[ES] El continuo endurecimiento de las normativas que regulan las emisiones contaminantes de los motores de combustión ha obligado a su desarrollo ininterrumpido, buscando mejorar su consumo y reducir su impacto medioambiental. Esto ha provocado la introducción progresiva de sistemas de post-tratamiento de gases de escape en los motores de combustión a fin de limitar la emisión de sustancias contaminantes a la atmósfera. En el caso concreto de la emisión de partículas, se ha estandarizado el empleo de filtros de partículas de flujo de pared como solución tecnológica para el cumplimiento de las normativas vigentes tanto en motores diésel (DPF) como gasolina (GPF). Por el propio mecanismo de funcionamiento de estos filtros se produce una acumulación de hollín dentro y sobre sus paredes porosas. Esta acumulación tiene un gran efecto sobre el comportamiento fluidodinámico del filtro, afectando a la pérdida de presión y, de ahí, aumentando el consumo específico del motor. Por este motivo, y dada la limitada capacidad de acumulación del filtro, se realizan procesos de regeneración para eliminar las partículas de hollín almacenadas. Se recurre para ello a dos estrategias complementarias. Por un lado, se tienen las estrategias de regeneración activa, que se realizan de forma periódica, mediante un aporte externo de energía. De entre estas estrategias, el método más habitual es el uso de post-inyecciones de combustible. Por otro lado, existen estrategias pasivas, que conducen a la oxidación del hollín sin fuentes de energía externa y reducen la frecuencia de los eventos de regeneración activa. La definición de dichas estrategias, así como su control, requieren del uso de herramientas computacionales para lograr una mayor comprensión y permitir la optimización de estos procesos. En este contexto, la presente tesis doctoral ofrece una contribución al modelado de los procesos de regeneración. Parte importante de este trabajo ha consistido en el desarrollo y validación de un modelo de regeneración que se ha implementado en un modelo termofluidodinámico 1D de DPF ya existente. Esta herramienta se ha desarrollado proponiendo una definición detallada del mecanismo de oxidación de hollín, presentándose un análisis del efecto de las etapas que lo componen. El modelo propuesto también se ha adaptado para su uso en un modelo de valor medio de DPF, que junto al modelo de reactividad química de catalizadores de oxidación desarrollado en el contexto de esta tesis, ha sido empleado en el análisis de la influencia de la variación de los parámetros básicos de la estrategia de post-inyección sobre la regeneración del DPF. Por otra parte, es sabido que el balance entre las etapas de carga y regeneración del filtro determina la distribución de las partículas en su interior. Así, esta tesis se completa con un estudio acerca del efecto de la distribución de las partículas sobre el comportamiento del DPF y cómo la distribución no homogénea de las partículas en el filtro condiciona el proceso de regeneración activa, afectando también a las hipótesis a considerar para su correcto modelado. Como consecuencia de estos trabajos se ha definido un conjunto de herramientas computacionales que facilitan la comprensión de los procesos de regeneración y que son aplicables al amplio rango de casos de estudio considerados. / [CA] El continu enduriment de les normatives que regulen les emissions contaminants dels motors de combustió ha obligat al seu desenvolupament ininterromput, buscant millorar el seu consum i reduir el seu impacte mediambiental. Açò ha provocat la introducció progressiva de sistemes de post-tractament de gasos de fuga en els motors de combustió a fi de limitar l'emissió de substàncies contaminants a l'atmosfera. En el cas de l'emissió de partícules, s'ha estandarditzat l'utilització de filtres de partícules de flux de paret com a solució tecnològica per al compliment de les normatives vigents tant en motors dièsel (DPF) com gasolina (GPF). Pel propi mecanisme de funcionament estos filtres es produïx una acumulació de sutja dins i sobre les seues parets porosas. Esta acumulació té un gran efecte sobre el comportament fluidodinàmic del filtre, afectant la pèrdua de pressió i, d'aci, augmentant el consum específic del motor. Per este motiu, i per la limitada capacitat d'acumulació del filtre, es realitzen processos de regeneració per a eliminar les partícules de sutja emmagatzemades. Es recorre per a això a dos estratègies complemetaries. Per una banda, es tenen les estratègies de regeneració activa, que es realitzen de forma periòdica, per mitjà d'una aportació externa d'energia. D'entre estes estratègies, el mètode més habitual es l'ús de post-injeccions de combustible. D'altra banda, hi ha estratègies passives, que conduïxen a l'oxidació de la sutja sense fonts externes d'energia i reduïxen la freqüència dels esdeveniments de regeneració activa. La definició de les estratègies, així com el seu control, requerixen de l'ús de ferramentes computacionals per a aconseguir una mitjor comprensió i permetre l'optimització d'estos proccesos. En este context, la present tesi doctoral oferix una contribució al modelatge dels processos de regeneració. Part important d'este treball ha consistit en el desenvolupament i validació d'un model de regeneració que s'ha implementat en un model termofluidodinàmic 1D de DPF ja existent. Esta ferramenta s'ha desenvolupat proposant una definició detallada del mecanisme d'oxidació de sutja, presentant-se una anàlisi de l'efecte de les etapes que ho componen. El model proposat també s'ha adaptat per al seu ús en un model de valor mitjà de DPF, que junt amb el model de reactivitat química de catalitzadors d'oxidació desenvolupat en el context d'esta tesi, ha sigut empleat en l'anàlisi de la influència de la variació dels paràmetres bàsics de l'estratègia de post-injecció sobre la regeneració del DPF. D'altra banda, és sabut que el balanç entre les etapes de càrrega i regeneració del filtre determina la distribució de les partícules en el seu interior. Així, esta tesi es completa amb un estudi sobre l'efecte de la distribució de les partícules sobre el comportament del DPF i com la distribució no homogènia de les partícules en el filtre condiciona el procés de regeneració activa, afectant també les hipòtesis a considerar per al seu correcte modelatge. Com a conseqüència d'estos treballs s'ha definit un conjunt de ferramentes computacionals que faciliten la comprensió dels processos de regeneració i que són aplicables a l'ampli rang de casos d'estudi considerats. / [EN] The continuous tightening of emission regulations for internal combustion engines has forced their uninterrupted development, seeking to improve their fuel consumption and reduce their environmental impact. This fact has led to the progressive introduction of exhaust aftertreatment systems in combustion engines in order to limit the emission of polluting substances into the atmosphere. In the specific