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En aquest treball, s'investiga el flux en una cavitat cilíndrica amb una tapa giratòria utilitzant eines experimentals i computacionals. La velocitat de rotació de la tapa es manté constant amb el temps o es varia periòdicament amb una amplitud de -20% a 20% de la velocitat angular mitjana. El nombre de Reynolds, definit amb el radi i la velocitat lineal màxima de la tapa es varia de 2800 a 4100. La relació altura/ràdio del cilindre és H/R=2. Es fa servir la velocimetria d'imatges de partícules (PIV) per mesurar el camp de velocitat. Els resultats s'analitzen amb simulacions de Dinàmica de Fluids Computacional utilitzant DNS per a Re =2800. La rotació sinusoïdal o periòdica de la tapa dóna lloc a un augment de les fluctuacions de velocitat que intensifiquen les fluctuacions del flux fins a un 30% en comparació amb una velocitat de rotació constant. També s'analitza el comportament del flux i la barreja a la cavitat cilíndrica amb una tapa giratòria de rotació constant i velocitat angular sinusoïdal amb un nombre de Reynolds Re = 2800. La cavitat cilíndrica es dissenya amb dos forats a la paret inferior circular, un a el centre i un altre a una distància R/2 de leix de la cavitat. La barreja de les injeccions de flux mitjançant aquests forats es mesura experimentalment utilitzant PLIF. S'han mesurat les estructures de flux obtingudes a diverses rotacions periòdiques i s'ha comprovat que la rotació sinusoïdal de la tapa barreja els fluids ràpidament. En este trabajo se investiga el flujo en una cavidad cilíndrica con una tapa giratoria utilizando herramientas experimentales y computacionales. La velocidad de rotación de la tapa se mantiene constante con el tiempo o se varía periódicamente con una amplitud de -20% a 20% de la velocidad angular media. El número de Reynolds, definido con el radio y la velocidad lineal máxima de la tapa se varía de 2800 a 4100. La relación altura/radio del cilindro es H/R=2. Se utiliza la velocimetría de imágenes de partículas (PIV) para medir el campo de velocidad. Los resultados se analizan con simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional utilizando DNS para Re =2800. La rotación sinusoidal o periódica de la tapa da lugar a un aumento de las fluctuaciones de velocidad que intensifica las fluctuaciones del flujo hasta un 30% en comparación con una velocidad de rotación constante. También se analiza el comportamiento del flujo y la mezcla en la cavidad cilíndrica con una tapa giratoria de rotación constante y velocidad angular sinusoidal con un número de Reynolds Re = 2800. La cavidad cilíndrica se diseña con dos agujeros en la pared inferior circular, uno en el centro y otro a una distancia R/2 del eje de la cavidad. La mezcla de las inyecciones de flujo a través de estos agujeros se mide experimentalmente utilizando PLIF. Se han medido las estructuras de flujo obtenidas a varias rotaciones periódicas y se ha comprobado que la rotación sinusoidal de la tapa mezcla los fluidos rápidamente. The flow in a cylindrical cavity with a rotating lid is investigated using experimental and computational tools. The rotational speed of the lid is either kept constant with time or varied periodically with an amplitude of -20% to 20% from the mean angular velocity. The Reynolds number, defined with the radius and the maximum linear velocity of the lid is varied from 2800 to 4100. The height to radius ratio of the cylinder is H/R=2. Particle Image velocimetry (PIV) is used to measure the velocity field. The results are analysed with Computational Fluid Dynamics simulations using DNS for Re =2800. The sinusoidal or periodic rotation of the lid results in increased velocity fluctuations intensifying the flow fluctuations up to 30% compared to a constant rotational speed. The flow and mixing behaviour in the cylindrical cavity with a rotating lid having constant rotation and sinusoidal angular velocity at Reynolds number Re = 2800 is also analyzed. The cylindrical cavity is designed with two holes at the circular bottom wall, one at the centre and the other at a distance R/2 from the cavity axis. The mixing of flow injections through these holes is experimentally measured using PLIF. The flow structures obtained at several periodic rotations were measured and it has been found that the sinusoidal rotation of the lid mixes the fluids rapidly.

