Search

[ES] Actualmente, el cáncer de colon se ha convertido en una enfermedad que presenta una alta incidencia y mortalidad en muchos países. Debido a esto, así como a una fase asintomática prolongada, una detección temprana aumenta en gran medida la probabilidad de supervivencia y disminuya el costo de los tratamientos. Conocer las propiedades electromagnéticas de los tejidos biológicos con la mayor exactitud posible tiene una gran importancia en el diseño de un elevado número de aplicaciones biomédicas. Debido a que el cáncer provoca modificaciones estructurales en las células que a su vez generan cambios en las propiedades dieléctricas, es posible desarrollar aplicaciones de detección de cáncer que se basen en este principio. En lo que se refiere al cáncer de colon, existe la posibilidad de acceder de forma más o menos sencilla a este tejido durante procedimientos endoscópicos. Además, se ha reportado en la literatura, que existe una diferencia considerable en los valores de propiedades dieléctricas de los tejidos sanos y cancerosos, lo cual abre la puerta al empleo de esta técnica como método de diagnóstico. El objetivo principal de este trabajo es prototipar un dispositivo que ayude en la detección de cáncer colorrectal durante la colonoscopia mediante la caracterización dieléctrica de biopsias. Además, este dispositivo puede ser extendido para su uso en procedimientos quirúrgicos de cáncer de colon, para determinar con mayor precisión el alcance del tejido a eliminar. El prototipo ha de ser pequeño y de fácil manejo, además de cumplir con determinados requisitos de esterilización. Además, el diseño del dispositivo debe incluir desde el diseño del equipo en sí, hasta la metodología de medida y procesamiento de los datos si es necesario. Como parte final de este trabajo se contempla la validación preliminar en las unidades de Endoscopias y Cirugía Digestiva del Hospital Universitario La Fe de Valencia., [EN] Currently, colon cancer has become a disease with a high incidence and mortality in many countries. Because of this, as well as a prolonged asymptomatic phase, early detection greatly increases the survival probability and lowers the cost of treatments. Knowing the electromagnetic properties of biological tissues as accurately as possible is of great importance in the design of a large number of biomedical applications. Because cancer causes structural changes in cells that in turn lead to changes in dielectric properties, it is possible to develop cancer detection applications based on this principle. With regard to colon cancer, there is the possibility of more or less easy access to this tissue during endoscopic procedures. In addition, it has been reported in the literature that there is a considerable difference in the values ¿¿of dielectric properties of healthy and cancerous tissues, which enables the use of this technique as a diagnostic method. The main objective of this work is to prototype a device that helps in the detection of colorectal cancer during colonoscopy through the dielectric characterization of biopsies. In addition, this device can be extended for use in colon cancer surgical procedures to more accurately determine the extent of tissue to be removed. The prototype must be small and easy to handle, in addition to meeting certain sterilization requirements. In addition, the design of the device must include everything from the design of the equipment itself, to the measurement methodology and data processing, if necessary. As a final part of this work, the preliminary validation in the Endoscopy and Digestive Surgery units of the Hospital Universitario La Fe of Valencia is contemplated.

[ES] Actualmente, las demandas de campos como la robótica blanda, los textiles inteligentes, las pieles electrónicas o los dispositivos de monitorización de la salud, todos ellos integrados en el conocido como Internet of Things (IoT), plantean una serie de desafíos a las tecnologías de sensorización, que precisan del desarrollo y aplicación de soluciones innovadoras. Algunos de los requerimientos comunes que los sensores integrados en estas tecnologías deben satisfacer son la flexibilidad, la detección de magnitudes físicas de interés, el almacenamiento/captura de energía y la conducción eléctrica. Idealmente, todas esas funciones deberían ser llevadas a cabo por un único material que constituya un sistema compacto capaz de soportar cierto grado de deformación, funcionalmente integrado y energéticamente autónomo. En este trabajo se ha procedido al estudio de caracterización de las propiedades mecánicas y dieléctricas así como térmicas en función de la temperatura y frecuencia de muestras de fieltros flexibles de poliéster en los que se han integrado nanotubos de carbono, recubiertos posteriormente con el polímero conductor Poli(3,4-etilenodioxitiofeno) PEDOT, con diferentes contra-iones. El uso de diferentes contra-iones tiene como objetivo discernir cuál de ellos es el más idóneo para su uso en las aplicaciones indicadas anteriormente. El estudio ha requerido de un análisis independiente de cada uno de los constituyentes, con la finalidad de discernir la contribución de cada uno de ellos en las propiedades finales, así como las interacciones resultantes de su combinación. Las diferentes técnicas utilizadas para encontrar el contraión con mejores propiedades finales han sido las siguientes: análisis dinamomecánico (DMA), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y espectroscopia de relajación dieléctrica (DRS). Cada una de estas técnicas proporciona información de las propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas respectivamente, que ayudan a elegir el contraión más adecuado para las aplicaciones que se buscan. Los resultados obtenidos permitirán avanzar en el diseño de la configuración de las condiciones más adecuadas del proceso de generación de sensores a la carta para una determinada aplicación., [CAT] Actualment, les demandes de camps com la robòtica blana, els tèxtils intel·ligents, les pells electròniques o els dispositius de monitoratge de la salut, tots ells integrats en el conegut com a Internet of Things (IoT), plantegen una sèrie de desafiaments a les tecnologies de sensorización, que precisen del desenvolupament i aplicació de solucions innovadores. Alguns dels requeriments comuns que els sensors integrats en aquestes tecnologies han de satisfer són la flexibilitat, la detecció de magnituds físiques d'interés, l'emmagatzematge/captura d'energia i la conducció elèctrica. Idealment, totes aqueixes funcions haurien de ser dutes a terme per un únic material que constituïsca un sistema compacte capaç de suportar un cert grau de deformació, funcionalment integrat i energèticament autònom. En aquest treball s'ha procedit a l'estudi de caracterització de les propietats mecàniques i dielèctriques així com tèrmiques en funció de la temperatura i freqüència de mostres de feltres flexibles de polièster en els quals s'han integrat nanotubs de carboni, recoberts posteriorment amb el polímer conductor Poli(3,4-etilenodioxitiofeno) PEDOT, amb diferents contra-ions. L'ús de diferents contra-ions té com a objectiu discernir quin d'ells és el més idoni per al seu ús en les aplicacions indicades anteriorment. L'estudi ha requerit d'una anàlisi independent de cadascun dels constituents, amb la finalitat de discernir la contribució de cadascun d'ells en les propietats finals, així com les interaccions resultants de la seua combinació. Les diferents tècniques utilitzades per a trobar el contraión amb millors propietats finals han sigut les següents: anàlisi dinamomecànic (DMA), calorimetria diferencial d'escombratge (DSC) i espectroscòpia de relaxació dielèctrica (DRS). Cadascuna d'aquestes tècniques proporciona informació de les propietats mecàniques, tèrmiques i elèctriques respectivament, que ajuden a triar el contraión més adequat per a les aplicacions que es busquen. Els resultats obtinguts permetran avançar en el disseny de la configuració de les condicions més adequades del procés de generació de sensors a la carta per a una determinada aplicació., [EN] Currently, the demands of fields such as soft robotics, smart textiles, electronic skins, or health monitoring devices, all of them integrated into the so-called Internet of Things (IoT), pose a series of challenges to sensing technologies, which require the development and application of innovative solutions. Some of the common requirements that sensors integrated into these technologies must satisfy are flexibility, detection of physical quantities of interest, energy storage/capture and electrical conduction. Ideally, all these functions should be carried out by a single material that constitutes a compact system capable of withstanding a certain degree of deformation, functionally integrated and energetically autonomous. In this work, we have proceeded to study the characterization of the mechanical and dielectric properties, as well as thermal properties as a function of temperature and frequency of samples of flexible polyester, felt in which carbon nanotubes have been integrated, subsequently coated with the conductive polymer Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) PEDOT, with different counter-ions. The use of different counter-ions is intended to discern which of them is the most suitable for use in the applications indicated above. The study has required an independent analysis of each of the constituents, to discern the contribution of each of them in the final properties, as well as the interactions resulting from their combination. The different techniques used to find the counterion with the best final properties have been the following: dinamomechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetry (DSC) and dielectric relaxation spectroscopy (DRS). Each of these techniques provides information about mechanical, thermal, and electrical properties, respectively, that help to choose the most suitable counterion for the applications sought. The results obtained will allow advancing in the design of the configuration of the most suitable conditions for the process of generation of sensors on demand for a given application.

Asphalt is a complex material whose performance depends mainly on its chemical composition. Globally, multiple studies have tried to correlate the physicochemical properties of this material to understand its performance under load requirements and environmental conditions, like those experienced when part of an asphalt mix in the pavement. Despite many studies conducted on the subject, the complex viscoelastic behavior that characterizes this amorphous material has not yet been fully figured out. One technique that could help comprehend asphalt is complex electrical impedance spectroscopy, which measures and evaluates these materials’ dielectric properties, correlating them with those of a physical-chemical nature. This article presents a literature review of the research carried out to date to measure and analyze dielectric properties in asphalt, describing the studies and reporting their limitations. El asfalto es un material complejo cuyo desempeño depende en gran medida de su composición química. En el mundo, se han realizado múltiples estudios para intentar correlacionar las propiedades físico-químicas de estos materiales, con el fin de intentar comprender su desempeño ante solicitudes de carga y condiciones medioambientales, similares a las que experimentan cuando forman parte de una mezcla asfáltica en un pavimento. A pesar del amplio número de investigaciones realizadas en estas áreas, el complejo comportamiento viscoelástico que caracteriza a estos materiales amorfos aún no ha sido totalmente entendido. Una técnica que podría ayudar a mejorar el entendimiento de asfaltos es la espectroscopía de impedancia eléctrica compleja. Mediante esta, se pueden medir y evaluar las propiedades dieléctricas de estos materiales, las cuales podrían ser correlacionadas con aquellas de carácter físico-químico. En el presente artículo, se presenta una revisión bibliográfica sobre los estudios realizados a la fecha para medir y analizar propiedades dieléctricas en asfaltos. Se describen los estudios y se reportan las limitaciones de los mismos.