case of particle emission, the use of wall flow particle filters has been standardized as a technological solution to comply with current regulations both in diesel (DPF) and gasoline (GPF). The operating principle of these filters results in an accumulation of soot inside and on their porous walls. This accumulation has an important effect on the fluid-dynamic behavior of the filter, affecting the pressure drop and, hence, increasing the specific consumption of the engine. For this reason, and due to the limited accumulation capacity of the filter, regeneration processes are carried out to remove the stored soot particles, where two main strategies can be found. On the one hand, there are active regeneration strategies, that are performed periodically, through an external supply of energy. Among these strategies, the most common method is the use of post-injections. On the other hand, there are passive strategies that lead to soot oxidation without external energy sources and reduce the frequency of active regeneration events. The definition of the strategies, as well as their control, require the use of computational tools to achieve a comprehensive understanding and optimization of these processes. In this context, this doctoral thesis offers a contribution to the modeling of regeneration processes. An important part of this work was dedicated to the development and validation of a regeneration model that was implemented in an existing DPF thermofluid dynamic 1D model. This tool proposes a detailed definition of the soot oxidation mechanism, presenting an analysis of the effect of the steps that comprise it. The proposed model was also adapted for its use in a DPF mean value model and, together with the oxidation catalysts chemical reactivity model developed in the context of this thesis, has been used in the analysis of the influence of variation in the basic parameters of the post-injection strategy. Furthermore, it is known that the balance between the filter loading and regeneration stages determines the soot distribution. Thus, this thesis is completed with a study about the effect of the particle distribution on the behavior of the DPF and how the non-homogeneous distribution of the particles determines the active regeneration process, also affecting the hypotheses to be considered for its correct modeling. As a result of these studies, a set of computational tools was defined to allow the understanding of regeneration processes that are applicable in the wide range of case studies considered. / Sanchis Pacheco, EJ. (2019). Modelado de la oxidación del hollín en filtros de partículas diésel [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/120455

[ES] Las patologías óseas provocan en gran medida discapacidad física, siendo la regeneración de tejidos vivos uno de los campos más avanzados en Ingeniería de Tejidos. Consecuentemente, grandes esfuerzos se focalizan en el estudio de nuevos materiales bioabsorbibles para tratar remodelaciones de fracturas óseas. Es por ello que este trabajo se centra en estudiar las propiedades mecánicas y la interacción de las células en función de la hidrofobicidad y la química de diferentes polímeros bioabsorbibles comparados con polímeros no-bsorbibles. Por otro lado, cargas como Hidroxiapatita (HA) y Nanotubos de Haloisita (HNTs) se utilizaron para mejorar la afinidad, interacción y proliferación de células. Para ello, inicialmente se monitorizó el efecto de las cargas inorgánicas en las propiedades estructurales del polímero bioabsorbible Policaprolactona (PCL). Por lo tanto, se estudiaron las variaciones de propiedades térmicas y mecánicas de PCL provocadas por la adición de HA y HNTs. Este estudio preliminar permitió entender el efecto sinérgico entre el polímero y los grupos funcionales de las cargas inorgánicas, estableciendo el umbral de carga y optimizando el ratio de aditivación. En términos generales, se observó una mejora de las propiedades mecánicas cuando las dos cargas se utilizan simultáneamente. Asimismo, aprovechando la forma tubular de los HNTs, estos fueron utilizados como portadores de fármacos estudiando su habilidad para ser cargado con curcumina y su habilidad para liberar en un ambiente fisiológico. Conociendo por una parte la habilidad del HA de promover la formación de hueso nuevo compuesto por apatita y colágeno; y, por otra parte, que la HA y los HNTs alteran el comportamiento hidrofóbico de los polímeros; se estudiaron los cambios morfológicos provocados por la adición de HA y HNTs en dos familias de polímeros con químicas similares pero diferente hidrofobicidad. Por consiguiente, el poliéster hidrofóbico PCL se mezcló con ácido poliláctico (PLA) y se combinó con nanopartículas de HA y HNTs. Por otra parte, el altamente hidrofóbico poli(2-hidroxietil metacrilato (PHEMA) se copolimerizó con etil metacrilato (EMA) y se aditivó con HA y HNTs. Por lo tanto, la dispersión de cargas inorgánicas en las matrices poliméricas fue estudiada, además de la formación de hidroxiapatita en la superficie del polímero, y el rátio de degradación del PCL/PLA. Se observó que la introducción de HA en polímeros con carácter hidrofílico induce un alto ratio de nucleación de hidroxiapatita y de degradación de los polímeros bioabsorbibles. Sin embargo, los HNTs tienden a formar grandes agregados cuando el carácter hidrofílico del polímero aumenta, dando lugar a puntos de inicio de grietas y fallo del material. La culminación de este estudio se alcanzó mediante la monitorización de la viabilidad celular, proliferación y morfología de las células como efecto de la superficie química de los polímeros. La hidrofobicidad de la superficie del polímero afecta a la interacción de las células y esta se puede mejorar mediante la modificación del polímero con HA y HNTs. De ese modo, el incremento de la viabilidad celular con la adición de las dos cargas inorgánicas es inducido por la generación de nuevos centros reactivos de Ca2+ y PO4 3¿presentes en la HA, y los grupos silano (Si-OH) situados en la superficie de los HNTs. Por lo tanto, se observó que, en superficies hidrofóbicas, debido a un alto ratio de llegada de proteínas, estas compiten por el espacio dando lugar a interacciones pobres entre células y polímero mostrando una geometría celular redondeada. Sin embargo, en superficies hidrofóbicas al hallarse altamente solvatadas, las proteínas inicialmente encuentran mayor dificultad para llegar a la superficie, y con ello disponen de mayor espacio para organizarse y anclarse a la superficie, dando lugar a una mayor adhesión y proliferación de las cél / [CA] Les patologies òssies provoquen en gran mesura discapacitat física, sent la regeneració de teixits vius un dels camps més avançats en Enginyeria de Teixits. Per consegüent, grans esforços es focalitzen en l'estudi de nous materials bioabsorbibles per a tractar remodelacions de fractures òssies. És per això que aquest treball es focalitza a estudiar les propietats