Lugares adecuados para la utilización de nuevos materiales y formas con geotextiles en la gestión integral de la zona litoral como protección ambiental

La erosión costera es un fenómeno que ha cobrado importancia durante los últimos años, debido a sus repercusiones tanto en el turismo, como en el incremento de riesgo para las infraestructuras y para la población allí ubicada. Se define como el retroceso progresivo de la línea de costa cuyas causas pueden ser de origen natural o antropogénicas. La costa merece la máxima protección, y su gestión debe asegurar su integridad física y su libre acceso, al igual que un uso público por parte de todos. En este horizonte, la reducción de costes, la facilidad de construcción y velocidad de realización, las obras de geotextil se han mostrado como una alternativa muy seria a las obras duras u obras clásicas, tradicionalmente realizadas a lo largo de las costas. Pero esta alternativa de uso conlleva un mayor conocimiento en el comportamiento de éstas, su diseño y durabilidad. Las obras de geotextil, como su nombre indica, se realizan con elementos tridimensionales de geotextil (cosidos o no cosidos) rellenos de arena. Estos elementos se pueden considerar innovadores, económicos, ecológicos y alternativos frente a los tradicionales. Se distinguen tres tipos denominados: sacos, tubos y contenedores. El principal objetivo de esta tesis se centra en la determinación de las zonas de la costa apropiados para la utilización de estructuras compuestas de elementos de geotextil rellenos de arena, como obras de defensa de costas, con el fin de facilitar su uso en la ingeniería de costas. Para ello se ha clasificado tanto las distintas zonas del perfil longitudinal de una playa, como los tipos de costa en función de la variable altura de ola significante. Se han determinado las limitaciones de esta variable en las distintas fórmulas de estabilidad de estas estructuras. Y finalmente, en función de la máxima limitación de altura de ola significante y de sus posibles valores en las zonas y tipos de costa, se han determinado las zonas más apropiadas para el uso de las estructuras compuestas por elementos de geotextil. Finalmente se han redactado las conclusiones de la investigación y se han propuesto nuevas líneas de investigación relacionadas con esta Tesis Doctoral. Coastal erosion is a phenomenon that has become more important in recent years because of its impact on both on tourism, and increased risk to infrastructure and the population located there. It is defined as the gradual decline in the coastline whose causes may be natural or anthropogenic origin. The coast deserves maximum protection, and management should ensure their physical integrity and their free access, as well as public use by all. In this line, cost reduction, ease of construction and completion rate, geotextile works have been shown as a very serious to hard works or classics alternative, traditionally performed along the coasts. But this alternative use entails greater insight into the behaviour of these, design and durability. Works of geotextile, as its name suggests, are made with three-dimensional elements of geotextile (sewn or stitched) filled with sand. These items can be considered innovative, economic, and ecological alternative compared to traditional. Bags, tubes and containers, three known types are distinguished. The main objective of this thesis focuses on determining the appropriate areas of the coast for the use of composite structures of elements filled geotextile sand as coastal defence works, in order to facilitate their use, in coastal engineering. For it, has been classified by both the different areas of the longitudinal profile of a beach as the shoreline types depending on the variable significant wave height. We have determined the limitations of this variable in the different formulas stability of these structures. And finally, depending on the maximum limitation of significant wave height and its possible values in the areas and types of coastline, have determined the most appropriate for use in structures composed of elements of geotextile areas. Finally, the conclusions of the research have been addressed and the proposal of new lines of work related to the topic has been made.

Estudio teórico-práctico de la célula de combustible. Caracterización eléctrica y mejoras en la gestión del agua a partir de nuevos materiales.