Many real systems like the brain are considered to be complex, i.e. they are made of several interacting components and display a collective behaviour that cannot be inferred from how the individual parts behave. They are usually described as networks, with the components represented as nodes and the interactions between them as links. Research into networks mainly focuses on exploring how a network's dynamic behaviour is constrained by the nature and topology of the interactions between its elements. Analyses of this sort are performed on three scales: the microscale, based on single nodes; the macroscale, which explores the whole network; and the mesoscale, which studies groups of nodes. Nonetheless, most studies so far have focused on only one scale, despite increasing evidence suggesting that networks exhibit structure on several scales. In our thesis, we apply structural analysis to a variety of synthetic and empirical networks on multiple scales. We focus on the examination of nested, modular, and in-block nested patterns, and the effects that they impose on each other. Finally, we introduce a theoretical model to help us to better understand some of the mechanisms that enable such patterns to emerge. Molts sistemes, com el cervell o internet, són considerats complexos: sistemes formats per una gran quantitat d'elements que interactuen entre si, que exhibeixen un comportament col·lectiu que no es pot inferir des de les propietats dels seus elements aïllats. Aquests sistemes s'estudien mitjançant xarxes, en les quals els elements constituents són els nodes, i les interaccions entre ells, els enllaços. La recerca en xarxes s'enfoca principalment a explorar com el comportament dinàmic d'una xarxa està definit per la naturalesa i la topologia de les interaccions entre els seus elements. Aquesta anàlisi sovint es fa en tres escales: la microescala, que estudia les propietats dels nodes individuals; la macroescala, que explora les propietats de tota la xarxa, i la mesoescala, basada en les propietats de grups de nodes. No obstant, la majoria dels estudis se centren només en una escala, tot i la creixent evidència que suggereix que les xarxes sovint exhibeixen estructura a múltiples escales. En aquesta tesi estudiarem les propietats estructurals de les xarxes a escala múltiple. Analitzarem les propietats estructurals dels patrons in-block nested i la seva relació amb els patrons niats i modulars. Finalment, introduirem un model teòric per explorar alguns dels mecanismes que permeten l'emergència d'aquests patrons. Muchos sistemas, como el cerebro o internet, son considerados complejos: sistemas formados por una gran cantidad de elementos que interactúan entre sí, que exhiben un comportamiento colectivo que no puede inferirse desde las propiedades de sus elementos aislados. Estos sistemas se estudian mediante redes, en las que los elementos constituyentes son los nodos, y las interacciones entre ellos, los enlaces. La investigación en redes se enfoca principalmente a explorar cómo el comportamiento dinámico de una red está definido por la naturaleza y la topología de las interacciones entre sus elementos. Este análisis a menudo se hace en tres escalas: la microescala, que estudia las propiedades de los nodos individuales; la macroescala, que explora las propiedades de toda la red, y la mesoescala, basada en las propiedades de grupos de nodos. No obstante, la mayoría de los estudios se centran solo en una escala, a pesar de la creciente evidencia que sugiere que las redes a menudo exhiben estructura a múltiples escalas. En esta tesis estudiaremos las propiedades estructurales de las redes a escala múltiple. Analizaremos las propiedades estructurales de los patrones in-block nested y su relación con los patrones anidados y modulares. Finalmente, introduciremos un modelo teórico para explorar algunos de los mecanismos que permiten la emergencia de estos patrones. Tecnologías de la información y de redes

Presentem un dispositiu optofluídic amb capacitat per realitzar mesures citométriques. El dispositiu està compost dues zones de mesura en les que el senyal de fluorescència de cèl·lules tenyides s'obté mitjançant el bombeig òptic amb llum de 473 nm. Abans de ser mesurades, les cèl·lules són focalitzades mitjançant focalització hidrodinàmica. El senyal rebut és analitzat amb un algoritme propi per realitzar mesures de correlació dels senyals de cadascuna de les zones de mesura. Gràcies a aquests mètode, el dispositiu és capaç de distingir dos tipus de línies cel·lulars amb especificitat per a un determinat anticos. També presentem un estudi sobre el comportament de partícules esfèriques i rígides sota la influència d'efectes inercials en serpentins asimètrics. Aquests estudis, amb l'ajuda de simulacions, serveixen per revelar el comportament del fluid i de la partícula quan aquesta es troba focalitzada. Els resultats també revelen la predilecció per part de la partícula de moure's a través dels centres dels fluxos vorticials. La finalitat d'aquests resultats es la d'obtenir