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[ES] La producción de importantes productos químicos emplea aplicaciones industriales que consumen mucha energía y requieren alta temperatura y suministro continuo de calor. Hoy en día, la temperatura deseada en los reactores catalíticos se consigue mediante intercambiadores de calor tubulares. Sin embargo, casi la mitad del calor suministrado se transfiere a los medios de reacción, con una gran pérdida de energía e importantes emisiones de CO2 que constituyen desafíos de ingeniería. El calentamiento por inducción es una vía alternativa para suministrar calor a un reactor de una forma más eficiente y con el uso directo de electricidad. Para implementar esta tecnología en procesos químicos, es necesario estudiar y predecir las propiedades de los materiales en condiciones de calentamiento por inducción. Esta tesis de máster tiene como objetivo diseñar una bobina de cobre miniaturizada adecuada para un microrreactor, que se utilizará en estudios de operando con rayos X generados por sincrotrón. Se simulará la distribución del campo magnético con diferentes geometrías de bobina, utilizando un módulo de radiofrecuencia de la plataforma COMSOL-Multiphysics para determinar los parámetros físicos del dispositivo a construir., [EN] The production of important chemicals employs energy-intensive industrial applications that require high temperature and continuous heat supply. As of today, fired reactors are preferred to reach the desired temperature in catalytic reactors by means of tubular heat exchangers. However, almost half of the heat supplied is transferred to the reaction media, with high energy loss and significant CO2 emissions constituting engineering challenges. Induction heating is an alternative route to supply heat to a reactor in a more efficient way and with direct use of electricity. To implement this technology in chemical processes, it is necessary to study and predict material properties under induction heating conditions. This master thesis aims to design a miniaturized copper coil suitable for a microreactor that will be used for operando studies using synchrotron generated X-rays. The magnetic field distribution with different coil geometries will be simulated using a radio-frequency module of the COMSOL-Multiphysics platform to determine the physical parameters of the device to be constructed.

[ES] A lo largo de los años la gestión medioambiental ha ido adquiriendo una creciente relevancia en el sector marítimo portuario, que es el plano donde se enmarca este proyecto. A causa de este crecimiento las distintas autoridades portuarias de España se han embarcado en numerosos proyectos que buscan alcanzar la sostenibilidad en los recintos portuarios. Mediante este trabajo final de grado (TFG) se quiere encontrar un sistema de análisis y cuantificación de los gases provenientes de los penachos de los buques atracados, para de este modo poder evaluar el impacto ambiental que ocasionan los distintos tipos de buque en los puertos gestionados por la Autoridad Portuaria de Valencia (APV). Este sistema permitirá identificar los gases generados por los buques y elaborar inventarios para conocer de un modo aproximado la cantidad de gases de efecto invernadero (GEI) producidos por buques en las inmediaciones de los recintos portuarios. Con el fin de obtener conclusiones óptimas, se llevarán a cabo distintas campañas de medición en los puertos de Valencia, Gandía y Sagunto, mediante un Sistema de Imagen Multiespectral de Alta Sensibilidad (SIMAS) para evaluar los gases contaminantes presentes en los puertos mencionados. El SIMAS es un sistema de imagen basado en los espectros infrarrojo, visible y ultravioleta, que detecta los gases contaminantes provenientes de los penachos de humo de las chimeneas de los buques y los analiza, estos gases son principalmente CO2, SOx, HC y NOx. A partir de los resultados que se obtengan de las campañas experimentales se podrá concluir si el sistema de imagen resulta óptimo para el análisis y cuantificación de gases. Además, se elaborará un inventario de emisiones de modo que permitirá poder evaluar y facilitar la toma de decisiones que contribuyan a reducir el impacto ambiental en los puertos y sus alrededores. Se concluye que este proyecto tiene como finalidad la búsqueda de un sistema de análisis y cuantificación que permita una clara, [EN] Over the years, environmental management has become increasingly important in the maritime port sector, which is where this project is framed. As a result of this growth, the different port authorities in Spain have embarked on numerous projects that seek to achieve sustainability in port areas. The aim of this Final Degree Project (TFG) is to find a system for the analysis and quantification of the gases coming from the plumes of moored ships, in order to be able to evaluate the environmental impact caused by the different types of ships in the ports of the aforementioned port authority. This system will make it possible to identify the gases generated by ships and to draw up inventories in order to know in an approximate way the quantity of greenhouse gases (GHG) produced by ships in the vicinity of the port areas. In order to obtain optimal conclusions, different measurement campaigns will be carried out in the ports of Valencia, Gandía and Sagunto, using a High Sensitivity Multispectral Imaging System (SIMAS) to evaluate the polluting gases present in the aforementioned ports. SIMAS is an imaging system based on infrared, visible and ultraviolet spectra, which detects and analyses pollutant gases from the smoke plumes of ships' funnels, mainly CO2, SOx, HC and NOx. Based on the results obtained from the experimental campaigns, it will be possible to conclude whether the imaging system is optimal for the analysis and quantification of gases. In addition, an emissions inventory will be drawn up so that it will be possible to evaluate and facilitate decisionmaking that contributes to reducing the environmental impact in and around ports. It is concluded that the aim of this project is to search for a system of analysis and quantification that will allow a clear improvement in environmental management, with this information serving as a valuable component for the identification of strategies for the reduction of GHG emissions., [CAT] Al llarg dels anys la gestió mediambiental ha anat adquirint una creixent rellevància en el sector marítim portuari, que és el pla on s’emmarca este projecte. A causa d’este creixement les distintes autoritats portuàries d’Espanya s’han embarcat en nombrosos projectes que busquen aconseguir la sostenibilitat en els recintes portuaris. Mitjançant este treball final de grau (TFG) es vol trobar un sistema d’anàlisi i quantificació dels gasos provinents dels penatxos dels vaixells atracats, per d’esta manera poder avaluar l’impacte ambiental que ocasionen els distints tipus de vaixell en els ports de l’autoritat portuària anteriorment esmentada. Este sistema permetrà identificar els gasos generats pels vaixells i elaborar inventaris per a conèixer d’un mode aproximat la quantitat de gasos d’efecte hivernacle (GEI) produïts per vaixells en les immediacions dels recintes portuaris. Amb la fi d’obtindre conclusions òptimes, es portaran a terme distintes campanyes de mesurament en els ports de València, Gandia i Sagunt, mitjançant un Sistema d’Imatge Multiespectral d’Alta Sensibilitat (SIMAS) per a avaluar els gasos contaminants presents en els ports esmentats. El SIMAS és un sistema d’imatge basat en els espectres infraroig, visible i ultraviolat, que detecta els gasos contaminants provinents els penatxos de fum de les xemeneies dels vaixells i els analitza, estos gasos són principalment CO2, SOx, HC i NOx. A partir dels resultats que s'obtinguin de les campanyes experimentals es podrà concloure si el sistema d' imatge resulta òptim per a l' anàlisi i quantificació de gasos. A més, s'elaborarà un inventari d' emissions de manera que permetrà poder avaluar i facilitar la presa de decisions que contribueixin a reduir l' impacte ambiental en els ports i els seus voltants. Es conclou que este projecte té com a finalitat la recerca d’un sistema d’anàlisi i quantificació que permeta una clara millora en la gestió mediambiental, servint esta informació com a component valuó

[ES] En la búsqueda de procesos más sostenibles, la optimización de los parámetros de reacción es de vital importancia, lo que exige un conocimiento profundo de las reacciones a escala nanométrica. En los últimos años, los estudios in situ/operando han aumentado significativamente, desempeñando el diseño de microrreactores un papel fundamental en la obtención de información importante. Esta tesis de máster tiene como objetivo diseñar una celda de flujo de microrreactor adecuada para estudios catalíticos en modo in situ/operando, utilizando espectroscopía de absorción de rayos X (sincrotrón), posiblemente acoplada con irradiación de haces de iones o lámparas UV/vis. Es esencial la integración de un elemento calefactor y un sensor de temperatura, así como garantizar la versatilidad para acomodar miniplacas o muestras en polvo. El trabajo abarcará desde el diseño de materiales, dimensionamiento y montaje, hasta los planos de construcción y los estudios completos de transferencia de calor y dinámica de fluidos., [EN] Over the past two decades, microfluidic reactors combined with in situ spectroscopy have revolutionized many research areas. These compact systems offer significant benefits for heterogeneous catalysis, such as providing reaction surfaces or interfaces that are accessible to spectroscopic analysis, facilitating the discovery of novel catalytic materials. Using materials that are transparent to electromagnetic radiation allows for in situ and operando spectroscopic techniques, to be conducted directly at the reaction site, thereby providing high-fidelity, transient information on reaction chemistry. Additionally, innovative designs incorporating NMR, electrochemical impedance spectroscopy, X-ray techniques, and IR spectroscopy propelled advancements in heterogeneous catalysis. These methodologies have been meticulously engineered to achieve substantial breakthroughs in the development of catalytic materials for critical chemical reactions. In the pursuit of more sustainable processes, the optimisation of reaction parameters is of paramount importance, which requires a deep understanding of reactions at the nanoscale. In recent years, in situ/operando studies have increased significantly, with microreactor design playing a central role in obtaining important information.

[ES] La problemática de los residuos plásticos ha generado un gran impacto ambiental, especialmente debido a la dificultad de reciclaje de materiales como el poliestireno, que es uno de los más utilizados y menos biodegradables. Esta tesis investiga la pirolisis como un método alternativo para la valorización de residuos plásticos. En particular, se examina el uso de un reactor de malla metálica para la descomposición térmica del poliestireno, con el objetivo de convertir este residuo en productos valiosos como gases y carbón activo. Se han evaluado diferentes parámetros operativos, como la temperatura, la presión y el tiempo de retención, para determinar su influencia sobre el rendimiento de los productos volátiles. Los resultados muestran que la pirolisis rápida a altas temperaturas es eficaz para maximizar la conversión de poliestireno, y el análisis mediante espectroscopía Raman revela el potencial del carbón negro generado para aplicaciones industriales. Esta investigación sienta las bases para futuros estudios sobre la escalabilidad de esta tecnología en aplicaciones industriales y la evaluación de otros tipos de residuos plásticos., [EN] Plastic waste presents a significant environmental challenge, especially due to the difficulty in recycling materials like polystyrene, one of the most widely used and non-biodegradable plastics. This thesis investigates pyrolysis as an alternative method for plastic waste valorization. Specifically, the use of a wire mesh reactor for the thermal decomposition of polystyrene is examined, with the goal of converting this waste into valuable products such as gases and activated carbon. Different operating parameters, including temperature, pressure, and holding time, were evaluated to determine their impact on the yield of volatile products. The results demonstrate that flash pyrolysis at high temperatures is effective in maximizing polystyrene conversion, and Raman spectroscopy analysis reveals the potential of the carbon black produced for industrial applications. This research lays the groundwork for future studies on the scalability of this technology in industrial applications and the evaluation of other plastic waste types.

[ES] Dada la reciente inclusión en masa de los vehículos eléctricos al parque automovilístico de numerosos estados, es de vital importancia conocer los riesgos que estos pueden traer a las calles. Uno de los principales inconvenientes de estos productos es la inseguridad e incertidumbre que genera su fuente de alimentación, las baterías de iones de litio. Es por ello por lo que las mayores marcas del sector automovilístico tratan de buscar innovaciones en cuanto a la seguridad de estos elementos, siendo indispensable el estudio de la morfología y composición química de dichas baterías tanto previa como posteriormente al proceso de fuga térmica o TR (por sus siglas en inglés, ¿Thermal Runaway¿). Puesto que existe una necesidad de dicha información, la propuesta de este proyecto será el estudio y análisis de baterías de iones de litio tanto en buen estado, como abusadas térmica o mecánicamente. Evidentemente, la geometría de la alimentación en cada vehículo puede variar según su diseño y sus requerimientos, por lo que este proyecto se llevará a cabo principalmente con baterías cilíndricas, pese a la existencia de otras tipologías. La metodología que será empleada durante este proyecto será la reconstrucción en tres dimensiones (3D) de las baterías de muestra que se van a estudiar. Dichas muestras se tomarán mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés ¿Scanning Electron Microscope¿) y microscopía de rayos X (TXM, ¿Transmission X-ray Microscope¿), haciendo uso de tecnología avanzada como el Zeiss Xradia 620 Versa, por parte del hardware y de Dragonfly y su versión mejorada Dragonfly 3D World, en el terreno del software. El objetivo principal de este trabajo será determinar las diferencias que existen entre dichas fuentes de alimentación en su estado inicial y una vez terminado el proceso de fuga térmica. Con ello, se evaluarán distintas alternativas con la finalidad de subsanar dichos cambios que generan el fallo en estos dispositivos, esc, [EN] Given the recent mass inclusion of electric vehicles in the vehicle fleet of many states, it is of the utmost important to be aware of the risks they can bring to the streets. One of the main drawbacks of these products is the insecurity and uncertainty generated by their power source, lithium-ion batteries. That is why the major brands in the automotive sector are trying to find innovations in terms of the safety of these elements, being essential to study the morphology and chemical composition of these batteries both before and after the thermal runaway process or TR (Thermal Runaway). Since there is a need for such information, the proposal of this project will be the study and analysis of lithium-ion batteries both in good condition and thermally or mechanically abused. Obviously, the geometry of the power supply in each vehicle may vary according to its design and requirements, so this project will be carried out mainly with cylindrical batteries, despite the existence of other types. The methodology that will be used during this project will be the reconstruction in three dimensions (3D) of the sample batteries to be studied. These samples will be taken by scanning electron microscopy (SEM, Scanning Electron Microscope) and X-ray microscopy (TXM, Transmission X-ray Microscope), using advanced technology such as the Zeiss Xradia 620 Versa, on the hardware side, and Dragonfly and its improved version Dragonfly 3D World, on the software side. The main objective of this work will be to determine the differences that exist between these power supplies in their initial state and once the thermal runaway process has been completed. With this, different alternatives will be evaluated in order to correct the changes that generate the failure in these devices, choosing from these proposals the most feasible solution to apply in a changing market that tries to reduce costs to make the electric vehicle a more accessible option to the consumer.