Uno de los principales retos de la sociedad actual es la evolución de sectores como el energético y el de la automoción a un modelo sostenible, responsable con el medio ambiente y con la salud de los ciudadanos. Una de las posibles alternativas, es la célula de combustible de hidrógeno, que transforma la energía química del combustible (hidrógeno) en corriente continua de forma limpia y eficiente. De entre todos los tipos de célula, gana especial relevancia la célula de membrana polimérica (PEM), que por sus características de peso, temperatura de trabajo y simplicidad; se presenta como una gran alternativa para el sector de la automoción entre otros. Por ello, el objetivo de este trabajo es ahondar en el conocimiento de la célula de combustible PEM. Se estudiarán los fundamentos teóricos que permitan comprender su funcionamiento, el papel de cada uno de los elementos de la célula y cómo varían sus características el funcionamiento general de la misma. También se estudiará la caracterización eléctrica, por su papel crucial en la evaluación del desempeño de la célula y para la comparación de modificaciones introducidas en ella. Además, se realizará una aplicación práctica en colaboración con los proyectos de fin de máster y doctorado de otros estudiantes del Politécnico de Milán, para implementar las técnicas aprendidas de caracterización eléctrica en una célula trabajando con diferentes tipos de láminas de difusión gaseosa (GDL y GDM) preparadas por estudiantes. Los resultados de la caracterización, permitirán analizar las virtudes de dos modificaciones en la composición clásica de la célula, con el fin de mejorar la gestión del agua que se produce en la zona catódica durante la reacción, disminuyendo los problemas de difusión a altas densidades de corriente y la consiguiente pérdida de potencial en la célula. Las dos modificaciones son: la inclusión de una lámina de difusión microporosa (MPL) a la lámina macroporosa habitual (GDL), y el uso de diversos polímeros con mejores propiedades hidrófobas en el tratamiento de dichas láminas de difusión. La célula de combustible es un sistema de conversión de energía electroquímico, en el que se trasforma de forma directa, energía química en energía eléctrica de corriente continua. En el catalizador de platino del ánodo se produce la descomposición de los átomos de hidrógeno. Los protones resultantes viajarán a través de la membrana de conducción protónica (que hace las veces de electrolito y supone el alma de la célula PEM) hasta el cátodo. Los electrones, en cambio, alcanzarán el cátodo a través de un circuito externo produciendo trabajo. Una vez ambas especies se encuentran en el cátodo, y junto con el oxígeno que sirve como oxidante, se completa la reacción, produciéndose agua. El estudio termodinámico de la reacción que se produce en la célula nos permite calcular el trabajo eléctrico teórico producido por el movimiento de cargas a través del circuito externo, y con él, una expresión del potencial teórico que presentará la célula, que variará con la temperatura y la presión; Para una temperatura de 25°C, este potencial teórico es de 1.23 V, sin embargo, el potencial de la célula en funcionamiento nunca presenta este valor. El alejamiento del comportamiento teórico se debe, principalmente, a tres tipos de pérdidas bien diferenciadas:  Pérdidas de activación: El potencial teórico representa la tensión de equilibrio, para la que no se produce un intercambio neto de corriente. Por tanto, la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo debe alejarse del valor teórico para obtener una corriente neta a través del circuito externo. Esta diferencia con el potencial teórico se denomina polarización de activación, y conlleva una pérdida de tensión en la célula. Así pues estas pérdidas tienen su origen en la cinética de la reacción electroquímica.  Pérdidas óhmicas: Es una suma de las resistencias eléctricas en los elementos conductores, la resistencia en la membrana electrolítica a la conducción iónica y las resistencias de contacto.  