[ES] En la actualidad, el deterioro de las estructuras de hormigón armado debido a la corrosión es un problema de gran importancia en todo el mundo. Las consecuencias del desarrollo de este fenómeno llevan asociados sobrecostes de inspección y mantenimiento, la disminución de su vida útil, deterioros estéticos e importantes impactos medioambientales. Éstas son razones más que suficientes para fomentar el diseño y desarrollo de sistemas integrados de monitorización de la corrosión que permitan definir estrategias de evaluación y mantenimiento adecuados garantizando la seguridad y reduciendo costes. La corrosión es un fenómeno electroquímico que se manifiesta de múltiples maneras en los elementos metálicos. En este trabajo se analizará la corrosión de las armaduras embebidas en hormigón y se prestará especial atención a las corrientes de macrocelda: se analizará la influencia de la ratio cátodo-ánodo y, además, se estudiará como influye al analizar la corrosión total de las armaduras. Para lograr el cometido descrito anteriormente, se fabricaron dos losas de hormigón armado 80cmx32cmx11cm, con diferentes sensores embebidos. El diseño de cada una de las piezas se realizó con armaduras aisladas eléctricamente y con cableado al exterior, permitiendo controlar a voluntad la configuración de la macrocelda. Durante más de 200 días se realizó un seguimiento de la corrosión de los sensores embebidos que se dividió en tres etapas: (a) sistema pasivo; (b) exposición parcial a cloruros; y (c) diferentes configuraciones de macrocelda. A raíz de los resultados obtenidos se pudo cuantificar el valor real de las corrientes de macrocelda y su importancia en los procesos de corrosión total. Además, se plantea una nueva configuración de sensor embebido que considere este fenómeno en los procesos de monitorización y seguimiento de este proceso electroquímico., [CA] En l'actualitat, la deterioració de les estructures de formigó armat degut a la corrosió és un problema de gran importància a tot el món. Les conseqüències del desenvolupament d'aquest fenomen porten associats sobrecostos d'inspecció i manteniment, la disminució de la seua vida útil, deterioracions estètiques i importants impactes mediambientals. Aquestes són raons més que suficients per a fomentar el disseny i desenvolupament de sistemes integrats de monitoratge de la corrosió que permeten definir estratègies d'avaluació i manteniment adequats garantint la seguretat i reduint costos. La corrosió és un fenomen electroquímic que es manifesta de múltiples maneres en els elements metàl·lics. En aquest treball s'analitzarà la corrosió de les armadures embegudes en formigó i es prestarà especial atenció als corrents de macrocel·la: s'analitzarà la influència de la ràtio càtode-ànode i, a més, s'estudiarà com influeix en analitzar la corrosió total de les armadures. Per a aconseguir la comesa descrita anteriorment, es van fabricar dues lloses de formigó armat *80cmx32cmx11cm, amb diferents sensors embeguts. El disseny de cadascuna de les peces es va realitzar amb armadures aïllades elèctricament i amb cablejat a l'exterior, permetent controlar a voluntat la configuració de la macrocel·la. Durant més de 200 dies es va realitzar un seguiment de la corrosió dels sensors embeguts que es va dividir en tres etapes: (a) sistema passiu; (b) exposició parcial a clorurs; i (c) diferents configuracions de macrocel·la. Arran dels resultats obtinguts es va poder quantificar el valor real dels corrents de macrocel·la i la seua importància en els processos de corrosió total. A més, es planteja una nova configuració de sensor embegut que considere aquest fenomen en els processos de monitoratge i seguiment d'aquest procés electroquímic., [EN] Nowadays, the deterioration of reinforced concrete structures due to corrosion represents a problem of vast significance worldwide. The consequences of this phenomenon are primarily associated with the increment of costs associated with the inspection and maintenance of these structures, along with a decrease in the durability of buildings. Furthermore, the aesthetic deterioration of the structural elements and the significant environmental impact also play an important role. These are reasons to encourage the design and development of integrated corrosion monitoring systems. They can be used in new or existing reinforced concrete structures, employing tools and methods that provide outstanding safety and precision. Corrosion is an electrochemical phenomenon that manifests itself in many ways in metallic elements. This work will go over corrosion in concrete embedded reinforcements dwelling upon macrocell currents. It will be analyzed the influence of the cathode-anode ratio and the impact of this phenomenon on the total amount of the rebar’s corrosion. To achieve the above-mentioned tasks, two 80cmx32cmx11cm reinforced concrete slabs were manufactured, where several sensors were embedded. The design of each of the pieces was made with electrically isolated reinforcements with an electrical connection, allowing control of the macrocell configuration. The sensors embedded were monitored for more than 200 days. This period was divided into three stages: (a) passive system; (b) partial exposure to chlorides; and (c) different macrocell configurations. As a result, it was possible to quantify the real value of the macrocell currents and their importance in the total corrosion processes. Moreover, a new embedded sensor configuration is proposed that considers this phenomenon in the monitoring and follow-up processes of this electrochemical process.

[ES] La congelación es un método de conservación muy extendido en la industria cárnica. Además, es una parte importante de otros procesos complejos como la liofilización, que consiste en una deshidratación para reducir la aw tras congelarse el producto a muy bajas temperaturas (-20/-40ºC). El objetivo de este estudio fue desarrollar un modelo termodinámico del proceso de liofilización de carne de pollo utilizando espectrofotometría en el rango de radiofrecuencia, infrarrojo y visible. Se realizó un proceso de congelación y posterior liofilización de dos cilindros de pollo. En uno de ellos se estudió la variación de masa y la variación de temperatura en su cara plana mediante una cámara termográfica. El otro se utilizó para monitorizar la temperatura en la superficie y el centro mediante termopares, y para medir las propiedades dieléctricas con un sensor introducido en el centro de la muestra y conectado al analizador de impedancias. Además, durante el proceso de liofilización se monitorizó la variación de volumen y de la humedad relativa del ambiente. Utilizando los datos obtenidos, se ha desarrollado un modelo termodinámico capaz de explicar las fases de deshidratación que sufre el producto. Es posible utilizar este modelo para optimizar el proceso de liofilización y describir los mecanismos de transporte de agua desde el interior de la muestra hacia el exterior, prediciendo fenómenos de sublimación y evaporación, mejorando así el proceso de liofilización en la industria alimentaria. Además, la espectroscopía dieléctrica es capaz de predecir tanto la formación de los núcleos de hielo durante la congelación, como la pérdida de agua durante los primeros minutos de la liofilización., [EN] Freezing is a widely used preservation method in meat industry. In addition, it¿s an important part of other complex processes such as freeze-drying, which consists of a dehydration aimed to reduce the aw after freezing the product at very low temperatures (-20/-40ºC). The objective of this study was to develop a thermodynamic model of the freeze-drying process in poultry meat using spectrophotometry in the radiofrequency, infrared and visible range. A freezing and subsequent lyophilisation process was carried out on two chicken cylinders. In one of them, the mass variation and the temperature variation in its flat face were studied by means of a thermographic camera. The other one was used to monitor the temperature at the surface and in the center by means of thermocouples, and to measure the dielectric properties with a sensor introduced in the center of the sample and connected to the impedance analyzer. In addition, during the freeze-drying process, the variation in volume and relative humidity of the environment was monitored. Using the data obtained, a thermodynamic model has been developed capable of explaining the phases of dehydration that take place in the product. It is possible to use this model to optimize the freeze-drying process and describe the mechanisms of water transport from the inside of the sample to the outside, predicting phenomena of sublimation and evaporation, thus improving the freeze-drying process in food industry. Thus, dielectric spectroscopy is able to predict both ice cores formation during freezing and water loss during firsts minutes of freeze-drying.

