La presente tesis doctoral se basa en el desarrollo de galletas con menor contenido en grasa mejorando además el perfil lipídico de las mismas. Para ello se reemplazará totalmente la grasa presente en la formulación de las galletas por oleogeles a base de aceites vegetales y diferentes espesantes y se estudiará como afecta dicho reemplazo a las propiedades reológicas de la masa y a las propiedades de textura de la galleta. Por último, se realizará un estudio sensorial para ver la opinión del consumidor y evaluar cómo le afecta la información nutricional presente en el etiquetado de este tipo de productos sobre sus expectativas y aceptabilidad del producto. / Tarancón Serrano, PI. (2013). Influencia de la grasa en las propiedades físicas y sensoriales de galletas. Alternativas para la mejora del perfil de acidos grasos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31652 / TESIS

Estudia las propiedades ópticas de un gas bidimensional de electrones asociados con las transiciones intrabandas. Se observa que las superredes con pozos de 150 Å y barreras de 10 Å, bajo el efecto de un voltaje aplicado entre 10 y 100 mV, emiten fotones con las frecuencias de 10, 70 y 210 THz. En superredes dimerizadas con pozos de 100 y 150 Å, emiten fotones de 20, 40 y 250 THz. En sistemas cristalinos bidimensionales tales como el grafeno, la molibdenita, el siliceno, el fosoforeno azul y otros, analizamos las propiedades electrónicas y térmicas usando la teoría de funcionales de densidad. Observamos que el grafeno tiene mejores propiedades térmicas comparados con el diamante y el grafito. Algunos cristales 2D tienen un gap directo. Desde la perspectiva del grafeno artificial, simulamos las propiedades electrónicas de un arreglo de antipuntos en una red hospedera que simula el fondo de la banda de conducción del GaAs. Observamos que la evolución de 8 estados centrales en la minibanda de bulk formada se comporta semejante a los estados de Dirac de una red hexagonal tipo panal de abeja. Finalmente, se analiza teóricamente la interacción electrón-fotón en el grafeno. Desde una aproximación perturbativa. / Tesis

El incremento en la demanda de materiales de construcción y su producción desmesurada ocasiona un aumento en la generación de contaminantes. Por tal motivo, para reducir estas emisiones se realizan estudios e investigaciones de materiales alternativos que ocasionen menos contaminación. La presente tesis aborda el tema de desarrollo de los geopolímeros como una alternativa al cemento ordinario Portland. Para cumplir con el tema, se inició con una revisión de los conceptos generales de los geopolímeros: A qué se le denomina geopolímero y cuál es su proceso de producción, el material precursor y el agente activador en la producción y cómo están compuestos, y una descripción de los precursores empleados en la investigación. Luego de la revisión bibliográfica, la investigación se separa en dos partes definidas por el material precursor utilizado en la producción del geopolímero: Ceniza volante y puzolana natural. La primera parte consistió en la caracterización del geopolímero a base de ceniza volante para entender la producción de los geopolímeros. La caracterización consistió en obtener la dosificación con la cual se obtiene la mayor resistencia a compresión posible. La dosificación resultante fue MS=1.00, Na2O=8%, w/b=0.26 y curado a 80°C durante 7 días, con lo que se obtiene una resistencia a compresión igual a 34.01 MPa. La segunda parte consistió en el desarrollo de un bloque de construcción utilizando un mortero de geopolímero ligero en base a puzolana natural y fibra natural. El bloque obtenido alcanzó una resistencia de 5.3 y 5.7 MPa a 7 y 28 días, respectivamente. Adicionalmente, se realizó ensayos de durabilidad bajo condiciones agresivas, estos ensayos mostraron un buen comportamiento de los bloques frente a la acción del fuego, altas temperaturas y agua. El estudio realizado demuestra la factibilidad de emplear los geopolímeros en la construcción.