En este objeto de aprendizaje los alumnos pueden relacionar de forma interactiva la geometría de las turbomáquinas que es muy tridimensional con las vistas 2D utilizadas habitualmente la meridional y la ley de ángulos de los álabes. Las diferentes opciones de diseño de estas vistas 2D da lugar a las diferentes familias de turbomáquinas: axiales/radiales/diagonales y turbinas/compresores.

En este objeto de aprendizaje los alumnos pueden relacionar de forma interactiva los mapas de rendimiento de escalonamientos de turbina axial con los parámetros adimensionales. Además permite visualizar los triángulos de velocidades, la geometría de las cascadas de estator y rotor, y con las prestaciones que producirán los escalonamientos óptimos.

En este objeto de aprendizaje los alumnos pueden relacionar de forma interactiva los mapas de rendimiento de escalonamientos de compresor axial con los parámetros adimensionales. Además, permite visualizar el impacto de las limitaciones aerodinámicas en el diseño de compresores. El objeto de aprendizaje permite identificar las zonas en las que el escalonamiento de compresor no puede funcionar. También se muestra el impacto que tiene la limitación de número de Mach en las prestaciones, mostrando la ventaja de los compresores transónicos y supersónicos.

This study introduces an innovative solution to address the challenges arising from the volatile natural gas market and the growing integration of renewable energy sources within the industrial sector. The research strives to confront this challenge by including renewable methanol (CH3OH) and converting it into methane (CH4), with an intermediate step involving synthesis gas (CO/H2) by using concentrating solar power. This approach provides a sustainable and adaptable solution to reduce dependence on natural gas. The process entails a methanol decomposition reaction at moderate temperatures (<350 °C). Subsequently, the synthesis gas is compressed to 40 bar, stored, and discharged through a methanation process that can be conducted at high temperatures (>500 °C). The resulting methane is used as fuel for gas turbines and can also serve as feedstock in the chemical industry. The simulations were conducted in ASPEN HYSYS and yielded overall system efficiencies exceeding 29% and roundtrip efficiencies of 44%. Through techno-economic optimisation of the reaction conditions, competitive levelized fuel costs (LCOF) of €172/MWh and future LCOE values of €145/MWh were achieved. These findings present an innovative strategy for integrating gas turbine cycles and additional conversion pathways for green methanol.

Past work by the authors has suggested that Solar micro Gas Turbines (SmGTs) can be used cost-effectively to produce electric power and heat for freshwater production through desalination, mainly in off-grid locations. This is further studied in this work, providing an exhaustive modelling procedure and methodology. Additionally, a comprehensive analysis of system performance under both design and part-load conditions is provided along with the complete set of characteristics of the components of the SmGT and the desalination unit. To this end, the SmGT is assessed first, incorporating innovative solutions that enable better off-design performance: Variable Inlet Guide Vanes (VIGVs) in the compressor and Variable Nozzle Guide Vanes (VNGVs) in the turbine. The implementation of these features brings significant advantages in part-load operation, leading to a considerable increase in solar-to-electric efficiency and rangeability, particularly under certain ambient conditions; in particular, using these features yields 5% higher efficiency at the minimum load of the original engine (without variable geometry) and, from this load setting downwards, 15% lower minimum stable load is enabled. Furthermore, a sensitivity analysis to control strategies and ambient conditions has been included, exploring their impact on system performance. The water treatment system is comprised of two elements. A Reverse Osmosis (RO) desalination unit is driven by the electric power produced by the SmGT. Considering the emphasis on flexibility and part-load operation enhancement addressed in this work, a moderate recovery rate is proposed for this unit. The RO unit produces brine with high salt concentration to be partially treated further in a Zero Liquid Discharge (ZLD) unit driven by the exhaust gases of the microturbine (at about 250–300 °C), where the sensible heat of this stream is harvested by the ZLD unit to “dry” and concentrate the effluent. Finally, the potential and the operationa

This study aimed to investigate the combined effects of compression ratio (CR), start of injection angle (SOI) and water injection (WI) on the performance, including NOx emissions, of a modified turbocharged compression ignition engine using H₂ as the primary fuel and diesel solely as a pilot ignition source. WI and H₂ were both injected into the intake manifold just after the charge heat exchanger. Test conditions varied the engine speed from 1500 rpm to 2750 rpm, covering a wide range of the original engine's operating conditions, water mass flow varied from 0 to 0.795 g/cycle and SOI for pilot ignition was studied in the range 10°, 5°, 0° before top dead center. Subsequently, the study examined the combined effect of reducing the engine's CR from 17.5:1 (base) to 13.5:1, in one-point increments, reducing SOI and water addition to further enhance the hydrogen energy share (HES). HES varied from 0 % to 85 % under different engine conditions, and WI and SOI were employed to prevent knocking and ensure that the maximum combustion pressure did not exceed 160 bar. The test results indicate that NOₓ emissions increase with HES, but reducing the CR results in a reduction in NOₓ emissions of approximately 50 %. Additionally, WI further reduces NOₓ emissions by up to 50 %. The experimental evidence demonstrates that combining WI with CR and SOI reduction can effectively lower NOₓ emissions, achieving an efficiency greater than 35 % and therefore approaching the base diesel mode's efficiency. This also reduces the maximum in-cylinder pressure, allowing for an increase in turbocharger pressure and consequently enhancing the engine's specific power. The maximum engine power achieved was 31.6 kW at 2500 rpm (mean effective pressure of 10.1 bar), with a CR of 15.5, SOI at 10°, 1.5 kg/kWh of water, a HES of 81 %, and a minimum NOₓ level of approximately 480 ppm, with a maximum combustion pressure below 120 bar.

Past work by the authors has suggested that Solar micro Gas Turbines (SmGTs) can be used cost-effectively to produce electric power and heat for freshwater production through desalination, mainly in off-grid locations. This is further studied in this work, presenting a detailed description of system performance at design and part-load conditions, as well as the characteristics of the components of the SmGT and the desalination unit. To this end, the SmGT is assessed first, considering techniques that achieve a greater off-design performance such as incorporating Variable Inlet Guide Vanes (VIGVs) at the compressor inlet, and including the sensitivity to control strategies and ambient conditions, exploring their expectedly very negative impact on the SmGT performance. Water treatment system is comprised of two elements. A Reverse Osmosis desalination unit is driven by the electric power produced by the SmGT. This produces brine with high salt concentration to be partially treated further in a Zero Liquid Discharge (ZLD) unit driven by the exhaust gases of the microturbine (at about 250-300ºC), where the sensible heat of this stream is harvested by the ZLD unit to “dry” and concentrate the effluent. Finally, the potential and the operational limitations of the ZLD system are discussed, supplemented by an experimental proof of concept where its feasibility was verified.

This work focuses on the off-design analysis of a simple recuperative transcritical power cycle working with the CO₂ + C₆F₆ mixture as working fluid. The cycle is air-cooled and proposed for a state-of-the-art concentrated solar plant with solar salts as heat transfer fluid in a hot region, with a cycle minimum and maximum temperature of 51 °C and 550 °C at design conditions. The design of each cycle heat exchanger (primary, recuperator and condenser) is carried out in MATLAB with referenced models and the turbine designed in CFD, providing performance maps adopted by the cycle operating in sliding pressure. The off-design of the cycle is developed with a routine simulating the thermodynamic conditions of the cycle at variable ambient temperature and thermal inputs down to 40 % of the nominal value. The results show that the cycle can efficiently run in a wide range of part load conditions and ambient temperatures, from around 0 °C to over 40 °C, with net electric cycle efficiencies from 45 % to 36 %: according to the control philosophy proposed, the condenser fans are fixed at design speed, while the cycle operates in sliding pressure, when is possible. The results evidence the flexibility and good performances of the proposed system in various operating conditions.

[ES] El consumo energético a nivel mundial aumenta cada año y lo va a seguir haciendo de forma exponencial. Este ritmo tan acelerado junto a problemas como escasez o dificultad de obtención de materias primas unido al gran problema del cambio climático hace pensar en buscar soluciones responsables con el medio ambiente y con la economía del país y las personas como individuo con intención de mantener nuestro nivel de vida y asegurar un futuro. Soluciones como apoyar la transición energética hacia fuentes de producción de energía de origen renovable y de cero emisiones de CO2, fomentar y educar en el uso responsable de la energía, de productos y recursos, la innovación en la industria con fines de aumentar su eficiencia, buscar el crecimiento económico, conseguir ciudades sostenibles, con objetivos como buena calidad del aire o gestión adecuada de residuos sirven para controlar el posible resultado de la situación actual. Una clave en esta transición será el almacenamiento de energía, ya que, las energías renovables tienen como inconveniente que no generan de forma constante: pueden darse momentos de excedencia y otros de falta de energía. Entre las tecnologías de almacenamiento de energía se encuentra el hidrógeno, tecnología en auge muy interesante en la actualidad debido a que es una fuente de energía verde y de muy buena calidad. Realizar cambios en la forma de moverse por las ciudades es un requerimiento, no solo fomentando el transporte público, sino que también volviendo este verde impulsándolo mediante la pila de hidrógeno. Con este trabajo se tiene como finalidad obtener una respuesta a sí se podría cambiar la flota de transporte público de una ciudad impulsada por combustibles fósiles a una opción limpia y más responsable con el medio ambiente, usar la pila de hidrógeno como motor para el sistema de transporte urbano. Para responder a esta pregunta se analizarán las metodologías y tecnologías actuales y por desarrollar de obtención del hidrogeno, así como s, [EN] The global energy consumption increases every year and will continue to do so exponentially. This rapid pace, along with issues such as scarcity or difficulty in obtaining raw materials, combined with the significant problem of climate change, calls for responsible solutions for the environment, economy, and individuals in order to maintain our standard of living and secure a future. Solutions such as supporting the energy transition towards renewable and zero-emission energy sources, promoting and educating responsible energy use, products and resources, fostering innovation in the industry to increase efficiency, pursuing economic growth, and achieving sustainable cities with objectives such as good air quality and proper waste management, all serve to control the potential outcome of the current situation. A key aspect of this transition will be energy storage, as renewable energies have the drawback of not generating power constantly: there can be periods of excess and others with energy shortage. Among the energy storage technologies is hydrogen, a booming and highly interesting technology today due to being a green and high-quality energy source. Making changes in the way cities are traversed is a requirement, not only by promoting public transportation but also by making it green through hydrogen fuel cells. The purpose of this work is to find an answer to whether it would be possible to change the fleet of fossil fuel-powered public transportation in a city to a clean and more environmentally responsible option, using hydrogen fuel cells as the engine for the urban transport system. To answer this question, current methodologies and technologies for hydrogen production, as well as their costs, the opportunity cost of allocating resources to hydrogen production, analysis of necessary vehicles and facilities, as well as their operation, economic analysis of depreciation costs for fuel cell vehicles (FCEVs) and facilities, and the cost of fuel for the rele

Micro Gas Turbines are on-site generators with the potential to help the transition to a greener economy. However, their deployment into the market did not match the expectations. The Root Cause Analysis (RCA) is the methodology to uncover the highest-level causes before identifying possible solutions. This work applies the traditional approach to problem-solving, which originated as a methodology to find faults in processes. The methodology leads to an in-depth exploration of the problem and the cause–effect relationships within the microturbine and energy market. Specifically, the traditional RCA allowed for a creative and extensive approach. This study highlights the difficulty of targeting the problem from a general perspective with such tools. The process-based tools of the RCA make it challenging to represent such complex systems effectively. In this regard, the authors compare the present methodology with the Theory of Constraints, analysing benefits and obstacles. Eventually, the present methodology systematically isolated several root causes of the problem.

