Se pretende obtener un material semibiodegradable basado en ácido hialurónico químicamente enlazado a cadenas de polímeros acrílicos. Los hidrogeles de ácido hialurónico presentan en general buenas características para su utilización en regeneración del sistema nervioso central: es biodegradable, es un componente importante del tejido neural, sus propiedades mecánicas son semejantes a las del tejido cerebral, promueve la formación de nuevos capilares (angiogénesis), y limita la inflamación. Con este nuevo material se pretende mejorar el excesivo grado de hinchado en medio fisiológico, su rápida degradación, mejorar la adhesión celular, además la matriz permanente de las cadenas acrílicas pueden actuar como un soporte permanente durante el proceso regenerativo sin que se produzca una pérdida brusca de propiedades mecánicas y estructurales. El trabajo consiste en caracterizar este nuevo material así como los productos intermedios necesarios para su obtención final, comparándolo con las propiedades de un hidrogel de ácido hialurónico sin incorporar cadenas acrílicas. Los estudios celulares se llevaran a cabo in vitro, como fase preliminar para futuros implantes en el cortex cerebral, estudiando la capacidad de diferenciación de precursores neurales y de generación de nuevos capilares con el fenotipo típico de la barrera hematoencefálica, mediante el estudio de cocultivos de precursores neurales y células endoteliales. / Perez Garnes, M. (2015). Structures based on semi-degradable biomaterials for neural regeneration in the central nervous system [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48799

[EN] This thesis has focused mainly on the synthesis and characterization of biostable macroporous polymers from the family of polyacrylates, for application in regenerative medicine. Scaffolds and membranes developed in this work can have different applications in regenerative medicine that require the transplantation of cells to the organism. In particular, ring of cornea prosthesis, anchorage of bone prosthesis, articular cartilage, and dressing for stem cell transplantation on skin regeneration or treatment of corneal and mouth ulcers. For this purpose, initially poly (ethyl acrylate) (PEA) copolymers films, with different and controlled physicochemical properties were prepared through via radical polymerization. In order to know some of the physical and thermal properties that might affect the proteins adsorption, determining differences between surface properties (topography, chemistry and surface energy) and subsequent cell adhesion, a characterization of the obtained films was performed, by finding the degree of wettability, swelling and the presence of phase separation in the material, by measuring the contact angle (WCA), water absorption and differential scanning calorimetry (DSC), respectively. Subsequently, thin porous membranes with suitable structural and mechanical properties that allow cell colonization and proliferation inside the network and biostables in the human body were developed. To obtain the membranes with well interconnected pores that reach the requirements to be used in prosthetic implants and transplants of cells, a method combining the template technique and the anisotropic pores collapse was designed. Processing method, microstructure and mechanical properties of the synthesized membranes was analyzed, through scanning electron microscopy (SEM), scanning confocal laser microscopy, stress strain experiments in tension and tearing strength measurements, yielding a thin and strong three dimensional porous membrane. Two biological characterizations were performed by seeding bone marrow mesenchymal stem cells on poly (ethyl acrylate) copolymers with different hydrophilicity degrees and different crosslinking densities. Seeding efficiency, cell viability and proliferation was analyzed. Morphology and cell adhesion type at short times culture was observed by fluorescence microscopy, and cell proliferation capacity a long times culture by Confocal fluorescence microscopy. A good initial cell adhesion in the porous thin membranes compare to their respective membranes was observed. For larger time culture the cells were able to adhere and expand over all porous membranes, and in addition they exhibited high proliferation in surface after 21 days of culture. Moreover, corneal prosthesis prototype following a core skirt type model was developed. Starting from an anchorage ring with flexible and porous structure of poly (ethyl acrylate), in which center a rigid and transparent lens of poly (methyl methacrylate) (PMMA) was polymerized, generating the integration of both components on a single piece. Finally, in collaboration with other research groups, the adhered fibronectin (FN) by adsorption or grafting and its biological response on films of poly (ethyl acrylate) copolymers was evaluated. Furthermore, the influence of the properties of polymeric materials in fibronectin adhesion and its conformation by exposure of some cell adhesive motifs that interact with integrins was analyzed. / [ES] Esta tesis se ha centrado principalmente en la síntesis y caracterización de polímeros bioestables macroporosos de la familia de los poliacrilatos, para su aplicación en medicina regenerativa. Los soportes desarrollados en este trabajo pueden tener distintas aplicaciones en terapias que requieren el trasplante al organismo de células. Concretamente en el anillo de la prótesis de córnea, anclaje de prótesis de hueso, cartílago articular y en forma de apósito para el trasplante de células madre para regeneración de piel o el tratamiento de úlceras corneales o bucales. Con este propósito, inicialmente se han preparado diferentes series de copolímeros de poliacrilato de etilo (PEA) en forma de láminas no porosas a través de polimerización por vía radical, con propiedades físico químicas diferentes y controladas. A fin de conocer algunas de las propiedades físicas y térmicas que puedan afectar a la adsorción de las proteínas, determinando diferencias entre las distintas propiedades superficiales (topografía, química y energía superficial) y la consecuente adhesión celular, se realizó una caracterización de las distintas láminas obtenidas, determinando el grado de humectabilidad, de hinchamiento y la presencia de separación de fases en el material, a través de la medida de ángulo de contacto (WCA), absorción de agua y Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), respectivamente. Posteriormente se han desarrollado membranas finas porosas con propiedades estructurales y mecánicas adecuadas que permitan la colonización y proliferación celular en el interior de la red y su bioestabilidad en el cuerpo humano. Para obtener la membrana de poros bien interconectados que cumpla con los requisitos necesarios para su utilización en implantes protésicos y trasplante de células, se diseñó una variante del método que combina la técnica de las plantillas para producir los macroporos y el colapso de poros anisotrópico para obtener las membranas delgadas. Se analizó el procesamiento, microestructura y propiedades mecánicas de las distintas membranas sintetizadas, a través de la microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopia Confocal laser de Barrido, ensayos de tensión deformación y resistencia al desgarro, teniendo como resultado una malla tridimensional porosa, fina y resistente. Se realizaron dos caracterizaciones biológicas sembrando in vitro células mesenquimales de médula ósea sobre los materiales de copolímeros de poliacrilato de etilo con distinto grado de hidrofilicidad y con diferentes densidades de entrecruzamiento, analizando la eficiencia de la siembra, viabilidad y proliferación celular. Mediante microscopía de fluorescencia se observó la morfología y el tipo de adhesión celular a tiempos cortos de cultivo que presentan los distintos copolímeros, y a través de microscopía Confocal de fluorescencia la capacidad de proliferación celular a tiempos largos de cultivo, observándose inicialmente una buena adhesión celular en las láminas porosas frente a sus respectivas membranas. Para tiempos de cultivo mayores las células fueron capaces de adherirse y expandirse en todas las membranas, además de mostrar una alta proliferación en superficie tras 21 días de cultivo. Por otra parte, se desarrolló un prototipo de prótesis de córnea siguiendo un modelo tipo core skirt, partiendo de un anillo de anclaje de poliacrilato de etilo con estructura porosa y flexible, en cuyo centró se polimeriza la lente de poli metacrilato de metilo (PMMA) rígida y trasparente, generando como resultado la integración de ambos componentes en una única pieza. Finalmente y en colaboración con otros grupos de investigación, por un lado se ha evaluado la adsorción o el injerto de la fibronectina (FN) y la respuesta biológica posterior sobre láminas no porosa de copolímeros de poliacrilato de etilo. / [CA] Aquesta tesi s'ha centrat principalment en la síntesi i caracterització de polímers bioestables macroporosos de la família dels poliacrilats, per a la seua aplicació en medicina regenerativa. Els suports desenvolupats en aquest treball poden tenir diferents aplicacions en teràpies que requereixen el trasplantament a l'organisme de cèl·lules. Concretament en l'anell de la pròtesi de còrnia, ancoratge de pròtesi d'os, cartílag articular i en forma d'apòsit per al trasplantament de cèl·lules mare per a regeneració de pell o el tractament d'úlceres cornials o bucals. Amb aquest propòsit, inicialment s'han preparat diferents sèries de copolímers de poliacrilat d'etil (PEA) en forma de làmines no poroses a través de polimerització per vía radical, amb propietats fisico químiques diferents i controlades. A fi de conèixer algunes de les propietats físiques i tèrmiques que pugen afectar a l'adsorció de les proteïnes, determinant diferències entre les diferents propietats superficials (topografia, química i energia superficial) i la conseqüent adhesió cel·lular, es va realitzar una caracterització de les diferents làmines obtingudes, determinant el grau de humectabilitat, d'inflament i la presència de separació de fases en el material, a través de la mesura d'angle de contacte (WCA), absorció d'aigua i Calorimetria Diferencial d'Escombratge (DSC), respectivament. Posteriorment s'han desenvolupat membranes fines poroses amb propietats estructurals i mecàniques adequades que permeten la colonització i proliferació cel·lular a l'interior de la xarxa i la seua bioestabilitat en el cos humà. Per a obtenir la membrana de porus ben interconnectats que complisca amb els requisits necessaris per a la seua utilització en implants protèsics i trasplantament de cèl·lules, es va dissenyar una variant del mètode que combina la tècnica de les plantilles per a produir els macroporus i el col·lapse de porus anisotròpics per a obtenir les membranes primes. Es va analitzar el processament, microestructura i propietats mecàniques de les diferents membranes sintetitzades, a través de la microscòpia electrònica