En la última década, la industria Aero espacial y de transporte ha impulsado la implementación del proceso de soldadura por fricción batido o FSW (por sus siglas en ingles), en aleaciones de cobre, manganeso, titanio y aceros, debido a la necesidad de usar materiales de alta resistencia especifica que presentan baja soldabilidad. Sin embargo, debido a la baja resistencia específica del plomo, esas aleaciones no son consideradas atractivas por los diferentes sectores industriales que generan desarrollo en la tecnología (FSW). Por esta razón, no existe una literatura suficiente en cuanto a diseños de proceso y perfiles de herramientas que se ajusten a las características termo mecánicas de estas aleaciones. Además, es importante destacar que debido a su baja conducción de calor (35.5 W m-1 K- 1) y el bajo límite de fluencia de las aleaciones de plomo, se presenta un comportamiento plástico elevado, lo que dificulta la generación y tránsito del calor al interior de la junta y genera gran inestabilidad durante el proceso de batido. Ante el vacío de información existente, la investigación desarrollada en este estudio buscó analizar combinaciones de parámetros y diseño de herramientas para desarrollar la implementación del proceso FSW en una aleación de Pb-Sn- Sb, la cual es de gran interés para la industria de procesos de recubrimientos electrolíticos Los resultados obtenidos demostraron que es posible obtener soldaduras sanas con niveles superiores al 70% de eficiencia en la resistencia mecánica por medio de FSW, al utilizar un estrecho rango de parámetros de velocidad de rotación (1700 y 2000 RPM) y avance lineal (30 y 50 mm/min), se evidencia un afino de grano. Además, se observa que para velocidades entre 1800 y 1950 RPM a mayor velocidad de rotación se genera una reducción en el tamaño de la TMAZ.

El objetivo principal del presente estudio fue la síntesis de hidrogeles de poliacrilamida e hidrogeles de poli(acrilamida-co-ácido acrílico) ambos con entrecruzamiento con N, N´- bismetilenacrilamida (MBAm) y derivado de quitosana (DCHI). Este último fue obtenido a partir del uso de clorhidrato de 1-etil-3- (3-dimetilaminopropil) carbodiimida como agente de acoplamiento para enlazar el ácido acrílico a la quitosana. Los hidrogeles fueron estudiados mediante técnicas de caracterización de microscopía electrónica de barrido (SEM), calorimetría diferencial de barrido (DSC), ensayos mecánicos de compresión, de reología oscilatoria, así como la velocidad de hinchamiento o absorción de agua. Además, se evaluó las diferencias entre el agente de entrecruzamiento MBAm y el derivado de quitosana en una matriz de poliacrilamida, y sus efectos sobre las propiedades finales de los hidrogeles. Las micrografías SEM obtenidas de los cortes transversales de los hidrogeles liofilizados permitieron observar las estructuras internas con poros interconectados, la forma y tamaño que tienen dichos poros, y su dependencia en función del tipo de formulación. La influencia del tipo de microestructura de cada hidrogel se vio reflejada en su capacidad de hinchamiento en agua. La capacidad de hinchamiento mínima fue de 2300 % y la más alta fue de 6800 % de agua absorbida. Los hidrogeles sometidos a ensayos de compresión, permitieron obtener curvas de esfuerzo – deformación, de donde se determinó los valores del módulo elástico, siendo el valor mínimo alcanzado de 0,068 MPa y el máximo de 0,23 MPa. Los ensayos de reología se pudo determinar el rango de viscoelasticidad lineal, el módulo elástico (G´) y viscoso (G´´), teniendo como comportamiento elástico predominante para todos los hidrogeles (G´ > G´´). Además, de los ensayos oscilatorios en función de la frecuencia, se determinó la densidad de entrecruzamiento teórico usando la teoría de elasticidad del caucho. Finalmente, se pudo concluir que, al aumentar la densidad de entrecruzamiento, las propiedades mecánicas y reológicas de los hidrogeles también aumentan. Sin embargo, la capacidad de hinchamiento en agua disminuye. Además, los hidrogeles derivados de quitosana tuvieron mejores propiedades en comparación a los hidrogeles basados en poliacrilamida. / The main objective of this thesis was to synthesize crosslinked polyacrylamide hydrogels and poly(acrylamide-co-acrylic acid) hydrogels, both