L'objectiu primordial d'aquest treball és la comparació entre el funcionament d'un reactor discontinu i un de semicontinu. Per això es porta a terme la modelització matemàtica d'ambdós, utilitzant programes propis emprant el llenguatge Fortran 77, a més del simulador ISIM i el software MATLAB. La validació dels models matemàtics s'efectua, en primer lloc, a partir de dades de la bibliografia. A partir d'aquí, es realitzen proves experimentals en una planta piloto amb un reactor encamisat de vidre. Les primeres proves han consistit simplement en escalfar i refredar aigua, per tal de determinar els coeficients de transmissió de calor. Seguidament s'han realitzat experiments amb dos tipus de reacció, segons el seu comportament tèrmic: la reacció de saponificació de l'acetat d'etil, que és poc exotèrmica, i la reacció d´'oxidació del tiosulfat de sodi amb peròxid d'hidrogen, que és molt exotèrmica. Per a la reacció de saponificació, en ser àcid base, s'han obtingut els perfils de concentració a partir de mesures de pH, que en la majoria de treballs no es presenten, ja que segueixen la reacció només a partir de mesures de temperatura. Per a la reacció d'óxido-reducció s'ha estudiat la influència de diverses variables (flux d'addició, temperatura d'addició, concentració inicial, temperatura inicial, velocitat d'agitació), arribant a la conclusió de que per aconseguir un bon control de la temperatura en l'interior del reactor, és necessari operar de forma semicontinua. Aquest sistema permet manipular a més de la temperatura de la camisa (única opció pel reactor discontinu), el flux d'addició d'un dels reactius. L'objectiu final del treball ha estat aconseguir optimitzar aquest flux d'addició, per tal de mantenir la temperatura del reactor per sota d'un valor de consigna. S'ha utilitzat un programa d'optimització, a partir de la tècnica d'Algorismes Genètics (software MATLAB), aconseguint obtenir varies combinacions de flux/temps d'addició, que permeten el control de la temperatura de reacció. / El objetivo primordial de este trabajo es la comparación entre el funcionamiento de un reactor discontinuo y uno semicontinuo. Para ello se lleva a cabo la modelización matemática de ambos, utilizando programas propios empleando el lenguaje Fortran 77, además del simulador ISIM y el software MATLAB. La validación de los modelos matemáticos se efectúa, en primer lugar, a partir de datos de la bibliografía. A partir de aquí, se realizan pruebas experimentales en una planta piloto con un reactor encamisado de vidrio. Las primeras pruebas han consistido simplemente en calentar y enfriar agua, para determinar de los coeficientes de transmisión de calor. Seguidamente se realizan experimentos con dos tipos de reacción, según su comportamiento térmico: la reacción de saponificación del acetato de etilo, que es poco exotérmica, y la reacción de oxidación del tiosulfato de sodio con peróxido de hidrógeno, que es muy exotérmica. Para la reacción de saponificación, al ser ácido base, se han obtenido los perfiles de concentración a partir de medidas de pH, que en la mayoría de trabajos no se presentan, puesto que siguen la reacción sólo a partir de medidas de temperatura. Para la reacción de óxido-reducción se ha estudiado la influencia de distintas variables (flujo de adición, temperatura de adición, concentración inicial, temperatura inicial, velocidad de agitación), llegando a la conclusión de que para lograr un buen control de la temperatura en el interior del reactor, es necesario operar de forma semicontinua. Este sistema permite manipular además de la temperatura de la camisa (única opción para el reactor discontinuo), el flujo de adición de uno de los reactivos. El objetivo final del trabajo ha sido lograr optimizar este flujo de adición, para mantener la temperatura del reactor por debajo de un valor de consigna. Se ha utilizado un programa de optimización, a partir de la técnica de Algoritmos Genéticos (software MATLAB), logrando obtener varias combinaciones de flujo/ tiempo de adición, que permiten el control de la temperatura de reacción. / The most important objective of this work is to compare the behaviour of a batch and semibatch reactor. Therefore, mathematical models of both reactors have been developed, using our own programs written in Fortran 77 language, the ISIM simulator and MATLAB software. Initially the mathematical model validation is made from bibliography data. Then experimental tests have been carried out on a pilot plant with a glass-jacketed reactor. The first experiments consisted of heating and cooling water, in order to obtain the heat transmission coefficients. Following this two experiments with different thermal behaviour reactions have been developed: the ethyl acetate saponification reaction (slowly exothermic) and the thiosulfate-peroxide reaction (highly exothermic). The first is an acid-base reaction. It has obtained its concentration profiles by pH measuring. These profiles are not present in most articles, because the reaction is studied only using temperature profiles. For the oxidation-reduction reaction the influence of several variables has been studied (inlet flow, inlet temperature, initial concentration, initial temperature, agitation rate). The conclusion obtained is to obtain a good temperature control inside the reactor, the best operation mode is the semibatch. This system allows in addition to jacket temperature (it is the only option for the batch reactor), to control the inlet flow of one reagent. The final objective of this work has been to optimize the inlet flow, in order to maintain the reactor temperature under the set-point value. In this case, an optimization program has been used, based on Genetic Algorithms method (MATLAB software). In this way several flow/addition time combinations have been obtained, which attain the temperature reaction control.