[ES] El georradar es una técnica geofísica basada en la propagación de ondas electromagnéticas que al ser recibidas por la antena del equipo proporcionan información de las propiedades dieléctricas del medio por el que viajan. A partir del análisis de los parámetros de las ondas registradas se pueden detectar las anomalías existentes en el medio o bien estimar sus propiedades y sus variaciones. Algunas ventajas de la técnica de georradar, como son su carácter no destructivo, resolución y rapidez en la obtención y procesamiento de registros, han dado lugar a que se haya aplicado, y con éxito, en campos de estudio muy diversos. En los últimos años se ha venido utilizando en la inspección de estructuras de edificación y, más recientemente, en la caracterización de materiales de construcción, como es el hormigón. La durabilidad de las estructuras de hormigón armado depende fundamental¬mente de la estructura porosa, de la fisuración y del contenido de humedad del hormigón. En la actualidad uno de los procedimientos regulados por la Unión Europea para estimar la durabilidad del hormigón es comprobar el grado de penetración de agua bajo presión. Con este procedimiento, para medir la profundidad de penetración del frente de agua, es necesario extraer testigos o probetas de los elementos estructurales analizados. Por esta razón, en los últimos años se están realizando estudios con el fin de buscar metodologías alternativas que sean eminentemente no destructivas. El contenido de agua determina las propiedades dieléctricas de un medio y, a su vez, estas propiedades influyen de forma decisiva en la propagación de las ondas electromagnéticas por ese medio. Es por ello, que la técnica del georradar se presenta como una técnica con gran potencial para evaluar la profundidad de las zonas afectadas por humedad en el hormigón endurecido. No obstante, antes de realizar cualquier estudio experimental, es necesario conocer de forma previa la capacidad teórica de la técnica para una frecuencia de estudio dada. Con esto podremos comprender mejor cómo se propagan las ondas por el interior del hormigón y conocer cuál es su comportamiento en el caso de encontrar zonas con diferente contenido de humedad. En este trabajo se estudian qué variaciones se producen en la propagación de las ondas electromagnéticas al viajar por el interior del hormigón cuando existen zonas con diferentes contenidos de humedad. Para conseguir este objetivo la mejor opción es generar modelos numéricos que reproduzcan el comportamiento de las ondas electromagnéticas por el interior del hormigón en diferentes escenarios. Por todo ello, el objetivo principal de este trabajo es realizar una modelización numérica de señales electromagnéticas que se propagan en hormigón cuyo frente de avance del agua sea de diferentes dimensiones y con la antena de registro colocada en distintas posiciones respecto al avance del frente del agua (en el lado seco y en el lado húmedo). Esto permitirá una mejor compresión de la propagación, por el interior del hormigón, de las ondas electromagnéticas generadas con un equipo de georradar comercial y de las reflexiones que se produzcan como consecuencia del cambio de las propiedades dieléctricas del hormigón. Los modelos numéricos que se generan se basan en el método de las diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) y el software necesario para la generación de los modelos es el gprMax. La frecuencia de estudio elegida es la de 2 GHz de frecuencia central, ya que es la frecuencia de la antena comercial que la empresa GSSI, líder del sector, comercializa para usarla en los estudios del hormigón., [CA] El georradar és una tècnica geofísica basada en la propagació d’ones electromagnètiques que al ser rebudes per l’antena de l’equip proporcionen informació de les propietats dielèctriques del mitjà pel que viatgen. Partint de l’anàlisi dels paràmetres de les ones registrades es pot detectar les anomalies existents en el mitjà o be estimar les seves propietats i variacions. Alguns avantatges de la tècnica del georradar, com és el seu caràcter no destructiu, resolució i rapidesa en l’obtenció i processament de registres, han donat lloc al fet que s’haja aplicat, i amb èxit, en camps d’estudi molt diversos. En els últims anys s’ha fet servir en l’inspecció d’estructures d’edificació i, més recentment, en la caracterització de materials de construcció, com es el cas del formigó. La durabilitat de les estructures de formigó armat depèn fonamentalment de l’estructura porosa, de la fissuració i del contingut d’humitat de formigó. En l’actualitat un dels procediments regulats per la Unió Europea per estimar la durabilitats del formigó és comprovar el grau de penetració de l’aigua sota pressió. Amb aquest procediment, per a mesurar la profunditat de penetració del front de l’aigua, és necessari extraure provetes dels elements estructurals analitzats. Per aquesta raó, en els últims anys s’estan realitzant estudis amb la finalitat de cercar metodologies alternatives que siguen eminentment no destructives. El contingut d’aigua determina les propietats dielèctriques d’un mitjà i, al seu torn aquestes propietats influeixen de forma decisiva en la propagació de les ones electromagnètiques per aquest mitjà. Es per això, que la tècnica del georradar es presenta com una tècnica amb gran potencial per avaluar la profunditat de les zones afectades per humitat en el formigó endurit. No obstant açò, abans de realitzar qualsevol estudi experimental, és necessari conèixer de forma prèvia la capacitat teòrica de la tècnica per una freqüència d’estudi donada. Amb tot això, podrem comprendre millor com es propaguen les ones per l’interior del formigó i conèixer quin es el seu comportament en el cas de trobar-se zones amb diferent contingut d’humitat. En aquest treball s’estudien que variacions es produeixen en la propagació de les ones electromagnètiques al viatjar per l’interior del formigó quan existeixen zones amb diferents continguts d’humitat. Per aconseguir aquest objectiu la millor opció es generar models numèrics que reproduïsquen el comportament de les ones electromagnètiques per l’interior del formigó en diferents escenaris. Per tot açò, l’objectiu principal d’aquest treball es realitzar una modelització numèrica de senyals electromagnètiques que es propaguen en formigó, en el que el front d’avanç de l’aigua siga dediferents dimensions i amb l’antena de registre col·locada en diferents posicions respecte al mateix( en el costat sec i en l’humit). Això permet una millor comprensió de la propagació, per l’interior del formigó, de les ones electromagnètiques generades amb un equip de georradar comercial i de les reflexions que es produeixen com a conseqüència del canvi de les propietats dielèctriques del formigó. Els models numèrics que es generen es basen en el mètode de les diferències finites en el domini del temps (FDTD) i el software necessari per la generació dels models es el gprMax. La freqüència d’estudi escollida es de 2 GHz de freqüència central, ja que es la freqüència de l’antena comercial que la empresa GSSI, líder del sector, comercialitza per l’ús en estudis de formigó., [EN] Ground-penetrating radar is a geophysical technique based on propagation of electromagnetic waves that, when being received by the antenna of the equipment, provides information of the dielectric properties of the media by which travels. From the analysis of the parameters of the waves registered, it can be detected the existent anomalies in the medium or estimated its properties and their variations. Some advantages of the Ground-penetrating technique, as its nondestructive nature, resolution and quickness in obtaining and processing of the records, have given place to be applied successfully in very different fields of studio. In the last years, it has been applied to prospect building structures, and more recently, to characterize building materials, such as concrete. The durability of building reinforced structures depends mainly on the porous structure, the cracking and the water content. Currently, one of the procedures regulated by the European Union to estimate the concrete durability is by means of the evaluation of the penetration degree of water under pressure. With this procedure, to measure the penetration depth of the waterfront, it is necessary to extract samples of the analyzed structural elements. For this reason, in the last years some studies are conducted with the aim of looking for alternative methodologies whose nondestructive nature is to be critical. The water content is decisive in the dielectric properties of a medium and these are directly related to how the electromagnetic waves propagates through the medium. It is thus, that the Ground-penetrating technique presents great possibilities to evaluate the depth of the zones affected by humidity in hardened concrete. Nevertheless, previously to carry out any experimental program, it is necessary to be aware of the theoretical capacity of the technique, for given frequency of radiation. With this it will be possible to better understand how the waves propagate inward concrete and their behavior in case of existence of areas with different water content. In this work, variations produced in the propagation of the electromagnetic waves when travelling inward concrete and occurrence of areas with different water content are studied. To achieve this aim, the best option is to generate numerical models that reproduce the behavior of the electromagnetic waves propagating inward concrete inward different scenarios. For all this, the main objective of this work is to generate numerical models of electromagnetic waves propagating in concrete, in which a waterfront is of different dimensions and the recording antenna is located in different positions. This will lead to a better understanding of the waves propagation inside concrete generated with a commercial equipment and the reflections that might occur as a consequence of the change of the dielectric properties of concrete. The numerical models generated are based on the finite differences in time domain method (FDTD) and the necessary software for the generation of the models is the gprMax. The chosen frequency for the study is 2 GHz of central frequency, since this frequency is the one that the leader manufacturer of Ground-penetrating radar equipment (GSSI) commercializes to be used to prospect concrete.