with N,N´-methylene-bisacrylamide (MBAm) and chitosan derivative (DCHI). This DCHI was prepared by using N-(3-(dimethylamino)propyl)-N′-ethylcarbodiimide as a coupling agent in order to graft acrylic acid into the structure of chitosan. The synthesized hydrogels were characterized using different techniques including scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), compression mechanical analysis, oscillatory rheology, as well as the degree of swelling in water. Moreover, the effect on the final properties of the hydrogels due to the crosslinking agent, MBAm and DCHI, and the interactions were evaluated. SEM micrographs obtained from the cross sections of the lyophilized hydrogels depicted the internal structures with interconnected micropores for all samples. Pore´s shape and size depend on the specific formulation for each hydrogel. In addition, the variability in the microstructure of the synthesized hydrogels had an effect on the swelling properties. The minimum value was 2300 % and the maximum was 6800%. The mechanical behaviour of hydrogels depicted elastic modulus between 0,068 and 0,23 MPa. Rheological studies showed hydrogels form stable viscoelastic solid gels and display a predominant elastic behaviour (G´>G´´). Also, it was possible to determine the linear viscoelastic regions for all hydrogels from stress sweep tests. Frequency sweep tests showed that the storage modulus G´ had a constant value for each type of hydrogel. The theoretical crosslink density was calculated using the rubber elasticity theory and the storage modulus from the frequency sweep tests. Finally, with the increase of crosslinking density in the structure, there was an improvement of the mechanical and rheological properties of the hydrogels. However, the swelling properties decrease. Furthermore, chitosan derived hydrogels had better properties compared to polyacrylamide-based hydrogels. / Tesis

En la búsqueda de fuentes de energía sostenibles y autónomas, los nanogeneradores triboeléctricos (TENGs) han surgido como dispositivos prometedores capaces de convertir la energía mecánica en electricidad. Estos dispositivos aprovechan el efecto triboeléctrico, que ocurre cuando dos materiales diferentes se frotan entre sí y generan cargas eléctricas, debido a esto es importante encontrar materiales apropiados para generar estas cargas. Los biopolímeros como el almidón y carragenina, han ganado atención significativa como una alternativa prometedora a los polímeros sintéticos convencionales que se usan como superficies activas en forma de láminas para la fabricación de TENGs. Dichos biopolímeros se obtienen de fuentes naturales renovables, como algas, plantas y microorganismos. Además, los biopolímeros presentan propiedades únicas que los hacen altamente atractivos para su implementación en estos dispositivos. La presente tesis se enfoca en la exploración de la fabricación de nanogeneradores triboeléctricos utilizando láminas triboeléctricas obtenidas de los biopolímeros carragenina, almidón, ulvan y los exopolisacáridos de cianobacterias. Para ello, primero se evaluó las propiedades mecánicas y químicas de las láminas de biopolímeros. Los resultados de las pruebas de tracción revelaron que los biopolímeros alcanzaron diferentes deformaciones y esfuerzos máximos en respuesta a la carga aplicada. La espectroscopia FTIR confirmó que los biopolímeros obtenidos correspondían a los esperados según el proceso de extracción realizado. Después de evaluar las características iniciales de las láminas de biopolímeros, se desarrollaron prototipos de TENGs utilizando diferentes pares de láminas triboeléctricos. Se fabricaron ocho prototipos de TENGs combinando las láminas de biopolímeros con superficies de Kapton® y Teflón®. Se obtuvieron valores máximos de voltaje de 66.40 V en el par triboeléctrico de Teflón® (PFTE) + carragenina, mientras que el par triboeléctrico de kapton + ulvan generó el valor mínimo de 2.12 V. Estos resultados indican que los TENGs pueden generar suficiente voltaje para su aplicación en dispositivos electrónicos portátiles de bajo consumo, relacionados a LEDs, relojes o sensores. Los resultados obtenidos muestran el potencial de los TENGs basados en biopolímeros como una fuente de energía sostenible y autónoma.