d'escombratge (SEM), microscòpia Confocal làser d'Escombratge, assajos de tensió deformació i resistència a l'esquinçament, tenint com resultat una malla tridimensional porosa, fina i resistent. Es van realitzar dues caracteritzacions biològiques sembrant in vitro cèl·lules mesenquimals de medul·la òssia sobre els materials de copolímers de poliacrilat d'etil amb diferent grau de hidrofilicitat i amb diferents densitats d'entrecreuament, analitzant l'eficiència de la sembra, viabilitat i proliferació cel·lular. Mitjançant microscòpia de fluorescència es va observar la morfologia i el tipus d'adhesió cel·lular a temps curts de cultiu que presenten els diferents copolímers, i mitjançant microscòpia Confocal de fluorescència la capacitat de proliferació cel·lular a temps llargs de cultiu, observant se inicialment una bona adhesió cel·lular en les làmines poroses enfront de les seues respectives membranes. Per a temps de cultiu majors les cèl·lules van ser capaces d'adherir se i expandir se en totes les membranes, a més de mostrar una alta proliferació en superfície després de 21 dies de cultiu. D'altra banda, es va desenvolupar un prototip de pròtesi de còrnia seguint un model tipus core skirt, partint d'un anell d'ancoratge de poliacrilat d'etil amb estructura porosa i flexible, en el centre de la qual es polimeritza la lent de polimetacrilat de metil (PMMA) rígida i transparent, generant com resultat la integració de tots dos components en una única peça. Finalment i en col·laboració amb altres grups de recerca, d'una banda s'ha avaluat l'adsorció o l'empelt de la fibronectina (FN) i la resposta biològica posterior sobre làmines no porosa de copolímers de poliacrilat d'etil. / Antolinos Turpín, CM. (2015). Mallas macroporosas bioestables con aplicación en implantes protésicos y trasplante de células [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48802

[EN] Abstract The current pressure to reduce CO2 emissions from reciprocating internal combustion engines has led to the exploration of all possible ways to reduce fuel consumption. One of these pathways, especially relevant given the current trend of engine downsizing, is based on the correct engine thermal management, understood as a global approach to existing thermal fluxes and oriented to their maximum exploitation without penalizing the reliability and durability of the engine. In this context, it is imperative to achieve deeper understanding of the basic phenomena which determine the heat transfer process between the engine and the cooling fluid. One aspect in which knowledge is especially scarce is the role of heat transfer with phase change, which is twofold: firstly, its uncontrolled appearance may cause catastrophic engine damage while, on the other hand, this mechanism has potentially exploitable advantages, especially for cooling the head, if it can be properly controlled. This second aspect is particularly relevant in the context of advanced cooling strategies. The research has focused on this mechanism and its main objectives are the development of experimental and numerical techniques to evaluate and predict the heat flows in the cylinder head in the presence of evaporative flow, with a view to their future use in obtaining optimal cooling solutions. To this end, a thorough review of the application to engines of evaporative heat transfer was conducted, that has been supplemented with numerous contributions from other technology fields in which its study is more advanced. The first phase of the work has focused on a simplified experimental setup, which has provided controlled information under conditions similar to the actual ones on heat fluxes at low speeds and bubbles sizes, a feature especially important for advanced concepts involving locally narrow galleries. Also, in this first phase the behaviour of different numerical models available for the calculation of flow and heat transfer in the presence of evaporation was analyzed, taking advantage of the geometric simplicity of the problem and the experimental data available to focus on the evaluation and calibration of the heat transfer models. In the second stage of the work, the acquired knowledge was applied to the study of an actual cylinder head geometry, performing an overall conjugate heat transfer computation for the solid parts and the coolant, with promising results in view of the future use of computational techniques for the proper design of cooling galleries. / [ES] Resumen La presión actual para reducir cada vez más las emisiones de CO2 de los motores de combustión interna alternativos ha conducido a que se estén explorando todas las posibles vías de reducción del consumo de combustible. Una de estas vías, especialmente relevante dada la actual tendencia a la reducción del tamaño de los motores (downsizing) se basa en la correcta gestión térmica del motor, entendida como una aproximación global a los flujos térmicos existentes y orientada a su máximo aprovechamiento, sin penalizar la fiabilidad y durabilidad del motor. En este contexto, es imperativo profundizar en el conocimiento de los fenómenos básicos que determinan los procesos de transferencia de calor entre el motor y el fluido refrigerante. Un aspecto en que el conocimiento es especialmente escaso es el papel desempeñado por la transferencia de calor con cambio de fase, que presenta dos vertientes: por una parte, su aparición incontrolada puede producir daños catastróficos en el motor mientras que, por otra parte, este mecanismo presenta ventajas potencialmente explotables, sobre todo para la refrigeración de la culata, si se puede mantener bajo control. Esta segunda vertiente cobra especial relevancia en el marco de estrategias de refrigeración avanzadas. La investigación realizada se ha centrado en este mecanismo, y sus objetivos principales han sido la puesta a punto de técnicas experimentales y numéricas que permitan evaluar y predecir los flujos térmicos en la culata en presencia de flujo evaporativo, con vistas a su futuro empleo en la obtención de soluciones de refrigeración óptimas. Con este fin, se ha realizado una revisión exhaustiva sobre la aplicación a los motores de la transferencia de calor evaporativa, que ha sido necesario complementar con numerosas aportaciones de otros campos tecnológicos en que su estudio se halla más avanzado. La primera fase del trabajo se ha centrado en una configuración experimental simplificada, que ha permitido obtener información controlada, en condiciones similares a las reales, relativa a flujos de calor a bajas velocidades y tamaño de burbujas, aspecto éste de especial importancia para conceptos avanzados que implican galerías localmente angostas. Asimismo, en esta primera fase se analizó el comportamiento de distintos modelos numéricos para el cálculo del flujo y la transferencia de calor con presencia de evaporación, aprovechando la simplicidad geométrica del problema y la información experimental disponible para centrarse en la evaluación y calibración de los modelos de transferencia de calor. En la segunda fase del trabajo, se aplicó el conocimiento adquirido al estudio de una geometría real de culata, habiéndose realizado un cálculo conjugado global de la transferencia de calor en las partes sólidas y el refrigerante, con resultados prometedores de cara al futuro uso de técnicas computacionales para el correcto diseño de las galerías de refrigeración. / [CA] Resum La pressió actual per reduir cada vegada més les emissions de CO2 dels motors de combustió interna alternatius ha fet que s'estiguen explorant totes les possibles vies de reducció del consum de combustible. Una d'aquestes vies, especialment rellevant donada l'actual tendència a la reducció de la mida dels motors (downsizing) es basa en la correcta gestió tèrmica del motor, entesa com una aproximació global als fluxos tèrmics existents i orientada al seu màxim aprofitament, sense penalitzar la fiabilitat i durabilitat del motor. En aquest context, és imperatiu aprofundir en el coneixement dels fenòmens bàsics que determinen els processos de transferència de calor entre el motor i el fluid refrigerant. Un aspecte en què el coneixement és especialment escàs és el paper exercit per la transferència de calor amb canvi de fase, que presenta dues vessants: d'una banda, la seva aparició incontrolada pot produir danys catastròfics en el motor mentre que, d'altra banda, aquest mecanisme presenta avantatges potencialment explotables, sobretot per a la refrigeració de la culata, si es pot mantenir sota control. Aquesta segona vessant cobra especial rellevància en el marc d'estratègies de refrigeració avançades. La investigació realitzada s'ha centrat en aquest mecanisme, i els seus objectius principals han estat la posada a punt de tècniques experimentals i numèriques permetent l'avaluació i predicció dels fluxos tèrmics a la culata en presència de flux evaporatiu, amb vista al seu futur ús en l'obtenció de solucions de refrigeració òptimes. Amb aquesta finalitat, s'ha realitzat una revisió exhaustiva sobre l'aplicació als motors de la transferència de calor evaporativa, que ha estat necessari complementar amb nombroses aportacions d'altres camps tecnològics en que el seu estudi es troba més avançat. La primera fase del treball s'ha centrat en una configuració experimental simplificada, que ha permès obtenir informació controlada, en condicions similars a les reals, relativa a fluxos de calor a baixes velocitats i grandària de bombolles, aspecte aquest d'especial importància per a conceptes avançats que impliquen galeries localment estretes. Així mateix, en aquesta primera fase es va analitzar el comportament de diferents models numèrics pel càlcul del flux i la transferència de calor amb presència d'evaporació, aprofitant la simplicitat geomètrica del problema i la informació experimental disponible per centrar-se en l'avaluació i calibratge dels models de transferència de calor. A la segona fase del treball, es va aplicar el coneixement adquirit a l'estudi d'una geometria real de culata, havent-se realitzat un càlcul conjugat global de la transferència de calor a les parts sòlides i el refrigerant, amb resultats prometedors de cara al futur ús de tècniques computacionals per al correcte disseny de les galeries de refrigeració. / Cornejo Luna, O. (2015). Contribución al estudio de la transferencia de calor en flujo evaporativo en culatas de MCIA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52694