[ES] La producción de fibras de carbono basadas en lignina reduce el costo y el impacto ambiental asociado a la tradicional fabricación de estas por vía petroquímica. Sin embargo, el procesado de la lignina pura como precursora de las fibras de carbono es problemático, debido a su fragilidad y a su limitado comportamiento termoplástico. Por ello, en este TFM, se aborda el estudio de materiales de origen biológico basados en mezclas compatibles de lignina y poliuretano termoplástico (TPU), comparando dos tipos diferentes de lignina, una organosolv (TcA) y otra kraft hidroxipropil modificada (TcC). Ambas materias primas de origen natural y carácter renovable se presentan como materiales precursores idóneos para la producción de fibras de carbono, que posteriormente serán utilizadas en la conformación de materiales compuestos poliméricos de alta funcionalidad con aplicaciones en automoción. Debido al carácter crucial de la variable temperatura en el procesado y comportamiento en servicio de estos materiales, las muestras han sido caracterizadas térmicamente mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y espectroscopia de relajación dieléctrica (DRS). Se han analizado muestras con diferentes composiciones lignina+TPU x% (x=30, 40 y 50% en peso de TPU). Los resultados de DSC han mostrado la existencia de diferentes interacciones entre los constituyentes de la mezcla en función del tipo de lignina, confirmando la formación de enlaces de hidrógeno entre las cadenas poliméricas de la lignina TcA y el TPU. Estudios previos de FTIR corroboran estos resultados. En cuanto al DRS, técnica de gran resolución, se ha realizado un estudio del espectro de relajaciones dieléctricas en un amplio rango de frecuencias y temperaturas, en términos de diferentes parámetros eléctricos. Se han hallado dos tipos de procesos: dipolares y conductivos. Entre los dipolares, se ha observado un proceso de relajación dieléctrica a bajas temperaturas, asociado con la relajación secundaria del TPU, y dos procesos de relajación dieléctrica íntimamente solapados a más alta temperatura, asociados con las transiciones vítreas de los segmentos blandos y rígidos del TPU. La primera relajación se ha ajustado al modelo empírico de Havriliak-Negami, y se ha analizado la relación entre los tiempos de relajación y la temperatura aplicando el modelo de Arrhenius. Debido al íntimo solapamiento entre los procesos dipolares asociados con las transiciones vítreas y de estos con los procesos conductivos, dominantes en el espectro dieléctrico a altas temperaturas y bajas frecuencias, el análisis de las muestras en esta región ha resultado complejo. En orden a constatar el origen de estos procesos, también se han llevado a cabo ensayos de DMA a 1 Hz. Finalmente, se ha analizado la conductividad, calculando la energía de activación asociada al proceso conductivo para cada una de las muestras. Todos los resultados experimentales revelan la existencia de diferentes interacciones entre los componentes de la mezcla según la naturaleza química de la lignina y su porcentaje en la composición del biomaterial. En definitiva, se ha realizado una caracterización robusta que permite obtener una mejor comprensión de la triple relación microestructura-propiedades macroscópicas-aplicabilidad de los biomateriales considerados. Estas mezclas compatibles estructuralmente suponen un camino para la valorización de la lignina y brindan la oportunidad de fabricar materiales avanzados a partir de fuentes biomásicas., [CA] La producció de fibres de carboni basades en lignina redueix el cost i l'impacte ambiental associat a la tradicional fabricació d'aquestes per via petroquímica. Tanmateix, el processament de la lignina pura com a precursora de les fibres de carboni és problemàtic, a causa de la seua fragilitat i del seu limitat comportament termoplàstic. Per això, en aquest TFM, s'aborda l'estudi de materials d'origen biològic basats en mescles compatibles de lignina i poliuretà termoplàstic (TPU), comparant dos tipus diferents de lignina, una organosolv (TcA) i una altra kraft hidroxipropil modificada (TcC). Totes dues matèries primeres d'origen natural i caràcter renovable es presenten com a materials precursors idonis per a la producció de fibres de carboni, que posteriorment seran utilitzades en la conformació de materials compostos polimèrics d'alta funcionalitat amb aplicacions en automoció. A causa del caràcter crucial de la variable temperatura en el processament i comportament en servei d'aquests materials, les mostres han sigut caracteritzades tèrmicament mitjançant calorimetria diferencial d'escaneig (DSC) i espectroscòpia de relaxació dielèctrica (DRS). S’han analitzat mostres amb diferents composicions lignina+TPU x% (x=30, 40 i 50% en pes de TPU). Els resultats de DSC han mostrat l'existència de diferents interaccions entre els constituents de la mescla en funció del tipus de lignina, confirmant la formació d'enllaços d'hidrogen entre les cadenes polimèriques de la lignina TcA i el TPU. Estudis previs de FTIR corroboren aquests resultats. Pel que fa al DRS, tècnica de gran resolució, s'ha realitzat un estudi de l'espectre de relaxacions dielèctriques en un ampli rang de freqüències i temperatures, en termes de diferents paràmetres elèctrics. S'han trobat dos tipus de processos: dipolars i conductius. Entre els dipolars, s'ha observat un procés de relaxació dielèctrica a baixes temperatures, associat amb la relaxació secundària del TPU, i dos processos de relaxació dielèctrica íntimament solapats a més alta temperatura, associats amb les transicions vítries dels segments tous i rígids del TPU. La primera relaxació s'ha ajustat al model empíric de Havriliak-Negami, i s'ha analitzat la relació entre els temps de relaxació i la temperatura aplicant el model de Arrhenius. A causa de l'íntim solapament entre els processos dipolars associats amb les transicions vítries i d'aquests amb els processos conductius, dominants en l'espectre dielèctric a altes temperatures i baixes freqüències, l'anàlisi de les mostres en aquesta regió ha resultat complex. Amb vista a constatar l'origen d'aquests processos, també s'han dut a terme assajos de DMA a 1 Hz. Finalment, s'ha analitzat la conductivitat, calculant l'energia d'activació associada al procés conductiu per a cadascuna de les mostres. Tots els resultats experimentals revelen l'existència de diferents interaccions entre els components de la mescla segons la naturalesa química de la lignina i el seu percentatge en la composició del biomaterial. En definitiva, s'ha realitzat una caracterització robusta que permet obtindre una millor comprensió de la triple relació microestructura-propietats macroscòpiques-aplicabilitat dels biomaterials considerats. Aquestes mescles compatibles estructuralment suposen un camí per a la valorització de la lignina i brinden l'oportunitat de fabricar materials avançats a partir de fonts biomàsiques., [EN] The production of carbon fibres based on lignin reduces cost and environmental impact associated with the traditional manufacture of these by petrochemical means. However, the processing of pure lignin as a carbon fibres precursor is problematic, due to its fragility and its limited thermoplastic behavior. Therefore, in this TFM, the study of materials from biological origin based on compatible blends of lignin and thermoplastic polyurethane (TPU) is approached, comparing two different types of lignin, one organosolv (TcA) and another kraft hydroxypropyl modified (TcC). Both raw materials from natural origin and renewable nature are presented as suitable precursor materials for the production of carbon fibres, which will later be used in the formation of polymeric composite materials of high functionality with automotive applications. Due to the crucial role of the temperature variable in the processing and the in- service behavior of these materials, samples have been thermally characterized by differential scanning calorimetry (DSC) and dielectric relaxation spectroscopy (DRS). Samples with different compositions lignin+TPU x% (x=30, 40 and 50% by wt of TPU) have been analyzed. DSC results have shown the existence of different interactions between constituents of the blend depending on the type of lignin, confirming the formation of hydrogen bonds between polymer chains of TcA lignin and TPU. Previous FTIR studies corroborate these results. With regard to DRS, a high- resolution technique, a study of the dielectric relaxation spectrum in a wide range of frequencies and temperatures, in terms of different electrical parameters, has been carried out. Two types of processes have been found: dipolar and conductive ones. Among the dipolar processes, a dielectric relaxation process has been observed at low temperatures, associated with the secondary relaxation of TPU, and two dielectric relaxation processes intimately overlapped have also been observed at higher temperature, associated with the glass transitions of the soft and rigid segments of TPU. First relaxation has been adjusted to the Havriliak-Negami empirical model, and the relationship between relaxation times and temperature has been analyzed applying the Arrhenius model. Due to the intimate overlap between the dipolar processes associated with the glass transitions and these with the conductive processes, dominant in the dielectric spectrum at high temperatures and low frequencies, analysis of samples in this region has proved complex. In order to verify the origin of these processes, DMA tests at 1 Hz have also been carried out. Finally, the conductivity was analyzed, calculating activation energy associated with the conductive process for each of the samples. All experimental results reveal the existence of different interactions between components of the blend according to the chemical nature of the lignin and its percentage in the composition of biomaterial. In short, a robust characterization has been carried out to obtain a better understanding of the triple relationship microstructure-macroscopic properties-applicability of the biomaterials considered. These structurally compatible blends represent a path for lignin valorization and offer the opportunity to manufacture advanced materials from biomasic sources.

The study of the dielectric properties of materials is one of the main tools currently used for their characterization, both structurally and from the point of view of molecular interactions. In our University it has been used in the study of fuels and their mixtures: gasoline-alcohol and fossil biodiesel-Diesel, since it allows determining the mechanisms of molecular interaction present in the mixtures, both of polar and non-polar substances, which determines the optimal concentrations of the components in the mixture, in terms of their stability, free energy, entropy, enthalpy of evaporation, as well as the energy of cohesion and dielectric relaxation mechanisms. These properties of fuels are what determine, in the first instance, the combustion efficiency. On the other hand, the same technique applied to soils makes it possible to determine the humidity and, more importantly, the contamination of the soils by fuels and lubricants. Then, with the same experimental setup, the structural and dynamic properties of fuels, their mixtures and lubricants can be determined, which are closely related to the efficient use of these, as well as the contamination of soils by these same chemical agents. The results of the dielectric characterization and its relationship with the molecular interaction energies of the alcohol-gasoline mixtures, biodiesel-fossil Diesel and the determination of the influence of humidity and fuel contamination on the dielectric properties of the floors. El estudio de las propiedades dieléctricas de los materiales es una de las principales herramientas usadas actualmente para su caracterización, tanto estructuralmente como desde el punto de vista de las interacciones moleculares. En nuestra Universidad se ha venido utilizando en el estudio de los combustibles y sus mezclas: gasolina-alcohol y biodieselDiesel fósil, ya que permite determinar los mecanismos de interacción molecular presentes en las mezclas, tanto de sustancias polares como apolares, lo cual determina las concentraciones óptimas de los componentes en la mezcla, en cuanto a su estabilidad, energía libre, entropía, entalpía de la evaporación, así como la energía de cohesión y de los mecanismos de relajación dieléctrica. Estas propiedades de los combustibles son las que determinan, en primera instancia, la eficiencia de la combustión. Por otro lado, la misma técnica aplicada a los suelos permite determinar la humedad y lo que es más importante, la contaminación de los mismos por combustibles y lubricantes. Luego, con el mismo montaje experimental se pueden determinar las propiedades estructurales y dinámicas de los combustibles, sus mezclas y lubricantes, las cuales están estrechamente relacionadas con el uso eficiente de estos, así como la contaminación de los suelos por estos mismos agentes químicos. Se presentan los resultados de la caracterización dieléctrica y su relación con las energías de interacción molecular, de las mezclas alcohol-gasolina, biodiesel-Diesel fósil y la determinación de la influencia de la humedad y de la contaminación por combustibles en las propiedades dieléctricas de los suelos.