citómetres que, funcionant a través d'aquests mecanismes, siguin més eficients y fiables en les seves mesures. Presentamos un dispositivo optofluídico capaz de realizar medidas citométricas. El dispositivo contiene dos zonas de medida en las que la señal de fluorescencia de células teñidas se obtiene mediante el bombeo óptico con luz de 473 nm. Antes de su medida, las células son focalizadas mediante focalización hidrodinámica. La señal recibida es analizada con un algoritmo propio para realizar medidas de correlación de las señales de cada una de las zonas de medida. Gracias a este método, el dispositivo es capaz de distinguir dos tipos de líneas celulares con especificidad para un determinado anticuerpo. También presentamos un estudio acerca de el comportamiento de partículas esféricas y rígidas bajo la influencia de efectos inerciales en serpentines asimétricos. Estos estudios, con la ayuda de simulaciones, sirven para desengranar el comportamiento del fluido y de la particula cuando esta se encuentra focalizada. Los resultados también revelan la predilección por parte de las partículas de desplazarse a través de los centros de flujos vorticiales. La finalidad de estos resultados es la de obtener citómetros que, funcionando a través de estos mecanismos, sean más eficientes y fiables en sus medidas. An optofluidic device with cytometric capabilities is presented. The device consists of two interrogation regions from which the characteristic fluorescence signature of cell surface-labeled markers is obtained by means of 473 nm pumping. Prior to being measured, the cells are focused employing an hydrodynamical focusing scheme. The signal is treated with a custom algorithm to perform a correlation analysis between the signals from each interrogation region. With this method, the device is able o distinguish between two different cell line populations with antibody specificity. Additionally, studies regarding the behavior of rigid spherical particles under inertial focusing conditions in an asymmetric serpentine are presented. The dynamics of the flow field and the particle under focusing conditions is described employing simulation results. These studies also reveal the predilection of particles to move through the centerlines of the developed vortices. These results can be used to design more efficient and reliable cytometric devices that take advantage of inertial effects in conjunction with transverse flows.

Hem estudiat les condicions que permeten una nebulització robusta en fileres lineals d'electrosprays en les que el contra-elèctrode es troba lluny en comparació amb la separació entre emissors. En el nostre disseny, els tubs emissors sobresurten d'una placa posterior, y el contra-elèctrode és una placa plana col·lectora connectada a un alt voltatge negatiu. Addicionalment, elèctrodes situats en els dos extrems de la filera permeten obtenir condicions de camp elèctric uniforme, alhora que eviten l'aparició de descàrregues elèctriques gasoses. Demostrem que aquesta geometria és escalable indefinidament, per a diferents configuracions geomètriques y condiciones de operació. Aquesta conclusió està d'acord amb càlculs de camp elèctric en configuracions senzilles. Hem emprat aquest mateix equip d'electrospray per generar micro/nano partícules polimèriques carregades amb curcumina, un principi farmacèutic actiu. Una dissolució etanòl·lica de curcumina y un polímer altament hidròfil, la polivinilpirrolidona (PVP), ha estat nebulitzada y assecada mitjançant una filera d'electrosprays. Així s'han obtingut partícules esfèriques de PVP-curcumina de 0.5 μm de mida mitjana, que poden millorar la solubilitat aquosa de la curcumina. Per a facilitar la recol·lecció d'aquestes hem implementat un elèctrode de deflexió horitzontal que imposa periodicitat als esprais y a les regions de recol·lecció de partícules. A més, descrivim per primer cop la recol·lecció continua de partícules per electrospray damunt substrats de paper en condicions ambient. Finalment, basant-nos en la idea de l'ús del paper com substrat recol·lector, hem desenvolupat un dispositiu de impressió per doll electrohidrodinàmic (EHD) per a la deposició de línies de proteïnes damunt tires de nitrocel·lulosa. En col·laboració amb biòlegs de la mateixa universitat, hem aconseguit imprimir un biosensor colorimètric de flux lateral para la detecció de seqüències de ADN específiques del virus del papil·loma humà. Hemos estudiado las condiciones que dan lugar a una nebulización robusta en hileras lineales de electrosprays, en las que el contra-electrodo se encuentra lejos en comparación con la separación entre emisores. En nuestro diseño, los tubos emisores sobresalen de una placa posterior, y el contra-electrodo es una placa plana colectora conectada a un alto voltaje negativo. Adicionalmente, electrodos situados en los dos extremos de la hilera permiten obtener condiciones de campo eléctrico uniforme, a la vez que evitan la aparición de descargas eléctricas gaseosas. Demostramos que esta geometría es escalable indefinidamente, para distintas configuraciones geométricas y condiciones de operación. Esta conclusión está de acuerdo con cálculos del campo eléctrico en configuraciones sencillas. Hemos usado este mismo equipo de electrospray para generar micro/nano partículas poliméricas cargadas con curcumina, un principio activo farmacéutico. Una solución etanólica de curcumina y un polímero altamente hidrófilo, la polivinilpirrolidona (PVP), ha sido nebulizada y secada mediante una hilera de electrosprays. Así se han obtenido partículas esféricas de PVP-curcumina de 0.5 μm de tamaño promedio, que pueden mejorar la solubilidad acuosa de la curcumina. Para facilitar la recolección de las partículas producidas, hemos implementado un electrodo de deflexión horizontal que impone periodicidad a los sprays y las regiones de recolección de partículas. Además, describimos por primera vez la recolección continua de partículas por electrospray sobre substratos de papel a condiciones ambiente. Finalmente, basándonos en la idea del uso del papel como sustrato recolector, hemos desarrollado un dispositivo de impresión por chorro electrohidrodinámico (EHD) para la deposición de líneas de proteínas sobre tiras de nitrocelulosa. En colaboración con biólogos de la misma universidad, hemos conseguido imprimir un biosensor colorimétrico de flujo lateral para la detección de secuencias de ADN específicas del virus del papiloma humano. We have studied the conditions leading to robust spraying in linear arrays of electrosprays in which the counter electrode is far compared to the inter-emitter separation. In our design, a row of emitter tubes protrude out of a backplate, and the counter electrode is a flat collector plate set at a high negative potential. In addition, electrodes at both ends of the array enable uniform electrical field conditions, while preventing electrical gaseous discharges. We show that this geometry is scalable without bound under different geometrical configurations and operation conditions. This conclusion is in agreement with electric field computations in simplified geometries. The same electrospray setup has been used to generate polymer micro/nano particles loaded with curcumin as an active pharmaceutical ingredient (API). An ethanol solution of curcumin and a highly hydrophilic polymer, polyvinylpyrrollidone (PVP), has been electrospray dried using the linear electrospray array. The result has been PVP-curcumin spherical particles of 0.5 μm average size, for improving curcumin water solubility. To facilitate the collection of the produced particles a horizontal deflection electrode has been implemented to enforce periodicity in the sprays and the particle collections spots. Also first reported here is the continuous collection of electrosprayed particles onto paper substrates at ambient conditions. Finally, based on the idea of paper as substrate material, a single emitter electrohydrodynamic (EHD) jet printing device has been developed for the deposition of protein lines onto nitrocellulose strips. Through a collaboration with a biology group from the same university we have successfully printed a lateral flow assay biosensor that gives colorimetric signal upon the detection of the specific DNA sequence of human papilloma virus.

La reologia de la sang (hemoreología) exerceix un ppel important en la perforació de teixits i l'alteració de les seves condicions fisiològiques és gairebé sempre la principal causa de patologies cardiovasculars. Per tant, l'estudi dels perfils de velocitat i l'esforç de tall de la sang al llarg de micro-venes és important en la investigació de malalties cardiovasculars. Recents avenços en organs-on-a-chip remarquen la possibilitat d'usar lung-on-a-xips el qual ha estat desenvolupat per reemplaçar les funcions respiratòries de l'home en assajos farmaceuticos. S'ha avançat en l'estudi de processos de micro-separació a través de membranes micro-poroses desenvolupant una eina numèrica per modelar el comportaments dels micro-dispositius usant la geometria dels lung-on-a-chip en dues i tres dimensions, on una membrana artificial separa dos canals amb dos diferents fluids i així dos diferents règims de flux. A causa de que és un problema de múltiples escales, el nou codi consisteix d'un model híbrid LBM-FD (Lattice Boltzmann - diferències finites) sobre una malla no uniforme que modela processos de transferència de massa en fluxos no newtonians. El model híbrid LBM-FD va ser usat per estudiar el transport de massa a través d'una membrana hidrofòbica i microporosa ocalizada entre un flux co-corrent passant a través de canals rectangulars, similar als microdispositius usats en el projecte lung-on-a- xip. Estecódigo ha estat usat per fer un estudi paramètric en la recerca de la correlació entre el nombre de Peclet al canal permeat i els processos de transferència de massa a través de la membrana (Sherwood number mitjana ). Les correlacions al microdispositiu bidimensional reprodueix correctament la relació lineal de amb el nombre de porus. Les correlacions mostren un valor de l'exponencial en la llei de potències de 1/3 (el que caracteritza el problema de Graetz-Leveque) de pel que fa a Pe. S'han trobat les correlacions en dues i tres dimensions. En el cas tridimensional es comparen els resultats obtinguts usant el flux del model de la llei de pontencias truncat amb un grau de pseudo-plasticitat de n = 0.7 pel que fa als resultats obtinguts per flux newtonià n = 1. El cas no-newtonià mostra un increment del 5% en la transferència de massa () respecte al cas newtonià. La reología de la sangre (hemoreología) desempeña un papel importante en la perforación de tejidos y la alteración de sus condiciones fisiológicas es casi siempre la principal causa de patologías cardiovasculares. Por lo tanto, el estudio de los perfiles de velocidad y el esfuerzo de corte de la sangre a lo largo de micro-venas es importante en la investigación de enfermedades cardiovasculares. Recientes avances remarcan la posibilidad de usar micro-dispositivos como lung-on-a-chip, el cual ha sido desarrollado para reemplazar las funciones respiratorias del hombre en ensayos farmaceuticos. Se ha avanzado en el estudio de procesos de micro-separación a través de membranas micro-porosas desarrollando una herramienta numérica para modelar el comportamientos de los micro-dispositivos usando la geometría de los lung-on-a-chip en dos y tres dimensiones. Debido a que es un problema de múltiples escalas, el nuevo código consiste de un modelo híbrido LBM-FD (Lattice Boltzmann - Diferencias finitas) sobre una malla no uniforme que modela procesos de transferencia de masa en flujos no Newtonianos. El modelo híbrido LBM-FD fue usado para estudiar el transporte de masa a través de una membrana hidrofóbica y microporosa localizada entre un flujo co-corriente pasando a través de canales rectangulares, similar a los microdispositivos usados en el proyecto lung-on-a-chip. Con este código, un estudio paramétrico en la busqueda de la correlación entre el Peclet en el canal permeado y el Sherwood promedio ha sido realizado. Las correlaciones en el microdispositivo bi-dimensional reproduce correctamente la relación lineal de con el número de poros. Las correlaciones muestran un valor del exponencial en la ley de potencias de 1/3 ( lo que caracteriza el problema de Graetz-Leveque) de con respecto a Pe. Se han hallado las correlaciones en dos y tres dimensiones. En el caso tri-dimensional se comparan los resultados obtenidos usando el flujo del modelo del modelo de la ley de pontencias truncado con un grado de pseudo-plasticidad de n=0.7 con respecto a los resultados obtenidos para flujo Newtoniano n=1. El caso no-Newtoniano muestra un incremento del 5% en la transferencia de masa () con respecto al caso Newtoniano. Blood rheology (haemorheology) plays a key role in tissue perfusion and its alteration from physiological conditions is often the main cause of cardiovascular pathologies. Therefore, the study of blood velocity profiles and wall shear stress distribution along micro-vessels is important in the field of cardiovascular diseases research. Recent advances in organ-on-a-chip highlighted the possibility of using artificial lung-on-chips which have been developed to replace the respiratory functions of the human lungs in pharmaceutical tests. We have expanded the study of micro-separation processes through micro-porous membranes by developing a numerical tool able to model the behavior of lung-on-a-chip micro-devices in both two and three dimensional geometries. As this is a multiscale problem, the new code consists in a hybrid LBM-FD (Lattice Boltzmann - finite difference) model on a non-uniform material grid, that models mass transfer processes in non-Newtonian flows. A part from the validation of the code, results obtained include the correlations of the non-dimensional numbers involved in mass transfer processes and the dependence on porosity, and the study of concentration profiles under steady (pipe flow) and the beginning of the study in non-steady (Womersley flow) conditions. The LBM-FD hybrid model was used to study the mass transport through a hydrophobic micro-porous membrane located in-between a co-current flow passing through rectangular channels, which is similar to the micro-device used in Lung-On-a-Chip research. This code has been used to perform a parametric study to find the empirical correlation between Peclet number in the permeate channel and the mass transfer processes across the membrane which is quantified by mean of Sherwood number. The correlations in the two-dimensional micro-device reproduce correctly the linear scaling law of with the number of pores. The correlations give a power value equal to 1/3 (which characteristic of the Graetz-Leveque problem) for the scaling exponent of the average Sherwood number with Pe. This has been done in 2D and 3D models. In the three-dimensional case, we compared the results obtained using the power-law flow with a shear-thinning degree of n=0.7 against the results obtained using the Newtonian hypothesis (n=1). The non-Newtonian case.

Terrestrial Gamma ray Flashes (TGFs) have been known since 20 years ago, but since the first moment of the discovery it was clear that they were related to lightning and thunderstorms. The latest studies revealed that TGFs could be produced during the first stages of the lightning within thunderclouds by a process which is very similar to the X-ray emissions from natural lightning observed from ground or discharges in high voltage laboratory. The study of such phenomena will help to extend and complete the knowledge about lightning and electrical discharges. This study compares geographic, monthly and diurnal cycle global distributions of TGFs and lightning. A fourth region with enhanced production of TGFs has been identified apart from the other three regions previously identified. This analysis further investigates the relation between TGFs, lightning activity and thunderstorms. Moreover, we have seen that the TGF/lightning ratio is different in each region which could be explained by meteorological differences between regions and not by differences in regional lightning detection efficiency. For the first time, meteorological conditions and lightning activity have been compared among situations where a satellite with capability to detect TGFs did or did not detect them. The objective is to identify the best atmospheric conditions for TGF production. We have established that electrification processes associated with strong updrafts and high CAPE values are important to create the best atmospheric conditions that favours TGF generation. In the second part of the study we defined criteria for the TGF/lightning correlation in time. Using these criteria we have identified 90 correlations in South America. Depending on the time difference between TGF and lightning the correlations have been grouped into different categories. For each category the relation between TGF and lightning was justified based on examples of upward propagation of negative leaders detected by a VHF lightning mapping network, consistent with the currently most accepted production theories. We were able to identify associated thunderstorms in 32 of 90 correlation cases. We have analysed the thunderstorm development stage at the moment of TGF production, the vertical extent and areal extent. It was found that analysed thunderstorms shows preferences for TGF production during developing or mature stages and great vertical extension what agrees with situations with strong updrafts and high CAPE values determined in the first part of the study. The last part presents an analysis of the association between X-ray events and lightning registered at the Eagle Nest Tower in the Pyrenees. We have determined that downward negative lightning seems to be the only candidate for x-ray emissions. The theories that support this hypothesis could also explain TGF production, specifically, as in examples of upward negative leaders shown in the previous section. We have also studied whether the high energy background radiation increased in association with thunderstorm electrification. However, in the cases analysed this increase has been associated with radon-ion daughters., Las emisiones de rayos gamma terrestres (TGFs) se conocen desde hace apenas 20 años, pero desde el primer momento se vio claramente su relación con los rayos y tormentas. Los últimos estudios revelan que se podrían producir durante las primeras fases de los rayos en el interior de las nubes por un proceso que sería muy similar a la emisión de rayos X por rayos naturales observados desde suelo o por descargas en el laboratorio de alta tensión. El estudio de estos fenómenos ayudará a ampliar y completar los conocimientos sobre el fenómeno del rayo y de las descargas eléctricas. En primer lugar se han comparado las distribuciones globales geográficas, mensuales y el ciclo diurno de TGFs y rayos. Se ha identificado una cuarta región de producción de TGFs a parte de las tres ya identificadas previamente. Con este análisis se ha contribuido principalmente a la confirmación de las correlaciones de los TGFs con la actividad de rayos y tormentas. Además, se ha visto que las ratios de TGF/rayo varían en las distintas regiones con lo que es probable que se pueda explicar por las diferencias meteorológicas entre ellas y no por diferencias regionales en la eficiencia de detección de rayos. Por primera vez se han analizado las condiciones meteorológicas y actividad de rayos en aquellas situaciones en que un satélite con capacidad para detectar TGFs no los detectaba y se han comparado con aquellas situaciones en que si se detectaron. El objetivo es el de distinguir las mejores condiciones atmosféricas para su producción. Se ha determinado que los procesos de electrificación asociados a fuertes corrientes ascendentes y altos valores de CAPE son importantes para crear las mejores condiciones atmosféricas que favorecen la generación de TGFs. En la segunda parte se definido un criterio para la correlación temporal entre rayos y TGFs. Con este criterio se han identificado un total de 90 correlaciones en Sudamérica. En función de la diferencia temporal entre el rayo y el TGF se han agrupado en distintas categorías. Para cada una de ellas se ha intentado justificar la relación entre el TGF y el rayo en base a ejemplos de rayos detectados por una red VHF y a las teorías de producción más aceptadas hasta la fecha. De 32 de estos casos de correlación se ha podido identificar y analizar la tormenta asociada. Se ha analizado la fase de desarrollo de la tormenta en el momento de la producción del TGF, la extensión vertical y la extensión horizontal. Se ha visto que las tormentas analizadas muestran una preferencia para la producción de TGFs en las fases de desarrollo o madurez y de gran extensión vertical que concuerda con situaciones de fuertes corrientes ascendentes y altos valores de CAPE determinados en el estudio previo. En la última parte se ha analizado eventos registrados en la torre instrumentalizada del Nido del Águila en los Pirineos. Estos eventos corresponden a rayos naturales y radiación X. Se ha determinado que los líderes negativos parecen ser los únicos candidatos para la emisión de rayos X. Las teorías que soportan esta hipótesis podrías explicar la producción de TGFs y, en concreto, los casos reportados en el estudio anterior. Se ha estudiado también si el aumento de la radiación de fondo de alta energía está asociado a la posible electrificación de las tormentas. En el caso analizado se ha asociado este aumento con los descendientes radiactivos de la cadena de desintegración del radón

La actual situación energética estimula el uso de las tecnologías de cogeneración y trigeneración como posibles soluciones para alcanzar el ahorro de energía primaria deseado. Estas tecnologías pueden ser una alternativa atractiva a los sistemas convencionales para el suministro energético en edificios. En esta tesis se identifican y modelan diferentes configuraciones de trigeneración avanzadas que potencialmente pueden ofrecer una mayor eficiencia energética en comparación con los sistemas convencionales para aplicaciones en edificios.

Se han realizado extensas simulaciones por Monte Carlo NVT de fluidos de pozo cuadrado con rangos de potencial 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 y 2.0. Las propiedades obtenidas son la ecuación de estado, la energía interna, el calor específico a volumen constante y la función de distribución radial. Para cada rango de potencial se han estudiado las densidades reducidas 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 y 0.9 y temperaturas reducidas 0.5, 0.7, 1.0, 1.5, 2.0 y 3.0, aunque para cada rango sólo se han considerado las temperaturas de dicha lista que son supercríticas. El extenso banco de datos generado se ha utilizado para contrastar la precisión de diversas teorías de perturbaciones, entre las cuales se encuentran las diversas versiones de la teoría de Barker-Henderson incluyendo el tratamiento avanzado del segundo término perturbativo desarrollado por Smith, Henderson y Barker, así como la teoría de perturbaciones de Tang y Lu, basada en ecuaciones integrales. Al objeto de determinar si las discrepancias observadas entre dichas teorías y los datos de simulación son debidas al tratamiento perturbativo en sí o a las aproximaciones realizadas por las diversas teorías, se han determinado mediante simulación en ordenador los términos perturbativos de primer y segundo orden de la energía libre, la energía interna y la ecuación de estado, así como los términos perturbativos de orden cero y de primer orden de la función de distribución radial. Se encuentra así que, aunque parte de las discrepancias entre teoría y simulación observadas son debidas a las aproximaciones teóricas realizadas, otra parte considerable es debida a que la teoría de perturbaciones converge lentamente, de manera que el truncamiento de la serie perturbativa en el término de segundo orden en las propiedades termodinámicas o de primer orden en la función de distribución radial es insuficiente para obtener resultados totalmente satisfactorios a temperaturas, densidades y rangos de potencial bajos. Dadas las limitaciones de las mencionadas teorías de perturbaciones, y ante la dificultad extrema de determinar, tanto desde un punto de vista teórico como mediante simulación por ordenador, de los términos perturbativos de orden superior, se ha desarrollado una nueva teoría del número de coordinación que proporciona resultados mucho más satisfactorios que las teorías del mismo tipo existentes hasta el momento. Dicha teoría tiene en común con las teorías de perturbaciones que utiliza como sistema de referencia el fluido de esferas duras. Cuando se implementa la expresión obtenida para el número de coordinación en el contexto de una teoría generalizada de van der Waals, los resultados que se obtienen para las propiedades termodinámicas son en general más satisfactorios que los que proporcionan las teorías de perturbaciones estudiadas. Dado que la teoría desarrollada es susceptible de futuras mejoras, se abre así una prometedora línea de trabajo.