There still exists a considerable difference when comparing the real and the design energy consumption of buildings. The difference between the design and the real building envelope energy performance is one of its main reasons. The building envelope can be characterised through the individual characterisation of its different building envelope components such as opaque walls or windows. Therefore, the estimation of parameters such as their transmission heat transfer coefficient (UA) and their solar aperture (gA) is usually implemented. Although building components have been analysed over the years, the thermal characteristics of buildings have mainly been estimated through steady-state laboratory tests and simplified calculation/simulation procedures based on theoretical data. The use of inverse modelling based on registered dynamic data has also been used; however, unfortunately, the models used tend to significantly simplify or neglect the solar radiation effect on the inner surface heat flux of opaque building envelope elements. Therefore, this work presents an experimental, dynamic and inverse modelling method that accurately models non-linear phenomena through the use of a user-friendly simulation programme (LORD). The method is able to analyse in detail the effect of the solar radiation on the inner surface heat flux of opaque building envelope elements, without the necessity of knowing their constructive details or thermal properties. The experiment is performed in a fully monitored test box, where different models are tested with different opaque walls to find the best fit. Finally, the solar irradiance signal is removed from the best models so as to accurately quantify the weight of the solar radiation on the inner surface heat flux of each wall for two extreme periods, one for sunny summer days and other for cloudy winter days.

The security of the supply of clean energy resources and the production of renewable fuels for industry are some of the strategies to combat climate change. In this sense, the massive implementation of green fuels that is foreseen forces the industrial park to operate on hydrogen and/or ammonia, methanol and others, with a cost overrun for stakeholders. This work proposes an alternative through a methanol-to-methane conversion system from the intermediate step to synthesis gas. Methanol decomposition is a process that can be produced with solar energy (CSP) at moderate temperatures (<350 °C) and at low cost, whereas methanation is a well-known and industrially mature process that occurs at temperatures < 625 °C. The integration of both processes is employed as a method of solar storage, namely through high-pressure syngas and its discharge for power production in conventional cycles. Recuperative ORC configurations, Rankine steam, and a sCO2 Brayton cycle were integrated; all of them of techno-economic interest, offering round-trip efficiencies higher than 50 % and levelized costs (LCOE) lower than EUR 55/MWh, considering a high-energy methane stream at the outlet. This offers a system that proposes a solution for the massive deployment of methanol as a green hydrogen carrier molecule, where it is capable of cleanly and efficiently storing thermochemical energy and producing high-purity methane at the output, usable in other power cycles, or as an industrial feedstock.

Micro gas turbines are an on-site power and heat generation technology with a small footprint, low gaseous (NOx) and acoustic emissions, low maintenance and high-grade heat. They entered the market at the dawn of the twentieth century; nevertheless, they achieved minimal success and a marginal role in the microgeneration market. Reciprocating internal combustion engines raised considerable barriers hindering their market deployment, and Fuel Cells are also set to compete in this segment. In this scenario, this work presents an analysis of competitiveness grounded in the Theory of Constraints. To this end, a specific Key Performance Indicator has been produced, which combines technical, economic, and operational factors according to the end-user requirement. This indicator is a function of several penalty factors representing technology and market barriers, which aims to yield a unique insight into the most competitive technology for a given application, accounting for the uncertainty deriving from technical and economic elements. This novel methodology is applied to a new potential niche market: Power-to-Hydrogen-to-Power for remote applications. The methodology is applied to an independent rural community in South Wales, for which a backup power system is assessed. Four technologies are considered in the analysis: reciprocating engines, fuel cells and two different microturbines layouts. Finally, this work provides an overview of the possible R&D&I paths necessary to increase the competitiveness of micro gas turbines in certain markets.

El funcionamiento de las turbomáquinas viene determinado por la geometría del espacio anular (diseño meridional) y de los perfiles y disposición de los álabes. Esta aplicación permite visualizar la geometría de las cascadas con álabes sin espesor en función de: 1. - Los ángulos del perfil en el borde de ataque y el borde de fuga; 2. La solidez ; y 3. El ángulo de calado. Al definir estos parámetros el montaje del álabe en la cascada ya está determinado. Los parámetros más importantes de la cascada son los ángulos del borde de ataque y de fuga con la dirección axial. Si consideramos la hipótesis de que la incidencia y la desviación son nulas y que la velocidad meridional se mantiene uniforme a lo largo de la cascada podemos estimar las velocidades del flujo a la entrada y salida de la cascada. Con las hipótesis anteriores podemos determinar el carácter de la cascada diseñada solamente a partir de los ángulos de entrada y salida de la cascada. La cascada se llama aceleradora cuando aumenta la velocidad del flujo .La cascada se llama difusora cuando reduce la velocidad del flujo. Esta aplicación permite de forma interactiva las características de una cascada y evaluar de forma directa el aspecto y los resultados principales de la cascada resultante.

En este objeto de aprendizaje los alumnos pueden relacionar de forma interactiva los triángulos de velocidades de escalonamientos de compresores y turbinas axiales con la geometría de las cascadas de estator y rotor, y con las prestaciones que producirá.

[ES] En los últimos años, la concienciación mundial sobre los problemas medioambientales y la contaminación ha ido en aumento, hasta el punto de desarrollar nuevas técnicas de desarrollo sostenible y ahorro energético para reducir el impacto de los gases de efecto invernadero y la huella de CO2. Una de estas técnicas son las redes de calefacción por frío, en particular la 5ª generación, que es el último desarrollo. Algunas de las principales mejoras de esta tecnología es poder utilizar el calor residual de diferentes edificios e industrias de la misma zona para calentar o enfriar el suministro de agua de diferentes edificios o utilizar redes de baja temperatura para tener la menor demanda de calor en el proceso de transporte de agua. Este sistema, al ser más complejo que los desarrollados anteriormente, como el de 4ª generación. Requiere sistemas de control avanzados para que todo el sistema funcione eficientemente satisfaciendo la demanda energética de cada edificio. Este proyecto se basa en determinar los sistemas de control avanzados más adecuados para instalar en un barrio residencial en construcción. En primer lugar, se ha realizado una revisión bibliográfica sobre la 5ª generación de calefacción y refrigeración urbana, donde se han determinado las diferentes estrategias de control posibles para controlar las diferentes variables que intervienen en la red, como la temperatura, la presión y el caudal másico, y también se han comparado con la 4ª generación de calefacción urbana. En segundo lugar, se han establecido posibles configuraciones de estrategias de control avanzadas basadas en la revisión bibliográfica. De estas configuraciones, se han identificado dos estrategias de control diferentes, que son las más adecuadas para el distrito en cuestión. Estas configuraciones integran elementos disponibles comercialmente, incluidos sensores, con una determinación clara de sus mediciones previstas y su colocación estratégica. Se han realizado dos simulaciones termohid, [EN] Over the last few years, the world s awareness of environmental issues and pollution has been increasing, to the point of developing new sustainable development and energy saving techniques to reduce the impact of greenhouse gases and CO2 footprint. One of these techniques is the cold heating networks, particularly the 5th generation, which is the latest development. Some of the main improvements of this technology is to be able to use waste heat from different buildings and industries in the same area to heat or cool the water supply of different buildings or to use low temperature networks to have the lowest heat demand in the water transport process. This system, being more complex than those previously developed, such as the 4th generation. It requires advanced control systems in order to make the whole system works efficiently by meeting energy demand of each building. This project is based on determining advanced control systems that are best suitable to install in a residential neighbourhood under construction. First of all a literature review has been carried out on 5th generation district heating and cooling, where different possible control strategies to control the different variables involved in the network, such as temperature, pressure and mass flow have been determined and also compared with the 4th generation district heating. Secondly, possible configurations of advanced control strategies based on the literature review have been established. Out of these configurations two different control strategies, that are best suited for the given district, have been identified. These configurations integrate commercially available elements, including sensors, with a clear determination of their intended measurements and strategic placement. Two different thermo hydraulic simulations have been carried out in Modelica for the construction phase one of the district. It includes four multifamily buildings and a centralized supply station. Thirdly and finall

[ES] Se trata de un estudio aerodinámico mediante mecánica de fluidos computacional (CFD) de los Common Research Models (CRM) o modelos comunes de investigación de aeronaves de la NASA y los efectos asociados a la incorporación del sistema de apoyo en éste. Existen numerosas maneras de acoplar un modelo de aeronave a un túnel de viento, y en el presente proyecto se analiza el efecto sobre del mismo sobre los resultados aerodinámicos. A través de la comparativa con los datos experimentales proporcionados por el NASA Langley National Transonic Facility (NTF) y el Ames 11-ft Wind Tunnels, entre otros, se llevará a cabo la validación de los resultados numéricos obtenidos., [EN] This is an aerodynamic study using computational fluid mechanics (CFD) of the Common Research Models (CRM) or common NASA aircraft research models and the effects associated with the incorporation of the support system in it. There are numerous ways to couple an aircraft model to a wind tunnel, and in this project the effect of this on the aerodynamic results is analyzed. Through the comparison with the experimental data provided by the NASA Langley National Transonic Facility (NTF) and the Ames 11-ft Wind Tunnels, among others, the validation of the numerical results obtained will be carried out.

[ES] En el presente Trabajo Fin de Grado, se pretende avanzar en el estudio experimental de un quemador a escala piloto de hidrógeno y metano premezclado con aire. Este estudio se encuadra dentro del proyecto SHYGAS, teniendo su función como demostrador para futuros proyectos en los que se persigue una combustión premezclada segura de hidrógeno en turbinas de gas con swirler reduciendo el flashback y otras inestabilidades termoacústicas. En este estudio se hace revisión de la geometría del quemador empleado, describiendo su diseño y su influencia en el proceso de mezcla de los diferentes reactivos. Se estudiar¿an par¿ametros caracter¿¿sticos de la llama como la temperatura y la estabilidad,así como la realización de un mapa de llama. Por último se obtendrán las conclusiones de los datos obtenidos, con el fin de que la información recabada durante este estudio sirva de base para proyectos futuros., [EN] The present Bachelor's thesis aims to advance the experimental study of a pilot-scale burner of hydrogen and methane premixed with air. This study is part of the SHYGAS project, serving as a demonstrator for future projects aimed at achieving safe premixed combustion of hydrogen in gas turbines with swirler to reduce flashback and other thermoacoustic instabilities. In this study, a review of the geometry of the employed burner is conducted, describing its design and its influence on the mixing process of the different reactants. The characteristic parameters of the flame, such as temperature and stability, will be studied, along with the creation of a flame map.. Finally, the conclusions of the obtained data will be drawn, so that the information gathered during this study serves as a basis for future projects.

[ES] Esta tesis aborda el modelado de las principales características aerodinámicas de una aeronave convencional en régimen de vuelo subsónico para ser implementadas dentro del modelo de datos del programa APD de Pacelab. El objetivo principal es utilizar el conjunto de métodos semiempíricos disponibles en la literatura existente para estimar el comportamiento de cualquier aeronave convencional durante su fase de diseño conceptual. Debido a la naturaleza de esta fase de diseño, los métodos empleados deben ser tales que permitan cálculos de potencia computacional rápidos y bajos para realizar múltiples iteraciones en un marco de tiempo reducido. El proveedor de la tesis, Saab AB, exige que estos métodos se digitalicen dentro del programa Pacelab APD, que es utilizado por la empresa para el modelado conceptual de nuevos aviones. Así, la definición geométrica y aerodinámica del modelo de aeronave proporcionada por Pacelab APD se utilizará como parámetros de entrada para los nuevos métodos y criterios implementados relacionados con la mecánica de vuelo. Esta tesis analiza, estudia y presenta los fundamentos básicos y conceptos avanzados de la mecánica de vuelo disponibles en la literatura, la metodología adoptada para su digitalización en Pacelab APD, los resultados obtenidos del uso de dichos métodos y una discusión final sobre su precisión y confiabilidad. , comparándolos con otros métodos y programas de software conocidos para calcular, entre otras cosas, derivadas aerodinámicas. Los resultados de este proyecto contribuirán al desarrollo de nuevos diseños de aeronaves de una forma más eficiente al proporcionar una herramienta para predecir sus características de vuelo durante la fase de diseño conceptual., [EN] This thesis addresses the modeling of the main aerodynamic characteristics of a conventional aircraft in subsonic flight regime to be implemented within the data model of the Pacelab APD program. The main objective is to use the set of semi-empirical methods available in the existing literature to estimate the behavior of any conventional aircraft during its conceptual design phase. Due to the nature of this design phase, the methods employed must be such that they allow for quick and low computational power calculations to perform multiple iterations within a reduced time frame. The thesis provider, Saab AB, demands that these methods be digitized within the Pacelab APD program, which is used by the company for the conceptual modeling of new aircraft. Thus, the geometric and aerodynamic definition of the aircraft model provided by Pacelab APD will be used as input parameters for the new implemented methods and criteria related to flight mechanics. This thesis analyzes, studies, and presents basic foundations and advanced concepts of flight mechanics available in the literature, the methodology adopted for its digitization in Pacelab APD, the results obtained from the use of such methods, and a final discussion on their accuracy and reliability, comparing them with other known methods and software programs to calculate, among other things, aerodynamic derivatives. The results of this project will contribute to the development of new aircraft designs in a more efficient way by providing a tool to predict their flight characteristics during the conceptual design phase.

[ES] La gran preocupación por mejorar la calidad del aire en las ciudades, reduciendo las emisiones locales de gases y otras sustancias nocivas (CO, HC, NOx y partículas), ha sido superada en los últimos años por la preocupación por las emisiones de CO2, que se ha convertido en el principal reto global. En este contexto, el H2 surge como un vector energético clave para la nueva generación de sistemas propulsivos de bajas o nulas emisiones. Además de evitar la producción de CO2, el uso de H2 en motores de combustión interna tiene algunas ventajas sobre otros combustibles, como su alta velocidad de combustión, resistencia al autoencendido y su potencial para operar con mezclas de aire-H2 altamente diluidas, gracias a sus amplios límites de inflamabilidad. Esto permite al motor de H2 reducir drásticamente las emisiones de NOx al reducir la temperatura de la llama. Para afrontar la investigación sobre este tema en el marco de un proyecto desarrollado en CMT Motores Térmicos, se empleará una metodología que combina herramientas experimentales y de modelado. En el proceso de estudio del comportamiento del motor de hidrógeno, la medida de la evolución de la presión en la cámara del motor es una fuente inestimable de información para comprender los fenómenos asociados a la combustión y la conversión de energía térmica en trabajo mecánico en los futuros motores de hidrógeno. Para dicho análisis se aplica el primer principio de la termodinámica en la cámara en cuyo cálculo se utilizan diferentes submodelos. Para la mejora de dicho proceso de diagnóstico de la combustión, y con el fin de utilizar dicha información tanto para el análisis de su funcionamiento como para la puesta a punto de otras herramientas de simulación, se va a desarrollar un modelo termodinámico de 2 zonas que permitirá caracterizar el proceso de combustión a partir de la señal de presión en el cilindro y algunas otras variables experimentales (temperaturas, gastos, etc.)., [EN] The great concern about improving air quality in cities, reducing local emissions of gases and other harmful substances (CO, HC, NOx and particles), has been surpassed in recent years by concern about CO2 emissions, which has become the main global challenge. In this context, H2 emerges as a key energy vector for the new generation of low or zero emissions propulsion systems. In addition to avoiding the production of CO2, the use of H2 in internal combustion engines has some advantages over other fuels, such as its high combustion rate, resistance to autoignition and its potential to operate with highly diluted air-H2 mixtures, thanks to its wide flammability limits. This allows the H2 engine to dramatically reduce NOx emissions by reducing flame temperature. To undertake research on this topic within the framework of a project developed at CMT Motores Térmicos, a methodology that combines experimental and modeling tools will be used. In the process of studying the behavior of the hydrogen engine, the measurement of the pressure evolution in the engine chamber is an invaluable source of information to understand the phenomena associated with combustion and the conversion of thermal energy into mechanical work in the future hydrogen engines. For this analysis, the first principle of thermodynamics is applied in the chamber, in whose calculation different submodels are used. To improve said combustion diagnostic process, and in order to use said information both for the analysis of its operation and for the development of other simulation tools, a 2-zone thermodynamic model will be developed that It will allow the combustion process to be characterized based on the pressure signal in the cylinder and some other experimental variables (temperatures, expenses, etc.)., [CAT] La gran preocupació per millorar la qualitat de l'aire a les ciutats, reduint les emissions locals de gasos i altres substàncies nocives (CO, HC, NOx i partícules), ha sigut superada en els últims anys per la preocupació per les emissions de CO₂, que s'ha convertit en el principal repte global. En aquest context, l'H2 sorgeix com un vector energètic clau per a la nova generació de sistemes propulsius de baixes o nul·les emissions. A més d'evitar la producció de CO₂, l'ús d'H2 en motors de combustió interna té alguns avantatges sobre altres combustibles, com la seua alta velocitat de combustió, resistència a l'autoencesa i el seu potencial per a operar amb mescles d'aire-H2 altament diluïdes, gràcies als seus amplis límits d'inflamabilitat. Això permet al motor d'H2 reduir dràsticament les emissions de NOx en reduir la temperatura de la flama. Per a afrontar la investigació sobre aquest tema en el marc d'un projecte desenvolupat en CMT Motors Tèrmics, s'emprarà una metodologia que combina eines experimentals i de modelatge. En el procés d'estudi del comportament del motor d'hidrogen, la mesura de l'evolució de la pressió en la cambra del motor és una font inestimable d'informació per a comprendre els fenòmens associats a la combustió i la conversió d'energia tèrmica en treball mecànic en els futurs motors d'hidrogen. Per a aquesta anàlisi s'aplica el primer principi de la termodinàmica en la cambra en el càlcul de la qual s'utilitzen diferents submodelos. Per a la millora d'aquest procés de diagnòstic de la combustió, i amb la finalitat d'utilitzar aquesta informació tant per a l'anàlisi del seu funcionament com per a la posada a punt d'altres eines de simulació, es desenvoluparà un model termodinàmic de 2 zones que permetrà caracteritzar el procés de combustió a partir del senyal de pressió en el cilindre i algunes altres variables experimentals (temperatures, despeses, etc.).

[ES] Estudio aerodinámico mediante uso de programas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) sobre la influencia de los winglets sobre las ruedas de los prototipos de coches de Fórmula, diseñados de manera sencilla mediante CAD. También se considerarán los efectos causados por las ruedas sobre el fluido incidente, debidas al movimiento de las mismas, concluyendo en un estudio de las fuerzas aerodinámicas y características del flujo y recirculación en ambos casos, con winglets y sin ellos, y se pretende estudiar el beneficio de la laminación del flujo que producen estos elementos., [EN] Aerodynamic study using Computational Fluid Dynamics (CFD) software on the influence of over-wheel winglets on Formula car prototypes, designed in a simple way using CAD. The effects caused by the wheels on the incident fluid, due to the movement of the wheels, will also be considered, concluding in a study of the aerodynamic forces and characteristics of the flow and recirculation in both cases, with and without winglets, and it is intended to study the benefit of the lamination of the flow produced by these elements.

Among the portfolio of energy systems for local power generation, Organic Rankine cycles (ORCs) for residential applications are an opportunity for local cogeneration based on synergies with existing thermal heating and storage systems. They can be highly competitive for isolated installations and the refurbishment of existing solar heating installations based on solar domestic hot water. This article evaluates the potential for hybrid solar ORC integration in residential buildings. The analyses focus on the annual yields of a domestic 1 kW ORC cycle to assess the advantages and disadvantages of the variation of demand and the availability of solar resources. The models are developed, integrating TRNSYS and EES to allow a detailed evolution characterisation. Performance and impact of CHP adaptation are considered based on demand, storage volume-collectors area ratio, and production strategies. The analysis is completed with a thermo-economic analysis under different ranges of thermodynamic parameters. Positive IRR results of 8.61% are obtained for the installation located in Seville, Spain, operating the ORC 15% of the year. It also reduces the overheating associated with the lack of heat demand and excess solar irradiation in the solar system for the warm months by 20%.

This work presents an extension of the touch-free flash sintering technique. In the proposed technique, chemical reaction and sintering occur in a single step, without the use of electrodes, in the presence of electric and magnetic fields.We show that a dense, single-phase strontium hexaferrite magnet can be produced from a mixture of commercial carbonate and oxide powders in a single step in a little more than a minute. This new technique implies significant reduction in energy and time consumption (primarily because of ultrafast processing) relative to conventional sintering.

This paper deals with the integration of a Power-to-Power Energy Storage System (P2P-ESS) based on a hydrogen driven micro gas turbine (mGT) for an off-grid application with a continuous demand of 30 kWe for three European cities: Palermo, Frankfurt, and Newcastle. In the first part of the analysis, the results show that the latitude of the location is a very strong driver in determining the size of the system (hence footprint) and the amount of seasonal storage. The rated capacity of the PV plant and electrolyzer are 37%/41% and 58%/64% higher in Frankfurt and Newcastle, respectively, as compared to the original design for Palermo. And not only this, but seasonal storage also increases largely from 3125 kg H2 to 5023 and 5920 kg H2. As a consequence of this, LCOE takes values of 0.86 €/kWh, 1.26 €/kWh, and 1.5 €/kWh for the three cities, respectively, whilst round-trip efficiency is approximately 15.7% for the three designs at the 3 cities. Finally, with the aim to reduce the footprint and rating of the different systems, a final assessment of the system hybridised with battery storage shows a 20% LCOE reduction and a 10% higher round-trip efficiency.

Micro gas turbines are an on-site power and heat generation technology with a small footprint, low gaseous (NOx) and acoustic emissions, low maintenance and high-grade heat. They entered the market at the dawn of the twentieth century; nevertheless, they achieved minimal success and a marginal role in the microgeneration market. Reciprocating internal combustion engines raised considerable barriers hindering their market deployment, and Fuel Cells are also set to compete in this segment. In this scenario, this work presents an analysis of competitiveness grounded in the Theory of Constraints. To this end, a specific Key Performance Indicator has been produced, which combines technical, economic, and operational factors according to the end-user requirement. This indicator is a function of several penalty factors representing technology and market barriers, which aims to yield a unique insight into the most competitive technology for a given application, accounting for the uncertainty deriving from technical and economic elements. This novel methodology is applied to a new potential niche market: Power-to-Hydrogen-to-Power for remote applications. The methodology is applied to an independent rural community in South Wales, for which a backup power system is assessed. Four technologies are considered in the analysis: reciprocating engines, fuel cells and two different microturbines layouts. Finally, this work provides an overview of the possible R&D&I paths necessary to increase the competitiveness of micro gas turbines in certain markets.

Thermal energy storage systems are an emerging option for efficient energy conversion and storage, especially if they can concentrate solar energy. This work studies a flexibleCH₃OH-to-CH₄ conversion system from intermediate conversion to synthesis gas. The design is based on a combination of processes already tested experimentally and applied in industry. The concept we develop integrates the decomposition of CH₃OH and methanation processes, providing different pathways for energy use, such as natural gas, direct heat, and power supply, or storage in chemical bonds. This flexibility in adapting the operation of the system to different energy availability and energy needs makes the concept appealing for changeable application. Thermal efficiencies of 39% are possible for the CH₃OH decomposition phase and of 26% for the overall system for CH₄ production. Thus, from the high energy density of CH₃OH, levelized storage costs of €134.8/MWh can be obtained, which is lower than systems based on molten salts. These results should spur interest in further advances for the proposed flexible concept.

The SCARABEUS project investigates the use of CO₂–based mixtures as working fluid in power cycles for nextgeneration Concentrated Solar Power plants. These fluids exhibit a critical temperature higher than pure CO₂, enabling dry condensation of the working fluid even at the high ambient temperatures typical of sites with a high solar radiation. As a consequence, the SCARABEUS power cycle achieves higher thermal efficiency than standard sCO₂ cycles, whose performance deteriorates significantly with ambient temperature. In any case, the actual feasibility of this concept is still to be confirmed by a complete techno-economic assessment. To that purpose, it is critical to accurately estimate the power consumption of the Heat Rejection Unit (HRU), which is one of the most important parasitic loads of the system. Bearing all this in mind, this manuscript presents the design of a horizontal, direct air-cooled condenser (ACC). The bundle geometry proposed is comprised of seven tubes in three passes, with a staggered arrangement. The complete thermal model, developed in MatLab, has been already disclosed by the SCARABEUS consortium in a previous paper, and validated both experimentally in a dedicated test rig and against results obtained by the commercial software Xace®. The novelty in the present manuscript lies in the integration of this thermal model of the tubes with a complete design and integration tool of the whole heat rejection sub-system, including the design of a rotoronly axial fan and supporting frame. The impact of several design parameters (i.e., air temperature rise, acceptable hot pressure drops, tube length) is studied, taking into account auxiliary power consumption, footprint and cycle efficiency as main figures of merit. Two candidate mixtures are taken into account, identified in previous works by the same authors (85%CO₂-15%C6F6 and 80%CO₂-20%SO₂), and a pure sCO₂ case is also considered for the sake of comparison. The results show that, for a given g

The utilisation of certain blends based on supercritical CO2 (sCO2), namely CO2/TiCl4, CO2/C6F6 and CO2/SO2, have been found to be promising for enhancing the performance of power cycles for Concentrated Solar Power (CSP) applications; allowing for up to a 6% enhancement in cycle efficiency with respect to a simple recuperated CO2 cycle, depending upon the nature of the used blend and the cycle configuration of choice. This paper presents an investigation of the impact of adopting these sCO2-based blends on the flow path design for a multi-stage axial turbine whilst accounting for aerodynamic, mechanical and rotordynamic considerations. This includes assessing the sensitivity of the turbine design to selected working fluid and imposed optimal cycle conditions. Ultimately, this study aims to provide the first indication that a high-efficiency turbine can be achieved for a large-scale axial turbine operating with these non-conventional working fluids and producing power in excess of 120 MW. To achieve this aim, mean-line aerodynamic design is integrated with mechanical and rotordynamic constraints, specified based on industrial experience, to ensure technically feasible solutions with maximum aerodynamic efficiency. Different turbine flow path designs have been produced for three sCO2 blends under different cycle boundary conditions. Specifically, flow paths have been obtained for optimal cycle configurations at five different molar fractions and two different turbine inlet pressure and temperature levels of 250 & 350 bar and 550 & 700 °C respectively. A total-to-total turbine efficiency in excess of 92% was achieved, which is considered promising for the future of CO2 plants. The highest efficiencies are achieved for designs with a large number of stages, corresponding to reduced hub diameters due to the need for a fixed synchronous rotational speed. The large number of stages is contrary to existing sCO2 turbine designs, but it is found that an increase from 4 to 14

Micro Gas Turbines are small devices for on-site power and heat generation. Their high maintainability and fuel flexibility make them a suitable technology for transitioning to a greener economy. However, their commercialisation did not match the stakeholders’ expectations. The authors applied the Theory of Constraints – a methodology for the continuous improvement of systems – to the MGT industry introducing a structured and rigorous representation. The constraint – i.e. Root Cause – Analysis identified which entities sustain the cause–effect chain, eventually generating the Undesired Effects. The system constraints link to the specificity and effectiveness of commercialisation strategies and product innovation in agreement with evolutionary market theories. Moreover, the Theory of Constraints emphasises the presence of reinforcement loops that make targeting entities like high product costs ineffective. The missing piece to complete the puzzle is solving a logic block representing the product’s market competitiveness depending on economic and technical factors. This study suggests that combining market-driven innovation and commercialisation is likely the only long-term solution to the lack of commercial success of the technology. However, the work also highlights limitations in the proposed methodology and solutions. To tackle these, the authors suggest and introduce numerical frameworks based on the Theory of Constraint.

With the increasing volatility in natural gas markets and the need for residential heat, research for alternative fuels is necessary for several regions. This paper presents a high-duration thermochemical energy storage system (TCES) based on methanol, evaluating its integration with district heating networks, offering a renewable solar-based storage solution and low-temperature heat generation from the exothermic discharge reaction heat. The system eliminates greenhouse gas emissions by using concentrated solar thermal energy to decompose methanol into synthesis gas. Applying the optimised operational thermodynamic parameters, it is possible to satisfy the thermal demand of 892 households in Spain through 12 MW of concentrated solar energy supported by 10 hours of energy storage. Storage efficiencies exceeding 30% and chemical conversion efficiencies exceeding 65% have been demonstrated, resulting in a combined efficiency of 55% for the heating network and methanol TCES. The results show a levelized cost of storage (LCOS) highly competitive with other storage systems (<100 €/MWh), given the simplicity and flexibility of the proposed system.

Heating decarbonisation through electrification is a difficult challenge due to the considerable increase in peak power demand. This research proposes a novel modelling approach that utilises easily accessible national-level data to identify the required heat storage volume in buildings to decrease peak power demand and maximises carbon reductions associated with electrified heating technologies through smart demand-side response. The approach assesses the optimal shifting of heat pump operation to meet thermal heating demand according to different heat storage capacities in buildings, which are defined in relation to the time (in hours) in which the heating demand can be provided directly from the heat battery, without heat pump operation. Ten scenarios (S) are analysed: two baselines (S1–S2) and eight load shifting strategies (S3–S10) based on hourly and daily demand-side responses. Moreover, they are compared with a reference scenario (S0), with heating currently based on fossil fuels. The approach was demonstrated in two different regions, Spain and the United Kingdom. The optimal heat storage capacity was found on the order of 12 and 24 h of heating demand in both countries, reducing additional power capacity by 30–37% and 40–46%, respectively. However, the environmental benefits of heat storage alternatives were similar to the baseline scenario due to higher energy consumption and marginal power generation based on fossil fuels. It was also found that load shifting capability below 4 h presents limited benefits, reducing additional power capacity by 10% at the national scale. The results highlight the importance of integrated heat storage technologies with the electrification of heat in highly gas-dependent regions. They can mitigate the need for an additional fossil-based dispatchable generation to meet high peak demand. The modelling approach provides a high-level strategy with regional specificity that, due to common datasets, can be easily replicated globa

This work presents a tool for developing competencies in sustainability, focusing on evaluating the environmental impact and carbon footprint in schools. The tool is based on sustainability indicators and follows a methodology derived from the ClimAct and ECF4CLIM projects. It is conceived as a support for the users and the schools to identify and evaluate the relative impact of different actions and measures, to engage them in a sustainable pathway to low-carbon schools supporting their decision-making at the different levels of users. The areas are transport, waste, green procurement, green spaces, energy, water, and indoor air quality. The tool aims to support users and schools in identifying and evaluating the impact of various actions and measures, facilitating decision-making for a sustainable and low-carbon school environment. To quantify sustainability performance, Key Performance Indicators (KPIs) have been established for each area. The results from schools that tested the tool revealed low scores in green procurement (0.59/5) and water (2.03/5), while achieving higher scores in green spaces (3.46/5) and indoor air quality (3.92/5). These findings highlight the areas where improvement is needed and provide a basis for targeted interventions. Developed on the PowerApps platform, supported by Microsoft, the tool allows access to users of different ages and knowledge levels. It has been successfully tested in six schools in Andalusia, Spain, obtaining relevant results in the seven sustainable areas defined. Based on the results, this tool will be used within co-creation and co-implementation processes for more sustainable schools and competencies acquisition by the participants.

Micro Gas Turbines are small devices for on-site power and heat generation. Their high maintainability and fuel flexibility make them a suitable technology for transitioning to a greener economy. However, their commercialisation did not match the stakeholders’ expectations. The authors applied the Theory of Constraints – a methodology for the continuous improvement of systems – to the MGT industry introducing a structured and rigorous representation. The constraint – i.e. Root Cause – Analysis identified which entities sustain the cause–effect chain, eventually generating the Undesired Effects. The system constraints link to the specificity and effectiveness of commercialisation strategies and product innovation in agreement with evolutionary market theories. Moreover, the Theory of Constraints emphasises the presence of reinforcement loops that make targeting entities like high product costs ineffective. The missing piece to complete the puzzle is solving a logic block representing the product’s market competitiveness depending on economic and technical factors. This study suggests that combining market-driven innovation and commercialisation is likely the only long-term solution to the lack of commercial success of the technology. However, the work also highlights limitations in the proposed methodology and solutions. To tackle these, the authors suggest and introduce numerical frameworks based on the Theory of Constraint.

The current context of the climate emergency highlights the need for the decarbonization of the energy sector by replacing current fossil fuels with renewable energy sources. In this regard, concentrating solar power (CSP) technology represents a commercially proven alternative. However, these types of plants are associated with high production costs and difficulties in controlling production during temporary variations in solar resource availability. In order to minimize these drawbacks, this study proposes the hybridization of CSP technology with direct biomass combustion, with the particularity of an innovative process scheme that does not correspond to traditional series or parallel configurations. This paper focuses on the techno-economic evaluation of this novel configuration in a small-scale power plant. To achieve this, both solar resource and biomass production, which are dependent on the selected location, were analyzed. Additionally, the plant was characterized from both technical and economic perspectives. The obtained results allowed for the characterization of the Levelized Cost of Energy (LCOE) based on various parameters such as the size of the solar field and biomass boilers, as well as limitations on biomass consumption.

[ES] La cátedra de accionamientos de Energía Eólica investiga el comportamiento de los trenes de accionamiento de las modernas multimegaváticas turbinas eólicas (WT, en inglés Wind Turbines). Los objetivos de la investigación son aumentar la disponibilidad, la robustez y la eficiencia energética de los aerogeneradores y reducir el coste nivelado de la electricidad. Para ello, se utilizan combinadamente herramientas de desarrollo de software y plataformas de pruebas de sistemas modernos. Las turbinas eólicas (WT) actuales utilizan exclusivamente rodamientos de rodillos como cojinetes principales. Sin embargo, cuando ocurren daños, estos generan altos costes de reparación. Por este motivo, se está investigando el uso de cojinetes lisos como cojinete principal de los aerogeneradores. Entre otras cosas, estos permiten el reemplazo de segmentos de rodamientos individuales, lo que reduce significativamente los costes de reparación en caso de daños. Por lo tanto, en el CWD (Center for Wind Power Drives), se desarrollará una unidad de cojinete principal con cojinetes lisos en una escala relevante (5 MW). Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es investigar unidades de cojinetes principales con cojinetes lisos mediante simulaciones EHD. Se deben simular diferentes geometrías de rodamientos y examinar su idoneidad., [EN] Wind power has emerged as a significant and rapidly growing source of renewable energy worldwide. As the demand for clean and sustainable energy continues to increase, the efficient and reliable operation of wind turbines becomes paramount. However, one critical component that often experiences premature failure is the main bearing of wind turbines, which can have failure rates of up to 30%. The high repair costs associated with roller bearings used in wind turbine main bearings pose a significant challenge for the wind energy industry. These costs not only include the actual repair expenses but also the downtime required for the repairs, which can lead to substantial financial losses. It is imperative to explore alternative solutions that can minimize repair costs and reduce downtime. One potential solution that has gained attention is the use of segmented plain bearings, such as the innovative FlexPad design. The FlexPad design offers the advantage of easy exchangeability of its sliding segments, allowing for on-tower repair without the need to dismount the entire rotor. This convenience can potentially save significant time and resources. However, during the transfer of the FlexPad design to wind turbines with power ratings exceeding 5 MW, a challenge surfaced. The larger turbines needed stiffer sliding segments in order to handle the increased loads and forces generated by the larger size of the turbines. This would result in thicker sliding segments and an increase in weight, presenting a new obstacle to easy serviceability and restricts one of the key advantages of plain bearings. Therefore, in order to address this issue and maintain the convenience and efficiency offered by the FlexPad design, it is crucial to explore and understand the influence of sliding segment design on the hydrodynamic load bearing capacity. To achieve this objective, a simulative investigation using elastohydrodynamic (EHD) simulations was employed to explore various bearing geom

[ES] Evaluación de la sostenibilidad del impacto medioambiental de las nuevas baterías de iones de litio y de las baterías de iones de litio renovadas en forma de kg de CO2 EQ. Revisión de la literatura sobre métodos de reciclaje de baterías de iones de litio, montaje y desmontaje para el reciclaje al final de la vida útil, paquetes de baterías individuales frente a baterías modulares. Estudio de las emisiones de CO2 de las baterías nuevas y renovadas mediante un modelo empírico desarrollado en Excel. Estudio del coste total de propiedad comparando baterías nuevas y baterías renovadas durante su vida útil total en una economía circular. Aplicación de un caso de estudio a la electrificación de embarcaciones recreacionales: evaluación de la sostenibilidad y el coste total de propiedad comparando baterías nuevas frente a renovadas., [EN] Sustainability assessment of the environmental impact of new li-ion batteries and refurbished li-ion batteries in the form of kg CO2 EQ. Literature review on li-ion battery recycling methods, assembly, and disassembly for end-of-life recycling, single battery packs vs modular batteries. Study of CO2 emissions of new and refurbished batteries using an empirical model developed in Excel. Study of the total cost of ownership comparing new batteries and refurbished batteries during their total lifespan on a circular economy. Application to a case study to the electrification of recreational boats: sustainability assessment and total cost of ownership comparing new vs refurbished batteries.

[ES] La creciente aversión pública contra los motores de combustión interna ha llevado a un fuerte deseo de cambio hacia fuentes de energía renovables y más limpias. Sin embargo, todavía es difícil reemplazar los combustibles líquidos derivados del petróleo como fuente primaria de energía, principalmente debido a su gran disponibilidad, confiabilidad, y asequibilidad. Por lo tanto, la comunidad científica debe mantener los esfuerzos para aumentar la eficiencia de estos motores en beneficio de la sociedad. Con respecto a los motores diésel, una técnica implementada ha sido aumentar el número de orificios de salida del inyector y reducir sus diámetros, mejorando el proceso de mezcla aire/combustible. Sin embargo, a medida que aumenta el número de orificios en la boquilla, también aumenta la proximidad entre ellos, lo que lleva a una reducción en el espacio disponible para que cada chorro se desarrolle sin interactuar con los chorros adyacentes. Esta interacción podría afectar el evento de combustión y sus implicaciones no se han definido por completo. De esta manera, la presente tesis tuvo como objetivo analizar la influencia del espaciamiento entre chorros en el desarrollo de la inyección, y mejorar la metodología empleada en el instituto para estudiar el chorro en inyectores multi-orificios, teniendo en cuenta las interacciones entre chorros. Con este objetivo, Continental fabricó dos inyectores diésel idénticos excepto por la distribución geométrica de los orificios de salida de cada boquilla, ya que se destinaron específicamente a estudiar la influencia del espaciamiento entre chorros en el evento de inyección. Concretamente, el primer inyector permitió estudiar, durante el mismo evento de inyección, el desarrollo de un chorro aislado en un lado de la boquilla y, en la cara opuesta, cinco chorros con un espaciamiento entre ellos de 30°. Por otro lado, el segundo inyector tiene dos distribuciones de orificios adicionales, por lo que un total de tres configuraciones, [CA] La creixent aversió pública contra els motors de combustió interna ha portat a un fort desig de canvi cap a fonts d'energia renovables i més netes. Tot i aixó, encara és difícil substituir els combustibles líquids derivats del petroli com a font primària d'energia, principalment per la seva gran disponibilitat, seguretat, i assequibilitat. Per tant, la comunitat científica ha de mantenir la investigació per tal d'augmentar l'eficiència d'aquests motors en benefici de la societat. Pel que fa als motors dièsel, una tècnica implementada ha estat augmentar el nombre d'orificis de sortida de l'injector i reduir els seus diàmetres, millorant el procés de barreja aire/combustible. No obstant això, a mesura que augmenta el nombre d'orificis a la tovera, també augmenta la proximitat entre ells, fet que porta a una reducció a l'espai disponible perquè cada raig es desenvolupi sense interactuar amb els dolls adjacents. Aquesta interacció podria afectar l'esdeveniment de la combustió i les seves implicacions no s'han definit del tot. D'aquesta manera, aquesta tesi va tenir com a objectiu analitzar la influència de l'espaiament entre dolls en el desenvolupament de la injecció, i millorar la metodologia emprada a l'institut per a estudiar els esdeveniments d'injecció d'injectors de múltiples orificis, tenint en compte les interaccions entre dolls. Amb aquest objectiu, Continental va fabricar dos injectors dièsel amb idèntic disseny intern excepte per la distribució geomètrica dels orificis de sortida de cada tovera, ja que es van destinar específicament a estudiar la influència de l'espaiament entre dolls a l'esdeveniment d'injecció. Concretament, el primer injector va permetre estudiar, durant el mateix esdeveniment d'injecció, el desenvolupament d'un raig solitari en un costat del tovera i, a la cara oposada, cinc raigs amb un espai entre ells de 30°. D'altra banda, el segon injector té dues distribucions d'orificis addicionals, aconseguint que un total de tres configuraci, [EN] The growing public aversion to internal combustion engines has led to a strong desire to shift towards renewable and cleaner energy sources. However, it is still hard to replace petroleum-derived liquid fuels as the primary energy source, mainly due to their plenty of availability, reliability, and affordability. Then, efforts have to come from the research community to increase the efficiency of these engines for the benefit of society. Regarding diesel engines, one implemented technique has been to increase the number of outlet holes of the injector and reduce their diameters, enhancing the air/fuel mixing process. Nevertheless, as the number of holes in the nozzle increases, so does the proximity between them, leading to a reduction in the space available for each jet to develop without interacting with the neighbor sprays. This interaction could affect the combustion event, and its implications have not been entirely defined. Thus, the present thesis aimed to analyze the influence of inter-jet spacing on the injection development and enhance the methodology employed in the institute to study injection events of multi-holes injectors, accounting for the interactions between jets. To this end, two diesel injectors with six outlet orifices were manufactured by Continental with identical design, except for the geometric distribution of the outlet holes of each nozzle, as they were specifically allocated to study the influence of inter-jet spacing on the injection event. Concretely, the first injector allowed the study of the development of an isolated spray on one side and a spray with an inter-jet spacing of 30° on the other side during the same injection event. Moreover, the second injector has two additional orifices distributions, so a total of three inter-jet spacing configurations (30°- 36° - 45°) were compared to the performance of the isolated spray (spacing = 120°). Additionally, a novel optical window and high-temperature ceramic mirror were successfu

[ES] Debido a las regulaciones en materia de emisiones y CO2 la industria automotriz a desarrollado diferentes tecnologías innovadoras. Estas tecnologías incluyen combustibles alternativos y nuevos modos de combustión, entre otros. De aquí surge la necesidad del desarrollo de nuevos métodos para el control de la combustión en estas condiciones mencionadas. Por este motivo, en este trabajo se han desarrollado diferentes modelos e indicadores orientados al diagnóstico y control de la combustión tanto en condiciones normales como anormales. Para los casos de combustión normal, se ha desarrollado un modelo de combustión, cuyo objetivo es estimar la media de la evolución de la fracción de la masa quemada y la presión dentro del cilindro. Se implementó un observador, basado en la señal de knock, con la finalidad de mejorar la estimación en condiciones transitorias y poder aplicar así el modelo a diferentes tipos de combustibles. También se presenta un modelo de variabilidad cíclica, en el cual, a partir del modelo de combustión, se propaga una distribución en dos de los parámetros de dicho modelo. Ambos modelos han sido aplicados para un motor de encendido provocado y un motor de combustión de encendido por chorro turbulento. En los casos de combustión anormal, se ha incluido un análisis de la resonancia dentro de la cámara de combustión, en donde también se desarrollaron dos modelos capaces de estimar la evolución de la resonancia. Estos modelos, tanto para condiciones normales como anormales, se utilizaron para el diagnóstico de la combustión. Por una parte, para la detección de knock, en donde tres estrategias de detección de knock fueron desarrolladas: dos basadas en el sensor de presión en cámara y una en el sensor de knock. Por otra parte, se realizó una aplicación de un modelo de resonancia para la mejora de la estimación de la masa atrapada a partir de la resonancia. Finalmente, para mostrar el potencial de los modelos de diagnóstico, dos aplicaciones a control se, [CA] Impulsada per les regulacions en matèria d'emissions i CO2 la indústria automotriu a desenvolupat diferents tecnologies inovadore. Aquestes tecnologies inclouen combustibles alternatius i nous modes de combustió, entre altres. D'ací sorgix la necessitat posar en pràctica nous mètodes per al control de la combustió. En aquest context, el present trevall proposa diferents models i indicadors orientats al diagnòstic i control de la combustió tant en condicions normals com anormals. Per als casos de combustió normal, es proposa un model de combustió, l'objectiu del qual és estimar la mitjana de l'evolució de la fracció de la massa cremada i la pressió dins del cilindre. Es va implementar un observador, basat en la senyal de knock, amb la finalitat de millorar l'estimació en condicions transitòries i poder aplicar així el model a diferents tipus de combustibles. També es presenta un model de variabilitat cíclica, en el qual, a partir del model de combustió, es propaga una distribució en dos dels parametres del dit model. Ambdós models han sigut aplicats a un motor d'encesa provocada i un motor de combustió d'encesa per doll turbulent. Als casos de combustió anormal, s'ha inclos un anàlisi de la ressonància dins de la cambra de combustió, on també es van desenvolupar dos models capaços d'estimar l'evolució de la ressonància. Aquests models, tant per a condicions normals com anormals, s'utilitzen per al diagnòstic de la combustió. Per una part, per a la detecció de knock, on tres estratègies de detecció de knock s'han desenvolupat: dues basades en el sensor de pressió a la cambra de combustió i una altra basada en el sensor de knock. Per altra part, es va realitzar una aplicació d'un model de ressonància per a la millora de l'estimació de la massa atrapada a partir de la ressonància. Finalment, per a mostrar el potencial dels models de diagnòstic, dos aplicacions de control es van desenvolupar: una per al control de knock a través de l'actuació de l'espurna, i una alt, [EN] The need to satisfy emissions and CO2 regulations is pushing the automotive industry to develop different innovative technologies. These technologies include alternative fuels and new modes of combustion, among others. Therefore, the need for the development of new methods for combustion control in these mentioned conditions arises. For this reason, in this work different models and indicators have been developed aimed at the diagnosis and control of combustion in both normal and abnormal conditions. For normal combustion cases, a combustion model has been developed, the objective of this model is to estimate the mean of evolution of the mass fraction burned and the in-cylinder pressure. An observer had been implemented, based on knock sensor signal, in order to improve the estimation in transient conditions and also to be able to make use of the model with different fuels. A cyclic variability model is also presented, where from the combustion model, a probability distribution is propagated over two of the parameters of such model. Both models had been applied for a spark ignition engine and a turbulent jet ignition combustion engine. For the abnormal combustion cases, an analysis of the resonance within the combustion chamber had been included, where two models capable of estimating the evolution of the resonance were also developed. These models, for both normal and abnormal conditions, were used for the diagnosis of combustion: on the one hand, for knock recognition, where three knock detection strategies were developed: two based on the in-cylinder pressure sensor and one on the knock sensor. On the other hand, an application of a resonance model was carried out in order to improve the estimation of the trapped mass from the resonance excitation. Finally, to show the potential of such models and applications, two control strategies were developed: one for the control of knock through the actuation of the spark advance, and a second for the control of resid

[ES] El análisis de los aceites lubricantes de motor, englobado dentro de las tareas realizadas en el Oil Condition Monitoring (OCM), resulta ser una herramienta poderosa con la cual se es capaz de extraer información de utilidad. Por este motivo, en esta Tesis se decidió explotar este campo realizando un estudio en profundidad centrado en tres aspectos: mejorar las técnicas y protocolos ya existentes, desarrollar procedimientos propios acorde con las necesidades y requisitos del momento y, para terminar, poner en valor la información obtenida del análisis de los lubricantes mediante el uso de tratamientos estadísticos y quimiométricos. Bajo estas tres premisas, se ha desarrollado toda la tarea de investigación de esta Tesis. En primer lugar, en relación con el análisis de los aceites lubricantes, se realizó un estudio acerca de la degradación de cuatro formulaciones de aceites lubricantes. En este estudio se analizaron aspectos propios de los aceites como: su viscosidad cinemática, oxidación, nitración, caída de los aditivos antioxidantes, etc. así como parámetros de desgaste de motor (monitorizando la presencia de metales). Como resultado de este estudio fue posible encontrar limitaciones en las técnicas actuales, lo cual condujo a realizar mejoras y/o adaptaciones de estas técnicas para conseguir obtener la información deseada. El siguiente aspecto tratado en esta Tesis es una consecuencia de la necesidad de, en ciertas situaciones, disponer de información acerca de uno o varios parámetros de una determinada forma y con un grado de precisión elevado. El caso en cuestión analizado en la Tesis está relacionado con la cuantificación de hollín en el aceite lubricante. Respecto a la cuantificación del hollín se requirió encontrar una técnica que fuera capaz de aportar información de una forma rápida y, además, poder detectar pequeños cambios. Esta técnica fue la espectroscopia Ultravioleta-Visible, con la cual se diseñó un protocolo analítico que permitiera trabajar c, [CA] L'anàlisi dels olis lubrificants de motor, englobat dins de les tasques realitzades en el Oil Condition Monitoring (OCM), resulta ser una eina poderosa amb la qual s'és capaç d'extraure informació d'utilitat. Per aquest motiu, en aquesta Tesi es va decidir explotar aquest camp realitzant un estudi en profunditat centrat en tres aspectes: millorar les tècniques i protocols ja existents, desenvolupar procediments propis d'acord amb les necessitats i requisits del moment i, per a acabar, posar en valor la informació obtinguda de l'anàlisi dels lubrificants mitjançant l'ús de tractaments estadístics i quimiomètrics. Sota aquestes tres premisses, s'ha desenvolupat tota la tasca d'investigació d'aquesta Tesi. En primer lloc, en relació a l'anàlisi dels olis lubrificants, es va realitzar un estudi sobre la degradació de quatre formulacions d'olis lubrificants. En aquest estudi es van analitzar aspectes propis dels olis com: la seua viscositat cinemàtica, oxidació, nitració, caiguda dels additius antioxidants, etc. així com paràmetres de desgast de motor (monitorant la presència de metalls). Com a resultat d'aquest estudi va ser possible trobar limitacions en les tècniques actuals, la qual cosa va conduir a realitzar millores i/o adaptacions d'aquestes tècniques per a aconseguir obtindre la informació desitjada. El següent aspecte tractat en aquesta Tesi és una conseqüència de la necessitat de, en unes certes situacions, disposar d'informació sobre un o diversos paràmetres d'una determinada forma i amb un grau de precisió elevat. El cas en qüestió analitzat en la Tesi està relacionat amb la quantificació de sutge (soot en anglès). Respecte a la quantificació del soot es va requerir trobar una tècnica que fora capaç d'aportar informació d'una forma ràpida i, a més, poder detectar xicotets canvis. Aquesta tècnica va ser l'espectroscòpia Ultravioleta-Visible, amb la qual es va dissenyar un protocol analític que permetera treballar amb mostres d'oli lubrificant amb molt po, [EN] The analysis of engine lubricating oils, encompassed within the tasks carried out in Oil Condition Monitoring (OCM), is a powerful tool with which it is possible to extract useful information. For this reason, in this Thesis it has been decided to exploit this field by carrying out an in-depth study focusing on three aspects: improving existing techniques and protocols, developing our own procedures in accordance with current needs and requirements and finally, adding value to the information obtained from the analysis of lubricants through the use of statistical and chemometric treatments. All the research work in this Thesis has been carried out under these three premises. Firstly, in relation to the analysis of lubricating oils, a study was carried out on the degradation of four lubricating oil formulations. This study analysed aspects of the oils, such as their kinematic viscosity, oxidation, nitration, antioxidant additives depletion, etc. as well as engine wear parameters (monitoring the presence of metals). Using this study, it was possible to find limitations in the current techniques, which led to improvements and/or adaptations of these techniques in order to obtain the desired information. The next aspect dealt with in this Thesis is a consequence of the need, in certain situations, to have information about one or more parameters in a certain form and with a high degree of accuracy. The case in question analysed in the Thesis is related to the quantification of soot. With regard to soot quantification, it was necessary to find a technique that was capable of providing information quickly and, in addition, being able to detect small changes. This technique was Ultraviolet-Visible spectroscopy, with which an analytical protocol was designed to work with samples of lubricating oils with very little use and therefore, with a small amount of dissolved soot, achieving very satisfactory results in short periods of time. Finally, due to the availability of

[ES] Las emisiones de CO2 en el sector transporte se han incrementado considerablemente durante los últimos años debido al desarrollo económico mundial. El crecimiento de las flotas de transporte, junto con otros factores, ha contribuido al desequilibrio del ciclo de carbono del planeta. Es por ello que el CO2 se considera un gas de efecto invernadero de origen antropogénico que debe ser reducido para evitar el calentamiento global. Las estrategias para reducir el CO2 en el sector transporte están enfocadas a la electrificación y al uso de combustibles neutros o de bajo impacto al ambiente. Sin embargo, una efectiva implementación de esta última requiere un profundo entendimiento de la combustión con tales combustibles. En la presente tesis doctoral, se ha caracterizado experimentalmente la combustión de diferentes tipos de combustibles, entre ellos, algunos de bajo impacto en emisiones de CO2 como lo son el Aceite Vegetal Hidrotratado (HVO) y dos éteres de oximetileno (OME1 y OMEx).Además, por su potencial en la reducción de contaminantes se han evaluado mezclas de diésel y gasolina y de HVO y Gas Licuado de Petróleo (LPG), lo que requirió adecuar el sistema de inyección para evitar la evaporación a lo largo de la línea. Todos estos combustibles y mezclas han sido inyectados con una tobera mono-orificio y han sido evaluados mediante técnicas de visualización a alta velocidad bajo diferentes condiciones termodinámicas típicas de un motor de encendido por compresión operando en condiciones de combustión a baja temperatura, en instalaciones con accesos ópticos. Se ha analizado el efecto de las propiedades físico químicas de estos combustibles y mezclas sobre los parámetros característicos de un chorro como lo son la longitud líquida y la penetración de vapor. La combustión ha sido evaluada mediante la caracterización del tiempo de retraso, de la liberación de calor y la longitud del despegue de la llama, que viene condicionada por el proceso de mezcla. Igualmente, el, [CA] Les emissions de CO2 en el sector transport s'han incrementat considerablement durant els últims anys a causa del desenvolupament econòmic mundial. El creixement de les flotes de transport, juntament amb altres factors, ha contribuït al desequilibri del cicle de carboni del planeta. És per això, que el CO2 es considera un gas d'efecte hivernacle d'origen antropogènic que ha de ser reduït per evitar l'escalfament global. Les estratègies per reduir el CO2 dins el sector transport, estan enfocades a l'electrificació i a l'ús de combustibles neutres o de baix impacte ambiental. No obstant això, una efectiva implementació d'aquesta última, requereix un profund coneixement del procés de combustió d'aquests combustibles. En la present tesi doctoral, s'ha caracteritzat experimentalment la combustió de diferents tipus de combustibles, entre ells, alguns de baix impacte en emissions de CO2 com són l'Oli Vegetal Hidrotratat (HVO) i dos èters de oximetileno (OME1 i OMEx) .A més , degut al seu alt potencial en la reducció de contaminants, s'han avaluat mescles de dièsel i gasolina, i de HVO i Gas Liquat de Petroli (LPG), el que va requerir adequar el sistema d'injecció per evitar l'evaporació al llarg de la línia. Tots aquests combustibles i mescles han estat injectats amb una tovera mono-orifici i han estat avaluats mitjançant tècniques de visualització a alta velocitat a través dels accessos òptics del que disposa la instal·lació. Les diferents condicions termodinàmiques utilitzades son típiques d'un motor d'encesa per compressió operant en condicions de combustió a baixa temperatura. S'ha analitzat l'efecte de les propietats fisicoquímiques d'aquests combustibles i de les mescles sobre els paràmetres característics d'un raig com són la longitud líquida i la penetració de vapor. La combustió ha estat avaluada mitjançant la caracterització del temps de retard, de l'alliberació de calor i de la longitud de l'enlairament de la flama que ve condicionada pel procés de mescla., [EN] CO2 emissions in the transport sector have increased considerably in recent years due to global economic development. The growth of transport fleets, along with other factors, has contributed to the imbalance of the planet's carbon cycle. For that, CO2 is considered a greenhouse gas from anthropogenic origin that must be reduced to avoid global warming. Strategies to reduce CO2 in the transport sector are focused on electrification and the use of neutral fuels or those with a low impact on the environment. However, an effective implementation of the latter requires a deep understanding of the combustion with those fuels. In this doctoral thesis, the combustion of different types of fuels has been experimentally characterized, including some with low impact on CO2 emissions such as Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) and two oxymethylene ethers (OME1 and OMEx). Furthermore, due to their potential in reducing pollutants, blends of diesel and gasoline and HVO and Liquefied Petroleum Gas (LPG) have also been evaluated, which required adapting the injection system to avoid evaporation along the injection line. All these fuels and blends have been injected with a single-hole nozzle and they have been evaluated using high speed visualization techniques under different thermodynamic conditions typical of a compression ignition engine operating under low-temperature combustion conditions in installations with optical accesses. The effect of the physical-chemical properties of these fuels and blends on the characteristic parameters of a jet, such as the liquid length and the vapor penetration, has been analyzed. Combustion has been evaluated by characterizing the ignition delay, the heat release and the flame Lift-off length that is conditioned by the mixing process. Furthermore, the study of soot formation based on the fuel properties and the characteristics of the mixing process represents an important contribution of this thesis, showing that in addition to the benefits

[ES] La reducción de emisiones en motores de combustión interna (MCI) es uno de los mayores desafíos técnicos de la sociedad. Aunque están surgiendo nuevas tecnologías para la movilidad, el ICE seguirá teniendo un papel clave en el transporte durante las próximas décadas. Los motores diesel son un desafío en términos de emisiones contaminantes, en particular óxidos de nitrógeno (NOX) y hollín. De hecho, el último representa el 50 % de las emisiones totales de este tipo de motores. En este contexto, las nuevas tecnologías de hardware y los nuevos combustibles renovables han mostrado un gran potencial para reducir las emisiones de hollín sin afectar la eficiencia del motor (emisiones de CO2). Por esta razón, los impactos del uso de e-fuels (OMEX y FT diesel) y diferentes geometrías del bowl del pistón (reentrante, labio escalonado y labio escalonado con ondas) en la formación de hollín y el desarrollo de la combustión han sido analizados en un motor óptico mono cilíndrico diesel. Primero, se realizó una caracterización del flujo en el cilindro utilizando un pistón de geometría real (Reentrante) y aplicando la técnica de velocímetro de imágenes por partículas (PIV). Posteriormente, se analizó el movimiento de la llama, el proceso de combustión y la formación de hollín para diferentes geometrías de pistón mediante diversas técnicas ópticas como la velocímetro de imagen por combustión (CIV), luminosidad natural, quimioluminiscencia OH * y pirometría de 2 colores. Finalmente, se estudió el proceso de combustión y la formación de hollín al utilizar diferentes e-fuels aplicando las mismas técnicas ópticas utilizadas anteriormente. Además, para esta parte del estudio, se incluyó una técnica óptica específica denominada espectroscopia de alta velocidad para el análisis de hollín. Con respecto a la evaluación de las distintas geometrías del bowl, el labio escalonado y el labio escalonado con ondas presentaron una oxidación tardía del hollín que ha sido más rápida en comparació, [CA] La reducció d'emissions en motors de combustió interna (MCI) es un dels majors reptes tècnics de la societat. Encara que estan sorgint noves tecnologies per a la mobilitat, el ICE seguirà tenint un paper clau en el transport durant les pròximes dècades. Els motors diesel son un dels reptes en termes d'emissió de contaminants, en particular òxids de nitrogen (NOX) i sutge. De fet, l'últim representa el 50% de les emissions totals d'aquest tipus de motor. Dins aquest context, les noves tecnologies de hardware y de nous combustibles renovables han mostrat un gran potencial per reduir les emissions de sutge sense afectar l'eficiència del motor (emissions de CO2). Per aquesta raó, els impactes sobre l'ús de e-fuels (OMEX i FT-diesel) i diferents geometries de bowl del pistó (re-entrant, llavi escalonat i llavi escalonat amb ones) en la formació de sutge i el desenvolupament de la combustió, han estat analitzats en un motor òptic mono-cilíndric diesel. Primer, es va realitzar una caracterització de flux en el cilindre utilitzant un pistó amb geometria real (re-entrant) i aplicant la tècnica de velocimetria de imatges per partícules (PIV). Posteriorment, es va analitzar el moviment de la flama, el procés de combustió i la formació de sutge per a diferents geometries de pistó mitjançant diverses tècniques òptiques com per exemple la de velocimetria de imatge per combustió (CIV), lluminositat natural, quimioluminescència de OH* i pirometria de 2 colors. Finalment, es va estudiar el procés de combustió i la formació de sutge utilitzant diferents e-fuels aplicant les mateixes tècniques òptiques utilitzades anteriorment. A més, per aquesta part de l'estudi, es va implementar una tècnica òptica específica denominada espectroscòpia d'alta velocitat per a l'anàlisi del sutge. Respecte a l'avaluació de les distintes geometries de bowl, els llavis escalonats i els escalonats amb ones presentaren una oxidació tardana del sutge que ha estat més ràpida en comparació amb la de geom, [EN] The emissions reduction in internal combustion engines (ICE) is one of the greatest technical challenges of society. Although new technologies for mobility are emerging, the ICE will still have a key role in transport over the next decades. Diesel engines are challenging in terms of pollutant emissions, in particular nitrogen oxides (NOX) and particles. In fact, the last one represents 50 % of total emissions of this kind of engine. In this context, new hardware technologies as well as new renewable fuels have shown great potential to reduce soot emissions without affecting engine efficiency (CO2) emissions. For this reason, the impacts of using e-fuels (OMEX and FT-diesel) and different piston bowl geometries (re-entrant, stepped lip and stepped lip-wave bowl) on soot formation and combustion development were analyzed in a single cylinder optical diesel engine. First, an in-cylinder flow characterization when using a real bowl shape was performed by applying particle image velocimetry (PIV) technique. Subsequently, the flame movement, combustion process and soot formation were analyzed for different piston geometries through several optical techniques such as combustion image velocimetry (CIV), natural luminosity, OH* chemiluminescence and 2 color pyrometry. Finally, the combustion process and soot formation when using different e-fuels were studied by applying the same optical techniques used previously. In addition, for this part of the study, it was included a specific optical technique named high-speed spectroscopy for the soot analysis. Regarding the bowl geometries evaluation, the stepped lip and wave-stepped lip presented a faster late soot oxidation in comparison with the re-entrant geometry. Under extreme soot conditions, differences were also observed between the wave-stepped lip and the stepped lip. A faster soot oxidation was observed for the first one. The e-fuels showed a remarkable reduction in soot formation (especially OMEX) when compared with