[ES] El sector de la carne es uno de los segmentos de crecimiento más rápidos de la economía agraria. La carne de pollo se ha convertido en un alimento básico de una dieta sana y equilibrada y de precio asequible. El desarrollo de productos cárnicos a partir de pollo requiere de distintas operaciones de transformación entre las que se encuentran los procesos de secado con aire caliente. Una de las herramientas más importantes para el diseño de productos deshidratados es la isoterma de sorción. La isoterma de sorción relaciona la humedad en base seca con la actividad del agua. En procesos de deshidratación, es posible monitorizar la variación de la humedad del producto mediante la variación de masa y transformarla a la actividad del agua gracias a la isoterma de sorción, directamente relacionada con muchas de las propiedades de calidad y seguridad del alimento. En el presente trabajo se ha desarrollado la isoterma de sorción de pollo, mediante secado con aire caliente según el método desarrollado por Traffano-Schiffo et al. (2014), en el que las muestras son sometidas a un proceso de secado y equilibrado posterior a temperatura de conservación (4ºC). Durante el proceso de obtención de las isotermas de sorción de cualquier sistema alimentario, la mayor dificultad reside en obtener las muestras equilibradas a distintos niveles de humedad y obtener de estas su actividad de agua. La utilización del método descrito por Traffano-Schiffo et al. (2014), permite acelerar el proceso de obtención de muestras a distintos niveles de humedad en equilibrio, sin embargo, no soluciona el problema de la obtención rápida de la actividad del agua. En este trabajo se pretende desarrollar una metodología de obtención rápida de actividad de agua en procesos de deshidratación, mediante técnicas espectrofotométricas en el espectro de la radiofrecuencia. Con este fin, se han deshidratado muestras de pollo (Pectoralis major), en un secador a 40ºC, 1 m/s y 35% de humedad relativa de secado, a 7 niveles diferentes de humedad, analizándose al inicio y al final de cada tiempo la masa, el volumen, la humedad, la actividad del agua y las propiedades dieléctricas en el espectro de la radiofrecuencia. Los resultados del trabajo muestran la isoterma obtenida, así como la relación de la humedad en base seca con la actividad del agua durante el proceso de secado. Estos datos han sido modelizados mediante el modelo de GAB, y las medidas espectrofotométricas han sido modelizadas mediante el modelo Traffano-Schiffo et al. (2017), obteniéndose los parámetros de GAB y las constantes dieléctricas en relajación alfa y beta. Dado que la relajación beta describe la interacción entre las cargas asociadas a la tensión superficial (efecto Maxwell-Wagner), se tomó como hipótesis que los fenómenos de adsorción, directamente asociados a fenómenos de atracción e inmovilización de moléculas de agua causados por tensión superficial del tejido, tenían que poder ser descritos mediante el análisis de la variación de la constante dieléctrica en relajación beta. Por tanto, ha sido posible desarrollar un modelo predictivo de la actividad del agua mediante un modelo no lineal basado en las constantes dieléctricas en relajación beta., [EN] The meat sector is one of the fastest growing segments of the agrarian economy. Chicken meat has become a staple of a healthy and balanced diet at an affordable price. The development of meat products from chicken requires different transformation operations, among which are the hot air drying processes. One of the most important tools for the design of dehydrated products is the sorption isotherm. The sorption isotherm relates moisture on a dry basis to water activity. In dehydration processes, it is possible to monitor the moisture variation of the product by varying the mass and transforming it into water activity thanks to the sorption isotherm, directly related to many of the quality and safety properties of the food. In the present work the chicken sorption isotherm was developed, by drying with hot air according to the method developed by Traffano-Schiffo et al. (2014), in which the samples are subjected to a drying and balancing process after storage temperature (4ºC). During the process of obtaining the sorption isotherms of any food system, the greatest difficulty lies in obtaining the balanced samples at different moisture levels and obtaining their water activity from them. The use of the method described by Traffano-Schiffo et al. (2014), allows to accelerate the process of obtaining samples at different levels of moisture in equilibrium, however, it does not solve the problem of obtaining fast water activity. In this work, we intend to develop a methodology for obtaining rapid water activity in dehydration processes, using spectrophotometric techniques in the radiofrequency spectrum. For this purpose, samples of chicken (Pectoralis major) have been dehydrated in a dryer at 40 ° C, 1 m / s and 35% relative humidity of drying, at 7 different levels of humidity, being analyzed at the beginning and at the end of each time mass, volume, humidity, water activity and dielectric properties in the radiofrequency spectrum. The results of the work show the isotherm obtained, as well as the relationship of moisture in dry basis with the activity of the water during the drying process. These data have been modeled using the GAB model, and the spectrophotometric measurements have been modeled using the Traffano-Schiffo et al model. (2017), obtaining the parameters of GAB and the dielectric constants in relaxation alpha and beta. Given that beta relaxation describes the interaction between the charges associated with surface tension (Maxwell-Wagner effect), it was hypothesized that the adsorption phenomena, directly associated with phenomena of attraction and immobilization of water molecules caused by surface tension of the tissue, they had to be able to be described by analyzing the variation of the dielectric constant in beta relaxation. Therefore, it has been possible to develop a predictive model of water activity through a nonlinear model based on dielectric constants in beta relaxation., [CA] El sector de la carn és un dels segments de creixement més ràpid de l’economia agraria. La carn de pollastre s’ha convertit en un aliment bàsic d’una dieta sana i equilibrada i de preu assequible. El desenvolupament de productes càrnics a partir de pollastre reequereix de diferents operacions de transformació entre les que es troben els processos d'assecat amb aire calent. Una de les eines més importants per al disseny de productes deshidratats és la isoterma de sorció. La isoterma de sorció relaciona la humitat en base seca amb l'activitat de l'aigua. En processos de deshidratació, és possible monitoritzar la variació de la humitat del producte mitjançant la variació de massa i transformar-la a l'activitat de l'aigua gràcies a la isoterma de sorció, directament relacionada amb moltes de les propietats de qualitat i seguretat de l'aliment. En el present treball s'ha desenvolupat la isoterma de sorció de pollastre, mitjançant assecat amb aire calent segons el mètode desenvolupat per TraffanoSchiffo et al. (2014), en què les mostres són sotmeses a un procés d'assecatge i equilibrat posterior a temperatura de conservació (4ºC). Durant el procés d'obtenció de les isotermes de sorció de qualsevol sistema alimentari, la major dificultat rau en obtenir les mostres equilibrades a diferents nivells d'humitat i obtenir d'aquestes la seva activitat d'aigua. La utilització del mètode descrit per Traffano-Schiffo et al. (2014), permet accelerar el procés d'obtenció de mostres a diferents nivells d'humitat en equilibri, però, no soluciona el problema de l'obtenció ràpida de l'activitat de l'aigua. En aquest treball es pretén desenvolupar una metodologia d'obtenció ràpida d'activitat d'aigua en processos de deshidratació, mitjançant tècniques espectrofotomètriques en l'espectre de la radiofreqüència. Amb aquesta finalitat, s'han deshidratat mostres de pollastre (Pectoralis major), en un assecador a 40ºC, 1 m / si 35% d'humitat relativa d'assecat, a 7 nivells diferents d'humitat, analitzant l'inici i al final de cada temps la massa, el volum, la humitat, l'activitat de l'aigua i les propietats dielèctriques en l'espectre de la radiofreqüència. Els resultats del treball mostren la isoterma obtinguda, així com la relació de la humitat en base seca amb l'activitat de l'aigua durant el procés d'assecat. Aquestes dades han estat modelitzats mitjançant el model de GAB, i les mesures espectrofotomètriques han estat modelitzades mitjançant el model Traffano-Schiffo et al. (2017), obtenint-se els paràmetres de GAB i les constants dielèctriques en relaxació alfa i beta. Atès que la relaxació beta descriu la interacció entre les càrregues associades a la tensió superficial (efecte Maxwell-Wagner), es va prendre com a hipòtesi que els fenòmens d'adsorció, directament associats a fenòmens d'atracció i immobilització de molècules d'aigua causats per tensió superficial del teixit, havien de poder ser descrits mitjançant l'anàlisi de la variació de la constant dielèctrica en relaxació beta. Per tant, ha estat possible desenvolupar un model predictiu de l'activitat de l'aigua mitjançant un model no lineal basat en les constants dielèctriques en relaxació beta.

