GPa), hardness (257-294 HVN), ultimate bending (186-210 MPa), tensile (121-144 MPa) strength, compression (661-774 MPa), electrochemical corrosion (5-6.6 ¿m year-1), and ion release (toxicity, 0.3-0.8 ¿m year-1), fell within acceptable ranges for implant biomaterials. The advantageous reduction of elastic modulus and ion releases was achieved by decreasing the Ti content (and increasing Mo), whereas enhancing mechanical strengthening was facilitated by increasing the Ti content (and decreasing Mo). Group three, TNZT SPS alloys, exhibited a microstructure with semi-equiaxed and micrometric BCC-phases (matrix) and lower HCP and FCC phase content. The elastic moduli (85-88 GPa), hardness (268-349 HVN), and ultimate bending (225-476 MPa), and electrochemical corrosion (4.7-5.1 ¿m year-1). Increasing Ti content (and decreasing Ta) were advantageous for reducing the elastic modulus and improving hardness. The moderate elastic modulus value holds potential benefits in alleviating the mechanical incongruence between the implant and organic tissue. Nevertheless, in the case of group one (TNZT EB), the corrosion rate exhibited an upward trend, while the metallic ion release declined with increasing Ti content. In contrast, for group two (TNZTM EB), both the corrosion rate and metallic ion release diminished in response to escalating Ti content. Within group three (TNZT SPS) there was increase in the corrosion rate as the Ti content escalated. Based on the above, porous TNZT EB alloys with medium and highest Ti contents (Ti30 EB and Ti35 EB) emerged as promising candidates for biomedical implant applications / Kamel Mohammad Al-Hawajreh, G. (2024). Performance Effect of the Content of Alloying Elements in the Development of High Entropy Alloys of the Ti-Nb-Zr-Ta-Mo Family for Biomedical Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/208235

[ES] La fabricación aditiva, de sus siglas en inglés AM (Additive Manufacturing) es un proceso que construye objetos sólidos tridimensionales mediante la superposicióon de materiales basados en un modelo de diseño asistido por ordenador. La AM está llamada a convertirse en la próxima revolución industrial, transformando el panorama del desarrollo y la producción. La AM ofrece numerosas ventajas, como posibilidades de diseño complejas y flexibles, la eliminación de procesos intermedios como el mecanizado, la independencia de los costes de producción del tamaño de los lotes, la reducción de los residuos de material, las estructuras ligeras, las reparaciones personalizadas de las máquinas y la capacidad de desarrollar nuevos materiales, entre otras ventajas. En las tecnologías de fabricación aditiva que emplean un rayo láser como fuente de energía, la materia prima inicial (en forma de polvo o cable) es fundida por la fuente de calor láser de forma controlada, capa a capa, hasta crear un componente con dimensiones finales o casi finales. Estas tecnologías implican someter el material impreso a un proceso térmico único, en el que el material se funde en un área muy específica y luego se enfría rápidamente a velocidades extremadamente altas de hasta 10^6 K/s. Por lo tanto, las microestructuras que surgen de los procesos de fabricación en AM difieren significativamente de las que se consiguen en los procesos tradicionales. Además, los materiales que se emplean principalmente en la AM no se han diseñado explícitamente para estas tecnologías. Las características específicas de los procesos de AM pueden utilizarse para lograr microestructuras y propiedades distintas en aceros que han sido adaptados para aprovechar las rápidas velocidades de enfriamiento y la historia térmica del proceso, entre otros factores. Por el momento, el número de calidades de acero comerciales disponibles en el mercado de la AM es limitado. Diversas industrias demandan nuevos grados de acero con menor densidad para disminuir el peso sin comprometer las propiedades mecánicas. Los aceros con alto contenido en manganeso se consideran materiales muy prometedores para aplicaciones estructurales debido a su excepcional combinación de resistencia y ductilidad, con una baja densidad. Sin embargo, a pesar de sus excepcionales propiedades, los aceros con alto contenido en manganeso se enfrentan a diversas limitaciones o retos durante las técnicas de procesado convencionales. Afortunadamente, la solidificación rápida puede resolver estos problemas. En este sentido, las tecnologías de AM basadas en láser proporcionan velocidades de enfriamiento rápidas, así como flexibilidad en términos de diseño geométrico. Los nuevos retos de estas tecnologías implicarán la microsegregación y el agrietamiento en caliente o hot cracking en inglés, que se producen durante la solidificación. Esta tesis está dedicada a explotar el método CALPHAD para realizar cálculos termodinámicos con el fin de diseñar varios aceros con alto contenido en manganeso que puedan prevenir eficazmente los problemas de solidificación rápida en AM. Las composiciones de acero diseñadas se produjeron en forma de polvo para AM mediante atomización con gas. Se analizaron los polvos para determinar su microestructura en relación con la química y la velocidad de enfriamiento. Ajustando adecuadamente los parámetros de impresión, estos polvos de acero con alto contenido en manganeso se imprimieron con éxito en AM, dando lugar a densidades relativas superiores al 99.9%. Se analizó la microestructura de estas muestras totalmente densas y se comparó con sus respectivos polvos, con el fin de identificar cualquier diferencia resultante de las variaciones en la velocidad de enfriamiento y los ciclos térmicos. Por último, tras definir el mejor conjunto de condiciones de impresión para cada composición de polvo, se produjeron varias muestras para evaluar las propiedades mecánicas. / [CA] La fabricació additiva, de les seues sigles en anglés AM (Additive Manufacturing) és un procés que construïx objectes sòlids tridimensionals mitjançant la superposició de materials basats en un model de disseny assistit per ordinador. L'AM està cridada a convertir-se en la pròxima revolució industrial, transformant el panorama del desenvolupament i la producció. L'AM oferix nombrosos avantatges, com a possibilitats de disseny complexes i flexibles, l'eliminació de processos intermedis com el mecanitzat, la independència dels costos de producció de la grandària dels lots, la reducció dels residus de material, les estructures lleugeres, les reparacions personalitzades de les màquines i la capacitat de desenvolupar nous materials, entre altres avantatges. En les tecnologies de fabricació additiva que empren un raig làser com a font d'energia, la matèria primera inicial (en forma de pols o filferro) és fosa per la font de calor làser de manera controlada, capa a capa, fins a crear un component amb dimensions finals o quasi finals. Estes tecnologies impliquen sotmetre el material imprés a un procés tèrmic únic, en el qual el material es funde en una àrea molt específica i després es refreda ràpidament a velocitats extremadament altes de fins a 10^6 K/s. Per tant, les microestructures que sorgixen dels processos de fabricació en AM diferixen significativament de les que s'aconseguixen en els processos tradicionals. A més, els materials que s'empren principalment en l'AM no s'han dissenyat explícitament per a estes tecnologies. Les característiques específiques dels processos d'AM poden utilitzar-se per a aconseguir microestructures i propietats diferents en acers que han sigut adaptats per a aprofitar les ràpides velocitats de refredament i la història tèrmica del procés, entre altres factors. De moment, el nombre de qualitats d'acer comercials disponibles en el mercat de l'AM és limitat. Diverses indústries demanden nous graus d'acer amb menor densitat per a disminuir el pes sense comprometre les propietats mecàniques. Els acers amb alt contingut en manganés es consideren materials molt prometedors per a aplicacions estructurals a causa de la seua excepcional combinació de resistència i ductilitat, amb una baixa densitat. No obstant això, malgrat les seues excepcionals propietats, els acers amb alt contingut en manganés s'enfronten a diverses limitacions o reptes durant les tècniques de processament convencionals. Afortunadament, la solidificació ràpida pot resoldre estos problemes. En este sentit, les tecnologies d'AM basades en làser proporcionen velocitats de refredament ràpides, així com flexibilitat en termes de disseny geomètric. Els nous reptes d'estes tecnologies implicaran la microsegregació i l'esquerdament en calent, o hot cracking en anglés, que es produïxen durant la solidificació. Esta tesi està dedicada a explotar el mètode CALPHAD per a realitzar càlculs termodinàmics amb la finalitat de dissenyar diversos acers amb alt contingut en manganés que puguen previndre eficaçment els problemes de solidificació ràpida en AM. Les composicions d'acer dissenyades es van produir en forma de pols per a AM mitjançant atomització amb gas. Es van analitzar les pólvores per a determinar la seua microestructura en relació amb la química i la velocitat de refredament. Ajustant adequadament els paràmetres d'impressió, estes pólvores d'acer amb alt contingut en manganés es van imprimir amb èxit en AM, donant lloc a densitats relatives superiors al 99.9%. Es va analitzar la microestructura d'estes mostres totalment denses i es va comparar amb les seues respectives pólvores, amb la finalitat d'identificar qualsevol diferència resultant de les variacions en la velocitat de refredament i els cicles tèrmics. Finalment, desprès de definir el millor conjunt de condicions d'impressió per a cada composició de pols, es van produir diverses mostres per a avaluar les propietats mecàniques. / [EN] Additive manufacturing (AM) is a process that builds three-dimensional solid objects by layering materials based on a computer-aided design model. AM is set to become the next industrial revolution, transforming the landscape of development and production. AM provides numerous benefits, including complex and flexible design possibilities, the elimination of intermediate processes like machining, production cost independence from batch size, reduced material waste, lightweight structures, customized machine repairs, and the ability to develop new materials, among other advantages. In additive manufacturing technologies that employ a laser beam as an energy source, the initial raw material (in the form of powder or wire) is melted by the laser heat source in a controlled manner, layer by layer, until a component with final or nearly final dimensions is created. These technologies involve subjecting the printed material to a unique thermal process, where the material is melted in a very specific area and then rapidly cooled at extremely high rates of up to 10^6 K/s. Hence, the microstructures that arise from the manufacturing processes in AM differ significantly from those achieved in traditional processes. Moreover, the materials predominantly employed in AM have not been explicitly designed for these technologies. The specific characteristics of AM processes can be utilized to achieve distinct microstructures and properties in steels that have been tailored to take advantage of the rapid cooling rates and thermal history of the process, among other factors. For the moment, the number of commercial steel grades available in the AM market is limited. Various industries are demanding new steel grades with lower density to decrease weight without compromising mechanical properties. High manganese steels are regarded as highly promising materials for structural applications due to their exceptional combination of strength and ductility, with low density. Nevertheless, despite the exceptional properties of high manganese steels, they encounter various limitations or challenges during conventional processing techniques. Fortunately, rapid solidification may solve these issues. In this sense, laser-based AM technologies provide rapid cooling rates, as well as flexibility in terms of geometric design. The new challenges of these technologies will involve micro-segregation and hot cracking occurring during solidification. This thesis is dedicated to exploiting the CALPHAD method to perform thermodynamic calculations in order to design various high manganese steels that can effectively prevent fast solidification issues in AM. The steel compositions designed were produced in the form of powder for AM using gas atomization. Powders were analyzed to determine their microstructure in relation to the chemistry and cooling rate. By adjusting properly, the printing parameters, these high manganese steel powders were successfully printed in AM, resulting in relative densities exceeding 99.9%. The microstructure of these fully dense samples was analyzed and compared to their respective powders, in order to identify any difference resulting from variations in cooling rate and thermal cycling. Lastly, after defining the best set of printing conditions for each powder composition, various samples were produced to evaluate the mechanical properties, to determine the correlation between the composition, microstructure and properties of these steels. In addition, lattice structures that are close to final part geometries were constructed to quantify the energy absorbed during compression by one of these high manganese steels. The results were then compared to those of 316L, revealing that the high manganese steel absorbs roughly twice as much the specific energy in compression. This finding demonstrates the potential of these novel AM steels for use in industrial applications. / Sánchez Poncela, M. (2024). Design of High Mn Fe-Mn-Al-C Low Density Steels for Additive Manufacturing [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205174

[ES] La polarización es una propiedad fundamental de la luz que tiene muchas implicaciones tanto en la vida diaria como en los desarrollos tecnológicos más avanzados que emplean la luz. En consecuencia, controlar la polarización de la luz representa una tarea crítica que debe ejecutarse en la mayoría de los sistemas fotónicos. Este proceso se realiza en forma extendida mediante dispositivos pasivos como transformadores de onda que inducen una cantidad fija de birrefringencia o mediante controladores de polarización mecánicos, cuyas principales desventajas son su incapacidad para producir un tipo específico de birrefringencia (lineal pura, circular o elíptica) y sus diseños voluminosos, lo cual los hace inadecuados para la integración. Así, la investigación se centra en otro tipo de controladores de polarización, basados principalmente en metamateriales y fenómenos ópticos no lineales. Al estudiar diferentes interacciones no lineales luz-materia, el fenómeno de dispersión de Brillouin estimulado hacia atrás (SBS) surge como un candidato atractivo para realizar el control de la polarización de la luz. Su respuesta al estímulo de una onda de luz intensa (bombeo) tiene características dependientes de la polarización, y es el proceso no lineal requiere la menor potencia óptica para activarse. Más aún, se ha demostrado continuamente su flexibilidad para el ajuste de la frecuencia y del ancho de banda alterando la respuesta de frecuencia de la onda de bombeo. Esta Tesis Doctoral está dedicada al estudio de las propiedades dependientes de la polarización del SBS con el objetivo de lograr el control total de la polarización de la luz en términos del control de la birrefringencia, la frecuencia y el ancho de banda. Aquí se proporcionan los fundamentos teóricos necesarios para generar y controlar tanto el tipo como la magnitud de la birrefringencia, así como también el retardo de grupo diferencial (DGD) y la dispersión de DGD (DGDD) en fibras ópticas. Los experimentos muestran que estos parámetros se pueden cambiar dinámicamente con sólo una ligera variación de la ganancia del sistema inducida por SBS. A continuación, se muestra que la polarización se puede controlar en un ancho de banda más amplio que la respuesta natural de Brillouin y que también se puede adaptar para proporcionar un cierto perfil de retardancia. El ensanchamiento espectral del controlador de polarización basado en SBS se logra a través de la ingeniería de la respuesta en frecuencia de la fase de Brillouin mediante la regulación retroalimentada del bombeo, a diferencia de esquemas anteriores basados en el control de la amplitud y del retardo de tiempo. Se demuestra el ensanchamiento de la retardancia desde 51 MHz (interacción natural de SBS) hasta 0.9 GHz, en conjunto con el aplanamiento de su espectro. Finalmente, son analizados diferentes dispositivos que emplean como subsistema central el controlador de polarización basado en SBS. De este análisis se deriva una nueva técnica fotónica para implementar filtros de microondas tanto de banda suprimida como de banda pasante. El principio de funcionamiento se fundamenta en la rotación del estado de polarización de la banda de interés utilizando el controlador de polarización basado en SBS, en combinación con una fotodetección balanceada sensible a la polarización. Estos conceptos permiten la implementación de un filtro de una única etapa de fibra que se puede conmutar dinámicamente de una respuesta rechaza banda a una respuesta pasa banda, incrementando así su flexibilidad y potencial aplicación. Las pruebas llevadas a cabo con una sola etapa de una fibra con dispersión desplazada muestran que es posible implementar una banda de rechazo con un rechazo muy elevado de 67 dB. La atenuación fuera de banda en la configuración pasa banda, que es de 30 dB, tiene un desempeño similar a otros filtros de microondas fotónicos basados en SBS. / [CA] La polarització és una propietat fonamental de la llum que té moltes implicacions tant en la vida diària com en els desenvolupaments tecnològics més avançats que empren la llum. En conseq\"uència, controlar la polarització de la llum representa una tasca crítica que ha d¿executar-se en la majoria dels sistemes fotònics. Este procés es realitza en forma estesa mitjançant dispositius passius com a transformadors d'ona que induïxen una quantitat fixa de birefringència o mitjançant controladors de polarització mecànics, els principals desavantatges de la qual són la seua incapacitat per a produir un tipus específic de birefringència (lineal pura, circular o el líptica) i els seus dissenys voluminosos, la qual cosa els fa inadequats per a la integració. Així, la investigació se centra en un altre tipus de controladors de polarització, basats principalment en metamaterials i fenòmens òptics no lineals. En estudiar diferents interaccions no lineals llum-matèria, elfenomen de dispersió de Brillouin estimulat cap arrere (SBS) sorgix com un candidat atractiu per a realitzar el control de la polarització de la llum. La seua resposta a l'estímul d'una ona de llum intensa (bombament) té característiques dependents de la polarització, i és el procés no lineal requerix la menor potència òptica per a activar-se. Més encara, s'ha demostrat contínuament la seua flexibilitat per a l'ajust de la freqüència i de l'amplada de banda alterant la resposta de freqüència de l'ona de bombament. Esta Tesi Doctoral està dedicada a l'estudi de les propietats dependents de la polarització del SBS amb l'objectiu d'aconseguir el control total de la polarització de la llum en termes del control de la birefringència, la freqüència i l'amplada de banda. Ací es proporcionen els fonaments teòrics necessaris per a generar i controlar tant el tipus com la magnitud de la birefringència, així com també el retard de grup diferencial (DGD) i la dispersió de DGD (DGDD) en fibres òptiques. Els experiments mostren que estos paràmetres es poden canviar dinàmicament amb només una lleugera variació del guany del sistema induïda per SBS. A continuació, es mostra que la polarització es pot controlar en una amplada de banda més àmplia que la resposta natural de Brillouin i que també es pot adaptar per a proporcionar un cert perfil de retardancia. L'eixamplament espectral del controlador de polarització basat en SBS s'aconseguix a través de l'enginyeria de la resposta en freqüència de la fase de Brillouin mitjançant la regulació retroalimentada del bombament, a diferència d'esquemes anteriors basats en el control de l'amplitud i del retard de temps. Es demostra l'eixamplament de la retardancia des de 51 MHz (interacció natural de SBS) fins a 0.9 GHz, en conjunt amb l'aplanament del seu espectre. Finalment, són analitzats diferents dispositius que empren com a subsistema central el controlador de polarització basat en SBS. D'esta anàlisi es deriva una nova tècnica fotònica per a implementar filtres de microones tant de banda suprimida com de banda passant. El principi de funcionament es fonamenta en la rotació de l'estat de polarització de la banda d'interés utilitzant el controlador de polarització basat en SBS, en combinació amb una fotodetecció balancejada sensible a la polarització. Estos conceptes permeten la implementació d'un filtre d'una única etapa de fibra que es pot commutar dinàmicament d'una resposta rebutja banda a una resposta passa banda, incrementant així la seua flexibilitat i potencial aplicació. Les proves dutes a terme amb una sola etapa d'una fibra amb dispersió desplaçada mostren que és possible implementar una banda de rebuig amb un rebuig molt elevat de 67 dB. L'atenuació fora de banda en la configuració passa banda, que és de 30 dB, té un acompliment similar a altres filtres de microones fotònics basats en SBS. / [EN] Polarization is a fundamental property of light that has many implications in daily life as well as in the most advanced technological developments that employ light. Consequently, controlling the polarization of light represents a critical task that must be executed in most photonic systems. This process is extensively done by passive devices such as waveplates that induce a fixed amount of birefringence or by mechanical polarization controllers, whose main disadvantages are their inability to produce a specific type of birefringence (pure linear, circular, or elliptical) and their bulky designs, which make them unsuitable for integration. Consequently, research is focused on other types of polarization controllers, mainly based on metamaterials and nonlinear optic phenomena. When studying different nonlinear light-matter interactions, backward-stimulated Brillouin Scattering (SBS) emerges as an appealing candidate for performing polarization control of light. Its response to the stimulus of an intense light wave (pump) has polarization-dependent characteristics, and the nonlinear process requires the least optical power to be activated. Moreover, its frequency and bandwidth tuning flexibility have been continuously proven by altering the frequency response of the pumping wave. This PhD Thesis is devoted to studying the polarization-dependent properties of SBS to achieve full polarization control of light in terms of birefringence, frequency, and bandwidth. Here, the theoretical background required to generate and control both the type and magnitude of the birefringence is provided, as well as differential group delay (DGD) and DGD dispersion (DGDD) in optical fibers. Experiments show these parameters can be dynamically changed with only slightly variation of the system's SBS-induced gain. Next, it is shown that polarization can be controlled in a bandwidth wider than the natural Brillouin response and can also be tailored to provide a specific retardance profile. The spectral broadening of the SBS-based polarization controller is achieved through the engineering of Brillouin phase frequency response via feedback pump regulation, unlike previous schemes based on amplitude and time delay control. Retardance broadening from 51 MHz (natural SBS interaction) to 0.9 GHz, along with retardance spectrum flattening, is demonstrated. Finally, different devices that employ the SBS-based polarization controller as a core subsystem are analyzed. This analysis derives a new photonic technique to implement both stopband and passband microwave filters. The principle of operation relies on rotating the state of polarization of the band of interest using the SBS-based polarization controller in combination with polarization-sensitive balanced photodetection. These concepts permit implementing a single-fiber stage filter that can be dynamically switched from a stopband response to a passband response, thus enhancing its flexibility and application potential. Tests carried out with a single stage of a dispersion-shifted fiber show that a very high rejection of 67 dB can be implemented in the stopband. Out-of-band attenuation in the passband configuration, which is 30 dB, performs similarly to other SBS-based microwave photonic filters. / Zoireff Juárez, G. (2024). Brillouin-Based Full Polarization Control of Light and Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205395

[ES] En los últimos años, la preocupación mundial con el aumento de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero ha motivado a las industrias del transporte y la energía a moverse hacia el desarrollo de tecnologías sostenibles con bajas o nulas emisiones de contaminantes de plantas de generación de potencia. Con este escenario, la oxicombustión surge como uno de los métodos más prometedores para mitigar la huella ambiental de plantas de generación de potencia, al erradicar sus emisiones contaminantes del tubo de escape, además de permitir la captura de dióxido de carbono (CO2) de sus gases producidos en la combustión. De esta manera, el oxígeno puro (O2) se diluye con el gas de escape recirculado para que reaccione con el combustible en el proceso de combustión y, de este modo, la corriente de gases de escape, compuesta principalmente por CO2 y vapor de agua, puede ser sometida a etapas elementales de enfriamiento y presurización para capturar CO2 de alta pureza a temperatura ambiente. Dado este contexto, en esta tesis, se desarrolla un modelo de sistema autosostenible a oxicombustión con captura de carbono para un motor policilíndrico de encendido por compresión (MEC) de 2,2 litros turboalimentado y de inyección directa como demostración de viabilidad de este concepto propuesto, considerando su aplicación potencial para el desarrollo de plantas de potencia de altas prestaciones con cero emisiones. En tales circunstancias, se emplea una membrana conductora mixta iónica-electrónica para generar O2 a partir del aire local. Para ello, se recupera la energía residual de los gases de escape mediante un ciclo Brayton adaptado con el fin de proporcionar las condiciones adecuadas para el correcto funcionamiento de la membrana en términos de temperatura y relación de presión alimentación-permeado. Asimismo, se diseña un sistema de captura de carbono (CC) local, compuesto esencialmente por dos compresores alternativos, tres unidades de refrigeración con separación de líquidos (flashes) y un tanque de almacenamiento de CO2, teniendo en cuenta las temperaturas de salida de los flashes y la presión de funcionamiento de la última etapa de purificación del CO2. En primer lugar, se diseña el modelo del sistema de oxicombustión con el motor y sus componentes auxiliares (intercambiadores de calor y turbocompresores) y, a continuación, el sistema es evaluado bajo condiciones de oxicombustión para la curva de plena carga del motor desde 1250 rpm hasta 3500 rpm en ausencia del CC, contrastando sus resultados con el comportamiento del MEC convencional de referencia. En segundo lugar, se amplía el mapa de funcionamiento de carga del motor de oxicombustión hasta los límites de estabilidad del sistema modificando el dosado oxígeno-combustible y la temperatura de los gases de escape para tres regímenes del motor. Por último, se diseña el CC y se lo acopla a la unidad de generación de O2, reciclando el agua y el exceso de O2 del CC de nuevo a la admisión del motor. A este respecto, un barrido es llevado a cabo sobre el inicio de la inyección y el flujo másico de agua recirculada para encontrar el punto de funcionamiento óptimo a 3500 rpm con respeto a la compensación entre las prestaciones del motor y la potencia de refrigeración adicional. A continuación, se mejora y adapta el modelo del sistema completo de oxicombustión con captura de carbono para una aplicación realista a escala de laboratorio y una prueba de concepto experimental, siguiendo la misma filosofía de compensación. Aunque el diseño final del motor de oxicombustión con captura de carbono presenta un ligero empeoramiento de prestaciones comparado con el MEC convencional de referencia a 3500 rpm, este nuevo concepto propuesto puede seguir siendo competitivo desde el punto de vista de la eficiencia energética como tecnología emergente que puede contribuir a la concepción de plantas de generación de potencia con emisiones cero a escala industrial comercial. / [CA] En els darrers anys, la preocupació mundial amb l'augment de les emissions antropogèniques de gasos d'efecte hivernacle ha motivat les indústries del transport i l'energia a moure's cap al desenvolupament de tecnologies sostenibles amb baixes o nul·les emissions de contaminants de plantes de generació de potència. Amb aquest escenari, l'oxicombustió sorgeix com un dels mètodes més prometedors per mitigar l'empremta ambiental de plantes de generació de potència, en eradicar les emissions contaminants del tub d'escapament, a més de permetre la captura de diòxid de carboni (CO2) dels seus gasos produïts a la combustió. D'aquesta manera, l'oxigen pur (O2) es dilueix amb el gas d'escapament recirculat perquè reaccioni amb el combustible en el procés de combustió i així el corrent de gasos d'escapament, compost principalment per CO2 i vapor d'aigua , pot ser sotmesa a etapes elementals de refredament i pressurització per capturar CO2 d'alta puresa a temperatura ambient. Atès aquest context, en aquesta tesi, es desenvolupa un model de sistema autosostenible a oxicombustió amb captura de carboni per a un motor policilíndric d'encesa per compressió (MEC) de 2,2 litres turboalimentat i d'injecció directa com a demostració de viabilitat d'aquest concepte proposat , considerant la seva aplicació potencial per al desenvolupament de plantes de potència d'altes prestacions amb zero emissions. En aquestes circumstàncies, es fa servir una membrana conductora mixta iònica-electrònica per generar O2 a partir de l'aire local. Per això, es recupera l'energia residual dels gasos d'escapament mitjançant un cicle Brayton adaptat per tal de proporcionar les condicions adequades per al funcionament correcte de la membrana en termes de temperatura i relació de pressió alimentació-permeat. Així mateix, es dissenya un sistema de captura de carboni (CC) local, compost essencialment per dos compressors alternatius, tres unitats de refrigeració amb separació de líquids (flaixos) i un tanc d'emmagatzematge de CO2, tenint en compte les temperatures de sortida dels flaixos i la pressió de funcionament de l'última etapa de purificació del CO2. En primer lloc, es dissenya el model del sistema d'oxicombustió amb el motor i els seus components auxiliars (intercanviadors de calor i turbocompressors) i, a continuació, el sistema és avaluat sota condicions d'oxicombustió per a la corba de plena càrrega del motor des de 1250 rpm fins a 3500 rpm en absència del CC, contrastant els resultats amb el comportament del MEC convencional de referència. En segon lloc, s'amplia el mapa de funcionament de càrrega del motor d'oxicombustió fins als límits d'estabilitat del sistema modificant el dosatge oxigen-combustible i la temperatura dels gasos d'escapament per a tres règims del motor. Finalment, es dissenya el CC i l'acobla a la unitat de generació d'O2, reciclant l'aigua i l'excés d'O2 del CC de nou a l'admissió del motor. Quant a això, un escombrat és dut a terme sobre l'inici de la injecció i el flux màssic d'aigua recirculada per trobar el punt de funcionament òptim a 3500 rpm respecte a la compensació entre les prestacions del motor i la potència de refrigeració addicional. A continuació, es millora i s'adapta el model del sistema complet d'oxicombustió amb captura de carboni per a una aplicació realista a escala de laboratori i una prova de concepte experimental, seguint la mateixa filosofia de compensació. Tot i que el disseny final del motor d'oxicombustió amb captura de carboni presenta un lleuger empitjorament de prestacions comparat amb el MEC convencional de referència a 3500 rpm, aquest nou concepte proposat pot continuar sent competitiu des del punt de vista de l'eficiència energètica com a tecnologia emergent que pot contribuir a la concepció de plantes de generació de potència amb emissions zero a escala industrial comercial. / [EN] In recent years, a worldwide concern with respect to an increase in anthropogenic greenhouse gas emissions has pushed transport and energy industries towards the development of sustainable technologies with low or zero pollutant emissions from powerplants. Within this scenarios, oxy-fuel combustion arises as one of the most promising methods to mitigate the environmental footprint of powerplants, by eradicating their pollutant tailpipe emissions, in addition to enabling carbon dioxide (CO2) capture from their flue gas. In this case, pure oxygen (O2) is diluted with recirculated exhaust gas to react with fuel for the combustion process and, thereby, the exhaust stream, mainly composed of CO2 and water vapor, may be subjected to elementary cooling and pressurizing steps for capturing high-purity CO2 at ambient temperature. Therefore, in this thesis, a self-sustaining oxy-fuel carbon-capture layout model is developed for a 2.2 liter turbocharged and direct-injection multicylinder compression ignition engine (CIE) as a feasibility demonstration of this proposed concept considering its potential application for development of zero-emission high-duty powerplants. In such circumstances, a mixed ionicelectronic conducting membrane is employed to generate O2 from air in-situ. For this purpose, exhaust gas wasted energy is recovered via a tailored Brayton cycle in order to provide suitable conditions for proper membrane operation in terms of temperature and feed-permeate pressure ratio. Also, an in-situ carbon capture system (CC), composed essentially of two reciprocating compressors, three cooling units with liquid separation (flashes) and a CO2 storage tank, is designed taking into account the flash out temperatures and operating pressure of the last CO2 purification step. Firstly, the oxy-fuel layout model with engine and its auxiliary components (heat exchangers and turbochargers) is designed and then assessed under oxyfuel combustion conditions for the engine full-load curve from 1250 rpm to 3500 rpm in the absence of the CC, contrasting its outputs against the baseline conventional multi-cylinder CIE behavior. Secondly, the oxy-fuel powerplant load operation map is extended until system stability limits by modifying oxygen-fuel ratio and exhaust gas temperature for three engine speeds. Finally, the CC is designed and then coupled to the O2 generation unit, recycling water and excess of O2 from CC back to engine intake. In this regard, start of injection and recirculated water mass flow are swept in order to find out optimum operating point concerning the trade-off between powerplant performance and additional cooling power at 3500 rpm. Thereafter, the complete oxy-fuel carbon-capture layout model is enhanced and adapted for realistic application at laboratory scale and experimental proof of concept, following same trade-off philosophy. Although the final oxyfuel carbon-capture engine layout presents slight deterioration in performance if compared to the baseline conventional multi-cylinder CIE at 3500 rpm, this proposed novel concept may be still energy-efficient competitive as an emerging technology which might contribute for conception of zero-emission powerplant on commercial industrial scale. / Farias Da Silva, VH. (2024). Study of oxy-fuel combustion-based power plants with in-situ O2 production and carbon capture [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207281

[ES] La presente investigación desarrolla un marco teórico que incluye, por una parte, elementos conceptuales referidos a los fenómenos de la innovación, de los sistemas de innovación (especialmente regionales) y de la gobernanza; y por otra, un esquema analítico de cuatro dimensiones (quién, qué, cómo y para qué) que permite entender mejor cómo funciona una gobernanza. Cada una de estas dimensiones es vinculada a algún tipo de componentes del sistema, como los estructurales (actores, redes e instituciones), los procesos clave y los bloqueos, los instrumentos de gobernanza y los propósitos. De esta forma se construye un conjunto coherente y robusto de instrumental de análisis. En un paso siguiente, se consigna la contrastación empírica basada en los elementos desarrollados en el marco teórico, aportando primeramente una contextualización de los sistemas regionales en Chile y agregando posteriormente una propuesta de variables para cada elemento conceptual, con datos de las regiones chilenas. Del mismo modo, utilizando la metodología del análisis cualitativo comparado de conjuntos difusos (fsQCA), que admite el uso de datos asimétricos y la información contextual para obtener generalizaciones, se propone un esquema operacional del cual se obtienen diversos modelos explicativos en función de determinados resultados esperados y, con ello, una serie de trayectorias de éxito y casos. Por último, una serie de conclusiones y recomendaciones son formuladas, luego de revisar el modo en que se ha dado respuesta a las preguntas de investigación y el grado de cumplimiento de los objetivos. Se destacan una serie aspectos teóricos, en tanto unificar diversos aspectos de los sistemas de innovación mediante los elementos estructurales, los procesos claves (además de los bloqueos), los instrumentos de gobernanza y los propósitos en un modelo más holístico y comprensivo. Así mismo, en términos metodológicos, el enfoque de fsQCA muestra una gran capacidad para la definición de trayectorias de éxito (combinaciones de componentes de cada dimensión) con diferentes propósitos, para la descripción de un conjunto de casos destacables (con resultados destacables o problemáticos) y la sugerencia de una serie de posibles propuestas de política en distintos contextos regionales. También se establecen las implicancias generales para el diseño e implantación de las gobernanzas de sistemas regionales de innovación, así como se destaca el rol de la colaboración, el impacto de la inversión en investigación y desarrollo para las regiones, además de la relevancia de los instrumentos estratégicos de gobernanza, en especial de ciertos organismos que pueden asimilares a agencias regionales. / [CA] This research develops a theoretical framework that includes, on the one hand, conceptual elements referring to the phenomena of innovation, innovation systems (mainly regional), and governance; and, on the other hand, a four-dimensional analytical scheme (who, what, how and why) that allows us to understand better how governance works. Each of these dimensions is linked to some type of system components, such as structural components (actors, networks, and institutions), key processes and blockages, governance instruments, and purposes. In this way, a coherent and robust set of analysis instruments is built. In the next step, the empirical contrast is recorded based on the elements developed in the theoretical framework, first providing a contextualization of the regional systems in Chile and subsequently adding a proposal of variables for each conceptual element, with data from the Chilean regions. Likewise, using the methodology of qualitative comparative analysis of fuzzy sets (fsQCA), which admits the use of asymmetric data and contextual information to obtain generalizations, an operational scheme is proposed from which various explanatory models are obtained based on specific results expected and, with it, a series of success stories and cases. The discussion of this evidence allows us to categorize the Chilean regional innovation systems, in addition to establishing the solidity of the analytical tools formulated in this research. Finally, a series of conclusions and recommendations are formulated after reviewing the way in which the research questions have been answered and the degree of fulfillment of the objectives. A series of theoretical aspects are highlighted while unifying various aspects of innovation systems through structural elements, key processes (as well as blockages), governance instruments, and purposes in a more holistic and comprehensive model. Interestingly, in methodological terms, the fsQCA approach shows an excellent capacity for defining success trajectories (combinations of components of each dimension) with different purposes for the description of a set of notable cases (with notable or problematic results), and the suggestion of a series of possible policy proposals in different regional contexts. The general implications for the design and implementation of the governance of regional innovation systems are also established, as well as the role of collaboration, the impact of investment in research and development for the regions, in addition to the relevance of the instruments, governance strategies, especially of certain organizations that can be assimilated into regional agencies. / [EN] La present investigació desenvolupa un marc teòric que inclou, d'una banda, elements conceptuals referits als fenòmens de la innovació, dels sistemes d'innovació (especialment regionals) i de la governança; i per una altra, un esquema analític de quatre dimensions (qui, que, com i per qué) que permet entendre millor com funciona una governança. Cadascuna d'estes dimensions és vincula a alguna mena de components del sistema, com els estructurals (actors, xarxes i institucions), els processos clau i els bloquejos, els instruments de governança i els propòsits. D'esta manera, es construeix un conjunt coherent i robust d'instrumental d'anàlisi. En un pas següent, es consigna la contrastació empírica basada en els elements desenvolupats en el marc teòric, aportant, primerament, una contextualització dels sistemes regionals a Xile i agregant, posteriorment, una proposta de variables per a cada element conceptual, amb dades de les regions xilenes. Igualment, utilitzant la metodologia de l'anàlisi qualitativa comparada de conjunts difusos (*fsQCA), que admet l'ús de dades asimètriques i la informació contextual per a obtindre generalitzacions, es proposa un esquema operacional del qual s'obtenen diversos models explicatius en funció de determinats resultats esperats i, amb això, una sèrie de trajectòries d'èxit i casos. La discussió d'eixa evidència permet categoritzar els sistemes regionals d'innovació xilens, a més d'establir la solidesa de les eines analítiques formulades en la present investigació. Finalment,es formulen una sèrie de conclusions i recomanacions, després de revisar el mode amb el qual s'ha donat resposta a les preguntes d'investigació i el grau de compliment dels objectius. Es destaquen una sèrie d'aspectes teòrics, amb el quan s'unifiquen diverses característiques dels sistemes d'innovació mitjançant els elements estructurals, els processos claus (a més dels bloquejos), els instruments de governança i els propòsits en un model més holístic i comprensiu. Així mateix, en termes metodològics, l'enfocament de *fsQCA mostra una gran capacitat per a la definició de trajectòries d'èxit (combinacions de components de cada dimensió) amb diferents propòsits, per a la descripció d'un conjunt de casos destacables i el suggeriment d'una sèrie de possibles propostes de política en diferents contextos regionals. També s'estableixen les implicancions generals per al disseny i implantació de les governances de sistemes regionals d'innovació, així com es destaca el rol de la col·laboració, l'impacte de la inversió en recerca i desenvolupament per a les regions, a més de la rellevància dels instruments estratègics de governança, especialment d'uns certs organismes que poden assimilar-se a agències regionals. / Sandoval Nehme, JY. (2024). Sistemas regionales de innovación y dimensiones de gobernanza. Evidencia desde Chile [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/208294

Tesis por compendio / [ES] Esta tesis consta de tres estudios sobre el razonamiento moral y la comunicación estratégica del CEO en grandes firmas, con gran impacto en la sociedad y la sostenibilidad global más allá de lo económico. La literatura vincula una buena toma de decisiones con la comunicación ética, mientras que un tono moral deficiente del CEO se relaciona con escándalos y crisis corporativas, a veces causando crisis globales. Sin embargo, existe un gap en el análisis del razonamiento moral de la alta dirección y su relación con la responsabilidad social corporativa (RSC). Comprender el tono moral del CEO puede revelar cómo equilibran su liderazgo ético y las decisiones empresariales, promoviendo prácticas éticas, responsables y sostenibles. El primer estudio examina el razonamiento moral entre los CEOs de 15 grandes empresas de automoción, significativas por su impacto económico global y escándalos asociados. Mediante el método de Weber, basado en la teoría de las etapas del desarrollo moral de Kohlberg, se categoriza el razonamiento moral en las comunicaciones escritas del CEO en informes anuales de 2013 a 2018. Los resultados muestran una tendencia general positiva en el tono moral, aunque los sin patrones claros, e insuficientes para prevenir escándalos a corto plazo. El estudio encuentra asociaciones entre el razonamiento moral y el desempeño ético, proponiendo el concepto de "tono hacia arriba", ilustrando cómo el razonamiento moral del CEO se ve influenciado por la empresa y factores externos. Se destaca la importancia del tono moral del CEO en los comportamientos éticos en la empresa y se aboga por una mayor educación en ética empresarial. Los hallazgos son valiosos para la mejora de la responsabilidad social y el desempeño ético en la empresa y la anticipación de conflictos, y como instrumento de evaluación del CEO por las partes interesadas. El segundo estudio explora cómo la COVID-19 afectó el razonamiento moral del CEO y su impacto en las respuestas de RSC. Se realiza un análisis cualitativo de las cartas del CEO antes y después del inicio de la pandemia utilizando el método de Weber, ampliando su aplicabilidad con nuevos ejemplos. Contradiciendo el modelo contingente de Jones, los hallazgos muestran cambios mínimos en el razonamiento moral a pesar de la alta intensidad moral, lo que indica una "parálisis moral" debido a la complejidad del problema. Factores como la cultura y los valores influyeron significativamente en el razonamiento moral de los CEOs, respaldando el concepto introducido de "tono hacia arriba". Si bien las empresas respondieron a la crisis con acciones filantrópicas temporales, especialmente entre los CEOs con niveles más altos de razonamiento moral, esto no resultó en mejoras sustanciales a largo plazo en la RSC. El estudio ofrece perspectivas sobre la interacción entre el razonamiento moral, escenarios de alta intensidad moral y respuestas de RSC, informando la toma de decisiones para empresas, alta dirección y partes interesadas. Se destaca la necesidad de más investigación y atención a las implicaciones del razonamiento moral para empresas y sociedad. El estudio final amplía su enfoque a las palancas disponibles para el CEO en su comunicación estratégica. A pesar de los esfuerzos académicos para conceptualizar la comunicación estratégica empresarial, quedan preguntas clave sin explorar. El estudio incluye una muestra de 25 CEOs de alto rendimiento en diversos sectores. A través de una revisión de la literatura, se identifican varios grupos de palancas estratégicas. Mediante un novedoso enfoque se evalúa y categoriza la adopción de palancas estratégicas por parte del CEO para revelar dimensiones subyacentes. Un modelo tridimensional ilustra cómo los CEOs articulan estas palancas, clasificándose en 4 grupos, lo que indica que no existe una fórmula única para el éxito. El estudio identifica fortalezas y áreas de mejora y contribuye a la concienciación del CEO sobre la relevancia de su discurso. / [CA] Aquesta tesi consta de tres estudis sobre el raonament moral i la comunicació estratègica del CEO en grans firmes, amb gran impacte en la societat i la sostenibilitat global més enllà de l'econòmic. La literatura vincula una bona presa de decisions amb la comunicació ètica, mentre que un to moral deficient del CEO es relaciona amb escàndols i crisis corporatives, a vegades causant crisis globals. No obstant això, hi ha una bretxa en l'anàlisi del raonament moral de l'alta direcció i la seua relació amb la responsabilitat social corporativa (RSC). Comprendre el to moral del CEO pot revelar com equilibrar el seu lideratge ètic i les decisions empresarials, promovent pràctiques ètiques, responsables i sostenibles. El primer estudi examina el raonament moral entre els CEO de 15 grans empreses d'automoció, significatives pel seu impacte econòmic global i els escàndols associats. Mitjançant el mètode de Weber, basat en la teoria de les etapes del desenvolupament moral de Kohlberg, es categoritza el raonament moral en les comunicacions escrites del CEO en informes anuals de 2013 a 2018. Els resultats mostren una tendència general positiva en el to moral, encara que sense patrons clars i insuficients per a prevenir escàndols a curt termini. L'estudi troba associacions entre el raonament moral i el rendiment ètic, proposant el concepte de "to cap amunt", il·lustrant com el raonament moral del CEO es veu influenciat per l'empresa i factors externs. Es destaca la importància del to moral del CEO en els comportaments ètics en l'empresa i s'advoca per una major educació en ètica empresarial. Les troballes són valuoses per a la millora de la responsabilitat social i el rendiment ètic en l'empresa i la anticipació de conflictes, i com a instrument d'avaluació del CEO per les parts interessades. El segon estudi explora com la COVID-19 va afectar el raonament moral del CEO i el seu impacte en les respostes de RSC. Es realitza una anàlisi qualitativa de les cartes del CEO abans i després de l'inici de la pandèmia utilitzant el mètode de Weber, ampliant la seua aplicabilitat amb nous exemples. Contradient el model contingent de Jones, les troballes mostren canvis mínims en el raonament moral malgrat la alta intensitat moral, el que indica una "paràlisi moral" a causa de la complexitat del problema. Factors com la cultura i els valors van influir significativament en el raonament moral dels CEO, recolzant el concepte introduït de "to cap amunt". Encara que les empreses van respondre a la crisi amb accions filantròpiques temporals, especialment entre els CEO amb nivells més alts de raonament moral, això no va resultar en millores substancials a llarg termini en la RSC. L'estudi ofereix perspectives sobre la interacció entre el raonament moral, escenaris d'alta intensitat moral i respostes de RSC, informant la presa de decisions per a empreses, alta direcció i parts interessades. Es destaca la necessitat de més investigació i atenció a les implicacions del raonament moral per a empreses i societat. L'estudi final amplia el seu enfocament a les palanques disponibles per al CEO en la seua comunicació estratègica. Malgrat els esforços acadèmics per conceptualitzar la comunicació estratègica empresarial, queden preguntes clau sense explorar. L'estudi inclou una mostra de 25 CEO d'alt rendiment en diversos sectors. A través d'una revisió de la literatura, s'identifiquen diversos grups de palanques estratègiques. Mitjançant un nou enfocament s'avalua i categoritza l'adopció de palanques estratègiques per part del CEO per a revelar dimensions subjacents. Un model tridimensional il·lustra com els CEO articulen aquestes palanques, classificant-se en 4 grups, el que indica que no existeix una fórmula única per a l'èxit. L'estudi identifica fortaleses i àrees de millora i contribueix a la conscienciació del CEO sobre la rellevància del seu discurs. / [EN] This thesis is composed of three connected studies concerning moral reasoning and strategic communication of CEOs in major corporations, with strong leverage on stakeholders, society, and global sustainability beyond economics. Literature links leaders' sound decision-making with ethical communication, while poor CEO moral tone is tied to scandals and corporate downfalls, sometimes causing global economic crises. However, contemporary research lacks examination of senior management's moral reasoning and its relationship with corporate social responsibility (CSR). Understanding the moral tone of CEOs can reveal how they balance ethics in leadership and business decisions, promoting ethical, responsible, and sustainable practices. The research selects CEOs from 15 major automotive companies, significant for their global economic impact and involvement in reputation scandals and crises. The first study examines moral reasoning patterns among CEOs of 15 major automotive companies, significant for their global economic impact and involvement in scandals. Hypotheses are developed based on a comprehensive literature review. Using Weber's method, based on Kohlberg's stages of moral development theory, a moral reasoning categorization is applied to CEOs' written communications in annual reports from 2013 to 2018. Results show an overall positive trend in moral tone, though patterns are unclear and insufficient to prevent scandals short-term. The study finds associations between moral reasoning stages and ethical performance, proposing "tone 'into' the top," illustrating how CEO moral reasoning is influenced by company and external factors. It highlights the importance of CEO moral tone in company-wide ethical behaviors and advocates for more business ethics education. The findings are valuable for firms to enhance corporate social responsibility and ethical performance, anticipate conflicts, and for stakeholders to assess CEOs from this approach. The second study explores how the COVID-19 pandemic has influenced CEOs' moral reasoning and its impact on CSR responses and long-term plans. A qualitative analysis of CEO letters before and after the pandemic onset is conducted using Weber's method, extending its applicability through new examples. Contradicting Jones' issue-contingent model, findings show minimal changes in moral reasoning despite high moral intensity, leading to "moral paralysis" due to the issue complexity. Factors like culture and core values, significantly influenced CEOs' moral reasoning, supporting the "tone 'into' the top" introduced concept. While companies responded positively to the crisis with temporary philanthropic actions, especially among CEOs with higher moral reasoning levels, this did not result in substantial long-term CSR improvements. The study offers insights into the interplay between moral reasoning, high moral intensity scenarios, and CSR responses, informing decision-making for companies, top management, and stakeholders. It stresses the need for further research and attention to moral reasoning implications for businesses and society. The final study broadens its focus to levers available to CEOs in their strategic communication. Despite scholarly efforts to conceptualize business strategic communication, key questions remain unexplored. The study includes a sample of 25 top-performing CEOs across sectors. Through a literature review, several groups of strategic levers are identified. A new empirical approach assesses and categorizes CEO adoption of strategic levers to unveil underlying dimensions. A three-dimensional model illustrates how CEOs articulate strategic levers, leading to their classification into four groups, which indicates there is no singular formula for success. The study signifies strengths and improvable areas, raising CEOs' awareness of the importance of their discourse and offering practical guidance. / Galán Cubillo, J. (2024). CEO Public Discourse, Ethical Approach, and Corporate Social Responsibility. Unveiling CEOs Strategic Levers Toward High Performance [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/210679 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] El ruido de rodadura de vehículos ferroviarios presenta importantes desafíos en entornos urbanos y suburbanos, siendo precisa una comprensión integral de sus mecanismos subyacentes para una mitigación efectiva. Esta Tesis ofrece una investigación exhaustiva sobre la generación de ruido de rodadura, tanto en vías rectas como curvas, a través del desarrollo de modelos avanzados de alta frecuencia y herramientas de cálculo para una rigurosa predicción de niveles de ruido. El ruido de rodadura surge de la interacción entre las ruedas y los carriles en presencia de imperfecciones en sus superficies de contacto. Los principales componentes ferroviarios que contribuyen a la emisión acústica son las traviesas, los carriles y las ruedas. Las traviesas y los carriles están conectados por medio de las placas de asiento, mientras que las ruedas y los carriles están dinámicamente acoplados a través de su contacto. En consecuencia, cambios en cualquier componente pueden afectar al comportamiento dinámico y acústico del resto, subrayando la necesidad de un modelo integral para abordar eficazmente la radiación por ruido de rodadura. En esta Tesis se exploran y desarrollan diferentes modelos dinámicos de la vía y del eje montado. La vía, que se asume infinita, se describe utilizando la teoría de estructuras periódicas y se caracteriza por sus números y formas de onda. El eje montado se modeliza mediante el Método de Elementos Finitos y se caracteriza por sus frecuencias naturales y modos de vibración. La interacción rueda/carril se describe como una relación linealizada entre el movimiento relativo de ambos componentes y las fuerzas de contacto. Cabe indicar que los modelos explorados en este trabajo están formulados en el dominio de la frecuencia. Asimismo, se realiza un estudio de influencia del diseño de la vía en la radiación por ruido de rodadura, cuantificando los parámetros contribuyentes a la emisión acústica mediante técnicas estadísticas. Los resultados apuntan a que la geometría del carril tiene un impacto limitado en la radiación, mientras que las propiedades viscoelásticas de la vía, en particular la rigidez de la placa de asiento, desempeñan un papel fundamental en la generación de ruido. Es remarcable que, entre los distintos diseños, se han encontrado variaciones de hasta 7,4 dB(A) en la radiación acústica. Durante el desarrollo de esta investigación, se ha prestado atención al modelizado del eje montado. Su rotación se incluye usando coordenadas Eulerianas, lo que resulta un enfoque conveniente ya que el punto de contacto de la rueda con el carril permanece en una posición espacial constante. Dada la simetría axial de su geometría, la respuesta dinámica del eje montado se expande a lo largo de la dirección circunferencial mediante series de Fourier, lo que permite formular el comportamiento dinámico y acústico de este cuerpo tridimensional (3D) en un marco bidimensional (2D), resolviendo analíticamente la coordenada circunferencial. Esta metodología ofrece sin pérdida de generalidad una reducción del tiempo de cálculo computacional, lo que hace que el modelo sea idóneo para su integración en algoritmos de optimización. Por último, se realiza una investigación pionera sobre el ruido de rodadura cuando el vehículo negocia una curva. Si bien la curva está generalmente asociada con el ruido por chirridos, esta Tesis explora y confirma la importancia que también tiene el ruido de rodadura en estas condiciones. Para ello, se modelizan los efectos inerciales y giroscópicos que sufre un eje montado al describir una