[EN] This PhD study deals with the modelling of an adsorption system designed to provide air conditioning for vehicles, and is driven by the waste heat available from the water/glycol cooling circuit of the engine. The system is based on the sequential heating/cooling of two sorption beds containing a solid sorption material which desorbs or adsorbs water vapour. The condensation of the vapour is carried out by a cooling circuit while the subsequent evaporation of the condensed liquid is employed to produce the cooling effect, generating chilled water, which is then employed to cool down the air of the cabin. The developed model is fully dynamic and is based on zero-dimensional lumped parameter models for all the necessary components of the overall system including the engine, the beds, the heating circuit, the cooling circuit, the chilled water circuit and the vehicle cabin. The sorption bed model takes into account the non-equilibrium of the adsorption and desorption processes and is able to work with any kind of adsorbent materials, but the study has been restricted to silica gel and zeolite which are among the most appropriate materials for this application. The model is employed to simulate a standard driving cycle of a vehicle, evaluating the instantaneous available heat from the engine cooling system and the dynamic behaviour of the described sorption A/C system, resulting in the estimation of the evolution of the cabin temperature along the cycle. The model of the overall system has been developed under the MATLAB Simulink programming environment. The model of the adsorption system has been first validated against experimental results, showing its excellent capabilities to predict the dynamic behaviour of the system. The model was then used to analyse the influence of the main design parameters of the bed and the main operation parameters on the system's performance: cooling capacity and coefficient of performance (COP). This was done in order to provide rules for the optimal design and operation of this kind of systems. Finally, the model has been employed to analyse the overall system (engine, adsorption system, heating and cooling circuits, chilled water circuit and cabin) performance along a standard driving cycle, under various operation strategies with regards to the initial state of the adsorbent material in the beds, and operation conditions both for a car and a truck. The results show the difficulties of activating the system at the initial periods of the cycle, when the engine is warming up, and the difficulties to synchronise the operation of the system with the availability of waste energy. They also highlight the limitation in capacity of the designed system, showing that it would not able to fulfil the comfort requirements inside the cabin in hot days or after soaking conditions. Part of this PhD study was carried out in the frame of an R&D project called "Thermally Operated Mobile Air Conditioning Systems - TOPMACS", financially supported by the EU under the FP6 program, which was devoted to the evaluation of the feasibility and performance of potential sorption system solutions for the air conditioning of vehicles. / [ES] Esta tesis doctoral se centra en el modelado de un sistema de adsorción diseñado para proporcionar aire acondicionado de vehículos a partir del calor residual disponible en el circuito de refrigeración de agua/glicol del motor. El sistema se basa en el calentamiento/enfriamiento secuencial de dos reactores que contienen un material adsorbente sólido que desorbe o absorbe vapor de agua. La condensación del vapor se lleva a cabo mediante un circuito de refrigeración, mientras que la posterior evaporación del agua condensada se emplea para producir agua fría, que se emplea finalmente en enfriar el aire de la cabina. El modelo desarrollado es completamente dinámico y se basa en modelos cero dimensionales de parámetros concentrados, para todos y cada uno de los componentes del sistema global incluyendo el motor, los reactores, el circuito de calentamiento, el circuito de enfriamiento, el circuito de agua fría y la cabina del vehículo. El modelo del reactor contempla el no equilibrio de los procesos de adsorción o desorción y es capaz de trabajar con cualquier par de materiales adsorbentes. No obstante el estudio se ha restringido a gel de sílice y zeolita que se encuentran entre los materiales más adecuados para esta aplicación. El modelo se emplea para simular un ciclo de conducción estándar del vehículo, evaluando el calor disponible instantáneamente en el sistema de refrigeración del motor, y el comportamiento dinámico del sistema descrito adsorción-Aire Acondicionado, permitiendo como resultado principal la estimación de la evolución de la temperatura de la cabina a lo largo el ciclo. El modelo del sistema global se ha desarrollado en el marco del entorno de programación MATLAB Simulink. El modelo del sistema de adsorción se ha validado primero contra resultados experimentales demostrando las excelentes capacidades del modelo para predecir el comportamiento dinámico del sistema. A continuación, el modelo se ha aplicado para analizar la influencia de los principales parámetros de diseño del reactor, y de los principales parámetros de operación, sobre el rendimiento del sistema: la capacidad y coeficiente de operación (COP), con el fin de proporcionar directrices para el diseño y operación óptima de este tipo de sistemas. Por último, el modelo ha sido empleado para analizar el funcionamiento y prestaciones del sistema en su conjunto (motor, sistema de absorción, los circuitos de calefacción y refrigeración, circuito de agua fría, y la cabina) a lo largo de un ciclo de conducción estándar, bajo diferentes estrategias de operación en lo que se refiere al estado inicial del material adsorbente en los reactores, y las condiciones de operación, para el caso de un coche, y para el de un camión. Los resultados muestran las dificultades de la activación del sistema en los periodos iniciales del ciclo, cuando el motor se está calentando, y las dificultades para sincronizar el funcionamiento del sistema con la disponibilidad de energía térmica excedente del motor, así como la limitación en la capacidad de enfriamiento del sistema diseñado, que no resulta capaz de satisfacer los requerimientos mínimos de confort dentro de la cabina en los días calurosos o de enfriarlo con suficiente rapidez cuando el vehículo ha estado estacionado bajo el sol durante varias horas. Parte de este estudio de doctorado se ha llevado a cabo en el marco de un proyecto de I + D denominado " Thermally Operated Mobile Air Conditioning Systems - TOPMACS", financiado parcialmente por la UE en el marco del programa FP6, y que perseguía la evaluación de la viabilidad y el potencial de aplicación de soluciones de sistemas de adsorción activadas por el calor residual del motor para el aire acondicionado de vehículos. / [CA] Aquesta tesi doctoral es centra en el model d'un sistema d'adsorció dissenyat per a proporcionar aire acondicionat a vehicles a partir de la calor residual disponible al circuit de refrigeració d'aigua / glicol del motor. El sistema es basa en l'escalfament / refredament seqüencial de dos reactors que contenen un material adsorbent sòlid que desorbeix o absorbeix vapor d'aigua. La condensació del vapor es porta a terme mitjançant un circuit de refrigeració, mentre que la posterior evaporació de l'aigua condensada s'utilitza per a produir aigua freda, que s'empra finalment en refredar l'aire de la cabina. El model desenvolupat és completament dinàmic i es basa en models zero dimensionals de paràmetres concentrats, per a tots i cada un dels components del sistema global incloent el motor, els reactors, el circuit d'escalfament, el circuit de refredament, el circuit d'aigua freda i la cabina del vehicle. El model del reactor contempla el no equilibri dels processos d'adsorció o desorció i és capaç de treballar amb qualsevol parell de materials adsorbents. No obstant això, l'estudi s'ha restringit a gel de sílice i zeolita que es troben entre els materials més adequats per a aquesta aplicació. El model s'utilitza per a simular un cicle de conducció estàndard del vehicle, avaluant la calor disponible instantàniament en el sistema de refrigeració del motor, i el comportament dinàmic del sistema descrit Adsorció-Aire Acondicionat, permetent com a resultat principal l'estimació de l'evolució de la temperatura de la cabina al llarg del cicle. El model del sistema global s'ha desenvolupat en l'entorn de programació MATLAB Simulink. El model del sistema d'adsorció s'ha validat primer amb resultats experimentals demostrant les excel¿lents capacitats del model per a predir el comportament dinàmic del sistema. A continuació, el model s'ha aplicat per analitzar la influència dels principals paràmetres de disseny del reactor, i dels principals paràmetres d'operació, sobre el rendiment del sistema: la capacitat i coeficient d'operació (COP), amb la finalitat de proporcionar directrius per al disseny i operació òptima d'aquest tipus de sistemes. Finalment, el model ha estat utilitzat per analitzar el funcionament i prestacions del sistema en el seu conjunt (motor, sistema d'absorció, els circuits de calefacció i refrigeració, circuit d'aigua freda, i la cabina) al llarg d'un cicle de conducció estàndard, sota diferents estratègies d'operació pel que fa a l'estat inicial del material adsorbent en els reactors, i les condicions d'operació, per al cas d'un cotxe, i per al d'un camió. Els resultats mostren les dificultats de l'activació del sistema en els períodes inicials del cicle, quan el motor s'està escalfant, i les dificultats per sincronitzar el funcionament del sistema amb la disponibilitat d'energia tèrmica excedent del motor, així com la limitació en la capacitat de refredament del sistema dissenyat, que no resulta capaç de satisfer els requeriments mínims de confort dins de la cabina en els dies calorosos o de refredar amb suficient rapidesa quan el vehicle ha estat estacionat sota el sol durant diverses hores. Part d'aquest estudi de doctorat s'ha dut a terme en el marc d'un projecte d'I + D denominat "Thermally Operated Mobile Air Conditioning Systems - TOPMACS", finançat parcialment per la UE en el marc del programa FP6, i que perseguia l'avaluació de la viabilitat i el potencial d'aplicació de solucions de sistemes d'adsorció activats per la calor residual del motor per a l'aire condicionat de vehicles. / Verde Trindade, M. (2015). MODELLING AND OPTIMIZATION OF AN ADSORPTION COOLING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54120