Pérdidas por concentración: Estas pérdidas se producen cuando los gases reactivos en el área activa son consumidos en un tiempo menor del necesario para ser repuestos. Este fenómeno es crítico a altas densidades de corriente, cuando los gases reactivos son consumidos con gran velocidad, por lo que el descenso de concentración de reactivos en los electrodos puede provocar una caída súbita de la tensión de la célula. La densidad de corriente para la cual se produce esta caída de potencial en unas condiciones determinadas se denomina densidad límite de corriente. Así pues, estas pérdidas tienen su origen en los límites de difusión de las especies reactivas a través de la célula. Además de la membrana electrolítica y el catalizador, en la célula de combustible podemos encontrar como principales componentes los platos bipolares, encargados de conectar la célula eléctricamente con el exterior y de introducir los gases reactivos a través de sus conductos; y las láminas difusivas, que conectan eléctricamente el catalizador con los platos bipolares y sirven para distribuir los gases reactivos de forma que lleguen a todo el área activa, y para evacuar el exceso de agua que se acumula en el área activa.La lámina difusiva, más conocida como GDL, será el argumento principal de nuestro estudio. Está conformada por un tejido de fibra de carbono macroporosa, que asegure el contacto eléctrico entre el catalizador y el plato bipolar, y es tratada con polímeros para proporcionarle propiedades hidrófobas que le ayuden en la evacuación de agua. La evacuación del agua es tan importante, especialmente en el cátodo, porque de lo contrario, la cantidad de agua generada por la reacción electroquímica, sumada a la humedad que portan los gases, puede provocar inundaciones en la zona activa del electrodo. Debido a las inundaciones, el agua obstruye los poros del GDL, dificultando la difusión de especies gaseosas y aumentando las pérdidas por concentración. Por otra parte, si demasiada agua se evacúa del electrodo, se puede producir un aumento de las pérdidas óhmicas, ya que la conductividad protónica de la membrana polimérica, es directamente proporcional a su nivel de humidificación. Con el fin de mejorar la gestión del agua de la célula de combustible, se ha añadido una capa microporosa denominada MPL al lado activo del GDL. Esta capa, constituida por una mezcla de negro de carbón con el polímero hidrófobo como aglutinante, otorga al GDL un mejor acabado superficial que reduce la resistencia de contacto con el electrodo, además la reducción del tamaño de las gotas de agua al pasar por el MPL mejora la difusión gaseosa por la disminución de obstrucciones en el GDL. Es importante tener cuidado en los tratamientos de hidrofobización de estos dos elementos, ya que, cantidades excesivas de polímero hidrófobo podrían reducir demasiado el tamaño de los poros, además de aumentar las pérdidas resistivas por su marcado carácter dieléctrico. Para el correcto análisis del funcionamiento de una célula de combustible, la herramienta fundamental es su caracterización eléctrica a partir de la curva de polarización. Esta curva representa la evolución del potencial de la célula respecto de la densidad de corriente, y su forma viene determinada principalmente por la contribución de las tres pérdidas mencionadas anteriormente. Junto con la curva de polarización, en ocasiones se presenta la curva de densidad de potencia, que se obtiene a partir de la misma. De forma complementaria a la curva de polarización, se puede realizar el estudio del circuito equivalente de la célula de combustible. Este consiste en un circuito eléctrico sencillo, que simula las caídas de potencial en la célula a través de elementos como resistencias y capacitancias. Estos elementos representas pérdidas y limitaciones en los procesos químicos y físicos en la célula. Para la obtención de este circuito equivalente, se realiza una espectroscopia de impedancia electroquímica (en adelante EIS), que consiste en la identificación de los diferentes elementos a partir de los espectros de impedancia, resultantes de introducir señales de corriente alternas sinusoidales de frecuencia variable en la célula y observar la respuesta en la tensión. En la siguiente imagen se puede observar un ejemplo de la identificación de los parámetros del circuito equivalente en un espectro de impedancia. Al final del trabajo, se han realizado dos aplicaciones prácticas para comprobar la influencia de las características hidrófobas y morfológicas de los medios difusores en la gestión del agua en el cátodo y, por tanto, en el resultado eléctrico de la célula; y como aplicación práctica de las técnicas de construcción y análisis de las curvas de polarización y potencia y de la espectroscopia de impedancia electroquímica. El primer estudio práctico ha consistido en comprobar los beneficios de la inclusión de un MPL al GDL. Para ello se han caracterizado células funcionando con GDL y GDM (GDL+MPL) tratados con dos tipos diferentes de polímeros, PTFE y PFPE. Además se han realizado las pruebas para diferentes condiciones de funcionamiento, a saber, temperaturas de 60 y 80°C y niveles de humidificación relativa de