Los fenómenos arrítmicos afectan a la actividad eléctrica del corazón y son provocados por diversas enfermedades. El estudio de estos fenómenos es de crucial interés debido a que no se conocen con precisión, los mecanismos que los producen. En la presente Tesis Doctoral se estudian mediante modelización matemática y simulación por ordenador dos fenómenos relacionados con la generación anormal y la conducción del impulso cardiaco, producidos por situaciones patológicas: la reflexión en fibras ventriculares y las reentradas en el subsistema Purkinje-ventrículo que tienen lugar durante la fase 1B de isquemia. El fenómeno de reflexión ocurre en tejido ventricular cardiaco, y se produce cuando un impulso que llega a una zona de tejido dañada, provoca otro impulso que se propaga en sentido opuesto al impulso original. Las arritmias provocadas por isquemia se producen en dos fases, fase 1A y fase 1B. Mientras que la fase 1A de arritmias cardiacas ha sido ampliamente estudiada, los estudios sobre las arritmias de la fase 1B son escasos, y es de interés investigar los mecanismos que provocan esta fase de arritmias. Para el estudio de ambos fenómenos arrítmicos se implementaron modelos unidimensionales (1D) y bidimensionales (2D). El modelo 1D de reflexión se compone de dos segmentos de fibra ventricular, uno bajo condiciones normales fisiológicas y el otro bajo condiciones que facilitan la inducción de posdespolarizaciones tempranas (EADs) de fase 2. Los segmentos de fibra del modelo de reflexión se acoplaron mediante una resistencia, cuyo valor se varió en un rango de 5 a 30 ?·cm2. Las reentradas generadas en el subsistema Purkinje-ventrículo isquémico 1B se estudiaron con tres modelos: modelo 1D Purkinje-ventrículo 1B, modelo 1D Purkinje-ventrículo 1B con una estructura de anillo y modelo 2D Purkinje-ventrículo 1B. Los resultados obtenidos muestran que el acoplamiento entre las células del tejido ventricular tiene una influencia importante en ambos fenómenos arrítmicos. / Ramírez Islas, EB. (2012). ESTUDIO MEDIANTE MODELIZACIÓN MATEMÁTICA DE FENÓMENOS ARRÍTMICOS GENERADOS POR ACTIVIDAD ECTÓPICA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/18216

El nostre país ha estat devastat seriosament pels incendis forestals durant els darrers anys, causant greus conseqüències sobre les persones i el medi ambient i destruint una de les fonts de riquesa i equilibri més preuades del territori. A més, les repercussions econòmiques i socials han estat de gran importància.Aquesta tesi doctoral pretén trobar solucions als greus problemes que els incendis forestals representen al nostre país. Se centra en el camp de l'extinció, i més concretament, en l'aplicació de productes retardants a llarg terminiactuant com a tallafocs químics del front d'incendi. Aquesta és una tècnica d'extinció que ofereix enormes possibilitats d'èxit; amb tot, presenta grans incògnites pel que fa a la seva eficàcia i operativitat, a causa de les importants llacunes existents en el seu coneixement sobretot a mitjana i gran escala.Aquesta tesi té dos objectius específics; d'una banda, el de dissenyar una nova metodologia experimental per a l'estudi de l'efecte dels retardants a llarg termini, que permeti extreure la màxima informació sobre les principals variables que determinen el comportament d'un incendi, i de l'altra, el d'obtenir un model matemàtic que predigui l'efecte d'un tractament retardant sobre un front d'incendi, donats els paràmetres d'aplicació.Per a la consecució d'aquests objectius, ha estat dut a terme un extens programa experimental de laboratori a la Universitat de Coimbra (Portugal) i a la Universitat Politècnica de Catalunya (on ha estat dissenyada i posada en funcionament una instal·lació a tal efecte) i també han estat realitzades dues campanyes experimentals a camp, amb vegetació típicament mediterrània. En aquests experiments han estat implementats diferents sistemes d'adquisició de dades de la velocitat de propagació, la velocitat de combustió, la temperatura i la potència calorífica radiant del front d'incendi.Amb el tractament i anàlisi de les dades experimentals han estat detallats els principals fenòmens físics que ocorren quan un front d'incendi transcorre sota l'efecte duna formulació retardant. Finalment, a partir d'aquesta anàlisi, ha estat validat un model teòric de propagació d'incendis forestals basat en el mecanisme de transferència de calor per radiació. Aquest model ha estat adaptat per tal que pugui contemplar l'efecte del tractament retardant i esdevingui una eina predictiva en aquest sentit. / Forest fires have seriously devastated our region during the last years, causing human and environmental damage and destroying one of the most valuable source of wealth and balance of our country. Their economic and social consequences have been very important.This thesis tries to find solutions to the serious problems originated by wildland fires represent in our country. It is focused on the field of extinction and more specifically on the application of long-term fire retardants, which acts as firebreaks of the fire front. This is an extinction technique that offers great possibilities of success; however, it presents many uncertainties related to its efficacy and operational capacity, due to the lack of knowledge at medium and large scale.This PhD thesis has two main objectives; the first one involves designing a new experimental methodology for the study of the effect of long-term fire retardants, which allows extracting the maximum information on the main fire behaviour variables. The later aims at the achievement of a mathematical model to predict the effect of a certain retardant treatment, applied to a fire front, given its application parameters.Wide laboratory experimental programs have been carried out in the University of Coimbra (Portugal) and in the Politechnic University of Catalunya (where an experimental installation had to be designed and started) and two field experimental campaigns with typical Mediterranean vegetation have been realised as well, in order to achieve these objectives. Different data acquisition systems have been implemented so that rate of spread, combustion velocity, temperatures and heat flux by radiation of the fire front could have been recorded.The main physical phenomena that take place in a fire front treated with a retardant formulation have been detailed by means of data analysis.Finally, a theoretical mathematical model based on the radiative heat transfer mechanism has been validated through this analysis. This model has been adapted aiming at the consideration of retardant treatment effects and the achievement of a predictive tool to evaluate them.