[EN] The use of ground source heat pump systems has spread during the last years. When designing, studying and optimizing this kind of systems, models are used, more or less detailed, which allow predicting the behavior of the system within the application minimum requirements. The installation studied in this thesis is located at Universitat Politècnica de València. In this report, the development of a global detailed model of this installation is presented, along with its validation using experimental data. The main objective is to obtain a model able to correctly predict the dynamic and static behavior of the system, both on a short- and a long-term basis. Prior to the model development, it is necessary to study the performance of the experimental system. Besides the system description, also an analysis of the performance of the installation during five years (from 2008 to 2012) is carried out. For this analysis, some characteristic parameters of the system behavior have been taken into account which are obtained from the experimental measurements corresponding to the typical operation of the installation, such as the average water temperatures, the building's thermal load, the partial load ratio, or the daily and seasonal performance factors. Since the study and analysis of these parameters is one of the aims of the present work, the calculation procedure and the formulas used for their determination are detailed, in some cases involving a highly complex raw data processing. From the short-term evolution study of the variables that represent the performance of the installation, the main characteristics of the system dynamic behavior are identified. The model will intend to reproduce these characteristics. On the other hand, the long-term performance parameters are studied as monthly averages. In this analysis, the characteristic trends of the system long-term performance are identified. The model should be able to also reproduce these trends. The global model has been developed using the TRNSYS software. A progressive incorporation strategy has been followed. At each step, the correct adjustment of the model is ensured by validating it with experimental data, allowing the identification of the influence that each component has on the final results. When including the ground source heat exchanger to the global model, it is evident the need for a new model for this component that can correctly reproduce both the dynamic and static response of the water temperature at the end of the pipes of the heat exchanger. Therefore, as a final step, a new ground source heat exchanger model has been developed, based on combining two different models: the g-function model in order to account for the long-term behavior of the ground temperature, and the B2G model, specifically developed for this application. The ground source heat exchanger model has been validated against experimental data from two different installations and, finally, it has been included into the global model of the system. The system global model developed has proved to be able to precisely reproduce the experimental results for the system performance, both on a short- and long-term basis, even after including the modifications that have occurred on the experimental installation along the years. Therefore, the model will be a useful tool for the development of future optimization strategies, together with the corresponding control algorithms. / [ES] En los últimos años se han extendido las instalaciones de climatización con bomba de calor acoplada al terreno. En el diseño, el estudio y la optimización de este tipo de instalaciones se utilizan modelos con mayor o menor nivel de detalle que permiten predecir el comportamiento del sistema dentro de unos requerimientos mínimos específicos de la aplicación en concreto. La instalación objeto de estudio de la presente tesis se encuentra situada en la Universitat Politècnica de València. A lo largo de esta memoria se presenta el trabajo de desarrollo de un modelo global detallado de esta instalación, así como su validación con datos experimentales. El objetivo perseguido es el de obtener un modelo capaz de predecir correctamente el comportamiento dinámico y estático de la instalación, tanto a corto como a largo plazo. Previo al desarrollo del modelo en sí, es necesario estudiar el comportamiento de la instalación experimental. Además de una descripción detallada del sistema, se realiza un análisis de su funcionamiento a lo largo de varios años (del año 2008 al 2012). Para este análisis se han tenido en cuenta diversos parámetros característicos del comportamiento energético del sistema, obtenidos a partir de las medidas experimentales registradas en el funcionamiento habitual de la instalación. Uno de los objetivos de esta tesis es precisamente el estudio y análisis de estos parámetros, por lo que se han detallado las fórmulas y el procedimiento de cálculo utilizado para su obtención, que en algunos casos puede presentar una gran complejidad en el manejo y tratamiento de los datos experimentales. A partir del estudio de la evolución a corto plazo de las variables representativas del funcionamiento de la instalación, se identifican las principales características del comportamiento dinámico del sistema, que se intentarán reproducir con el modelo desarrollado. Por su parte, el estudio de los parámetros característicos del funcionamiento a lo largo de varios años se realiza teniendo en cuenta los valores correspondientes a promedios mensuales. En este análisis se identifican también las tendencias características del comportamiento del sistema a largo plazo, que posteriormente el modelo global de la instalación deberá ser capaz de reproducir. El modelo global se ha desarrollado utilizando la herramienta TRNSYS. Para ello se ha seguido una estrategia de incorporación progresiva de componentes. En cada paso se asegura un correcto ajuste del modelo mediante su validación con datos experimentales, lo cual permite identificar y aislar los efectos de cada componente sobre los resultados finales. Al incluir el intercambiador enterrado en el modelo global, queda patente la necesidad de un nuevo modelo de intercambiador enterrado capaz de reproducir el comportamiento tanto dinámico como estático de la temperatura del agua a la salida del mismo. Así pues, como último punto de la tesis, se ha desarrollado un modelo de intercambiador enterrado, basado en la combinación de dos modelos distintos: el modelo \emph{g-function} para tener en cuenta el comportamiento a largo plazo de la temperatura del terreno y el modelo B2G, desarrollado específicamente para esta aplicación. Este modelo de intercambiador enterrado ha sido debidamente validado con datos experimentales pertenecientes a dos intercambiadores distintos y, posteriormente, se ha incluido en el modelo global de la instalación. El modelo global de la instalación desarrollado de esta forma consigue reproducir con precisión los resultados experimentales del funcionamiento del sistema tanto a corto como a largo plazo, incluso después de aplicar las mismas modificaciones que se han ido aplicando a la instalación experimental a lo largo de los años, y resulta ser, por tanto, una herramienta útil para el desarrollo de futuras estrategias de optimización energética, junto con los algoritmos de control correspondientes. / [CA] Als últims anys s'han estès les instal·lacions de climatització amb bomba de calor acoplada al terreny. En el disseny, l'estudi i la optimització d'aquest tipus d'instal·lacions s'utilitzen models amb major o menor nivell de detall que permeten predir el comportament del sistema dins uns requeriments mínims específics de l'aplicació en concret. La instal·lació objecte d'estudi de la present tesi es troba a la Universitat Politècnica de València. Al llarg d'aquesta memòria es presenta el treball de desenvolupament d'un model global detallat d'aquesta instal·lació, així com la seua validació amb dades experimentals. L'objectiu perseguit es el d'obtindre un model capaç de predir correctament el comportament dinàmic i estàtic de la instal·lació, tant a curt com a llarg termini. Prèviament al desenvolupament del model en sí, es necessari estudiar el comportament de la instal·lació experimental. A més de una descripció detallada del sistema, es realitza un anàlisi del seu funcionament al llarg de diversos anys (de l'any 2008 al 2012). Per a aquest anàlisi s'han considerat diversos paràmetres característics del comportament energètic del sistema, obtinguts a partir de les mesures experimentals registrades en el funcionament habitual de la instal·lació, com per exemple les temperatures mitjanes de l'aigua en diversos punts del sistema, la demanda tèrmica de l'edifici, el factor de càrrega parcial o els factors de rendiment diari i estacional. Un dels objectius d'aquesta tesi és precisament l'estudi i anàlisi d'aquestos paràmetres, pel que s'han detallat les fórmules i el procediment de càlcul emprat per a la seua obtenció, que en alguns casos pot presentar una gran complexitat en el tractament de les dades experimentals. A partir de l'estudi de la evolució a curt termini de les variables representatives del funcionament de la instal·lació, s'identifiquen les principals característiques del comportament dinàmic del sistema, que s'intentaran reproduir amb el model desenvolupat. Per altra banda, l'estudi dels paràmetres característics del funcionament al llarg de diversos anys es realitza tenint en compte els valors corresponents a promitjos mensuals. En aquest anàlisi s'identifiquen també les tendències característiques del comportament del sistema a llarg termini, que posteriorment el model global de la instal·lació deurà ser capaç de reproduir. El model global s'ha desenvolupat utilitzant la ferramenta TRNSYS. Amb aquest fi s'ha seguit una estratègia d'incorporació progressiva de components. A cada pas s'assegura un correcte ajust del model mitjançant la validació amb dades experimentals, la qual cosa permet identificar i aïllar els efectes de cada component sobre els resultats finals. Al incloure l'intercanviador soterrat en el model global, queda de manifest la necessitat d'un nou model d'intercanviador soterrat capaç de reproduir el comportament tant dinàmic com estàtic de la temperatura de l'aigua a la eixida del tub. Així, com últim punt de la tesi, s'ha desenvolupat un model d'intercanviador soterrat, basat en la combinació de dos models distints: el model \emph{g-function} per a tindre en comte el comportament a llarg termini de la temperatura del terreny i el model B2G, desenvolupat específicament per a aquesta aplicació. Aquest model d'intercanviador soterrat ha sigut degudament validat amb dades experimental de dos intercanviadors distints i, posteriorment, s'ha inclòs en el model global de la instal·lació. El model global de la instal·lació desenvolupat d'aquesta manera aconsegueix reproduir amb precisió els resultats experimentals del funcionament del sistema tant a curt com a llarg termini, inclús després d'aplicar-hi les mateixes modificacions que s'han anat aplicant a la instal·lació experimental al llarg dels anys, y resulta ser, per tant, una ferramenta útil per al desenvolupament de futures estratègies d'optimització energèti / Ruiz Calvo, F. (2015). Análisis y modelado de una instalación geotérmica para climatización de un conjunto de oficinas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54134