En la literatura los análisis ópticos y térmicos presentan una desconexión, a pesar de tener un gran ámbito en común desde el punto de vista teórico. La evolución del ancho de banda respecto de la temperatura es un factor muy importante al momento de determinar dicha conexión, ya que, a través de la interacción electrón-fonón se puede derivar la temperatura de Debye que es el nexo entre el ancho de banda óptico y los efectos térmicos. Tal es así que aquí se presentan diferentes teorías, como son las propuestas por Ullrich, O’leary, Jackson, Guerra, y Zanatta para estudiar la absorción en semiconductores, y sus versiones extendidas: Tauc-Lorentz, O’leary- Lorentz o Guerra-Lorentz. Para los efectos térmicos se exploran ajustes que provienen de la interacción de los fonones como son los de los modelos de Varshni, Pässler o Bose-Einstein que describen el comportamiento del ancho de banda óptico con la temperatura del material. Este nexo entre los efectos ópticos y térmicos es aplicado después en los materiales semiconductores como el a-Si:H e In2O3, que son, entre otros, importantes para el desarrollo de tecnologías fotovoltaicas como celdas solares o transistores (ITO). Finalmente probamos que los resultados ópticos y térmicos guardan una buena concordancia, que da lugar a nuevos tipos de acercamientos experimentales a ambas propiedades.

In thepresent work, we study the optical properties of semiconductors near the fundamental absorption taking into account disorder induced tail states. In particular, we pay special attention to GAAs and lead halide perovskites. We address existing models for the description of the absorption spectra, and extend them in the band fluctuations framework. We start with traditional semiconductors where we have developed our models inspired in Jellison-Modine procedure (Tauc-Lorentz model).These models are tested on direct,indirect and amorphous band gap materials such as the ones of the group III −V family. Later, we continue the discussion with the inclusion of the Sommerfeld enhancement factor for understanding the nature of excitonic semiconductors. Here, the Elliott model is modified through the band fluctuations procedure in order to obtain an analytic expression for the imaginary part of the electrical permittivity. This new model accurately describes the band gap and binding energy of systems like GaAs,MAPbBr3, MAPbI3 and MAPbI3−xClx. Furthermore,the impact of the sample temperature on optical parameters such as the band gap can provide information regarding the thermal expansion and th eelectron-phon on interaction in the solid. In particular,if the material exhibits a high electron-phon on coupling,like in the cases of the polar semiconductors, the model describing the exciton can no longer rely on the Hydrogen-like picture, but instead it must be computed with a theory considering exciton-polarons. In the latter case, the exciton is dressed by a cloudofphonons that lower its binding energy. Remarkably, our model for excitonic materials correctly predicts the exciton-polaron binding energies of lead halide perovskites andt heir carrier’s effective massees. Lastly, we emphasize the powerful relation between the optical properties and the thermal properties. Notably, we found a good agreement among our predicted expressions,using the Debye’s model, with other specific heat experimental results.