[ES] El georradar es una técnica de ensayo de materiales que cada vez está más presente en diferentes campos de estudio debido a su carácter no destructivo. De hecho, es una técnica que en edificación se emplea cada vez más para inspeccionar y diagnosticar patologías, como fisuras o humedades. El funcionamiento del georradar se basa en la emisión y recepción de ondas electromagnéticas en el espectro de las microondas. Dentro de la multitud de aplicaciones de la técnica del georradar se encuentra la caracterización de materiales. En el ámbito de la construcción, estos materiales pueden ser el hormigón, la piedra o la madera. En este trabajo se analiza por medio de una simulación numérica cuál es el comportamiento del hormigón frente a la propagación de ondas electromagnéticas. Para ello se ha utilizado el software gprMax, el cual todavía se encuentra en fase de desarrollo, siendo sus creadores líderes en Europa en la investigación de la aplicación del georradar en ingeniería. Este software ha permitido estudiar, mediante la modelización numérica, el comportamiento de las ondas a través del hormigón en diferentes casos. Por una parte se ha estudiado cómo influye en dicho comportamiento la antena que se emplea, en cuanto a la separación entre emisor y receptor de la misma, así como en lo que respecta a la distancia de separación de la antena con la superficie del hormigón. Por otro lado, se ha analizado también el comportamiento en función de las características del material que más influyen en la propagación electromagnética. Para ello, en primer lugar se ha variado la permitividad dieléctrica, la cual depende del grado de humedad del hormigón, y posteriormente su conductividad eléctrica. Con todo esto, se podrán comparar los valores de los parámetros de onda obtenidos mediante la simulación numérica con los valores reales que se extrajeron en trabajos experimentales desarrollados anteriormente sobre probetas de hormigón. Estas comparaciones servirán para obtener resultados en dos sentidos. Por un lado se podrá comprobar la bondad del modelo de simulación elegido y por otro, se podrá comprender y analizar con mayor detalle las señales reales. Finalmente, este conocimiento de la señal real nos permitirá poder aplicar con mayor fiabilidad el georradar a la caracterización no destructiva del hormigón. Por último, comentar que el presente Trabajo Final de Máster se enmarca en el proyecto aprobado el 30 de noviembre, por la Dirección General de Universidad, Investigación y Ciencia y que concede la subvención para la realización de proyectos de I+D+i desarrollados por grupos de investigación emergentes (GV/2017) de duración de 2 años y que lleva por título: “Caracterización de materiales de construcción por medio de las técnicas no destructivas del georradar y la termografía de infrarrojos”, perteneciente al Programa para la promoción de la investigación científica, el desarrollo tecnológico y la innovación en la Comunitat Valenciana, publicado el 25 de enero de 2017. Asimismo, parte de los resultados obtenidos en este Trabajo Final de Máster ha sido aceptado para su presentación en el Congreso Internacional “Near Surface Geoscience Conferences and Exhibition”, organizado por European Association of Geoscientists and Engineers, que se celebrará del 9 al 13 de septiembre de 2018 en Oporto (Portugal). La investigación realizada lleva por título “Parametric study of GPR signals numerical model to analyze hardened concrete response at different antenna positions” y se incluye al final del presente documento., [CA] El georradar és una tècnica d'assaig de materials que cada vegada està més present en diferents camps d'estudi degut al seu caràcter no destructiu. De fet, és una tècnica que en edificació s'empra cada vegada més per a inspeccionar i diagnosticar patologies, com a fissures o humitats. El funcionament del georradar es basa en l'emissió i recepció d'ones electromagnètiques en l'espectre de les microones. Dins de la multitud d'aplicacions de la tècnica del georradar es troba la caracterització de materials. En l'àmbit de la construcció, estos materials poden ser el formigó, la pedra o la fusta. En aquest treball s'analitza per mitjà d'una simulació numèrica quin és el comportament del formigó enfront de la propagació d'ones electromagnètiques. Per a això s'ha utilitzat el programari gprMax, el qual encara es troba en fase de desenrotllament, sent els seus creadors líders a Europa en la investigació de l'aplicació del georradar en enginyeria. Este programari ha permés estudiar, per mitjà de la modelització numèrica, el comportament de les ones a través del formigó en diferents casos. D'una banda s'ha estudiat com influïx en el dit comportament l'antena que s'empra, quant a la separació entre emissor i receptor de la mateixa, així com pel que fa a la distància de separació de l'antena amb la superfície del formigó. D'altra banda, s'ha analitzat també el comportament en funció de les característiques del material que més influïxen en la propagació electromagnètica. Per a això, en primer lloc s'ha variat la permitivitat dielèctrica, la qual depén del grau d'humitat del formigó, i posteriorment la seua conductivitat elèctrica. Amb tot açò, es podran comparar els valors dels paràmetres d'onda obtinguts per mitjà de la simulació numèrica amb els valors reals que es van extraure en treballs experimentals desenrotllats anteriorment sobre provetes de formigó. Estes comparacions serviran per a obtindre resultats en dos sentits. Per un costat es podrà comprovar la bondat del model de simulació triat i d'un altre, es podrà comprendre i analitzar amb major detall els senyals reals. Finalment, este coneixement del senyal real ens permetrà poder aplicar amb major fiabilitat el georradar a la caracterització no destructiva del formigó. Finalment, comentar que el present Treball Final de Màster s'emmarca en el projecte aprovat el 30 de novembre, per la Direcció General d'Universitat, Investigació i Ciència i que concedix la subvenció per a la realització de projectes d'I+D+i desenrotllats per grups d'investigació emergents (GV/2017) de duració de 2 anys i que porta per títol: “Caracterización de materials de construcció per mitjà de les tècniques no destructives del georradar i la termografia d'infrarrojos”, pertanyent al Programa per a la promoció de la investigació científica, el desenrotllament tecnològic i la innovació en la Comunitat Valenciana, publicat el 25 de gener de 2017. Així mateix, part dels resultats obtinguts en aquest Treball Final de Màster ha sigut acceptat per a la seua presentació en el Congrés Internacional “Near Surface Geoscience Conferences and Exhibition”, organitzat per European Association of Geoscientists and Engineers, que es celebrarà del 9 al 13 de setembre de 2018 en Porto (Portugal). La investigació realitzada porta per títol “Parametric study of GPR signals numerical model to analyze hardened concrete response at different antenna positions” i s'inclou al final del present document., [EN] Ground penetrating radar (GPR) is a material testing technique that is increasingly present in different fields of study due to its non-destructive nature. In fact, it is a technique that is increasingly used in buildings to inspect and diagnose pathologies, such as fissures or moisture. The operation of the georadar is based on the emission and reception of electromagnetic waves in the microwave spectrum. The characterization of materials is among the multitude of applications of the GPR technique. In the field of construction, these materials can be concrete, stone or wood. In this work, the behavior of concrete against the propagation of electromagnetic waves is analyzed by means of a numerical simulation. For this, the gprMax software has been used, which is still in the development phase, being its leading creators in Europe in the research of the application of georadar in engineering. This software has allowed us to study, through numerical modeling, the behavior of waves through concrete in different cases. On the one hand, it has been studied how the antenna that is used influences in said behavior, in terms of the separation between emitter and receiver thereof, as well as with respect to the separation distance of the antenna with the surface of the concrete. On the other hand, we have also analyzed the behavior according to the characteristics of the material that most influence electromagnetic propagation. To do this, the dielectric permittivity has been varied in the first place, which depends on the moisture level of the concrete, and subsequently on its electrical conductivity. With all this, it will be possible to compare the values of the wave parameters obtained by means of the numerical simulation with the real values that were extracted in experimental works previously developed on concrete specimens. These comparisons will serve to obtain results in two senses. On the one hand, the goodness of the chosen simulation model can be verified and, on the other hand, real signals can be understood and analyzed in greater detail. Finally, this knowledge of the real signal will allow us to apply with greater reliability the georadar to the non-destructive characterization of concrete. Finally, it is important to comment that this Final Master's Project is part of the project approved on November 30, by the Dirección General de Universidad, Investigación y Ciencia and provides budget for the realization of R&D&I projects developed by emerging research groups (GV / 2017), lasting 2 years and entitled: "Characterization of building materials by means of non-destructive Ground-penetrating and infrared thermography techniques", belonging to the Program for the promotion of scientific research, technological development and innovation in the Comunitat Valenciana, published on January 25, 2017. Also, part of the results obtained in this Master's Final Project has been accepted for presentation at the International Congress "Near Surface Geoscience Conferences and Exhibition", organized by the European Association of Geoscientists and Engineers, to be held from 9 to 13 September of 2018 in Porto (Portugal). The research carried out is entitled "Parametric study of GPR signals numerical model to analyze hardened concrete response at different antenna positions" and it is included at the end of this document.

[EN] Set up of dielectric equipment and characterization of the dielectric properties of various polymers and composites with crystal-liquid properties for its further use as electrolytes for fuel cells for its potential use in automovile industry. (, [ES] Preparación de equipos y caracterización de las propiedades dieléctricas de diferentes materiales polímeros y composites con propiedades cristalino-liquidas candidatos a electrolitos para pilas de combustible aplicables en automoción

Este trabajo describe la síntesis y caracterización de dos hidróxidos dobles laminares Mg2Al-NO3 sintetizados mediante el método de coprecipitación. El comportamiento eléctrico delos materiales fue evaluado por espectroscopía dieléctrica. Los resultados del análisis dedifracción de rayos X mostraron la formación de una estructura laminar; la presencia de todaslas especies en la estructura del material sintetizado se confirmó por absorción atómica yespectroscopía de infrarrojo. Por microscopía electrónica de transmisión se observó agregadosde partículas en forma de placas. Los resultados de espectroscopía dieléctrica obtenidosa temperatura ambiente muestran un comportamiento de polarización de orientación quesugiere la rotación de moléculas de agua a alta frecuencia y la rotación de aniones nitratoen el espacio interlaminar a baja frecuencia que puede ser responsable de la conductividadiónica observada en el material. This work describes the synthesis and characterization of Mg2Al-NO3 layered doublehydroxides nanomaterial prepared using a coprecipitation method. The electrical behavior ofthis material was evaluated using dielectric spectroscopy. The results from X-ray diffractionanalysis showed the formation of lamellar structure, while the atomic absorption and infraredspectroscopy confirms the presence of all species inthe structure of the synthesized material.TEM shows clusters of plate-like particles and the dielectric spectroscopy results at roomtemperature show an orientational polarization behavior that suggests the rotation of watermolecules at high frequency. TEM results also demonstrate the rotation of nitrate anions inthe interlayer spacing at low frequency, which may be responsible for producing anionicconductivity.