El objetivo global de esta tesis está encaminado a la construcción de las herramientas conceptuales necesarias para analizar de forma sencilla los mecanismos físicos que gobiernan el proceso de combustión de los chorros de combustible bajo las condiciones de contorno de un motor Diesel de inyección directa de unos dos litros de cilindrada unitaria altamente sobrealimentado. El trabajo parte del conocimiento sobre el comportamiento del chorro Diesel isotermo existente en el grupo de trabajo en el que se desarrolla. En primer lugar, se ha realizado una revisión para identificar los aspectos del proceso de inyección--combustión Diesel que deben ser tenidos en cuenta para realizar esta descripción sencilla. Por otra parte, se ha trabajado sobre el supuesto ampliamente aceptado de que esta descripción puede apoyarse en el análisis del chorro Diesel como si se tratara de un chorro gaseoso. De acuerdo con ella, se ha desarrollado un estudio profundo del chorro gaseoso basado en simulaciones numéricas y en razonamientos teóricos. Los conceptos de fracción de mezcla, relaciones de estado y diámetro equivalente han sido adaptados de forma sencilla para la descripción de los chorros gaseosos con la mayor generalidad posible, tanto en el caso inerte como reactivo. Estos conceptos han sido extendidos posteriormente al caso del chorro Diesel. De esta manera se han estudiado en apartados sucesivos los problemas de la evaporación, el autoencendido y la llama de difusión Diesel mediante resultados experimentales obtenidos a partir de técnicas convencionales y ópticas. Los razonamientos apoyados en los conceptos de chorro gaseoso han permitido completar una descripción sencilla pero rigurosa de los procesos físicos relevantes para la evolución de los chorros de combustible. / García Oliver, JM. (2004). Aportaciones al estudio del proceso de combustión turbulenta de chorros en motores diesel de inyección directa [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/55164

[EN] Articular cartilage is a tissue that consists of chondrocytes surrounded by a dense extracellular matrix (ECM). The ECM is mainly composed of type II collagen and proteoglycans. The main function of articular cartilage is to provide a lubricated surface for articulation. Articular cartilage damage is common and may lead to osteoarthritis. Articular cartilage does not have blood vessels, nerves or lymphatic vessels and therefore has limited capacity for intrinsic healing and repair. Tissue engineering (TE) is a powerful approach for healing degenerated cartilage. TE uses three-dimensional (3D) scaffolds as cellular culture supports. The scaffold provides a structure that facilitates chondrocyte adhesion and expansion while maintaining a chondrocytic phenotype and limiting dedifferentiation, which is a problem in two-dimensional (2D) systems. Cell attachment to the scaffolds depends on the physical and chemical characteristics of their surface (morphology, rigidity, equilibrium water content, surface tension, hydrophilicity, presence of electric charges). The primary aim of this thesis was to study the influence of different kinds of biomaterials on the response of chondrocytes to in vitro culture. 3D scaffold constructs must have an interconnected porous structure in order to allow cell development through the network, to maintain their differentiated function, as well as to allow the entry and exit of nutrients and metabolic waste removal. Therefore, the effect of the hydrophilicity and pore architecture of the scaffolds was studied. A series of polymer and copolymer networks with varying hydrophilicity was synthesised and biologically tested in monolayer culture. Cell viability, proliferation and aggrecan expression were quantified. When human chondrocytes were cultured on polymer substrates in which the hydrophilic groups were homogeneously distributed, adhesion, proliferation and viability decreased with the content of hydrophilic groups. Nevertheless, copolymers in which hydrophilic and hydrophobic domains alternate showed better results than the corresponding homopolymers. Biostable and biodegradable scaffolds with different hydrophilicity and porosity were synthesised using a template of sintered microspheres of controlled size. This technique allows the interconnectivity between pores and their size to be controlled. Periodic and regular pore architectures and reproducible structures were obtained. The mechanical behaviour of the porous samples was significantly different from that of the bulk material of the same composition. Cells fully colonised the scaffolds when the pores' size and their interconnection were sufficiently large. Another objective was to assess the chondrogenic redifferentiation in a biodegradable 3D scaffold of polycaprolactone (PCL) of human autologous chondrocytes previously expanded in monolayer. This study demonstrated that chondrocytes cultured in PCL scaffolds without fetal bovine serum (FBS) efficiently redifferentiated, expressing a chondrocytic phenotype characterised by their ability to synthesise cartilage-specific ECM proteins. The influence that pore connectivity and hydrophilicity of caprolactone-based scaffolds has on the chondrocyte adhesion to the pore walls, proliferation and composition of the ECM produced was studied. The number of cells inside polycaprolactone scaffolds increased as porosity was increased. A minimum of around 70% porosity was necessary for this scaffold architecture to allow seeding and viability of the cells within. The results suggested that some of the cells inside the scaffold adhered to the pore walls and kept the dedifferentiated phenotype, while others redifferentiated. In conclusion, the findings of this thesis provide valuable insight into the field of cartilage regeneration using TE techniques. The studies carried out shed light on the right composition, porosity and hydrophilicity of the scaffolds to be used for optimal cartilage production. / [ES] El cartílago articular es un tejido compuesto por condrocitos rodeados por una densa matriz extracelular (MEC). La MEC se compone principalmente de colágeno tipo II y de proteoglicanos. La función principal del cartílago articular es proporcionar una superficie lubricada para las articulaciones. Las lesiones en el cartílago articular son comunes y pueden derivar a osteoartritis. El cartílago articular no tiene vasos sanguíneos, nervios o vasos linfáticos y, por tanto, tiene una capacidad limitada de auto-reparación. La ingeniería tisular (IT) es un área prometedora en la regeneración de cartílago. En la IT se utilizan "andamiajes" (scaffolds) tridimensionales (3D) como soportes para el cultivo celular y tisular. Los scaffolds proporcionan una estructura que facilita la adhesión y la expansión de los condrocitos, manteniendo un fenotipo condrocítico limitando su desdiferenciación; que es el mayor problema en los sistemas bidimensionales (2D). La adhesión celular a los scaffolds depende de las características físicas y químicas de su superficie (morfología, rigidez, contenido de agua en equilibrio, tensión superficial, hidrofilicidad, presencia de cargas eléctricas). El objetivo general de esta tesis fue estudiar la influencia de diferentes tipos de biomateriales en la respuesta de los condrocitos en cultivo in vitro. Los scaffolds deben tener una estructura porosa interconectada para permitir el desarrollo celular a través de toda la estructura 3D, potenciando que los condrocitos mantengan su fenotipo, así como permitiendo entrada de nutrientes y eliminación de desechos metabólicos. Se estudió el efecto de la hidrofilicidad y de la arquitectura de poro. Se cuantificó la viabilidad celular, la proliferación y la expresión de agrecano. Cuando los condrocitos humanos se cultivaron en sustratos poliméricos donde los grupos hidrófilos se distribuyeron de manera homogénea, la adhesión, la proliferación y la viabilidad disminuyó con el contenido de grupos hidrófilo. Sin embargo, los copolímeros en los que los dominios hidrófilos e hidrófobos se alternaban mostraron mejores resultados que los homopolímeros correspondientes. Se sintetizaron series de scaffolds bioestables y series biodegradables con diferente hidrofilicidad y porosidad utilizando plantillas de microesferas sinterizadas. Se obtuvieron arquitecturas de poros regulares y reproducibles. Las células colonizaron el scaffold en su totalidad cuando los poros y la interconexión entre ellos era lo suficientemente grande. Se evaluó la rediferenciación condrogénica de condrocitos autólogos humanos, previamente expandidos en monocapa, sembrados en un scaffold biodegradable de policaprolactona (PCL). Se demostró que los condrocitos cultivados en scaffolds de PCL con medio sin suero bovino fetal (FBS), se rediferenciaban de manera eficiente; expresando un fenotipo condrocítico, caracterizado por su capacidad de sintetizar proteínas de la MEC específicas de cartílago hialino. Se estudió la influencia de la hidrofilicidad y la conectividad de los poros de los scaffolds de caprolactona sobre la adhesión de los condrocitos a las paredes de los poros, su capacidad proliferativa y la composición de MEC sintetizada. Se observó que un mínimo de 70% de porosidad era necesario para permitir la siembra de los condrocitos en el scaffold y su posterior viabilidad. El número de células aumentaba a medida que aumentaba la porosidad del scaffold. Los resultados sugieren que parte de las células que se adherían a las paredes internas de los poros mantenían el fenotipo desdiferenciado de condrocitos cultivados en monocapa, mientras que otros se rediferenciaban. En conclusión, los resultados de esta tesis aportan un avance en el campo de la regeneración de cartílago articular utilizando técnicas de IT. Los estudios realizados proporcionan directrices sobre la composición, la porosidad y la hidrofilicidad más adecuada para l / [CA] El cartílag articular és un teixit format per condròcits envoltats per una densa matriu extracel·lular (MEC). La MEC es compon principalment de col·lagen tipus II i de proteoglicans. La funció principal del cartílag articular és proporcionar una superfície lubricada a les articulacions. Les lesions en el cartílag articular són comuns i poden derivar en osteoartritis. El cartílag articular no té vasos sanguinis, nervis ni vasos limfàtics i, per tant, té una capacitat limitada d'auto-reparació. L'enginyeria tissular (IT) és una àrea prometedora en la regeneració del cartílag. A la IT s'utilitzen "bastiments" (scaffolds) tridimensionals (3D) com a suports per al cultiu cel·lular i tissular. Els scaffolds proporcionen una estructura que facilita l'adhesió i l'expansió dels condròcits, mantenint un fenotip condrocític limitant la seua desdiferenciació; que és el major problema en els sistemes bidimensionals (2D). L'adhesió cel·lular als scaffolds depèn de les característiques físiques i químiques de la superfície (morfologia, rigidesa, contingut d'aigua en equilibri, tensió superficial, hidrofilicitat i presència de càrregues elèctriques). L'objectiu general d'aquesta tesi va ser estudiar la influència de diferents tipus de biomaterials en la resposta dels condròcits en cultiu in vitro. Els scaffolds han de tindre una estructura porosa interconnectada per a permetre el desenvolupament cel·lular a través de tota l'estructura 3D, potenciant que els condròcits mantinguen el seu fenotip així com permetent l'entrada de nutrients i l'eliminació de productes metabòlics. S'ha estudiat l'efecte de la hidrofilicitat i de l'arquitectura de porus dels scaffolds. Es va quantificar la viabilitat cel·lular, la proliferació i l'expressió de agrecà. Quan els condròcits humans es van cultivar en substrats polimèrics en els quals els grups hidròfils es van distribuir de manera homogènia, l'adhesió, la proliferació i la viabilitat van disminuir amb el contingut de grups hidròfils. No obstant això, els copolímers en els quals els dominis hidròfils i hidròfobs s'alternaven van mostrar millors resultats que els homopolímers corresponents. Es van sintetitzar sèries de scaffolds bioestables i sèries biodegradables amb diferent hidrofilicitat i porositat utilitzant plantilles de microesferes sinteritzades. Es van obtindre arquitectures de porus regulars i reproduïbles. Les cèl·lules van colonitzar el scaffold en la seua totalitat quan els porus i la interconnexió entre ells era suficientment gran. Es van avaluar la rediferenciació condrogènica de condròcits autòlegs humans, prèviament expandits en monocapa, en un scaffold biodegradable de policaprolactona (PCL). Es va demostrar que els condròcits cultivats en scaffolds de PCL sense sèrum boví fetal (FBS) es rediferenciaven de manera eficient, expressant un fenotip condrocític caracteritzat per la seua capacitat de sintetitzar proteïnes de la MEC específiques de cartílag hialí. També es va estudiar la influència de la hidrofilicitat i la connectivitat dels porus dels scaffolds de caprolactona sobre l'adhesió dels condròcits a les parets dels porus, la seua capacitat proliferativa i la composició de MEC sintetitzada. Es va observar que un mínim del 70% de porositat sembla ser necessari per permetre la sembra dels condròcits i la seua posterior viabilitat en el scaffold. El nombre de cèl·lules augmentava a mesura que augmentava la porositat del scaffold. Els resultats suggereixen que part de les cèl·lules que s'adherien a les parets internes dels porus mantenien el fenotip desdiferenciat de condròcits cultivats en monocapa, mentre que altres es rediferenciaven. En conclusió, els resultats d'aquesta tesi proporcionen informació valuosa en el camp de la regeneració de cartílag utilitzant tècniques d'IT. Els estudis realitzats proporcionen directrius sobre la composició, la porositat i la hidrofilicitat m / Pérez Olmedilla, M. (2015). Tissue engineering techniques to regenerate articular cartilage using polymeric scaffolds [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58987

[EN] The development and optimization of new combustion modes is nowadays an important research field, to reduce the pollutant emissions of the reciprocating internal combustion engines. Their development requires the use of a wide variety of experimental and theoretical tools, which make it possible to know and understand their fundamentals. In this context the main objective of this Thesis is framed: the development and optimization of measuring and visualization techniques, to reach the level of accuracy and detail required for current and future studies of that kind. The work has been based on the characterization of the diesel diffusion combustion to be able to focus the study on the methodological part, thanks to the extensive knowledge available on this combustion mode. The work has been divided in two main blocks. The first one is focused on the characterization of evaporation and air-fuel mixture formation processes. For this purpose, a new technique has been developed and applied, based on the light absorption by the fuel molecules (UV-VIS LAS), which allows measuring the vapour fuel local concentration within a diesel spray. It has been optimized to be applied under operating conditions similar to those found in a compression ignition engine with fuels whose optical properties are not optimal, but which are interesting for research due to its simplicity. Moreover, a new methodology has been developed for measuring the absorption coefficient of the fuels, under similar operating conditions (i.e. pressure and temperature) than those found within the combustion chamber of a compression ignition engine. Results have been analysed in detail, to be able to define the limitations and reliability of the methodology proposed. The second block corresponds to the characterization of the combustion process and the soot formation. For this purpose, a complex optical set-up has been developed which made it possible to simultaneously apply the three most used techniques that can be found in literature for soot measuring within a diesel flame: Laser Extinction Method, 2-Colour Pyrometry and Laser-Induced Incandescence. Results obtained by means of the three techniques have been compared in detail, not only to identify the main advantages and drawbacks of each technique, but also their reliability under different operating conditions. / [ES] El desarrollo y optimización de nuevos modos de combustión constituye actualmente un campo importante de investigación, para reducir la emisión de contaminantes en motores de combustión interna alternativos. Su desarrollo requiere del uso de gran variedad de herramientas experimentales y teóricas, que permitan conocer y comprender sus fundamentos. En este contexto se enmarca el objetivo principal de esta Tesis: la mejora y el desarrollo de técnicas de visualización y medida, para alcanzar el nivel de detalle y la precisión requeridos para estudios actuales y futuros de esta índole. El trabajo se ha basado en la caracterización de la combustión diésel por difusión para poder centrar el estudio en la parte metodológica, gracias al amplio conocimiento disponible sobre este modo de combustión. El trabajo se ha dividido en dos apartados principales. El primero de ellos se centra en la caracterización de los procesos de evaporación y formación de la mezcla aire-combustible. Para ello, se he desarrollado y puesto en práctica una técnica basada en la absorción de luz por parte de las moléculas de combustible (UV-VIS LAS), que permite medir la concentración local de combustible evaporado en el seno de un chorro diésel. Esta ha sido optimizada para ser aplicada en condiciones de operación semejantes a las de un motor de encendido por compresión con combustibles cuyas propiedades ópticas no son óptimas, pero que son de gran interés para investigación dada su simplicidad. Además, se ha desarrollado una metodología para la medida del coeficiente de absorción de los combustibles, bajo las mismas condiciones de operación (presión y temperatura) que las que se dan en la cámara de combustión de un motor de encendido por compresión. Los resultados obtenidos se han analizado con detalle, para poder definir los límites y la fiabilidad de la metodología propuesta. El segundo apartado corresponde a la caracterización del proceso de combustión y la formación de hollín. Para ello, se ha desarrollado un montaje óptico complejo que ha permitido aplicar de forma simultánea las tres técnicas más utilizadas en la literatura para la medida del hollín en una llama diésel: Método de Extinción Láser, Pirometría 2-Colores e Incandescencia Inducida por Láser. Los resultados obtenidos mediante las tres técnicas han sido comparados detalladamente, no sólo para identificar las principales ventajas e inconvenientes de cada técnica, sino también la fiabilidad de las mismas para distintas condiciones de operación. / [CA] El desenvolupament y optimització de nous modes de combustió constitueixen actualment un camp important d'investigació, para reduir la emissió de contaminants en motors de combustió internat alternatius. El seu desenvolupament requereix del us de gran varietat de ferramentes experimentals i teòriques, que permeten conèixer i comprendre els seus fonaments. En este context s'emmarca l'objectiu principal d'esta tesi: la millora i el desenvolupament de tècniques de visualització i mesura, per a conseguir el nivell de detall i la precisió requerits per a estudis actuals i futurs d'esta índole. El treball s'ha basat en la caracterització de la combustió dièsel per difusió per a poder centrar l'estudi en la part metodològica, gràcies a l'ampli coneixement disponible sobre este mode de combustió. El treball s'ha dividit en dos apartats principals. El primer d'ells se centra en la caracterització dels processos d'evaporació i formació de la mescla aire-combustible. Per això, s'ha desenvolupat i posat en pràctica una tècnica basada en la absorció de llum per part de les molècules de combustible (UV-VIS LAS), que permet mesurar la concentració local de combustible evaporat en el si d'un esprai dièsel. Esta ha sigut optimitzada per a ser aplicada en condicions d'operació semblants a les d'un motor d'encesa per compressió i combustibles amb propietats òptiques que no son les òptimes, però els quals són de gran interés en investigació donada la seua simplicitat. A més, s'ha desenvolupat una metodologia per a la mesura del coeficient d'absorció dels combustibles, a les mateixes condicions d'operació (pressió i temperatura) que les que es donen en la cambra de combustió d'un motor d'encesa per compressió. Els resultats obtinguts s'han analitzat amb detall, per a poder definir els límits i la fiabilitat de la metodologia proposada. El segon apartat correspon a la caracterització del procés de combustió i la formació de sutja. Per a això, s'ha desenvolupat un muntatge òptic complex que permés aplicar de forma simultània les tres tècniques més utilitzades en la literatura per a la mesura de la sutja en una flama dièsel: Mètode d'Extinció Làser, Pirometria 2-Colors i Incandescència Induïda per Làser. Els resultats obtinguts per mitjà de les tres tècniques han sigut comparats detalladament, no sols per a identificar els principals avantatges i inconvenients de cada tècnica, sinó també la fiabilitat d'aquestes per a distintes condicions d'operació. / Micó Reche, C. (2015). DEVELOPMENT OF MEASUREMENT AND VISUALIZATION TECHNIQUES FOR CHARACTERIZATION OF MIXING AND COMBUSTION PROCESSES WITH SURROGATE FUELS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58991

[EN] Since the last two decades of the XX century and still nowadays the automotive industry has resorted to the very understanding of the combustion process. Regarding the Diesel engine many contributions has been built from the machine itself or test rigs that simulate real operating conditions. Based on that, the use of non-intrusive optical techniques has propelled the understanding of Diesel combustion phenomena, and extended conceptual models as Dec stablishes the Diesel flame morphology from the visualization of the injection/combustion process. From such combustion process picture, a review of the current state of the art has been done in order to assess on the still remain questions of the injection/combustion areas open to knowledge contribution. In that sense, it has been identified that Diesel flame transient evolution turns contradictory either on the final penetration result or the difficulties involved with reacting spray studies. While the quantification of the soot and its temperature in diffusive conditions might be related with high uncertainties of the experimental set-up, i.e. with the final result. The approach of this thesis is experimental; therefore, it considers the experimental conditions to ideally address the investigation with two main optical techniques, schlieren visualization and the two color method. Regarding the first one, the solution to saturation of the camera sensor enabled a reliable penetration on the reacting spray penetration. This technique added value has helped to evaluate two different test rigs in order to define the ideal environment (optical technique + test rig) to better describe the reacting spray. Regarding two color thermometry, experimental calibration has helped to define the basis to obtain a spatial relationship of images with different spectral information and to significantly improve the technic results. As a result, using standard techniques to investigate lift-off length of diffusion flames has helped to establish that the schlieren image with temporal resolution is feasible from the radial expansion in the auto-ignition area. Schlieren results: penetration, inert and reactive spray angle and lift-off have supported the description of the evolution of penetration flame phases, which compared with an inert jet have been modified by the establishment of the combustion. Depending on the radial and axial flame expansion the process description can be modified according to the variation of combustion conditions. Although, in the overall description framework the 5 stages of penetration: inert, self-ignition and expansion, stabilization, acceleration and quasi stationarity are kept. On the other hand, research on competing fuels in the formation of soot as n-heptane and Diesel, has helped to establish the sensitivity of soot indicators under different operating conditions evaluated in an optical engine. As an overall, understanding the evolution of the flame front penetration and soot formation in diffusive flames provides an extensive data with which it is possible to feed complex calculation models as the CFD and thus, provide additional elements for comprehending the radial and axial flame expansion processes; something that in the present work has been analyzed only from the macroscopic point of view document. / [ES] A lo largo de las dos últimas décadas del final del siglo XX y aún hasta la actualidad la industria de automoción ha recurrido al entendimiento de los procesos que gobiernan el proceso de combustión. En el caso del motor Diesel, muchos son los aportes que se han construido en tal sentido a partir de estudios sobre el motor propiamente dicho o a través de herramientas que simulan las condiciones de operación de este. Con ello, la introducción de medidas no intrusivas de carácter óptico ha impulsado el entendimiento del fenómeno de combustión Diesel. Conceptos tan amplios como el Dec establecen la morfología de la llama Diesel generados a partir de la visualización del proceso de inyección/combustión. A partir de esta fotografía del proceso de combustión, se ha hecho un revisión de cuál es el estado del arte actual con la finalidad de identificar los aspectos de inyección y combustión que en la literatura permanecen aún abiertos al aporte de conocimiento. En ese sentido, se ha identificado que el conocimiento de la evolución transitoria de llamas Diesel resulta contradictoria, bien por el resultado final de penetración o por la dificultad planteada al estudiar chorros reactivos. Mientras que en condiciones de combustión por difusión, la cuantificación del hollín y su temperatura parece estar relacionada con un alta incertidumbre asociada al desarrollo experimental, en sí, con el resultado final. El enfoque de esta tesis es experimental, y por tanto se plantean las condiciones experimentales para afrontar de manera idónea la investigación con dos técnicas ópticas principales, la visualización schlieren y la termometría de dos colores. Respecto a la primera, la solución al fenómeno de saturación de sensores de cámara de visualización ha permitido establecer una medida fiable de la penetración del chorro reactivo. Este valor agregado a la técnica, ha permitido evaluar dos instalaciones disponibles en el grupo de investigación donde se ha desarrollado la investigado y definir el entorno experimental técnica + instalación ideal para la descripción de evolución transitoria de la llama. Respecto a la termometría de dos colores, la puesta a punto experimental ha permitido establecer las bases para establecer una relación espacial de imágenes con información espectral diferente y mejorar sensiblemente el resultado de la técnica. Como resultados, el apoyo en técnicas estándar para la investigación de la longitud de lift-off de llamas de difusión, ha permito establecer comparativamente que la medida a partir de la imagen de schlieren con resolución temporal es factible a partir de la expansión radial en la zona de autoencendido. Los resultados de schlieren: penetración, ángulo de chorro inerte/reactivo y el lift-off han apoyado la descripción de las fases de la evolución de le penetración de llama, que en comparación con un chorro-inerte se ha visto modificada por el establecimiento de la combustión. Dependiendo de la expansión radial y axial de la llama la descripción del proceso puede modificarse según varían las condiciones de combustión, aunque el marco global de la descripción se mantienen las 5 fases de penetración: Inerte, autoencendido y expansión, estabilización, aceleración y cuasi estacionalidad. Por otra parte, la investigación sobre combustibles contrapuestos en la formación de hollín como el n-Heptano y Diesel, han permitido establecer la sensibilidad de indicadores de la cantidad de hollín y su en diferentes condiciones de operación evaluadas en un motor óptico. En conjunto, el entendimiento de la evolución del penetración del frente y de llama y la formación de hollín en llamas difusivas provee de una matriz de ensayos extensa con la cual es posible alimentar modelos de cálculos complejos como el CFD y así, proporcionar elementos adicionales para el entendimiento de los procesos de expansión radial y axial de la llama. Algo que en e / [CA] Al llarg de les dues últimes dècades del final del segle XX i encara fins a l'actualitat la indústria d'automoció ha recorregut a l'enteniment dels processos que governen el procés de combustió. En el cas del motor Diesel, molts són les aportacions que s'han construït en aquest sentit a partir d'estudis sobre el motor pròpiament dit o a través d'eines que simulen les condicions d'operació d'aquest. Amb això, la introducció de mesures no intrusives de caràcter òptic ha impulsat l'enteniment del fenomen de combustió dièsel. Models conceptuals tan amplis com el de Dec estableixen la morfologia de la flama Diesel generats a partir de la visualització del procés d'injecció / combustió. A partir d'aquesta fotografia del procés de combustió, s'ha fet un revisió de quin és l'estat de l'art actual amb la finalitat d'identificar els aspectes d'injecció i combustió que en la literatura romanen encara oberts a l'aportació de coneixement. En aquest sentit, s'ha identificat que el coneixement de l'evolució transitòria de flames Diesel resulta contradictòria, bé pel resultat final de penetració o per la dificultat plantejada en estudiar dolls reactius. Mentre que en condicions de combustió per difusió, la quantificació del sutge i la seva temperatura sembla estar relacionada amb una alta incertesa associada al desenvolupament experimental, en si, amb el resultat final. L'enfocament d'aquesta tesi és experimental, i per tant es plantegen les condicions experimentals per afrontar de manera idònia la investigació amb dues tècniques òptiques principals, la visualització schlieren i la termometria de dos colors. Respecte a la primera, la solució al fenomen de saturació de sensors de cambra de visualització ha permès establir una mesura fiable de la penetració del doll reactiu. Aquest valor afegit a la tècnica, ha permès avaluar dues instal·lacions disponibles en el grup de recerca on s'ha desenvolupat el treball i definir l'entorn experimental tècnica + instal·lació ideal per a la descripció d'evolució transitòria de la flama. Respecte a la termometria de dos colors, la posada a punt experimental ha permès establir les bases per establir una relació espacial d'imatges amb informació espectral diferent i millorar sensiblement el resultat de la tècnica. Com a resultats, el suport en tècniques estàndard per a la recerca de la longitud de lift-off de flames de difusió, ha permès establir comparativament que la mesura a partir de la imatge de schlieren amb resolució temporal és factible a partir de l'expansió radial en la zona d'autoencesa. Els resultats de schlieren: penetració, angle de doll inert / reactiu i lift-off han donat suport a la descripció de les fases de l'evolució de la penetració de flama, que en comparació amb un doll inert s'ha vist modificada per l'establiment de la combustió. Depenent de l'expansió radial i axial de la flama la descripció del procés pot modificar-se segons varien les condicions de combustió, tot i que en el marc global de la descripció es mantenen les 5 fases de penetració: Inert, autoencesa i expansió, estabilització, acceleració i quasi estacionalitat . D'altra banda, la investigació sobre combustibles contraposats en la formació de sutge com el n-heptà i Diesel, han permès establir la sensibilitat d'indicadors de la quantitat de sutge i la seva en diferents condicions d'operació avaluades en un motor òptic. En conjunt, l'enteniment de l'evolució del penetració del front de flama i la formació de sutge en flames difusives proveeix d'una matriu d'assajos extensa amb la qual és possible alimentar models de càlculs complexos com el CFD i així, proporcionar elements addicionals per l'enteniment dels processos d'expansió radial i axial de la flama. Una cosa que en aquest document s'ha analitzat només des del punt de vista macroscòpic. / Briceño Sánchez, FJ. (2016). APORTACIONES AL ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN TRANSITORIA DE LLAMAS DE DIFUSIÓN DIESEL [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61485