los gases reactivos de 80%-60% y 80%- 100% (A-C). Se ha comprobado con las curvas de polarización y potencia, cómo la inclusión de un MPL en el lado activo del GDL reporta una mejora del funcionamiento de trabajo en todas las condiciones estudiadas. Esta mejora se hace más patente para altas densidades de corriente, cuando la gestión del agua resulta más crítica, y a bajas temperaturas ya que un menor porcentaje del agua producida se encuentra en estado de vapor, produciéndose inundaciones con mayor facilidad. El segundo estudio realizado trata de la influencia del agente hidrofobizante utilizado en los GDMs. Se pretende comprobar si algún otro polímero de los estudiados, mejora las prestaciones del comúnmente utilizado PTFE. Para ello se han caracterizado células trabajando en diferentes condiciones de trabajo (análogas a las del primer estudio) con GDMs tratados con PTFE, PFPE, FEP y PFA. Tras el análisis de las curvas de polarización y potencia, se observa un gran comportamiento del FEP para todas las condiciones de trabajo, aumentando el potencial de la célula para cada densidad de corriente respecto al PTFE y retrasando la densidad de corriente límite. El PFPE también demuestra un gran aumento del potencial y la densidad de potencia de la célula, aunque presenta mayores problemas de difusión a altas densidades de corriente. Los resultados del PFA evidencian sus problemas en la gestión del agua a altas densidades de corriente, especialmente para altas temperaturas. El análisis de los espectros de impedancia obtenidos con la EIS confirma los resultados de las curvas de polarización y evidencian que la mejor alternativa al PTFE para el tratamiento del GDM es el FEP, que por sus mejores características hidrófobas reduce las pérdidas por concentración con una mejor gestión del agua en el cátodo.

Metodologías de gestión de proyectos y su implementación en la empresa

Este proyecto ha sido estructurado en tres bloques diferenciados que tiene como objetivo analizar el presente, pasado y futuro de la gestión de proyectos con una orientación clara a ofrecer apoyo a aquellas empresas que planeen realizar un giro en sus estructura de organización de trabajo hacia filosofías ágiles. La gestión de proyectos a acompañado al hombre desde el inicio de los tiempos, pero sin embargo no fue hasta nuestra historia más cercana cuando se comienza a tener conciencia de la necesidad de establecer aplicar métodos generales a la hora de afrontar proyectos de ingeniería. Pioneros fueron en este sentido personajes como Taylor, Fayol o Gantt, cuyas aportaciones iniciales posibilitaron el nacimiento de la gestión de proyectos a mediados del siglo XX. En las década sucesivas hasta nuestros días han aparecido un número considerable de metodologías, perfeccionando elementos anteriormente asimilados y adaptándose a la realidad tecnológica y social del momento. Este recorrido histórico se aborda en el primer bloque de este proyecto. Los puntos revisados en la introducción histórica proporcionan las bases de conocimiento para entender las principales características entre las grandes familias de metodologías que actualmente son implantadas en el mundo empresarial. Es precisamente este punto, el de la exposición y análisis de las metodologías más extendidas y contemporáneas a la elaboración de este proyecto, lo que se aborda en el segundo bloque. En él se desarrolla con intenso detalle dos metodologías de la familia de filosofías ágiles, elegidas entre las más extendidas en la industria: Scrum, eXtreme Programming (XP) y un híbrido de ambas. Para entender la dimensión del cambio filosófico en cuanto a la gestión de proyectos que emprenden estas metodologías, se hace necesario repasar cuales son las metodologías no ágiles más extendidas actualmente. Para ello se introducen metodologías como la llamada tradicional o PRINCE2, principalmente, ya que también se realiza un repaso más superficial por otras aproximaciones notables. El último bloque que construye el desenlace del proyecto, intenta responder a las cuestiones futuras relacionadas con la adopción de metodologías ágiles. Para ello se revisa los puntos más conflictivos a señalar en este proceso y se ofrecerán soluciones teóricas y prácticas para ayudar a las empresas en su fase de migración hacia filosofías de organización ágiles. Ya que toda empresa hoy en día debería tener un soporte tecnológico que ofrezca apoyo a su desarrollo empresarial, gran parte de la elaboración de este proyecto se ha dedicado a hacer un estudio comparativo de las actuales herramientas Open Source. Se han instalado y probado 25 herramientas para posteriormente seleccionar 3 que han sido analizadas en profundidad. Así mismo, se enumeran pros y contras de estas herramientas, aportando ideas de mejoras y trazando cuál debería ser su evolución para ofrecer una alternativa real a las herramientas comerciales orientadas a esta labor. Las empresas pueden utilizar este índice de herramientas de software para decidir si pueden sustentar su proceso de migración en una herramienta Open Source o si deben orientarse a herramientas comerciales o de creación propias. ABSTRACT. This project has been divided into three different blocks that aims to analyze the past, present and future of project management with a clear focus on providing support to those companies that are planning to make a shift in its organizational structure working towards agile philosophies . The project management has walked together with the humanity since the beginning of time , but it was on our recent history when it begins to become aware of the need to establish general methods to apply to engineering projects. There was pioneers like Taylor , Fayol or Gantt, whose contributions made possible the birth of project management in the mid- twentieth century. In the following decades, there was a considerable number of new methodologies, improving concepts and adapting then to the technological and social reality of the moment . This historical journey is addressed in the first block of this project. The different facts reviewed at the first block provide the knowledge to understand the key features among the most important families of methodologies that nowadays are implemented in the business world. It is precisely this point, the presentation and analysis of the most widespread methodologies what is addressed in the second block. Two of the most widespread agile methodologies are detailed: Scrum , eXtreme Programming ( XP ) and a hybrid of both . In order to understand the philosophical shift in terms of project management performed by these methodologies , it is necessary to review what are the most widespread no agile methodologies currently. For this purpose, methodologies like Waterfall or PRINCE2 are explained. Other no agile methodologies are explained as well, but not so deeply in comparison with them. The last section of this project is the conclusion, it tries to answer future questions related to the adoption of agile methodologies. For that reason, the most important milestones are reviewed to provide theoretical and practical solutions and answers to help companies in this migration process toward agile methodologies. Since every company should has a solid technical support for its business development, a considerably part of the time has been applied to make a comparative study of the existing Open Source tools. 25 tools have been installed and tested. Then, 3 tools has been selected to be analyzed deeply. Also, pros and cons of these tools have been exposed in order to suggest a roadmap to offer a real alternative to the existing commercial tools in this business area. The companies that are involved in a migration progress toward a agile methodology can used this study about the available Open Source tools to decide if they can afford the migration process based on one of them or if they should use a commercial tool or a tailor-made software.

La vocación del espacio público en bloques abiertos. Propuesta metodológica y caso de estudio en Moratalaz

El artículo aborda la necesidad de regenerar, acondicionar, y re-diseñar el espacio publico de las ordenaciones residenciales construidas bajo los criterios de la ciudad funcional (alta densidad, baja ocupación y tipología de bloques abiertos y torres), bajo los principios de sostenibilidad. Para ello propone una nueva metodología basada principalmente en caracterizar primero el espacio público actual, para después singularizarlo atendiendo a su vocación, mediante la ayuda de una “matriz de vocación de los espacios libres”. Como resultado el espacio público aparece discriminado en espacios principales y espacios servidos, sobre los que se articularán nuevos usos, acondicionamiento térmico, tratamiento de paisaje urbano y nuevos criterios de diseño para lograr transformar estos barrios en unidades más complejas, variadas y eficientes. Estos usos pasarán necesariamente por una nueva forma de gestión, en la que los vecinos entrarán a ser actores, responsables y beneficiarios de su correcto uso y mantenimiento. Sin duda una respuesta novedosa, participativa y sostenible para estos espacios, y que ayudará a alcanzar el reto de la sostenibilidad en la ciudad consolidada.