Introducción.Entre las acciones técnicas más realizadas en gimnasia deportiva, cabe destacar la recepción sobre la colchoneta, la cual se realiza desde elevadas alturas, generando fuerzas de impacto entre 10 y 18 veces el peso corporal (McNitt-gray. 1993). Pese a la existencia de normas que establecen los criterios a cumplir por una colchoneta, las lesiones durante la recepción tras un salto o salida de un aparato no disminuyen. En este sentido, el Objetivo de esta tesis doctoral fue el de analizar los mecanismos de lesión en gimnasia y su relación con los criterios normativos de las colchonetas. Material y métodos. Los diferentes tipos de estudios planteados fueron: - Estudio de opinión, empleando la metodología QFD ("Quality Fuction Deployment") y herramientas como los paneles de usuarios, que han permitido analizar las propiedades y características más importantes de las colchonetas. - Estudio mecánico según norma EN 12503, que han permitido analizar las propiedades de una muestra de colchonetas seleccionadas. - Estudio biomecánico y de percepción de la recepción tras un "drop jump" modificado en distintos tipos de colchonetas, el cual ha permitido analizar diferentes variables cinéticas y cinemáticas, mediante el empleo de diversas técnicas instrumentales de: electrogoniometría, dinamometría, acelerometría y presurometría. Resultados y discusión.Entre los aspectos más valorados en una colchoneta destacan los materiales rígidos (8.74%) y absorbentes (8.74%), la velocidad de recuperación de la colchoneta (7.57%), y el comportamiento areaelástico de la superficie (6.89%). En los ensayos mecánicos se observa como el comportamiento general de las colchonetas tiende a reducir deceleración y devolución de energía a medida que la deformación aumenta. En los estudios biomecánicos se observa como, siendo los principales mecanismos de lesión las elevadas fuerzas de impacto y la inestabilidad sobre la colchoneta, los resultados mostraron como una deficiente amortiguación de la colchoneta implica al gimnasta realizar una recepción con menores rangos de movimiento articular, soportar elevadas fuerzas de impacto y elevadas magnitudes en las aceleraciones registradas en tibia y cabeza, así como una mayor posibilidad de caída debido al impacto inicial del talón sobre la colchoneta. Ante la falta de estabilidad durante la recepción, asociada con una mayor deformación de la colchoneta, se observa como pese a reducirse las fuerzas de impacto y las aceleraciones en tibia-cabeza, el riesgo de sufrir una lesión se relaciona con el aumento del tiempo empleado por el gimnasta para finalizar la recepción con una mayor presión, flexión y torsión en la zona delantera del pie.Conclusión.Los resultados muestran como no todos los aspectos importantes son analizados por las normas, y como las propiedades de una colchoneta afectan a la cinética y cinemática del gimnasta durante la recepción. La consideración del análisis biomecánico de la recepción por parte de distintas normas podría reducir el elevado número de lesiones asociadas a la inestabilidad en la colchoneta y las elevadas fuerzas de impacto, mejorando a su vez el rendimiento deportivo del gimnasta., Introduction.Among the most frecuent skills performed in gymnastics, landing is one of the most importants. Landing from high heights, could generate impact forces between 10-18 body weight (McNitt-gray. 1993). Despite actual mats standards criteria, injuries during landing doesn´t reduce. In this sense, the objective of this doctoral thesis has been to analyze the injury mechanisms in gymnastic and it is relation with mats standards criteria.Material and MethodsThe different types of studies considered were:- Subjective Study; using QFD (Quality Fuction Deployment) methodology and tools like "user´s panel", wich has allowed us to analyze the properties and more important characteristics of mats.- Mechanical study; based on EN 12503, that has allowed us to analyze the properties of a selected sample of mats.- Biomechanical study and the landing percepction after a modified drop jump in diferent mats, wich has allowed us to analyze several instrumental techniques like: Electrogoniometry, dinamometry, accelerometry and pressurometry.Results and discussionResults show that same of the most important characteristics in landing mats are: rigid (8.74%) and absorvents (8.74%) materials, recovery speed (7.57%) and areaelastic behavior surface (6.89%). In normative tests, it is observed that as mats deceleration and energy return is reduced, deformation increases. In landing biomechanical studies, it is observed that inestability and high impact forces are main mechanisms of injury. The results show that a deficient mat deformation implies smaller articular range of motion, high impact forces and accelerations in tibia and head, as well as a greater possibility to fall. Landing inestability, due to a greater deformation of landing mats injury risk is related with the increase of time used by gymnasts to complete the landing, with a greater preassure, flexion and torsion in the forefoot, instead these reduced impact forces and tibial and head accelerationsConclusionsNot all important mat aspects are analyzed by the standarized test, because mats properties affect gymnasts kinetic and kinematic during landing. The inclusion of biomechanical landing studys in standard test, could contribute to reduce the high number of injuries associated to inestability and high impact forces during landing, improving gymnasts sport live as well.