[ES] El estudio de la materia sometida a condiciones extremas de presión y/o temperatura nos permite ampliar nuestros conocimientos sobre sus propiedades estructurales, elásticas, vibracionales, ópticas, eléctricas y magnéticas; comprender y predecir su comportamiento frente a estas condiciones; y valorar su aplicabilidad en ámbitos tan dispares como la computación cuántica, los semiconductores, la ciencia de materiales, la medicina o la farmacología. La presión es una variable termodinámica relativamente rápida y fácil de modificar que nos permite avanzar en la comprensión del comportamiento de la materia en función de las múltiples propiedades que la definen. Cuando las propiedades de un material no estable en condiciones ambientales mejoran bajo presión, y se prevé que su utilización pueda desarrollar aplicaciones novedosas o mejorar las ya existentes, se puede estudiar la posibilidad de sintetizar este nuevo material a presión ambiente aprovechándonos de las barreras cinéticas entre las transiciones de fase. El desarrollo tecnológico de las técnicas de caracterización de las propiedades de los materiales, así como de los modelos teóricos que permiten realizar cálculos ab initio, junto con la aplicación de altas presiones, han facilitado la consecución de los objetivos de análisis y comprensión de las propiedades estructurales, mecánicas, electrónicas y vibracionales de los compuestos de tipo As2X3 (sesquióxidos y sesquicalcogenuros de arsénico) de esta tesis doctoral. Con este fin se recoge en la presente tesis el compendio de los trabajos realizados en varios compuestos de tipo As2X3, en concreto los compuestos estudiados han sido la arsenolita pura (As4O6), el compuesto resultante al medir la arsenolita con He como medio transmisor de presión (MTP) a altas presiones (As4O6.2He), el oropimente (alfa-As2S3) y el telururo de arsénico (alfa-As2Te3). El análisis y la comprensión de las propiedades de estos compuestos ha supuesto un avance en el estudio de los sesquióxidos y sesquicalcogenuros del grupo 15, y allana el camino para diseñar nuevos sesquicalcogenuros del grupo 15 y compuestos relacionados con propiedades termoeléctricas o aislantes topológicas, tanto a presión ambiente como en condiciones extremas. / [CAT] L'estudi de la matèria sotmesa a condicions extremes de pressió i/o temperatura ens permet ampliar els nostres coneiximents sobre les seus propietats estructurals, elàstiques, vibracionals, òptiques, eléctriques i magnétiques; comprendre i predir el seu comportament front a aquestes condicions; i valorar la seua aplicabilitat en àmbits tan dispars com la computació cuántica, els semiconductors, la ciència de materials, la medicina o la farmacologia. La pressió és una variable termodinàmica relativament ràpida i fàcil de modificar que ens permet avançar en la comprensió del comportament de la matèria en funció de les múltiples propietats que la defineixen. Quan les propietats d'un material no estable en condicions ambientals milloren sota pressió, i es preveu que la seua utilització puga desenvolupar aplicacions novedoses o millorar les ja existents, es pot estudiar la posibilitat de sintetitzar aquest nou material a pressió ambient aprofitant-nos de les barreres cinètiques entre les transicions de fase. El desenvolupament tecnològic de les técniques de caracterització de les propietats dels materials, així com dels models teòrics que permeten realitzar càlculs ab initio, junt amb l'aplicació d'altes pressions, han facilitat la consecució dels objectius d'análisi i comprensió de les propietats estructurals, mecàniques, electròniques i vibracionals dels compostos de tipus As2X3 (sesquiòxids i sesquicalcogenurs de arsenic) d'aquesta tesi doctoral. Amb aquest fi s'arreplega en la present tesi un compendi dels treballs realitzats a varios compostos de tipus As2X3, en concret els compostos estudiats han segut l'arsenolita pura (As4O6), el compost resultant de mesurar l'arsenolita amb He com a mitjà transmisor de pressió (MTP) a altes pressions (As4O6.2He), l'oropiment (alfa-As2S3) i el telurur d'arsenic (alfa-As2Te3). L'anàlisi i la comprensió de les propietats d'aquestos compostos ha suposat un avanç a l'estudi dels sesquiòxids i sesquicalcogenurs del grup 15, i aplana el camí per a disenyar nous sesquicalcogenurs del grup 15 i compostos relacionats amb propietats termoelèctriques o de aillants topològics, tant a pressió ambient com en condicions extremes. / [EN] The study of matter under extreme conditions of pressure and/or temperature allows us to extend our knowledge about their structural, mechanical, vibrational, electrical, optical and magnetic properties; understand and predict their behaviour