[ES] Teniendo en cuenta la cantidad de motores de combustión interna que se encuentran en activo actualmente, y sus potenciales emisiones de contaminación si se realizaran de forma incontrolada por el parque automovilístico, las normativas internacionales son cada vez más estrictas en cuanto a la cantidad de gases perjudiciales para el medio ambiente que pueden emitir dichos motores de manera unitaria. Debido a ello, se han ido desarrollando e implantando técnicas de reducción de contaminantes como el downsizing en el cual se reduce el tamaño del motor para reducir el consumo, la implantación de motores híbridos y la Recirculación de Gases de Escape. Esta técnica de recirculación puede abordarse de dos maneras alternativas: la Recirculación de Gases de Escape de Ruta Larga inyecta dichos gases antes del compresor, mientras que la Recirculación de Gases de Escape de Ruta Corta (o alta presión) los reinyecta después del compresor, en el mismo colector de admisión del motor. Dado que en ambas configuraciones se produce una inyección directa del flujo recirculado en la corriente principal, en el presente trabajo se propone un estudio numérico de la mezcla entre las corrientes de aire y gases recirculados usando un software comercial de mecánica de fluidos computacional (STAR-CCM+). En la configuración de Ruta Larga se ha propuesto en primer lugar estudiar el efecto en los parámetros globales del compresor de una entrada heterogénea compuesta por aire y gases de escape. Para ello, se han analizado 9 puntos de funcionamiento distintos, tratando de abarcar el mapa completo del compresor centrífugo con una tasa de inyección constante. Se ha demostrado, por un lado, la necesidad de un esquema transitorio de cálculo para la obtención de resultados confiables en todo el dominio del compresor. Por otro lado, se ha demostrado que, con tasas de penetración de flujo estándar, la inyección de gases recirculados no tiene un impacto reseñable en las prestaciones del compresor, con ex, [CA] Tenint en compte la quantitat de motors de combustió interna que es troben en actiu actualment, i les seues potencials emissions de contaminació si es realitzaren de manera incontrolada pel parc automobilístic, les normatives internacionals són cada vegada més estrictes quant a la quantitat de gasos perjudicials per al medi ambient que poden emetre aquests motors de manera unitària. A causa d'això, s'han anat desenvolupant i implantant tècniques de reducció de contaminants com el downsizing en el qual es redueix la grandària del motor per a reduir el consum, la implantació de motors híbrids i la Recirculació de Gasos de Fuita. Aquesta tècnica de recirculació pot abordar-se de dues maneres alternatives: la Recirculació de Gasos de Fuita de Ruta Llarga injecta aquests gasos abans del compressor, mentre que la Recirculació de Gasos de Fuita de Ruta Curta (o alta pressió) els reinjecta després del compressor, en el mateix collector d'admissió del motor. Atés que en totes dues configuracions es produeix una injecció directa del flux recirculat en el corrent principal, en el present treball es proposa un estudi numèric de la mescla entre els corrents d'aire i gasos recirculats usant un programari comercial de mecànica de fluids computacional (STAR-CCM+). En la configuració de Ruta Llarga s'ha proposat en primer lloc estudiar l'efecte en els paràmetres globals del compressor d'una entrada heterogènia composta per aire i gasos de fuita. Per a això, s'han analitzat 9 punts de funcionament diferents, tractant d'abastar el mapa complet del compressor centrífug amb una taxa d'injecció constant. S'ha demostrat, d'una banda, la necessitat d'un esquema transitori de càlcul per a l'obtenció de resultats de confiança en tot el domini del compressor. D'altra banda, s'ha demostrat que, amb taxes de penetració de flux estàndard, la injecció de gasos recirculats no té un impacte ressenyable en les prestacions del compressor, amb excepció de la zona de bombament. En segon lloc, s'ha, [EN] Considering the amount of internal combustion engines (ICEs) existing nowadays, and the pollutants that they could potentially emit, it is no surprise that international standards are getting increasingly severe regarding the allowed limits of pollutants that can be released by such engines. For this reason, different techniques have been developed in order to diminish pollutants, as downsizing in which the engine size is reduced to decrease the consumption, the hybridation of engines and the exhaust gases recirculation (EGR). This recirculation technique can be addressed by 2 different paths: Low Pressure EGR (LP-EGR) which reintroduce the exhaust gases before the compressor, while High Pressure EGR (HP-EGR) injects exhaust gases after the compressor in the intake manifold. Since both configurations deal with a direct injection of the recirculated flow in the main stream, in the present work a numerical study of the mixing between air and EGR flows is proposed, using a commercial code of computational fluid dynamics (STAR-CCM+). In LP-EGR configuration has been proposed the study of the influence of a heterogeneous inlet (composed by air and exhaust gases) on the main performance of a centrifugal compressor. To do that, 9 different operating points have been analyzed, trying to cover the whole map of the compressor with a constant injection rate. It has been demonstrated the necessity of a transient scheme for obtaining reliable results in the complete domain of the compressor. On the other hand, it has been proved that, with standard penetration rates of the flow, EGR do not have a remarkable impact in the performance of the compressor, besides the surge zone. In LP-EGR scheme, a numerical design of experiments has been developed with the aim to find correlations between the generated volume condensation (which can appear under some operating points of the engine) and the mixing between air and exhaust gases. It has been proved that the penetration of the EGR

[EN] The objective of this document is the design of the main test chamber of an experimental facility for the study of gas turbine burners. In this facility it will be possible to test and study the injection and subsequent combustion processes in realistic operating conditions, that is, with high air consumption, and in conditions of high pressure and temperature similar to those found inside aviation’s gas turbines. The complete installation is a very complex installation made up of several modules, including the combustion chamber where the phenomena to be studied occurs, and therefore where the experimental tests are carried out. This is the module which is intended to be designed in this document. For it to fulfill its function, on the one hand, it provides a solution to various functionalities such as: having optical accesses, the possibility of installing different types of burners, handling different air flows (primary, dilution, ...), etc .; and on the other hand withstand the high pressures and temperatures required. To carry out the work, various computer tools such as CAD software have been used to carry out the mechanical design, structural analysis using finite elements, or CFD for the thermal analysis of the system., [ES] El objetivo de este trabajo es el diseño de la cámara de ensayo principal de una instalación experimental para el estudio de quemadores de turbina de gas. En esta instalación se podrá ensayar y estudiar los procesos de inyección y posterior combustión en condiciones realistas de operación, es decir con alto gasto de aire, y en condiciones de alta presión y temperatura similares a las encontradas en el interior de las turbinas de gas de aviación. La instalación completa es una instalación muy compleja formada por varios módulos, entre ellos se encuentra la cámara de combustión donde sucederán los fenómenos que se desean estudiar, y por lo tanto donde se realizarán los ensayos experimentales. Este módulo es que se pretende diseñar en este trabajo. Para que el mismo cumpla su función, por un lado, deberá de dar solución a varias funcionalidades como son: tener accesos ópticos, posibilidad de instalar distintos tipos de quemadores, manejar distintos flujos de aire (primario, dilución, ¿), etc.; y por otro lado soportar las altas presiones y temperaturas requeridas. Para realizar el trabajo se emplearán diversas herramientas informáticas como software CAD para realizar el diseño mecánico, análisis estructural mediante elementos finitos, o CFD para el análisis térmico del sistema.

[ES] Los planeadores submarinos son vehículos autónomos que se desplazan por el océano utilizando como método de propulsión la variación de su flotabilidad. Su principal función es la adquisición de información medioambiental submarina para su posterior transmisión inalámbrica. Adaptándose a las características de las distintas misiones que se llevan a cabo, existen diversos modelos de planeadores. El objetivo de este trabajo es comparar el comportamiento hidrodinámico de dos planeadores submarinos de dimensiones y formas similares: el Spray y el Seaglider. Para ello, se realiza un análisis mediante técnicas de mecánica de fluidos computacional utilizando el programa STAR CCM+. A lo largo del proyecto se modelan ambos planeadores, y se siguen los pasos que componen un estudio CFD. Una vez validados los modelos, se discuten los resultados obtenidos y se comparan las características hidrodinámicas del Spray y el Seaglider. Por último, se determinan las condiciones de navegación óptimas para cada modelo, y se decide qué planeador es más adecuado en función de los requerimientos de la misión., [EN] Underwater gliders are autonomous vehicles that move through the ocean using the variation in their buoyancy as a propulsion method. Their main function is to collect submarine environmental information for its later wireless transmission. There are diverse glider models according to the different characteristics of the missions that are carried out. This project has the objective of comparing the hydrodynamic behaviour of two underwater gliders with similar dimensions and shape: the Spray and the Seaglider. For this, an analysis is carried out using computational fluid dynamics techniques with the programme STAR CCM+. Throughout the work both gliders are modelled, and the steps of a CFD analysis are followed. Once the models used have been validated, the results obtained are analyzed and the hydrodynamic characteristics of Spray and Seaglider are compared. Finally, the optimal navigational conditions are determined for each model, and so the most suitable glider can be selected depending on the requirements of the mission., [CA] Els planadors submarins són vehicles autònoms que es desplacen per l’oceà utilitzant com a mètode de propulsió la variació de la seua flotabilitat. La seua principal funció és l’adquisició d’informació mediambiental submarina per a la seua posterior transmissió sense fil. Adaptant-se a les característiques de les diferents missions que es duen a terme, existeixen diversos models de planadors. L’objectiu d’aquest treball és comparar el comportament hidrodinàmic de dos planadors submarins de dimensions i formes similars: el Spray i el Seaglider. Per a això, es realitza un anàlisi mitjan¸cant tècniques de mecànica de fluids computacional utilitzant el programa STAR CCM+. Al llarg del projecte es modelen ambdós planadors, i se segueixen els passos que componen un estudi CFD. Una vegada validats els models, es discuteixen els resultats obtinguts i es comparen les característiques hidrodinàmiques del Spray i el Seaglider. Finalment, es determinen les condicions de navegació òptimes per a cada model, i es decideix quin planador és més adequat en funció dels requeriments de la missió

[ES] Con este trabajo, se pretende analizar diferentes facetas del diseño de un túnel de viento con una sección transversal cuya medida es de 2,8m*2,8m. En primer lugar, se dará una visión general de las características del túnel de viento que se va a estudiar. Esto vendrá seguido de un estudio analítico para conseguir la calidad del flujo adecuada en las secciones de medida, tras pasar por diferentes elementos para acondicionar el flujo, y la predicción de las pérdidas de presión producidas por estos elementos. Pasada esta fase, se procederá a realizar simulaciones con una herramienta computacional de simulación numérica 3D comercial, para analizar el fenómeno de bloqueo en la sección de pruebas de aerodinámica externa, así como para el diseño de los dispositivos necesarios para el desarrollo de la capa límite atmosférica en la sección de aerodinámica civil, al final del túnel., [EN] With this work, it is intended to analyze different facets of the design of a wind tunnel with a cross section measuring 2.8m*2.8m. First, an overview of the characteristics of the wind tunnel to be studied will be given. This will be followed by an analytical study to achieve the adequate flow quality in the measurement sections, after passing through different elements to condition the flow, and the prediction of the pressure losses produced by these elements. After this phase, simulations will be carried out with a commercial 3D numerical simulation computational tool to analyze the blockage phenomenon in the external aerodynamics test section, as well as for the design of the devices necessary for the development of the atmospheric boundary layer in the civil aerodynamics section at the end of the tunnel., [CA] Amb aquest treball, es pretén analitzar diferents facetes del disseny d’un túnel de vent amb secció de mesura de 2.8*2.8 metres. En primer lloc, es donarà una visió general de les característiques del túnel de vent que s’estudiarà. Això vindrà seguit d’un estudi analític per a aconseguir la qualitat del flux adequada en les seccions de mesura, després de passar per diferents elements per a condicionar el flux, i la predicció de les pèrdues de pressió produïdes per aquests elements. Passada aquesta fase, es procedir`a a realitzar simulacions amb el programari CF D de Siemens, el Simcenter Star CCM+, per a analitzar el fenomen de bloqueig en la secci´o de proves d’aerodin`amica externa, aix´ı com per al disseny dels dispositius necessaris per al desenvolupament de la capa l´ımit atmosf`erica en la secci´o d’aerodin`amica civil, al final del t´unel