mecàniques i la interacció de les cèl·lules en funció de la hidrofobicitat i la química de diferents polímers bioabsorbibles comparats amb polímers no-absorbibles. D'altra banda, càrregues com Hidroxiapatita (HI HA) i Nano-tubs d'Hal·loysita (HNTs) es van utilitzar per a millorar l'afinitat, interacció i proliferació de cèl·lules. Per aquest motiu, inicialment es va monitoritzar l'efecte de les càrregues inorgàniques amb les propietats estructurals del polímer bioabsorbible Policaprolactona (PCL). Per tant, es van estudiar les variacions de propietats tèrmiques i mecàniques de PCL provocades per l'addició de HA i HNTs. Aquest estudi preliminar va permetre entendre l'efecte sinèrgic entre el polímer i els grups funcionals de les càrregues inorgàniques, establint el llindar de càrrega i optimitzant la ràtio d'aditivación. En termes generals, es va observar una millora de les propietats mecàniques quan les dues càrregues s'utilitzen simultàniament. Així mateix, aprofitant la forma tubular dels HNTs, aquests van ser utilitzats com a portadors de fàrmacs estudiant la seva habilitat per a ser carregat amb cúrcuma i la seva habilitat per a alliberar en un ambient fisiològic. Coneixent d'una banda l'habilitat de l¿HA de promoure la formació d'os nou compost per apatita i col·lagen; i, d'altra banda, que l¿HA i els HNTs alteren el comportament hidrofòbic dels polímers; es van estudiar els canvis morfològics provocats per l'addició de HA i HNTs en dues famílies de polímers amb químiques semblants però diferent hidrofobicitat. Per consegüent, el polièster hidrofòbic PCL es va mesclar amb àcid poliláctic (PLA) i es va combinar amb nanopartícules de HA i HNTs. D'altra banda, l'altament hidrofòbic poli (2-hidroxietil metacrilat (PHEMA) és va copolimeritzar amb etil metacrilat (EMA) i s'additivà amb HA i HNTs. Per tant, la dispersió de càrregues inorgàniques en les matrius polimèrica va ser estudiada, a més de la formació d¿hidroxiapatita en la superfície del polímer, i la ràtio de degradació del PCL/PLA. Es va observar que la introducció de HA en polímers amb caràcter hidrofílic indueix un alt ràtio de nucleació de hidroxiapatita i de degradació dels polímers bioabsorbibles. No obstant això, els HNTs tendeixen a formar grans agregats quan el caràcter hidrofílic del polímer augmenta, donant lloc a punts d'inici de clavills i fallada del material. La culminació d'aquest estudi es va aconseguir per mitjà del monitoratge de la viabilitat cel·lular, proliferació i morfologia de les cèl·lules com a efecte de la superfície química dels polímers. La hidrofobicitat de la superfície del polímer afecta la interacció de les cèl·lules i aquesta es pot millorar per mitjà de la modificació del polímer amb HA i HNTs. D'aquesta manera, l'increment de la viabilitat cel·lular amb l'addició de les dues càrregues inorgàniques és induït per la generació de nous centres reactius de Ca2+ i PO4 3¿ presentes en l'HA, i els grups silanol (Si-OH) situats en la superfície dels HNTs. Per tant, es va observar que en superfícies hidrofòbiques, a causa d'un alt ràtio d'arribada de proteïnes, aquestes competeixen per l'espai donant lloc a interaccions pobres entre cèl·lules i polímer mostrant una geometria cel·lular arredonida. No obstant això, en superfícies hidrofòbiques al trobar-se altament solvatades, les proteïnes inicialment troben més dificultat per a arribar a la superfície, i amb això disposen de major espai per a organitzar-se i ancorar-se a la superfície, donant lloc a una ma / [EN] Bone pathology entails an important average of physical disability, being bone tissue regeneration one of the most actively researched fields in Tissue Engineering. Accordingly, large efforts are focused on the research of novel bioabsorbable materials as a prosthesis with stiffness values similar to that of the host tissue capable of fulfilling the requirements for bone fracture remodelling. This work is focused on studying mechanical properties and cell interaction as a function of the chemical structure and hydrophobicity of different bioabsorbable polymers compared with non-absorbable polymers. Hydroxyapatite (HA) and Halloysite nanotube (HNTs) were used as fillers in order to grant better cell attachment, proliferation and differentiation along with hydrophobicity behaviour. For this end, it was aimed to firstly monitor the effects of bioactive fillers on the structural properties of bioabsorbable Polycaprolactone (PCL). Thus, mechanical and thermal properties of PCL were studied by modifying the additivation percentage of the bioactive fillers HA and HNTs. This preliminary study allowed to understand the synergic effect among the polymeric matrix and the functional groups present on the additives chemical structure by establishing the additivation threshold and optimizing the additivation rate. In general terms, a noticeable improvement of mechanical properties was achieved with the simultaneous addition of the two fillers. Additionally, taking advantages of the HNTs nano-tubular shape, those were studied as drug carrier structures and their loading and release ability with curcumin was monitored. Knowing in one side that HA promotes the formation of a layer of new bone composed of biological apatite and collagen; and in the other side, that HA and HNTs alter hydrophobicity behaviour; morphological properties supplied by both fillers were studied and compared among different pairs of polymers with similar chemical natures but different hydrophobicity. Accordingly, the hydrophobic polyester PCL was modified by its blending with Polylactic acid (PLA) and combined with HA nanoparticles and HNTs. On the other hand, the hydrophilic poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) was copolymerized with ethyl methacrylate (EMA) and also combined with HA and HNTs. Thus, the effect of both fillers was studied on Hydroxyapatite nucleation, distribution of the fillers into the polymeric matrices and PCL/PLA degradation rate. Therefore, it was observed that introduction of HA in polymers with moderately hydrophilic character induce a higher rate of hydroxyapatite nucleation and a faster degradation rate. However, HNTs tends to form big aggregates when the hydrophilic character increases, driving to crack initiation sites and failure of the material. The completion of this study was accomplished by means of monitoring cell viability, proliferation, and morphology on the two pairs of polymers varying the polymer's chemical surface by blending hydrophilic and hydrophobic polymers, copolymerizing monomers of opposite natures, and/or loading the polymer matrix with nanoparticles such as HA or HNTs. Polymer surface wettability is known to affect cell attachment and can be enhanced by modifying the polymer with HA and HNT. In this way, improvement in cell viability with the addition of HA and HNTs was observed due to the generation of new reactive sites with Ca2+ and PO4 3¿ groups present in HA, and silanol groups (Si-OH) located at the surfaces of HNTs. Thus, it was concluded that on hydrophobic materials, due to a faster arrival rate of proteins, those compete for surface absorption driving to low interaction sites between cells and polymer surface showing a round shape. However, on hydrophilic materials, the highly solvated surface at initial stage limits protein arrival and allowed protein rearrangement and spreading over the surface promoting cell adhesion and proliferation with better cytoskeleton spreading. / Torres Roca, E. (2019). "Halloysite nanotubes/hydroxyapatite nanocomposites as hard tissue substitutes: effect on the morphology, thermomechanical behavior and biological development of aliphatic polyesters and polymethacrylates" [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/125709

Tesis por compendio / [ES] El empuje actual de las normativas de emisiones y una conciencia social cada vez más crítica en este aspecto, ha llevado a la industria automotriz a elevar sus estándares en eficiencia a cimas nunca antes vistas. Con el mayor peso de las nuevas normativas puesto sobre los vehículos Diesel, la presión ejercida sobre esta tecnología es, si cabe, aún más crítica. Dada la necesidad de mantener este tipo de plantas propulsivas en determinadas aplicaciones, como son el transporte terrestre pesado, maquinaria o en el transporte marítimo, es también necesario mantener su desarrollo. Como parte fundamental de los motores Diesel, el sistema de inyección interviene directamente en la generación de la energía. La mejora y optimización de su funcionamiento repercute sobre la cadena de eficiencias del sistema. Esta tesis pretende contribuir al desarrollo de las plantas propulsivas Diesel en este aspecto y, concretamente, en el estudio de las geometrías de toberas Diesel de inyección directa. A lo largo del texto, este tipo de geometrías son estudiadas tanto desde la perspectiva del flujo interno como del flujo externo. Los estudios combinan modelos numéricos Eulerianos (para flujo interno o interno-externo acoplado), modelos Lagrangianos discretos (para el estudio del chorro), junto con medidas experimentales diversas que avalan los análisis ejecutados. La exploración de las geometrías propuestas no queda acotada solamente a formas circulares, más convencionales, sino que también se ha extendido a toberas de morfologías más innovadoras como son las elípticas. Las metodologías presentadas demuestran ser eficaces en el estudio de estos sistemas y una herramienta a tener en cuenta en la mejora de su diseño. Los distintos resultados obtenidos defienden, además, como la geometría de la tobera es un condicionante del desarrollo posterior de la mezcla y puede ser utilizada como elemento de optimización de la misma. / [CA] L'actual impuls de les normatives d'emissions i una consciència social cada vegada més crítica en aquest aspecte ha portat a la indústria automobilística a elevar els seus estàndards d'eficiència a cotes mai vistes abans. Amb el major pes de les noves normatives imposades als vehicles dièsel, la pressió exercida sobre aquesta tecnologia és, si cap, encara més crítica. Donada la necessitat de mantenir aquest tipus de plantes propulsives en determinades aplicacions, com el transport terrestre pesat, maquinària o el transport marítim, és també necessari mantenir el seu desenvolupament. Com a part fonamental dels motors dièsel, el sistema d'injecció intervé directament en la generació d'energia. La millora i optimització del seu funcionament repercuteix en la cadena d'eficiències del sistema. Aquesta tesi pretén contribuir al desenvolupament de les plantes propulsives dièsel en aquest aspecte i, concretament, en l'estudi de les geometries de bussons dièsel d'injecció directa. Al llarg del text, aquest tipus de geometries són estudiades tant des de la perspectiva del flux intern com del flux extern. Els estudis combinen models numèrics Eulerians (per a flux intern o intern-extern acoblat), models Lagrangians discrets (per a l'estudi del corrent), juntament amb mesures experimentals diverses que avalen els anàlisis realitzats. L'exploració de les geometries proposades no queda acotada només a formes circulars, més convencionals, sinó que també s'ha estès a bussons de morfologies més innovadores com les el·líptiques. Les metodologies presentades demostren ser eficaces en l'estudi d'aquests sistemes i una eina a tenir en compte en la millora del seu disseny. Els diferents resultats obtinguts també argumenten que la geometria del busó és un condicionant del desenvolupament posterior de la barreja i pot ser utilitzada com a element d'optimització de la mateixa. / [EN] The current push for emissions regulations and an increasingly critical social awareness in this regard has led the automotive industry to raise its efficiency standards to unprecedented heights. With greater emphasis on new regulations placed on Diesel vehicles, the pressure on this technology is even more critical. Given the need to maintain such propulsion systems in specific applications like heavy land transport, machinery, or maritime transportation, it is also necessary to continue their development. As a fundamental part of Diesel engines, the injection system directly affects energy generation. Improving and optimizing its operation has an impact on the overall efficiency of the system. This thesis aims to contribute to the development of Diesel propulsion systems in this regard, specifically in the study of direct injection Diesel nozzle geometries. Throughout the text, these types of geometries are examined from both internal and external flow perspectives. The studies combine Eulerian numerical models (for internal or coupled internal-external flow), discrete Lagrangian models (for jet analysis), along with various experimental measurements that support the conducted analyses. The exploration of proposed geometries is not limited to conventional circular shapes but has also extended to more innovative morphologies such as elliptical nozzles. The presented methodologies prove to be effective in studying these systems and serve as a valuable tool in improving their design. The different results obtained also argue that nozzle geometry is a determining factor in the subsequent mixture development and can be used as an optimization element for it. / Las investigaciones de esta tesis han sido respaldadas por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades el Gobierno de España y mis estudios de doctorado han sido financiados por la Agencia Estatal de Investigación del gobierno de España y el Fondo Social Europeo. Dichas ayudas se concretaron dentro del marco del proyecto "Desarrollo de modelos de combustión y emisiones HPC para el análisis de plantas propulsivas de transporte sostenibles" (TRA2017-89139-C2-1-R) a través del "Subprograma Estatal de Formación del Programa Estatal de Promoción del Talento y su Empleabilidad en I+D+i". / Martínez-Miracle Muñoz, EC. (2024). Estudio sobre el impacto de la geometría de toberas diesel en el desarrollo del chorro, la formación de la mezcla y la combustión [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203126 / Compendio

[ES] La ingeniería tisular hepática ofrece una herramienta propicia de cribado toxicológico y modelización de enfermedades, que también podría proporcionar una terapia alternativa al trasplante de hígado para tratar enfermedades hepáticas en fase terminal. Se han propuesto varios modelos celulares para estudiar la fisiología hepática y el desarrollo de enfermedades. Los sistemas in vitro clásicos se basan en cultivos en monocapa de hepatocitos humanos primarios o líneas celulares de hepatoma, aunque en los últimos años se ha fomentado el uso de sistemas más complejos que también tienen en cuenta la organización tridimensional. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral es desarrollar un sistema hepático tridimensional que recapitule la organización tridimensional del hígado utilizando hidrogeles y constructos porosos basados en la matriz extracelular hepática, y su aplicación para el estudio y tratamiento de enfermedades hepáticas. Para ello, primero optimizamos la composición utilizando hidrogeles de gelatina y ácido hialurónico, buscando las propiedades mecánicas más parecidas a las del hígado humano. Para determinar la idoneidad de los hidrogeles desarrollados para el cultivo de células hepáticas, se utilizó la reticulación in situ de células HepG2, una línea celular de hepatoma ampliamente utilizada en Hepatología, y se analizó tanto la viabilidad como la funcionalidad de las células. La caracterización mecánica de los hidrogeles y la evaluación de la funcionalidad de las células HepG2, nos llevaron a seleccionar la composición 20-80 gelatina-ácido hialurónico como la óptima para el cultivo de células hepáticas. En segundo lugar, se prepararon constructos porosos de gelatina-ácido hialurónico con porosidad interconectada y se utilizaron para el cultivo de hepatocitos humanos primarios y la evaluación de las funciones hepáticas clave. Los hepatocitos humanos primarios cultivados en constructos porosos de gelatina-ácido hialurónico mostraron una mayor secreción de albúmina y urea, y una mayor capacidad metabólica (niveles de actividad citocromo P450 y UDP-glucuronosiltransferasa) en comparación con los cultivos en monocapa estándar. El trasplante del constructo poroso con hepatocitos humanos produjo una mejora de la función hepática (niveles de transaminasas, necrosis) y mejoró el daño en un modelo de ratón de insuficiencia hepática inducida por acetaminofeno. Además, el estudio in vivo también proporcionó una comprensión mecanicista de la lesión hepática inducida por acetaminofeno y el impacto del trasplante mediante el análisis de la producción de citoquinas y la inducción de estrés oxidativo para encontrar biomarcadores adecuados de la eficacia de la terapia celular. Finalmente, en la última parte de esta tesis doctoral hemos explorado el uso de la bioimpresión como método para aumentar el rendimiento de los sistemas de ensayo que mejor imitan el entorno y la complejidad del tejido hepático. Para transformar los hidrogeles desarrollados en biotintas, se aumentó el peso molecular del ácido hialurónico. A continuación, se estudió la idoneidad de biotintas híbridas de gelatina y ácido hialurónico mediante la determinación de la viscosidad, la uniformidad y el factor de poros. La bioimpresión de células HepG2 demostró la idoneidad de las biotintas seleccionadas para el cultivo de células hepáticas y la mejora de su producción, lo que sugiere la conveniencia de automatizar y escalar la fabricación de hidrogeles. / [CA] L'enginyeria tissular hepàtica ofereix una ferramenta propícia de cribratge toxicològic i modelització de malalties, que també podria proporcionar una teràpia alternativa al trasplantament de fetge per a tractar malalties hepàtiques en fase terminal. S'han proposat diversos models cel·lulars per a estudiar la fisiologia hepàtica i el desenvolupament de malalties. Els sistemes in vitro clàssics es basen en cultius en monocapa d'hepatòcits humans primaris o línies cel·lulars de hepatoma, encara que en els últims anys s'ha fomentat l'ús de sistemes més complexos que també tenen en compte l'organització tridimensional. L'objectiu principal d'esta Tesi Doctoral és desenvolupar un sistema hepàtic tridimensional que recapitula l'organització tridimensional del fetge utilitzant hidrogels i bastides basades en la matriu extracel·lular hepàtica, i la seua aplicació per a l'estudi i tractament de malalties hepàtiques. Per a això, primer optimitzem la composició utilitzant hidrogels de gelatina i àcid hialurònic, buscant les propietats mecàniques més semblants a les del fetge humà. Per a determinar la idoneïtat dels hidrogels desenvolupats per al cultiu de cèl·lules hepàtiques, es va utilitzar la reticulació in situ de cèl·lules HepG2, una línia cel·lular de hepatoma àmpliament utilitzada en hepatologia, i es va analitzar tant la viabilitat com la funcionalitat de les cèl·lules. La caracterització mecànica dels hidrogels i l'avaluació de la funcionalitat de les cèl·lules HepG2, ens van portar a seleccionar la composició 20-80 gelatina-àcid hialurònic com l'òptima per al cultiu de cèl·lules hepàtiques. En segon lloc, es van preparar bastides de gelatina-àcid hialurònic amb porositat interconnectada i es van utilitzar per al cultiu d'hepatòcits humans primaris i l'avaluació de les funcions hepàtiques clau. Els hepatòcits humans primaris cultivats en bastides de gelatina-àcid hialurònic van mostrar una major secreció d'albúmina i urea, i una major capacitat metabòlica (nivells d'activitat citocrom P450 i UDP-glucuronosiltransferasa) en comparació amb els cultius en monocapa estàndard. El trasplantament de la bastida amb hepatòcits humans va produir una millora de la funció hepàtica (nivells de transaminases, necrosis) i va millorar el mal en un model de ratolí d'insuficiència hepàtica induïda per acetaminofèn. A més, l'estudi in vivo també va proporcionar una comprensió mecanicista de la lesió hepàtica induïda per acetaminofèn i l'impacte del trasplantament mitjançant l'anàlisi de la producció de citocines i la inducció d'estrès oxidatiu per a trobar biomarcadors adequats de l'eficàcia de la teràpia cel·lular. Finalment, en l'última part d'esta tesi doctoral hem explorat l'ús de la bioimpresió com a mètode per a augmentar el rendiment dels sistemes d'assaig que millor imiten l'entorn i la complexitat del teixit hepàtic. Per a transformar els hidrogels desenvolupats en bioimpresions, es va augmentar el pes molecular de l'àcid hialurònic. A continuació, es va estudiar la idoneïtat de la gelatina híbrida i l'àcid hialurònic com biotintes mitjançant la determinació de la viscositat, la uniformitat i el factor de porus. La bioimpresió de cèl·lules HepG2 va demostrar la idoneïtat de les biotintes seleccionades per al cultiu de cèl·lules hepàtiques i la millora del seu rendiment, la qual cosa suggereix la conveniència d'automatitzar i ampliar la fabricació d'hidrogels. / [EN] Liver tissue engineering offers an advantageous toxicological screening and disease-modelling tool and could also provide an alternative therapy to liver transplantation to treat end-stage liver diseases. Several cell-based models have been proposed to study liver physiology and disease development. The classical in vitro systems rely on monolayer cultures of primary human hepatocytes or hepatoma cell lines, although the use of more complex systems that also consider the three-dimensional organization has been encouraged in the last years. The main objective of this PhD Thesis is to develop a three-dimensional hepatic system that recapitulates the three-dimensional organization of the liver using hydrogels and scaffolds based on liver's extracellular matrix composition, and their application for the study and treatment of liver diseases. To this purpose, we first optimized the composition using gelatin-hyaluronic acid hydrogels, looking for the mechanical properties closer to the human liver. In order to determine the suitability of the developed hydrogels for hepatic cell culture, in situ crosslinking of HepG2 cells, a hepatoma cell line widely used in Hepatology, was used and both viability and functionality of the cells were analyzed. Mechanical characterization of hydrogels and the evaluation of HepG2 cells functionality, led us to select the 20-80 gelatin-hyaluronic acid composition as the optimal for hepatic cell culture. Secondly, gelatin-hyaluronic acid scaffolds with interconnected porosity were prepared and used for the culture of primary human hepatocytes and the evaluation of key hepatic functions. Primary human hepatocytes cultured in gelatin-hyaluronic acid scaffolds exhibited increased albumin and urea secretion and metabolic capacity (cytochrome P450 and UDP-glucuronosyltransferase activity levels) compared to standard monolayer cultures. The transplant of the scaffold containing human hepatocytes led to an improvement in liver function (transaminase levels, necrosis) and ameliorated damage in a mouse model of acetaminophen-induced liver failure. Additionally, the in vivo study also provided a mechanistic understanding of acetaminophen-induced liver injury and the impact of transplantation by analyzing cytokine production and oxidative stress induction to find suitable biomarkers of cell therapy's effectiveness. Finally, in the last part of this doctoral thesis we have explored the use of bioprinting as a method for increasing the throughput of the test systems that best mimic the environment and complexity of liver tissue. To transform the developed hydrogels into bioinks, the molecular weight of hyaluronic acid was increased. Then, the suitability of hybrid gelatin and hyaluronic acid as bioinks was studied by determining viscosity, uniformity, and pore factor. Bioprinting of HepG2 cells demonstrated the fitness of the selected bioinks for culturing hepatic cells and improving their performance, suggesting the suitability for automatising and scaling-up hydrogel's manufacturing. / Rodríguez Fernández, J. (2024). Biomimetic injectable hydrogels of gelatin and hyaluronic acid for hepatic cell culture [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207128

Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Resumo: As uniões parafusadas possuem uma grande aplicação na indústria, mas quando se pensa na utilização de parafusos existe uma impressão de ser um elemento de simples dimensionamento e de fácil aplicação. No entanto, o desenvolvimento de uniões por parafusos possui uma complexa sistemática de cálculo e sua montagem requer um cuidado para proporcionar o torque correto e consequentemente a pré-carga ideal. O intuito do trabalho foi a análise da pré-carga de uniões parafusadas a partir do torque de aperto. Para isso foi desenvolvido um torquímetro instrumentado com extensômetros para a aquisição do torque aplicado, foi desenvolvida também uma célula de carga para a aquisição da pré-carga aplicada na junta parafusada. Ambos os sinais foram aquisitados instantaneamente e a partir destes sinais foram feitas as análises das uniões parafusadas. Foram analisadas três condições diferentes de lubrificação para o parafuso e porca, estas foram: com lubrificação, sem lubrificação e lubrificação seca (grafite). Foram analisadas também duas condições de aplicação de torque, estas foram: torque pela porca e torque pelo parafuso. Portanto, foram analisados seis grupos diferentes de uniões parafusadas. Para cada um dos grupos foram aplicados 3 torqueamentos para cada conjunto de parafuso, porca e arruela, simulando três situações de montagem e desmontagem. Ao final foram feitas considerações sobre a influência das diferentes condições de lubrificação no torque aplicado e na pré-carga gerada na junt... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bolted joints are broadly used in the industry, but when it comes to their use there is a false impression of being a simple component, of easy dimensioning and easy application. However, designing bolted joints requires a complex calculus systematic and its assembly requires attention in order to apply the correct torque and consequently the ideal pre-load. The purpose of this dissertation was to analyze the pre-load of bolted joints from the tightening torque. Therefore, it was developed a torque wrench with strain gauges to measure the applied torque, and also developed a load cell to collect the pre-load onto the bolted joint. Both signals were instantaneous collected, and from this data, analysis were made over the bolted joints. Three different lubrication conditions for bolt and nut were analyzed: with and without lubrication and dry lubrication (graphite). Two torque application conditions were analyzed: the torque onto the nut and onto the bolt. Therefore, six different groups of bolted joints were analyzed. For each group of bolt, nut and washer, it was applied three torques simulating three assembly and disassembly operations. At the end, considerations were made on the influence of the different lubrication conditions on the applied torque and the generated pre-load onto the bolted joint, and the influence of successive torques on a bolted joint. Torque and friction coefficient tables were generated for all the above mentioned six groups / Mestre

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-11-12T16:11:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelagemDisponibilidadeUnidade.pdf: 2938493 bytes, checksum: c9fb17fbdb7f0bba297ede0cc1d161b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-11-13T11:48:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelagemDisponibilidadeUnidade.pdf: 2938493 bytes, checksum: c9fb17fbdb7f0bba297ede0cc1d161b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-13T11:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelagemDisponibilidadeUnidade.pdf: 2938493 bytes, checksum: c9fb17fbdb7f0bba297ede0cc1d161b5 (MD5) Previous issue date: 2013 / Com o advindo do marco regulatório do Setor Elétrico Brasileiro, a partir de 2004, os agentes que atuam neste mercado têm experimentado um acirramento nas disputas por novos negócios, evidenciando um aumento de competitividade. A Disponibilidade dos Ativos Físicos e os Custos com Manutenção se apresentam como os pontos chave para a competitividade dos agentes. O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia de Análise de Disponibilidade de Sistemas Reparáveis, durante as etapas de projeto ou de operação do sistema, contemplando a mensuração dos Custos com Manutenção versus o Desembolso com Aquisição para um nível esperado de desempenho. A metodologia para a Análise de Disponibilidade sugerida se utiliza da construção do Diagrama de Blocos do Sistema com respectivas descrições funcionais, exportação das informações para o formato de Árvore de Sucesso, composta de portas lógicas dos tipos "E" e "OU" as quais caracterizam um subsistema integrante do sistema principal. O analista pode reavaliar a topologia do sistema, agregando ou retirando redundâncias com a finalidade de ajustar o desempenho do projeto aos requisitos de Disponibilidade, Custo de Aquisição e Custos de Manutenção. Como resultados do trabalho foram identificadas lacunas normativas que definem a forma de controle do desempenho dos ativos, estabelecida uma sistemática de integração entre técnicas de modelagem de confiabilidade e disponibilidade, estabelecidos e incorporados indicadores de desempenho de Manutenção Programada em um agente do mercado, foram modelados e discutidos diferentes cenários para um Sistema de Circulação de Óleo de Mancal e foi aplicado o modelo a toda uma Unidade Geradora Hidráulica por meio da implementação computacional do modelo aos componentes críticos dos principais sistemas. / Since 2004, the regulatory rules in the Brazilian Electricity Sector has changed. The agents who act in this market have experienced a rise in new business disputes, showing an increase in competitiveness. The availability of physical assets and maintenance costs are presented as key points of these agents competitiveness. This work aims to present a methodology of Availability Analysis of Repairable Systems during the design or operational phases, covering the measurement of maintenance costs versus the acquisition costs to an expected performance level. The suggested methodology takes the System Block Diagram and exports to the Successful Tree Analysis format, composed by logic gates "AND" and "OR" where each represents a subsystem in the main system. The analyst may re-evaluate the system's topology, adding or removing redundancies in order to adjust the performance to the requirements of availability, acquisition and maintenance costs. As results of this work were identified gaps in the standards rules which defines how to control the assets performance, was established a systematic integration of modeling techniques for reliability and availability, performance indicators of Scheduled Maintenance were incorporated, different scenarios were modeled for an Oil Circulation System and was applied to an entire Hydraulic Generating Unit by modeling the critical components in the main systems.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-10-09T15:11:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_BancadaExperimentalEnsaios.pdf: 3224971 bytes, checksum: 5a4ed74e89f8a4a3f9b0bafe1d3f967c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2012-10-09T16:45:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_BancadaExperimentalEnsaios.pdf: 3224971 bytes, checksum: 5a4ed74e89f8a4a3f9b0bafe1d3f967c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-09T16:45:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_BancadaExperimentalEnsaios.pdf: 3224971 bytes, checksum: 5a4ed74e89f8a4a3f9b0bafe1d3f967c (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / INCT/EREEA - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Energias Renováveis e Eficiência Energética da Amazônia / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho apresenta uma bancada para testes em geradores elétricos, utilizados em aerogeradores de pequeno porte. O sistema é composto basicamente por um motor de indução trifásico, que simula um rotor eólico, acoplado mecanicamente ao gerador elétrico submetido ao ensaio; um inversor de frequência, usado para variação da velocidade do motor; transdutores de grandezas elétricas, que efetuam a medição dos parâmetros de interesse (tensões e correntes instantâneas) na saída do gerador; um sensor de velocidade angular, para medição da rotação que é fornecida ao eixo do motor; um microcomputador, para monitoração e armazenamento dos parâmetros medidos, e controle do inversor de frequência, por meio de um programa computacional desenvolvido; e uma placa de aquisição de dados, que serve como interface entre os transdutores/sensores e o microcomputador. A velocidade angular fornecida ao gerador em ensaio pode ser variada conforme valores fornecidos de velocidades de vento, as quais são associadas a valores correspondentes de rotação, a fim de simular o comportamento de um rotor eólico. Dessa forma, é possível traçar a curva de potência (potência versus velocidade de vento) do gerador ensaiado e analisar seu desempenho. Apresenta-se também neste trabalho os resultados de medições realizadas na bancada, referentes aos ensaios de um gerador comercial de pequena potência (1 kW) e de outro desenvolvido em projeto de pesquisa, ambos do tipo de imã permanente com fluxo axial. / This dissertation presents a test setup for electrical generators used in small wind turbines. The system is basically composed by an induction motor, which simulates a wind rotor, mechanically coupled to the electrical generator under test; a frequency inverter, used to change the motor speed; transducers of electrical parameters, for the measurement of the parameters of interest (instantaneous voltage and current) at the generator output; an angular velocity sensor for measuring the rotation of the motor shaft; a microcomputer, for monitoring and storing the measured parameters, and control the frequency inverter, through a software developed; a data acquisition board, which serves as the interface between the transducers/sensor and the microcomputer. The angular speed supplied to the generator can be varied according to the given wind speeds values, which are associated with corresponding values of rotation, in order to simulate the behavior of a wind rotor. Thus, it is possible to trace the power curve (power versus wind speed) of the tested generator and analyze its performance. Also presented in this work are the results of measurements made, using the developed setup of a small commercial generator (1 kW) and other developed in a research project, both axial flux permanent magnet machines.

Orientador: Edson Luiz França Senne / Banca: Fernando Augusto Silva Marins / Banca: José Roberto Dale Luche / Banca: Horácio Hideki Yanasse / Banca: Antônio Augusto Chaves / Resumo: Nesta tese é apresentado o problema de sequenciamento da produção em máquinas paralelas, sem interrupções, sem buffers, com tempos de processamento dependentes da sequência, restrições de capacidade, e sincronismo de execução das tarefas, com o objetivo de minimizar o makespan. Este problema, encontrado no mundo real em processos de fabricação de cilindros de laminação fundidos, possui a particularidade de que pares de tarefas devem ser concluídos ao mesmo tempo, o que torna a solução do problema ainda mais complexa. Inicialmente é proposta uma formulação de programação linear inteira para o problema. A seguir, são desenvolvidos vários métodos de solução que combinam as heurísticas relax-and-fix, iterated local search, variable neighborhood search, e large neighborhood search. Resultados computacionais obtidos a partir de problemas reais mostram que as soluções obtidas pelos métodos propostos superam aqueles obtidos por um software de programação inteira mista padrão executado durante uma hora e meia, sendo que no melhor deles, o gap entre a solução gerada e o melhor limitante inferior conhecido é, em média, de 6% / Abstract: This paper presents the no-preemptive parallel scheduling problem without buffers,with sequence dependent set-up times,machine eligibility restrictions,and task execution synchronization, with theaim of minimizing themakespan.This problem, found in the real worldin manufacturing processes ofcast rolling mill rolls, has the particularity that pairs of tasks must be completed at the same time, which makes the problemsolution more complex. Initially, a mixed-integerprogramming of the problem isproposed.Following that, several methods thatcombineheuristics relax-and-fix, iterated local search,variable neighborhoodsearch, e large neighborhoodsearch are developed. Computational resultsobtained from real problems showthat the solutions obtained by the proposed methods outperformthose returned by a standardMIP(Mixed Integer Programming) solver after one and ahalf hours. In the best method, the gapbetween the solution andthe best lower bound known isonaverage 6% / Doutor

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:18:48Z : No. of bitstreams: 1 142450.pdf: 105897234 bytes, checksum: 281625b6cf2714723c8f10f40fffe79a (MD5)

O trabalho constitui-se numa investigação teórica da estrutura ordenada e intuitiva dos espaços coerentes, introduzidos por Girard [GIR 86], na definição do modelo de máquina geométrica para construção e interpretação de estados e processos computacionais rotulados por posições de um espaço geométrico. Esta interpretação poderá ser aplicada às construções determinísticas, incluindo dois tipos especiais de paralelismo - o espacial, com memória e processos infinitos definidos por estruturas matriciais, que operam sobre dimensões independentes, de forma sincronizada; e o temporal, na versão genérica do modelo, com memória global transfinita e processos distribuídos num conjunto enumerável de máquinas geométricas, sincronizadas no tempo. O modelo contempla interpretação para computações não-determinísticas e prevê a aplicação de operadores exponenciais na interpretação do espaço funcional. A noção mais intuitiva deste trabalho está na definição da relação de coerência, que define o grafo sobre o qual se constrói este domínio semántico. Sobre o conjunto de pontos compatíveis de tais grafos, a coerência estrita interpreta a condição implícita para modelar o paralelismo - a concorrência entre posições de memória. Na construção dual, justificada pela presença da negação involutiva no grafo complementar, a incoerência interpreta a condição para o não-determinismo - o conflito de acesso à memória. Para os demais construtores, o produto sequencial e a soma determinística, consideram-se os endofunctores produto e soma direta da categoria CospLin dos espaços coerentes e funções lineares. A estrutura ordenada deste modelo é formalizada pelo espaço coerente D∞ de todos os processos, construído em níveis a partir do espaço coerente D∞ dos processos elementares, seguindo a metodologia proposta por Scott [SCO 76]. Neste sentido, cada nível da construção está identificado por um subespaço Dn que reconstrói todos os objetos do nível anterior, preservando suas propriedades e relações, além de construir os novos objetos. Compatível com a abordagem algébrica, o relacionamento entre os níveis é expresso por funções lineares denominadas imersões e projeções, interpretanto os construtores de processos e seus destrutores, respectivamente. Pelo procedimento de completação, assegura-se a existência do menor ponto fixo para equações recursivas definidas pela composição infinita destes morfismos. Além disso, as interpretações para processos infinitos, construídos por prefixação, apresentadas em D→∞ comprovam que este modelo é compatível com a diversidade dos construtores. O espa¸co coerente D∞2 dos processos transfinitos generaliza a construção e define a estrutura ordenada do modelo de máquina geométrica distribuída. Seus objetos são subconjuntos coerentes de tokens rotulados por posições do espaço geométrico e indexados por subconjuntos isomorfos aos ordinais transfinitos. O espaço coerente S S dos traços lineares de funções definidas sobre o espaço coerente S dos estados computacionais constitui-se no modelo semântico para análise do comportamento associado a cada processo interpretado em D∞. A definição da função de representação introduz um domínio de expressões que formaliza uma linguagem capaz de expressar, de forma mais operacional, as interpretações obtidas neste modelo de m´aquina. Cada uma das expressões válidas na linguagem é compatível com uma expressão gráfica. / This work presents a theoretical investigation of the constructive, intuitive and ordered structure of the coherence spaces, introduced by Girard, in order to define the geometric machine model for interpretation of computational states and processes labelled by positions of a geometric space. This interpretation can be applied to deterministic process constructions, including two special types of parallelism - the temporal parallelism, with infinite memory and infinite processes defined over array structures, that operate over independent dimensions in a synchronized way; and the spatial parallelism, in a generic version of the model, with a transfinite global memory shared by transfinite processes distributed in a enumerable set of geometric machines, synchronized in the time. The work also provides interpretation to the non-deterministic computations and applies the exponential operators in the interpretation of the functional space. The most basic notion of this work is the definition of the coherence relation as the admissibility of parallelism between basic operations (elementary processes). That relation defines the web over which the coherence space of the whole set of deterministic and non-deterministic processes is step-wise and systematically build. Over the set of the compatible points of such graph, the strict coherence interprets the implicity condition to model parallelism - the true concurrence. In the dual construction, justified by the presence of involutive negation in the complementary graph, the incoherence interprets the condition that models non-determinism - the conflict of memory accesses. The other constructors, the sequential product and the deterministic sum, are defined by the endofunctors in the CospLin category of the coherence spaces and linear functions. The ordered structure of this model is formalized by the coherence space D∞ of all processes, constructed by levels from the coherence space D0 of the elementary processes, following the Scott’s methodology [SCO 76]. In this sense, each level is identified by a subspace Dn, which reconstructs all the objects from the level before, preserving their properties and relations, and drives the construction of the new objects. Compatible with the algebraic-theoretic approach to computational processes, the relationship between the levels is expressed by linear functions called embedding and projection-functions, which interpret constructors and destructors of processes, respectively. The completion procedure guarantees the existence of the least fixed point to the recursive equations, defined by infinite composition of these morphisms. In addition, the interpretation for infinite processes constructed by prefix is presented in D→∞ , confirms that the ordered structure of these model is compatible with the diversity of constructors. The coherence space D∞2 of transfinite processes generalizes the construction and defines the ordered structure of the distributed geometric machine model. Its objects are coherent subsets of tokens labelled by the positions of a geometric space and indexed by isomorphic subsets related to the transfinite ordinal numbers. In order to analyze the behavior related to the interpretations in D∞, the coherence space S S of the linear traces of functions, defined over the coherence space S of the computational states, is introduced. The definition of the representation-function induces the construction of the domain Ω of valid expressions and formalizes a (graphic) language which is able to express, in an more operational way, the interpretations obtained in the geometric machine model.