El objetivo de la presente investigación es analizar las relajaciones estructurales que seproducen en caucho polibutadieno (BR) y en caucho cis-poliisopreno (IR), cuando se encuentranreticulados mediante un proceso de curado con peróxido de dicumilo como agente reticulante. Las propiedades de los compuestos vulcanizados dependen principalmente de lamicroestructura del polímero sin curar, de la formulación del compuesto y de las condiciones decura, debido a que éstas determinan la estructura de red formada durante el proceso devulcanización. En esta tesis, se estudiaron tres polibutadienos de diferente estructura molecular (97% decontenido cis, 37 % de contenido cis y 70% de contenido vinilo) y un caucho cis-poliisopreno. Conla finalidad de lograr materiales con diversas estructuras de red se prepararon compuestos conconcentraciones de peróxido de dicumilo entre 0.25 y 4.00 phr (partes por cien de caucho), loscuales fueron vulcanizados entre 150°C y 180°C, que son temperaturas normalmente empleadas enprocesos tecnológicos que involucran este tipo de elastómeros. Mediante ensayos reométricos secaracterizó el proceso de vulcanización. Las propiedades mecánicas de los cauchos reticulados dependen fuertemente de la densidadde entrecruzamientos (crosslink) generados en la vulcanización. Para estimar la densidad deentrecruzamientos se utilizó la técnica de hinchamiento en solvente y el formalismo de Flory- Rehner. Al usar este formalismo, es necesario contar con el valor correcto del parámetro deinteracción polímero/solvente χ, el cual se calculó para cada uno de los sistemas caucho/tolueno. Latécnica de hinchamiento en solvente también fue empleada para estudiar la difusión de tolueno enel material reticulado. Los estudios de densidad de entrecruzamiento se complementaron conexperimentos de RMN de doble coherencia cuántica, que permitieron caracterizar la distribuciónespacial de la densidad de entrecruzamientos. Por otro lado, se efectuaron estudios de espectroscopía infrarroja con los que se determinaronlas variaciones que se producen en la composición isomérica (cis, trans, vinilo) de los BR durante lavulcanización, y a partir de esto se caracterizaron los mecanismos que operan durante este proceso. También se estudiaron las propiedades térmicas de cada compuesto por calorimetríadiferencial de barrido. Las variaciones en la temperatura de transición vítrea y la cristalización seanalizaron en función de la densidad de entrecruzamientos para cada uno de los elastómeros. Utilizando espectroscopía de aniquilación de positrones se determinó el volumen libre de losmateriales vulcanizados con la finalidad de obtener correlaciones con la respectiva densidad deentrecruzamiento. Finalmente, se analizaron las relajaciones estructurales mediante espectroscopía dieléctricade banda ancha. En particular, para el BR, se analizó la influencia de la reticulación y de lacomposición isomérica en los procesos de relajación α y β. Para el caso del IR, se estudió el efectode la reticulación en la relajación α y el modo normal. El análisis integral de los resultados obtenidos permitieron caracterizar exhaustivamente laestructura de red de cada uno de los compuestos vulcanizados y de esta manera establecer unvínculo microestructura-propiedades dieléctricas para estos sistemas. Esta información intentaaportar una visión más amplia en cuanto al entendimiento del comportamiento de los elastómeros BR e IR vulcanizados y sus propiedades. The objective of the present research is to study the structural relaxations that are producedon polybutadiene rubber and cis-polyisoprene rubber when being vulcanized by dicumyl peroxide ascrosslinking agent. Vulcanized material properties strongly depend on the microstructure of the uncuredpolymer, material formulation and curing conditions, since these characteristics determine thenetwork structure that is produced during vulcanization. In this thesis, three different polybutadiene isomers (cis 97%, cis 37%, vinyl 70%) and cispolyisoprenewere studied in order to obtain materials bearing different network structures. Thesystems were prepared with a dicumyl peroxide content in the range of 0.25 to 4.00 phr (parts perhundred of rubber) and cured between 150°C and 180°C, which are temperatures normally used fortechnological purposes in these elastomers. Rheometric analysis were performed to analyze thevulcanization process. Since the mechanical properties of the crosslinked rubbers strongly depend on the crosslinkdensity generated during the curing process, swelling experiments were performed in the frame of Flory-Rehner relationship to estimate the crosslink density of each vulcanized network. In order touse Flory-Rehner relationship, first it was necessary to evaluate the Flory-Huggins interactionparameter χ, between each of the rubber/toluene systems. The swelling technique in solvent was alsoemployed to study toluene diffusion within crosslinked materials. These studies were complementedwith experiments of double quantum coherence NMR, which were used for measuring the crosslinksspatial distribution of each material network. Fourier infrared spectroscopy experiments were performed to determine changes in theisomeric composition (cis, trans, vinyl) that were produced after the vulcanization process and fromthis analysis, the operating mechanisms during BR curing were characterized. Furthermore, thermal properties of the crosslinked materials were studied by means ofdifferential scanning calorimetry. The variation of the glass transition temperature and thecrystallization process and its relation with the crosslink density was analyzed for each type ofrubber isomer. Positron annihilation lifetime spectroscopy was employed to measure free nanoholevolume which was correlated with the crosslink density. Finally, structural relaxations were studied by broad band dielectric spectroscopy. Particularly, the influence of curing and isomeric composition on α and β relaxation processes wasanalyzed for BR samples. For the case of IR, the effect of crosslinking on α and normal moderelaxations was studied. A comprehensive analysis of the obtained results allowed a fully characterization of eachvulcanized network structure and to establish a link between microstructure and dielectric propertiesfor these systems. This contribution aims to provide a more complete picture of BR and IRvulcanized elastomer behavior and their properties. Fil: Rodríguez Garraza, Ana Lucía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Este trabajo describe la síntesis y caracterización de dos hidróxidos dobles laminares Mg2AlNO3 sintetizados mediante el método de coprecipitación. El comportamiento eléctrico de los materiales fue evaluado por espectroscopía dieléctrica. Los resultados del análisis de difracción de rayos X mostraron la formación de una estructura laminar; la presencia de todas las especies en la estructura del material sintetizado se confirmó por absorción atómica y espectroscopía de infrarrojo. Por microscopía electrónica de transmisión se observó agregados de partículas en forma de placas. Los resultados de espectroscopía dieléctrica obtenidos a temperatura ambiente muestran un comportamiento de polarización de orientación que sugiere la rotación de moléculas de agua a alta frecuencia y la rotación de aniones nitrato en el espacio interlaminar a baja frecuencia que puede ser responsable de la conductividad iónica observada en el material. This work describes the synthesis and characterization of Mg2Al-NO3 layered double hydroxides nanomaterial prepared using a coprecipitation method. The electrical behavior of this material was evaluated using dielectric spectroscopy. The results from X-ray diffraction analysis showed the formation of lamellar structure, while the atomic absorption and infrared spectroscopy confirms the presence of all species inthe structure of the synthesized material. TEM shows clusters of plate-like particles and the dielectric spectroscopy results at room temperature show an orientational polarization behavior that suggests the rotation of water molecules at high frequency. TEM results also demonstrate the rotation of nitrate anions in the interlayer spacing at low frequency, which may be responsible for producing anionic conductivity.

[EN] A characterization metodology for Direct Alcohol Polymeric Fuel Cell membranes is proposed based on dielectric properties. Nafion 117 is tested as reference and in-lab crosslinked PVA membranes with SSA and SSA-PAA are compared with. Using the results obtained, a single cell is specifically designed using a set of selected materials for its use with alcohol and air., [ES] Se propone una metodología de estudio para membranas de pilas de combustible de alcohol directo basada en las propiedades dieléctricas. Como referencia se ensaya el Nafion117 y se compara con membranas de PVA entrecruzado con SSA y PVA entrecruzado con SSA y PAA . Basándose en los resultados obtenidos se plantea el diseño de una monocelda usando los electrolitos desarrollados de un grupo de materiales seleccionados para que funcione con alcohol y aire

La calidad de la carne de cerdo está determinada por múltiples factores que están interrelacionados entre sí, ya que durante el periodo antes del sacrificio, los animales experimentan situaciones de estrés que repercuten en su bienestar. Estos elementos relacionados con el periodo ante-mortem pueden posteriormente afectar la calidad de la carne. Por tal motivo, el objetivo fundamental de esta tesis documental es revisar los factores relacionados con la genética y los periodos ante-mortem y post-mortem. Con el fin de cumplir el objetivo de este trabajo, esta tesis se subdivide en 6 capítulos principales. En los capítulos uno y dos, se presentan los objetivos y los medios bibliográficos utilizados. En el capítulo tres se realiza una revisión sobre los efectos genéticos (la presencia del gen del halotano), los efectos del transporte de los animales a los mataderos, así como las prácticas de ayuno y aturdimiento y su repercusión en la calidad tecnológica de la carne, incluyendo el análisis de los factores post-mortem abordando los sucesos más relevantes de este último que, son la aparición de las características PSE (carnes pálidas, blandas y exudativas) y DFD (carnes oscuras firmes y secas). En la parte final de este capítulo, se aborda la capacidad de retención de agua de la carne de cerdo, los factores que la determinan y las técnicas más usadas en el análisis de la misma, así como los aspectos importantes del color de la carne. En el cuarto capítulo, se presenta los procesos de congelación y descongelación de la carne incluyendo sus efectos sobre la calidad de la carne, dando especial énfasis al fenómeno de la cristalización del agua durante la congelación y a las técnicas de congelación y descongelación. El capítulo cinco se dedica a aspectos relacionados con la descongelación de la carne mediante la técnica de radiofrecuencias, presentando aplicaciones, sus ventajas y desventajas. En el capítulo seis se abordan investigaciones relacionadas con la evaluación de la calidad de la carne y diferentes productos cárnicos, mediante espectroscopia dieléctrica (espectroscopia dieléctrica directa y espectroscopia en dominio en tiempo o Time Domain Reflectometry, TDR) y su aplicación en la industria alimentaria., The quality of pork is determined by many factors that are interrelated, since during the period before slaughter animals experience stress affecting their welfare. These items related to ante-mortem period may subsequently affect the quality of the meat. Therefore, the main objective of this documental thesis is to review the factors related to genetics and the ante-mortem and post-mortem periods. In order to meet the objective of this study, this thesis is divided into 6 main chapters. Bibliographic objectives and means used are presented in chapters one and two. In chapter three a review of the genetic effects (the presence of the halothane gene), the effects of the transport of animals for slaughter as well as fasting and stunning practices and their impact on the technological quality of the meat is done, including the analysis of post-mortem factors tackling the most important events of the latter that are the appearance of PSE (pale, soft and exudative meat) and DFD (dark firm and dry meat) features. In the final part of this chapter, the water holding capacity of pork is addressed, together with the factors that determine it and the most used techniques for its analysis, as well as important aspects of meat color. Processes of freezing and thawing of meat including its effects on the quality of the meat is in the fourth chapter, giving special emphasis to the phenomenon of crystallization of water during freezing and to the freeze-thaw techniques. Chapter five is devoted to issues related to defrost meat using the technique of radio frequencies, presenting applications, advantages and disadvantages. In chapter six research works related to the evaluation of the quality of meat and various meat products by dielectric spectroscopy (direct dielectric spectroscopy and time domain spectroscopy TDR) and its application in food industry research are discussed.