under these extreme conditions; and validate their possible application in several fields such as quantum computing, semiconductors, material science or pharmacology. Pressure is a thermodynamic variable easy to modify which allows us to advance in the comprehension of the behaviour of the multiple properties of the matter. When the properties of a material unstable at ambient conditions show a significant progress, this material can be postulated as a possible candidate to develop novel properties or improve those already existing; then, the synthesis of this metastable compound can be studied by the application of pressure and temperature and taking advantage of the kinetic barriers that stabilize high pressure phases. The technical development suffered by the characterization techniques, which are used to analyse the properties of materials, together with the theoretical models that allows to perform ab initio calculations, have facilitated to reach the objective of the analysis and understanding of the structural, mechanical, electronic and vibrational properties of the compounds belonging to the As2X3 family (arsenic sesquioxides and sesquichalcogenides) studied in this PhD thesis. To this aim, the present PhD thesis collects a compendium of the works done about several As2X3 compounds. In particular, the compounds studied here have been: pure arsenolite (As4O6), the resulting material from expose the arsenolite with helium as pressure transmitting medium at extreme conditions of pressure (As4O6.2He), orpiment (alpha-As2S3) and arsenic telluride (alpha-As2Te3). The analysis and comprehension of the properties of these compounds have provided a significant advance in the study of sesquioxides and sesquichalcogenides belonging to the group 15, and pave the way to design new sesquichalcogenides of the same group and related compounds with thermoelectric or topological insulating properties, at ambient or under extreme conditions. / Cuenca Gotor, VP. (2019). Estudio de compuestos As2X3 bajo presión [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/125699 / TESIS

Ingeniero Civil / El presente trabajo de título tiene por finalidad proponer y evaluar tecnologías para la reducción del consumo energético destinado a confort térmico para el Edificio de Ingeniería Civil, especialmente en verano. El edificio de Ingeniería Civil de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile presenta problemas de confort térmico para quienes ocupan estas dependencias, sobre todo en verano, a pesar de que el consumo energético es más elevado en invierno. En muchos sectores de este edificio, que está destinado a oficinas para docentes, salas de reuniones, salas de computadores y salas de memoristas mayoritariamente, no se alcanza un estado de confort térmico. Estudios previos identifican los sectores más críticos del edificio. Oficinas docentes ubicadas en los sectores perimetrales norte y poniente del edificio alcanzan los 35°C de temperatura. Ante esto, el sistema de climatización del edificio no logra cubrir la carga térmica que se necesita para mantener un estado térmico operable. En primera instancia se modela el caso actual del edificio con el programa computacional Design Builder, llamándolo caso base. Éste considera aspectos como la orientación y posición geográfica del edificio. Además se simulan las cargas térmicas en su estado actual, tanto internas como externas, así como la iluminación, ocupación y los equipos de computación. Se determina la carga térmica en este caso base y se compara con la implementación en el modelo con las soluciones propuestas en este trabajo: sombreamiento, fachada ventilada, ventilación nocturna y ventilación de confort. El resultado final de la estimación de ahorro de energía para cado caso determina que el sombreamiento sumado a la ventilación nocturna es la solución idónea para implementar en el edificio de Ingeniería Civil. Ambas soluciones son complementarias y unidas alcanzan la mayor reducción del consumo energético del aire acondicionado. El gasto energético diario estimado para el caso base es de 1722kWh, mientras que el caso con sombreamiento y ventilación nocturna se estima un consumo energético diario de 1248kWh. Esto se traduce en una reducción de un 27%. El sombreamiento reduce las ganancias térmicas provenientes de la radiación solar mientras que la ventilación nocturna elimina el calor acumulado en las masas internas del edificio. Se concluye que la implementación adecuada de ambas soluciones en conjunto mejorará las condiciones de confort del edificio, ya que le resta carga térmica al sistema de aire acondicionado posibilitando un mejor funcionamiento de éste.