[EN] Predicting thermal comfort perceived during wearing protective clothing is important especially for the head as it is one of the most sensitive body parts to heat. Since helmets typically induce an additional thermal insulation that impairs the heat dissipation from the head, a special attention should be drawn to a heat strain leading to a decrease of the cognitive performance and to adverse health effects. Thermal manikins allow systematic analysis of the heat and mass transfer properties of protective clothing. However, this methodology does not provide sufficient information about the local and the whole body human physiological response in different cases of use. The prediction of the physiological state of the body is provided by a thermophysiological model. However, they are not capable of accounting for complex heat and mass exchange processes at the skin surface when the clothing is worn. Thermal devices could measure the overall effect of these processes when wearing the given actual gear and being exposed to the surrounding environment. Several attempts to couple thermal manikins with physiological models have been undertaken, however, the partial coupling of a body part manikin with a physiological model has not been addressed so far. Hence, the aim of this work was to develop a novel thermophysiological human head simulator for headgear evaluation based on the coupling of a thermal head manikin with a thermophysiological model. This method would be able to realistically reproduce the effect of clothing on the heat and mass transfer from the head's skin to the environment. A thermal head manikin with a dedicated segmentation for headgear testing was evaluated for the thermophysiological human head simulator. This head manikin showed consistent when compared to previously published data of a less segmented head manikin and the more detailed investigation of the local heat transfer at head brought additional information regarding the contribution of the local design characteristics of the headgear to the overall heat exchange. The thermal head manikin was evaluated in the most demanding scenarios according to the human physiology. It was possible to consistently define four head parts, namely, forehead, cranial, face and neck parts. When heterogeneous surface temperature distribution was applied on the head manikin, the gradients between head parts could compromise the precision of skin temperature prediction at forehead and face. The passive heating and cooling responsiveness of the head manikin did not present any limitation for simulating sudden temperature step changes. However, when the manikin heating and cooling processes were modulated by the PI control with default settings, the time needed to reach the temperature set point was larger than the time required by the human physiology. The thermophysiological model was validated for prediction of global and local skin temperatures by comparing simulations against human experimental data in a wide range of conditions. The physiological model showed a good precision in general when predicting core and mean skin temperature. A reduced precision was observed for some local skin temperatures. Finally, the thermal head manikin and the physiological model were coupled to build up the thermophysiological head simulator. The comparison of the prediction of the coupled system with human experimental data in several scenarios showed a good agreement for rectal and mean skin temperatures. However, some greater discrepancy was observed for forehead temperature in exposures in which participants were exercising in warm environments. The representation of the human sweat evaporation could be affected by a reduced evaporation efficiency and manikin sweat dynamics. The industry will benefit from this thermophysiological human head simulator, which will lead to the development of helmet designs with enhanced thermal comfort, and therefore, with higher acceptance by users / [ES] Poder predecir el confort térmico durante el uso de indumentaria de protección es muy relevante especialmente en el caso de la cabeza, ya que es una de las partes más sensibles del cuerpo al calor. Los cascos y otros elementos de protección frente a impactos incorporan un aislamiento adicional que di-ficulta la disipación de calor en la cabeza. Los maniquís térmicos permiten analizar de manera sistemática las propiedades de transferencia de calor y humedad de la indumentaria de protección. Sin embargo, esta metodología no permite inferir la respuesta fisiológica del usuario cuando utiliza la prenda. Existen modelos termofisiológicos que permiten predecir la respuesta térmica humana pero presentan algunas limitaciones cuando se representan los procesos de transferencia de calor y humedad a través de la ropa. En este caso, un maniquí térmico podría cuantificar el intercambio real de calor que se pro-duce con el ambiente térmico cuando se viste una determinada prenda. Existen experiencias en las que un maniquí de cuerpo completo ha sido acoplado con un modelo termofisiológico. Sin embargo, el acoplamiento de un maniquí que representa únicamente una parte del cuerpo con un modelo de la fisiología humana no ha sido llevado a cabo hasta ahora. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo ha sido desarrollar una nueva metodología para evaluar cascos y equipos de protección para la cabeza basándose en el acoplamiento de un maniquí térmico de cabeza con un modelo fisiológico. Un maniquí térmico de cabeza ha sido evaluado para ser acoplado con un modelo termofisiológico. Sus medidas fueron consistentes con resultados anteriormente publicados realizados con un maniquí en menos seccionado. Este nuevo maniquí introdujo información adicional sobre la contribución en particular de las distintas características de diseño del casco al intercambio de calor global. El maniquí térmico de cabeza fue evaluado en los escenarios más extremos identificados para la fisiología humana. Se pudo identificar cuatro partes en el sistema acoplado, frente, cráneo, cara y cuello. En el caso de simular una distribución heterogénea de temperatura, los gradientes generados entre las diferentes partes podrían comprometer la precisión en la predicción de la temperatura de la piel en la frente y la cara. La capacidad pasiva de calentamiento y enfriamiento del maniquí de cabeza no supuso ninguna limitación para simular los cambios súbitos de temperatura de la piel pero cuando el control PI del maniquí moduló los procesos de calentamiento y enfriamiento, el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de consigna fue mayor que el tiempo de reacción observado en la fisiología humana. Las predicciones de temperatura obtenidas con el modelo de la fisiología humana fueron validadas mediante la comparación con datos humanos experimentales. En general, el modelo mostró buena precisión para la predicción de la temperatura interna y la temperatura media de la piel. Sin embargo, la precisión observada fue menor para la predicción de algunas temperaturas locales. El maniquí térmico de cabeza y el modelo termofisiológico fueron acoplados. La comparación de las predicciones del sistema acoplado con datos humanos experimentales en diferentes escenarios mostró concordancia para la temperatura rectal y media de la piel. No obstante, se observó una mayor discrepancia en la predicción de la temperatura de la frente si se comparaba las simulaciones obtenidas con el modelo por sí solo y con el sistema acoplado en escenarios en los que los participantes realizaban actividad física ambientes cálidos. La representación de la evaporación del sudor humano en el sistema acoplado podría estar condicionada por una menor eficiencia en la evaporación y la respuesta dinámica de la sudoración del maniquí. La industria se podrá beneficiar de este sistema para avanzar en el desarrollo de nuevos productos que proporcionen / [CA] Poder predir el confort tèrmic durant l'ús d'indumentària de protecció es especialment rellevant en el cas del cap, ja que és una de les parts més sensibles del cos a la calor. Els cascs incorporen un aïllament adicional que dificulta la dissipació de la calor al cap. Aquest fet és particularment dramàtic quan l'estrès tèrmic afecta negativament a la funció cognitiva i té efectes negatius sobre la salut. Els maniquins tèrmics permeten analitzar de manera sistemàtica les propietats tèrmiques de la indumentària de protecció. No obstant, aquesta metodologia no permet inferir la resposta fisiològica de l'usuari quan utilitza la indumentària. En l'actualitat existixen models matemàtics que permeten predir l'estat fisiològic del cos humà però presenten algunes limitacions quan es tracta de simular els complexos processos de transferència de calor i humitat que ocorren amb roba. En aquest cas, un maniquí tèrmic podria quantificar l'intercanvi real de calor que es produïx en l'ambient tèrmic quan es porta una determinada roba. Existixen experiències prèvies en les que un maniquí de cos complet ha sigut acoblat en un model de la fisiologia humana. No obstant, l'acoblament d'un maniquí que representa únicament una part del cos en un model de la fisiologia humana no ha sigut dut a terme fins ara. Per tant, l'objectiu d'aquest treball es desenvolupar una nova metodologia per a evaluar cascs i indumentària de protecció per al cap basada en l'acoblament d'un maniquí tèrmic de cap amb un model fisiològic. Un maniquí tèrmic de cap ha sigut valorat per a ser acoplat en un model de la fisiologia humana. Les mesures del maniquí van ser consistents amb els resultats publicats en maniquís menys seccionats. Aquest maniquí tèrmic de cap introduix informació adicional sobre la contribució particular de les dife-rents característiques del disseny dels cascs a l'intercanvi de calor global. El maniquí tèrmic de cap ha sigut valorat en els escenaris més extrems identificats per la fisiologia hu-mana. Es van poder identificar quatre parts al sistema acoblat, front, crani, cara i coll. En el cas de simular una distribució heterogènia de temperatura en la superfície del maniquí de cap, els gradients generats entre les diferents parts podria comprometre la precisió en la predicció de la temperatura de la pell en el front i la cara. La capacitat passiva de calfament i refredament del maniquí de cap no va suposar ninguna limitació per simular els canvis sobtats de temperatura de la pell observats en la fisiologia humana. No obstant, quant el control PI del maniquí modulà els processos de calfament i refredament, el temps necessari per alcançar la temperatura de consigna va ser major que el temps de reacció observat en la fisiologia humana. Les prediccions de temperatura obtingudes en el model de la fisiologia humana previst per formar part del sistema acoblat van ser validades amb dades humanes experimentals. En general, el model va mostrar una bona precisió en la predicció de la temperatura interna i la temperatura mitjana de la pell. No obstant, la precisió va ser menor en la predicció de las temperaturas locals. El maniquí tèrmic de cap i el model de la fisiologia humana van ser acoblats. La comparació de les prediccions del sistema acoblat amb dades humanes experimentals mostraren concordança en el cas de la temperatura rectal i mitjana de la pell. No obstant, s'observà una major discrepància en la predicció de la temperatura del front quant es comparaven les simulacions obtingudes en el model per sí mateix i el sistema acoblat en escenaris en els quals els participants realitzaven activitat física en am-bients càlids. La representació de l'evaporament del suor humà en el sistema acoblat podria estar con-dicionada per una menor eficiència en l'evaporament. La indústria es podra beneficiar d'aquest sistema per a avançar en el desenvolupament de nous productes que proporcione / Martínez Guillamón, N. (2016). Multi-sector thermophysiological head simulator for headgear research [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61487