trayectoria curva. Además, diferentes fenómenos complejos que ocurren en el contacto rueda/carril, como por ejemplo el movimiento relativo entre estos elementos, se incorporan en el modelo de interacción. Los resultados indican que la posición del contacto rueda/carril sirve como un buen indicador del impacto que la negociación de una curva tiene en el ruido de rodadura. / [CA] El soroll de rodament de vehicles ferroviaris presenta importants reptes en entorns urbans i suburbans, requerint una comprensió integral dels seus mecanismes subjacents per a una mitigació efectiva. Aquesta Tesi ofereix una investigació exhaustiva sobre la generació de soroll de rodament, tant en vies rectes com corbes, mitjançant el desenvolupament de models avançats d'alta freqüència i eines de càlcul per a la rigorosa predicció dels nivells de soroll radiat. El soroll de rodament sorgeix de la interacció entre les rodes i els carrils en presència d'imperfeccions en les seues superfícies de contacte. Els principals components ferroviaris que contribueixen a l'emissió acústica són les travesses, els carrils i les rodes. Les travesses i els carrils estan connectats a través de les plaques d'assentament, mentre que les rodes i els carrils estan acoblats mitjançant la seua interacció. En conseqüència, canvis en qualsevol component poden afectar al comportament dinàmic i acústic de la resta, subratllant la necessitat d'un model integral. En aquesta Tesi s'exploren i desenvolupen diversos models dinàmics de la via i de l'eix muntat. La via, que es considera infinita, es descriu utilitzant la teoria d'estructures periòdiques i es caracteritza pels seus números i formes d'ona. L'eix muntat es modelitza mitjançant el Mètode d'Elements Finits i es caracteritza per les seues freqüències naturals i modes de vibració. La interacció entre l'eix muntat i la via es descriu com una relació linealitzada entre el moviment relatiu d'ambdós components i les forces de contacte. Cal assenyalar que els models explorats en aquest treball estan formulats en el domini de la freqüència. Així mateix, es realitza un estudi d'influència del disseny de la via en la radiació, quantificant els paràmetres contribuents a l'emissió acústica mitjançant tècniques estadístiques. Els resultats apunten que la geometria del carril té un impacte limitat en la radiació sonora, mentre que les propietats viscoelàstiques de la via, en particular la rigidesa de la placa d'assentament, tenen un paper fonamental en la generació de soroll. És destacable que, entre els diferents dissenys, s'han trobat variacions de fins a 7,4 dB(A) en la radiació per soroll de rodament. Durant el desenvolupament d'aquesta investigació, s'ha prestat atenció al modelatge de l'eix muntat. La seua rotació s'inclou en la formulació utilitzant coordenades Eulerianes, la qual cosa resulta un enfocament convenient ja que el punt de contacte de la roda amb el carril roman en una posició constant. Donada la simetria axial de la seua geometria, la resposta dinàmica de l'eix muntat s'amplia al llarg de la direcció circumferencial mitjançant sèries de Fourier, permetent formular el comportament dinàmic i acústic d'aquest cos tridimensional (3D) en un marc bidimensional (2D), i resolent la coordenada circumferencial analíticament. Aquesta metodologia ofereix sense pèrdua de generalitat una reducció del temps de càlcul computacional, la qual cosa fa que el model siga idoni per a la seua integració en algoritmes d'optimització. Finalment, es realitza una investigació pionera sobre el soroll de rodament quan el vehicle negocia una corba. Si bé la corba està generalment associada amb el soroll per grinyols, aquesta Tesi explora i confirma la importància que també té el soroll de rodament en aquestes condicions. Per a això, es modelitzen els efectes inercials i giroscòpics que pateix un eix muntat al descriure una trajectòria corba. A més, diferents fenòmens complexes que ocorren en el contacte roda/carril, com el moviment relatiu entre aquests elements, s'incorporen en el model d'interacció. Els resultats indiquen que la posició del contacte roda/carril serveix com un bon indicador de l'impacte que la negociació d'una corba té en el soroll de rodament. / [EN] Rolling noise emission in railway systems presents significant challenges in urban and suburban environments, requiring a comprehensive understanding of its underlying mechanisms for effective mitigation. This Thesis offers a thorough investigation into rolling noise generation, considering both tangent and curved tracks, through the development of advanced high-frequency models and calculation tools to predict noise levels accurately. Rolling noise arises from the interaction between railway wheels and tracks in the presence of roughness on their contact surfaces. The principal components contributing to the acoustic emission are the sleepers, rails, and wheels. Sleepers and rails are interconnected through rail pads, while wheels and rails are dynamically coupled due to their contact. Consequently, changes in any component might impact the dynamic and acoustic behaviour of all of them, outlining the necessity of a comprehensive model to address rolling noise radiation effectively. Various models for the track and wheelset are explored and developed in this Thesis. The track, assumed to be infinite, is described using periodic structure theory and it is characterised by its wavenumbers and waveshapes. The wheelset is modelled through the Finite Element Method (FEM) and it is characterised by its natural frequencies and vibration modes. The wheelset and track interaction is described as a linearised relationship between the relative motion of both components and the contact forces. The models examined in this work are formulated in the frequency domain. Identified track properties influencing rolling noise radiation are quantified using statistical techniques. While the rail geometry is found to have a limited impact on the total radiation, the viscoelastic properties of the track, particularly the rail pad stiffness, play a crucial role in noise generation. Variations up to 7.4 dB(A) were observed for different track designs. Special attention is devoted to the wheelset modelling in this Thesis. Its rotation is considered using Eulerian coordinates, a convenient approach as the wheel contact point with the rail remains at a constant spatial position. Given the axial symmetry of its geometry, the wheelset dynamic response is expanded around the circumferential direction using Fourier series, which yields a two-dimensional (2D) formulation of the dynamic and acoustic behaviour of this three-dimensional (3D) system, with the circumferential coordinate being solved analytically. This methodology, denoted as axisymmetric approach, offers a significant reduction in the associated computational calculation time while preserving accuracy, making the model well suited for its integration into optimisation algorithms. Lastly, a novel investigation into rolling noise when the vehicle negotiates a curve is conducted. While curved tracks are generally associated with squeal noise, this Thesis offers valuable insights into the importance of rolling noise as well. To achieve this, the inertial and gyroscopic effects associated with a wheelset running on a curve are modelled. Complex phenomena occurring at the wheel/rail contact, such as the relative motion between these two elements, are incorporated into the interaction model. The results indicate that the wheel/rail contact position serves as a reliable indicator of the impact of a curve on the rolling noise. / This Thesis has been supported by Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades in the framework of the FPU grant program. Grants FPU18/03999, EST21/00213, and EST22/00353 as well as projects TRA2017-84701-R, PID2020-112886RA-I00, and PID2023-148483OB-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033, “ESF Investing in your future”, and “ERDF A way of making Europe” are acknowledged. The author also expresses his gratitude for the support provided by Programa PROMETEO/2021/046 of Generalitat Valenciana. / Andrés Ruiz, VT. (2024). Comprehensive dynamic models of railway wheelsets and tracks for the prediction of rolling noise [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/206074 / Compendio

[ES] La arquitectura de tierra desempeña un papel crucial en la historia de España. Este tipo de patrimonio constructivo ha acompañado de manera significativa la vida de las comunidades humanas a lo largo del tiempo, como evidencia su extensa y rica presencia en todo el territorio del país. Sin embargo, en los últimos ciento cincuenta años, el vínculo entre las comunidades humanas y la arquitectura tradicional ha experimentado en general una erosión gradual y significativa, como resultado de los profundos cambios sociales, económicos y tecnológicos del país. Estos cambios han impulsado nuevas formas de construir y habitar que han relegado progresivamente a las técnicas tradicionales a un segundo plano. De manera que la arquitectura de tierra, ha sido severamente afectada y desacreditada en muchas ocasiones, por una parte considerable de la sociedad, repercutiendo así de forma significativa tanto en su preservación como en su promoción. El abandono generalizado al que se enfrentan tanto los edificios como las técnicas de construcción de tierra también impacta negativamente en la apreciación, la comprensión y la salvaguardia de la sabiduría constructiva que subyace en ellas. La disminución en su uso, junto con los citados prejuicios sociales, influyen de manera sustancial en diversos aspectos, a través de los cuales se gestiona la arquitectura y que, a su vez, desempeñan un papel fundamental en su conservación, aplicación y promoción. Este trabajo aspira a analizar la situación de desventaja actual y su impacto específico en la conservación de la arquitectura tradicional de tierra en España. El objetivo es identificar estrategias de mitigación coherentes y apropiadas. Esta meta se logra a través de tres principales operaciones: en una fase introductoria y preliminar, la investigación plantea la existencia de un riesgo social para la arquitectura y define dicho riesgo de forma exhaustiva. A partir de esta definición, se establecen las bases metodológicas para el análisis. Éste se centra en tres dimensiones temáticas principales: la caracterización de la arquitectura, la situación de la población y del contexto territorial, y las medidas generales dirigidas a la salvaguardia, puesta en valor y fomento del patrimonio arquitectónico. Definido el marco metodológico apropiado, el trabajo avanza y se aplica directamente al territorio español. Tras reflexionar sobre las características demográficas del país y los contextos relevantes para la conservación de la arquitectura tradicional, en la investigación se realiza un análisis del territorio nacional y autonómico. Esta operación proporciona una comprensión del estado general de la situación e identifica algunos aspectos de interés, como problemas o buenas prácticas. En base a los resultados obtenidos, se seleccionan algunos casos de estudio a nivel municipal, y se aplica nuevamente el método de análisis desarrollado para comprender la situación a pequeña escala y observar así el funcionamiento de ciertas situaciones y estrategias. Tras esta última etapa del análisis territorial, se reflexiona sobre los resultados alcanzados y se resumen tanto los problemas, como los aspectos y fenómenos positivos identificados. Así mismo, se evalúa cómo las distintas acciones analizadas dentro de la dimensión tres, influyen en la conservación de la arquitectura de tierra. Más en concreto, se reflexiona tanto sobre sus necesidades como sobre el efecto de las acciones e iniciativas analizadas, llegando a proponer algunas líneas estratégicas que se podrían implementar para mejorar la situación. A partir de estas directrices, se seleccionan y analizan cuatro casos de estudio internacionales que han puesto efectivamente en marcha algunos de los ejes estratégicos estudiados. A modo de conclusión del trabajo, se evalúa el posible impacto de la aplicación de dichos ejes en los ámbitos de estudio de la investigación y se cierra el estudio, con un cuadro sinóptico de las acciones localizadas y formuladas. / [CA] L'arquitectura de terra exercix un paper crucial en la història d'Espanya. Este tipus de patrimoni constructiu ha acompanyat de manera significativa la vida de les comunitats humanes al llarg del temps, com a evidència la seua extensa i rica presència en tot el territori del país. No obstant això, en els últims cent cinquanta anys, el vincle entre les comunitats humanes i l'arquitectura tradicional ha experimentat en general una erosió gradual i significativa, com a resultat dels profunds canvis socials, econòmics i tecnològics del país. Estos canvis han impulsat noves maneres de construir i habitar que han relegat progressivament a les tècniques tradicionals a un segon pla. De manera que l'arquitectura de terra, ha sigut severament afectada i desacreditada en moltes ocasions, d'una banda considerable de la societat, repercutint així de manera significativa tant en la seua preservació com en la seua promoció. L'abandó generalitzat al qual s'enfronten tant els edificis com les tècniques de construcció de terra també impacta negativament en l'apreciació, la comprensió i la salvaguarda de la saviesa constructiva que subjau en elles. La disminució en el seu ús, juntament amb els citats prejuís socials, influïxen de manera substancial en diversos aspectes, a través dels quals es gestiona l'arquitectura i que, al seu torn, exercixen un paper fonamental en la seua conservació, aplicació i promoció. Este treball aspira a analitzar la situació de desavantatge actual i el seu impacte específic en la conservació de l'arquitectura tradicional de terra a Espanya. L'objectiu és identificar estratègies de mitigació coherents i apropiades. Esta meta s'aconseguix a través de tres principals operacions: en una fase introductòria i preliminar, la investigació planteja l'existència d'un risc social per a l'arquitectura i definix este risc de manera exhaustiva. A partir d'esta definició, s'establixen les bases metodològiques per a l'anàlisi. Este se centra en tres dimensions temàtiques principals: la caracterització de l'arquitectura, la situació de la població i del context territorial, i les mesures generals dirigides a la salvaguarda, posada en valor i foment del patrimoni arquitectònic. Definit el marc metodològic apropiat, el treball avança i s'aplica directament al territori espanyol. Després de reflexionar sobre les característiques demogràfiques del país i els contextos rellevants per a la conservació de l'arquitectura tradicional, en la investigació es realitza una anàlisi del territori nacional i autonòmic. Esta operació proporciona una comprensió de l'estat general de la situació i identifica alguns aspectes d'interés, com a criticitats o bones pràctiques. Sobre la base dels resultats obtinguts, se seleccionen diversos casos d'estudi a nivell municipal, i s'aplica novament el mètode d'anàlisi desenvolupada per a comprendre la situació a petita escala i observar així el funcionament d'unes certes situacions i estratègies. Després d'esta última etapa de l'anàlisi territorial, es reflexiona sobre els resultats aconseguits i es resumixen tant les criticitats, com els aspectes i fenòmens positius identificats. Així mateix, s'avalua com les diferents accions analitzades dins de la dimensió tres, influïxen en la conservació de l'arquitectura de terra. Més en concret, es reflexiona tant sobre les seues necessitats com sobre l'efecte de les accions i iniciatives analitzades, arribant a proposar algunes línies estratègiques que es podrien implementar per a millorar la situació. A partir d'estes directrius, se seleccionen i analitzen quatre casos d'estudi internacionals que han posat efectivament en marxa alguns dels eixos estratègics estudiats. A mode de conclusió del treball, s'avalua el possible impacte de l'aplicació d'estos eixos en els àmbits d'estudi de la investigació i es tanca l'estudi, amb un quadre sinòptic de les accions localitzades i formulades. / [EN] Earthen architecture plays a crucial role in the history of Spain. This type of constructive heritage has been a part of human communities over time, as evidenced by its extensive and rich presence throughout the country's territory. However, in the last hundred and fifty years, the connection between human communities and traditional architecture has gradually eroded due to the country's significant social, economic, and technological changes. New building and inhabiting methods have been developed, which have relegated traditional techniques to a secondary position. This has led to traditional earth architecture being discredited by a considerable portion of society, significantly impacting its preservation and promotion. The widespread abandonment of buildings and earth construction techniques has negatively affected the underlying knowledge's appreciation, understanding, and safeguarding. The decrease in their use, coupled with social prejudices, has substantially impacted various aspects related to architecture, such as its conservation, application, and promotion. As a result, it plays a fundamental role in its conservation, application, and promotion. This project aims to examine the current disadvantage situation and its specific impact on preserving traditional earthen architecture in Spain. The objective is to identify coherent and appropriate mitigation strategies. This goal is achieved through three primary operations: in an introductory and preliminary phase, the research posits the existence of a social risk for architecture and exhaustively defines this risk. Based on this definition, methodological foundations for the analysis are established. This analysis focuses on three main thematic dimensions: the characterization of architecture, the situation of the population and the territorial context, and general measures aimed at the safeguarding, enhancement, and promotion of architectural heritage. Once the appropriate methodological framework is defined, the work progresses and directly applies to the Spanish territory. After reflecting on the demographic characteristics of the country and the relevant contexts for conserving traditional architecture, the research analyses the national and regional territory. This operation provides an understanding of the overall state of the situation and identifies some points of interest, such as critical issues or best practices. Based on the results obtained, several case studies are selected at the municipal level, and the developed analysis method is applied again to comprehend the situation on a smaller scale, observing the functioning of certain situations and strategies. After this final stage of territorial analysis, the results are reflected upon, summarising both critical issues and positive aspects and phenomena identified. Likewise, an evaluation is conducted on how the various actions analysed within dimension three influence the conservation of earthen architecture. Specifically, a reflection on their needs is carried out, and the effect of the analysed actions and initiatives is analysed, leading to the proposal of some strategic guidelines that could be implemented to improve the situation. Based on these guidelines, four international case studies effectively implementing some of the studied strategic axes are selected and analysed. As a conclusion to the work, the possible impact of applying these axes in the research study areas is evaluated, and the study is concluded with a synoptic table of the localised and formulated actions. / Caruso, M. (2024). Vulnerabilidad frente a cuestiones socioculturales de la arquitectura de tierra tradicional. Análisis de las herramientas de gestión, protección y puesta en valor en el territorio español [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/206986