The dielectric properties determine the electrical characteristics of materials. These properties are important for understanding the behavior of materials and how they can interact with each other. Engineers and scientists need to measure these parameters as accurately as possible, and thus be able to integrate them in their designs in a reliably way. Examples of application are dielectrics used in capacitors that have the function of reducing the applied electric field and increase the capacitors' capacitance. The later can be increased by using dielectrics with high permittivity (dielectric constant) as water which has a dielectric constant of 80 at room temperature (25ºC). Unfortunately water cannot be used alone as dielectric due its capacity to be conductive and has to be combined with other materials. However, this study will focus only on measuring the dielectric properties of water and its temperature dependence. Temperatures chosen for measurements are 0 and 86ºC. Several methods have been studied over the years to measure the dielectric properties of materials, but there are only three possible measurement methods for liquids: coaxial probe, parallel plates and free space method. Comparing the three methods, in our case the freespace method is better because it allows to perform measurements at high temperatures and in hostile environments. These two features are very important, since the water should be measured at 86 ºC and measurements are performed in a RF (Radio Frequency) lab, where interferences due to the electronic devices can affect accuracy in free-space measurements. Hence, the following thesis is based exclusively on analyzing the free-space measurement method for measuring the reflection parameters in dB by using two horn antennas. Both antennas are connected to the Vector Network Analyzer (VNA): one as transmitter and the other as receiver. Reflection parameters are also calculated by introducing the reflection formula for lossless material and a finite length in Matlab. Then, the dielectric constant is extracted by comparing both reflections in dB.

Se estudiaron compuestos de polibutadieno con un 38% de estructura cis-1,4 en su configuración molecular, curados con peróxido de dicumilo como reticulante, utilizando dos contenidos en la formulación. Se caracterizó el proceso de curado de los compuestos a partir de curvas reométricas a temperaturas entre 150° C y 180° C, calculándose el tiempo óptimo de curado para cada temperatura ensayada, t100. Se evaluó la cinética de curado utilizando el formalismo de Kamal-Sourour, obteniéndose el orden y la velocidad de reacción para cada temperatura, la energía de activación del proceso de reticulación y su dependencia con la formulación. Se curaron probetas entre 150° C y 180° C al tiempo óptimo de curado a fin de analizar la estructura de reticulación formada. Mediante la técnica de hinchamiento en solvente (swelling) y el formalismo de Flory-Rehner se caracterizaron a estos compuestos según la densidad de puntos de entrecruzamiento (crosslinks) alcanzada en el proceso de curado. Se utilizó espectroscopia de relajación dieléctrica para estudiar la influencia de la temperatura de curado en los compuestos preparados. Estos ensayos se realizaron a temperatura ambiente y frecuencia entre 1 Hz y 30 MHz. Se comparan los resultados con los obtenidos previamente en compuestos similares utilizando azufre/acelerante (TBBS) como sistema de curado Se discute la influencia del tipo de entrecruzamientos formados analizando los resultados de relajación dieléctrica Polybutadiene rubber compounds with 38% of cis-1,4 structure in its molecular configuration, cured with dicumyl peroxide as crosslinker, and using two types of formulations were studied The cure process of the compounds was analyzed from rheometric data at temperatures between 150°C and 180°C, calculating the optimum cure time for each temperature tested, t100. The cure kinetics was analyzed by means of the Kamal-Sourour’s formalism, obtaining the order and the reaction rate at each temperature, the activation energy of the cure process and its dependence on the formulation Specimens were cured between 150°C and 180°C at the optimum cure time to characterize the crosslink structure. By the swelling technique and the formalism of Flory-Rehner, these compounds were characterized according to the crosslink density achieved in the vulcanization process. Spectroscopy was used to study the dielectric relaxation effect with the cure temperature of the prepared compounds. These tests, performed at room temperature and frequencies between 1 Hz and 30 MHz were compared to results obtained previously in similar compounds using sulfur/accelerator (TBBS) as cure system. The influence of the type of crosslinks formed was analyzing in the frame of the results of the dielectric relaxation. Fil: Marzocca, A. J.. Universidad Nacional De Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Laboratorio de Polímeros y Materiales Compuestos (UBA-FCEyN-LPYMC). Buenos Aires. Argentina Fil: Rodriguez Garraza, A. L.. Universidad Nacional De Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Laboratorio de Polímeros y Materiales Compuestos (UBA-FCEyN-LPYMC). Buenos Aires. Argentina Fil: Sorichetti, P. A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sistemas Líquidos (UBA-FI-LSL). Buenos Aires. Argentina Fil: Matteo, C. L.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio de Sistemas Líquidos (UBA-FI-LSL). Buenos Aires. Argentina Fil: Mosca, H. O.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes.(CAC-CNEA-CONICET). Buenos Aires. Argentina

Con el objetivo de mejorar el comportamiento dieléctrico de los compuestos epoxi/BaTiO3, en este trabajo se estudió la influencia de partículas metálicas de aluminio (Al), con forma de escamas y tamaño micrométrico, sobre las propiedades dieléctricas de sistemas epoxi / BaTiO3. El material compuesto fue obtenido por la técnica de inmersión o ?dipping?. La mezcla de los componentes fue llevada a cabo por medio de en un mezclador ultrasónico y la deposición se realizó sobre sustratos de vidrio. Los materiales obtenidos presentaron buenas propiedades dieléctricas a temperatura ambiente, sin alcanzar el límite de percolación, y los fenómenos de relajación fueron generados por los dominios de la resina. Los valores obtenidos fueron comparados con los reportados en la bibliografía para sistemas similares. In order to improve the dielectric behaviour of epoxi/BaTiO3, in this work the influence of micrometric aluminum metal flakes (Al), on the dielectric properties of epoxy / BaTiO3 composites was studied. Epoxy resin, Al and BaTiO3 were mixed using an ultrasonic mixer and composites were deposited onto glass substrates by dipping technique. Obtained materials presented good dielectric properties at room temperature, and relaxation process appeared due to the resin behaviour. Obtained results were compared with those reported in literature for similar systems. Fil: Ramajo, Leandro Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina Fil: Reboredo, Maria Marta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina Fil: Castro, Miriam Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina

Los cambios en las propiedades dieléctricas de materiales compuestos epoxi-BaTiO3 procesados a través de las técnicas de dipping y colada fueron estudiados analizando la influencia de cada procesamiento sobre los fenómenos de relajación y en los cambios de la constante dieléctrica. Se utilizó BaTiO3 dopado con Nb2O5 y una resina epoxi comercial. El polvo dopado fue molido en un molino planetario, mientras que la resina fue diluida en tetrahidrofurano (THF) para reducir su viscosidad y facilitar el procesamiento. Los porcentajes de THF fueron de 60% p/p para los sistemas preparados por dipping y 9% p/p para aquellos conformados por colada. Los compuestos fueron preparados mezclando los componentes mediante un agitador mecánico y depositando una película uniforme por inmersión (dipping) sobre un sustrato de vidrio o por colada en moldes de vidrio. Las mediciones dieléctricas se realizaron desde 20 Hz a 1 MHz y desde 20ºC a 120ºC. Se observaron fenómenos de relajación generados por los dominios de la resina. En los sistemas preparados mediante dipping la mayor concentración de THF ayudó a reducir las frecuencias de relajación. Por último, la microestructura fue observada mediante Microscopía Electrónica de Barrido. Los resultados demostraron que la incorporación del cerámico incrementó la cantidad de defectos. Epoxy resin - BaTiO3 composites were obtained by two different processing techniques: dipping and casting, respectively. Composite dielectric properties were studied in order to analyze the influence of each process on the relaxation phenomena and on the dielectric constant variation. Epoxy and Nb2O5-doped BaTiO3 were chosen because of their good dielectric properties. Epoxy was diluted using tetrahydrofuran (THF) as solvent in order to reduce matrix viscosity and to help during mixing. Ceramic particles were milled using a planetary mill. The percentages of THF were 60%wt for systems prepared by dipping and 9%wt for those conformed by casting. The components were mixed altogether using mechanical stirring. Glass plates, previously sputtered with gold electrodes, were immersed into the composite mixture (dipping). Suitable glass molds were used for those composites conformed by the pouring technique. Dielectric measurements were performed from 25 Hz to 1 MHz and from 20ºC to 120ºC. It was found that the final materials had high permittivities and a strong dependence with filler concentration. Electrical relaxation was generated by resin dominions detected in the composites and it was influenced by temperature. Systems prepared by dipping with high THF concentration had lower relaxation frequencies. The microstructure was observed using scanning electron microscopy (SEM). It showed that higher ceramic concentration increased the defects quantity. Fil: Ramajo, Leandro Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina Fil: Reboredo, Maria Marta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina Fil: Castro, Miriam Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina