TRABAJO FIN DE MÁSTER
… y, finalmente, poner en práctica los conocimientos con tu propio proyecto.

El Trabajo Fin de Máster (TFM) es un trabajo autónomo e individual, con una carga docente de 6 créditos ECTS, que cada estudiante habrá de realizar bajo la orientación de un tutor, quien actuará como supervisor y dinamizador. Cada alumno realizará un modelo multifísico original realizado con COMSOL Multiphysics, de carácter científico o ingenieril.
La temática concreta del TFM podrá ser:
- Seleccionada por el alumno entre las propuestas del equipo docente.
- Propuesta por el propio alumno dentro de su actividad profesional habitual o área de interés.
- Escogida entre las propuestas de nuestras Empresas Tecnológicas o Centros de Investigación colaboradores, con un tutor externo especializado.
El alumno podrá complementar el trabajo de simulación mediante la creación de una aplicación, construida a partir del modelo multifísico generado. La creación de esta aplicación será recomendable y valorable, pero no obligatoria para superar el TFM.
Trabajos Fin de Máster de Alumnos

Modelado del transporte térmico en RRAMs bajo un enfoque cuántico por medio de COMSOL
Curso 2021/2022
Alumno: Enrique Moreno Pérez
Tutor/es: Emilio Ruiz Reina
La complejidad de cálculo y el tiempo consumido han resultado ser realmente efectivos en la modelización del transporte térmico cuántico de una célula de memoria de acceso aleatorio resistiva (RRAM) nanométrica. Esto se debe a que los enfoques clásico y semiclásico conducen a resultados considerablemente alejados de los cuánticos. En este trabajo se ha introducido una metodología para la caracterización de las propiedades del filamento conductor. Para ello, se han combinado los resultados de la simulación con los datos medibles en la célula, así como con las propiedades de los materiales utilizados en su construcción.

Optimización de células solares n-PERT a partir del espectro solar en el Desierto de Atacama
Curso 2021/2022
Alumno: Pablo Ferrada Martínez
Tutor/es: Benjamín Ivorra, Miriam Ruiz Ferrández y Emilio Ruiz Reina
El espectro solar en el Desierto de Atacama difiere del estándar global, exhibiendo valores muy altos de irradiancia. Además, la composición atmosférica conduce a altos niveles de radiación ultravioleta. Asimismo, la respuesta de las células solares fotovoltaicas a la radiación solar depende del espectro. Por ello, es necesario considerar condiciones locales para optimizar los dispositivos fotovoltaicos, puesto que la mayoría de células solares están diseñadas para condiciones STC.

Simulación de fenómenos de transporte en medios porosos destinados al almacenamiento de H2 y/o captura de CO2
Curso 2021/2022
Alumno: Héctor José González Pérez
Tutor/es: Ricardo Torres Cámara, Joan Grau Barceló y Lluís Jofre Cruanyes.
La comprensión de los fenómenos de transporte en medios porosos geológicos mediante modelos de simulación a escala de los poros es un aspecto crítico para el desarrollo de nuevos modelos macroscópicos. También nos permite la optimización de parámetros operativos para gestionar el almacenamiento/producción del hidrógeno y el almacenamiento a largo plazo del dióxido de carbono, todo ello con el menor coste posible y con los mayores niveles de seguridad.

Láseres de colorante en COMSOL
Curso 2021/2022
Alumno: Nicolás Pasarelli
Tutor/es: Emilio Ruiz Reina
En esta Trabajo Fin de Máster, se abordó la implementación computacional, en el software COMSOL Multiphysics, para la física de los láseres de colorantes. Esta física es un formalismo semiclásico en el que el colorante se representa como un conjunto de estados discretos, típicamente cuatro, poblados por electrones. Las transiciones entre estos estados pueden ser espontáneas o estimuladas, y ambos tipos dependen de la población de los dos niveles involucrados en la transición.

Transporte reactivo a escala de poro con geometría variable: aplicaciones en geociencias
Curso 2021/2022
Alumno: Guillermo Sánchez Guiscardo
Tutor/es: Juan Manuel Paz García, Andrés Enrique Idiart y Elena Abarca
La deformación que se produce en los minerales y las rocas está causada por varios fenómenos como la sedimentación, la erosión por el viento o el agua, el calentamiento, el enfriamiento, la presión o las reacciones químicas. Esta última es muy importante porque se produce continuamente debido a los múltiples elementos químicos que se encuentran en la geosfera y la atmósfera.

Estudio del desempeño de NMC con gradiente de concentración y su influencia en la retención de capacidad en alta corriente
Curso 2021/2022
Alumno: Hermes Ariel Llaín Jiménez
Tutor/es: Juan Manuel Paz García
Basándose en experimentos de laboratorio, se ha demostrado que cuanto menor sea el tamaño de las partículas de partículas de LTO -lo que implica una mayor superficie de LTO-, mayor es la retención de capacidad del material a de la capacidad del material a altas corrientes. Sin embargo, esta relación no muestra un aumento infinito de la capacidad y se espera que se encuentre un punto a partir del cual la disminución del tamaño de las partículas no represente un aumento significativo de la capacidad.

Análisis Numérico de Electrorreometría Extensional de Tintas de Grafeno
Curso 2020/2021
Alumno: Francisco Galindo Rosales
Tutor/es: Emilio Ruiz Reina
La impresión por chorro electrohidrodinámico (e-jet) es una técnica basada en la aplicación de un campo eléctrico, capaz de producir puntos, líneas y patrones submicrométricos, y puede representar un cambio de paradigma para fabricación de electrónica impresa. Las tintas magnéticas son usadas en impresión de documentos de seguridad, que podrían beneficiarse de la técnica e-jet. Este trabajo contiene el primer intento de desarrollar un modelo de COMSOL Multiphysics que contenga la física completa detrás del proceso de adelgazamiento capilar de una tinta magnética, bajo la aplicación de un campo eléctrico externo.

Estudio de Nitración de PETN en Reactor Continuo
Curso 2020/2021
Alumno: Héctor Mauricio Castro Estay
Tutor/es: Juan Manuel Paz García
El presente trabajo estudia el proceso de nitración de PETN en un reactor continuo. El PETN (Tetranitrato de Pentaeritritol, C5H8N4O12) es un explosivo secundario de alta potencia utilizado ampliamente en la industria minera durante el proceso de fragmentación de roca. Estudiaremos con COMSOL Multiphysics la reacción química exotérmica que se produce en un estanque reactor, tanto en condiciones isotérmicas como no-isotérmicas, y su implementación posterior en un modelo 3D que acopla la dinámica del fluido con la transferencia de calor, que es extraído del sistema mediante un intercambiador interno. La importancia del TFM radica en la relevancia de la industria minera en Latinoamérica, principalmente en Chile que es el principal productor de cobre del mundo.

Microscopía Electrónica de Fase Líquida
Curso 2020/2021
La microscopía electrónica (Electron Beam Microscopy) es un proceso complejo basado en la irradiación de un haz de electrones a través de un medio, produciendo cambios moleculares al absorber parte de la energía del haz irradiado. El presente trabajo trata de estudiar en COMSOL Multiphysics los cambios y procesos físico-químicos a lo largo del tiempo mediante la implementación de las numerosas ecuaciones cinético-químicas que describen el sistema.

Simulación 3D de la Distribución Espacial de Especies Químicas Asociadas a la Corrosión del Par Zn-Fe.
Curso 2020/2021
Alumno: Antonio Alexandre da Cunha Bastos
Tutor/es: Juan Manuel Paz García
Este trabajo presenta una simulación numérica de los procesos electroquímicos y distribución de especies químicas que tienen lugar durante la corrosión del par galvánico zinc-hierro. Mediante el uso de microelectrodos, se midieron magnitudes como la densidad de corriente en solución, el pH y las concentraciones de O2, Zn2+, Na+ y Cl–. La simulación se realizó con las herramientas de electroquímica que posee COMSOL Multiphysics dentro de la interfaz física de distribución de corriente terciaria.

Simulación 3D del Comportamiento No Lineal en Transductor Electrodinámico de Baja Frecuencia
Curso 2020/2021
Este trabajo analiza, mediante el método de elementos finitos con COMSOL Multiphysics, los parámetros no lineales inherentes a un altavoz de radiación directa, tales como la rigidez, el factor de fuerza y la inductancia en función del desplazamiento. Además, se comparan los resultados obtenidos entre un modelo 2D axisimétrico y un modelo 3D, con el objetivo final de analizar las discrepancias computacionales entre los dos modelos y establecer una serie de pautas a seguir para futuras simulaciones.

Simulación de la Transmisión de Calor en un Transductor Electrodinámico de Baja Frecuencia
Curso 2020/2021
Uno de los parámetros técnicos más importante de un altavoz es la potencia eléctrica admisible. Esta viene determinada por varios factores, entre ellos la temperatura alcanzada en la bobina. En este proyecto se plantea un procedimiento multifísico para la evaluación de la transferencia de calor en las diferentes partes de un altavoz electrodinámico de baja frecuencia, contrastándolo con experimentos de laboratorio.

Modelización de Ensayo de Tribología para Obtener las Propiedades de Desgaste de Material para Posterior Optimización
Curso 2020/2021
En este trabajo se aborda el desarrollo en COMSOL Multiphysics de un modelo estándar de ensayo tribológico pin-on-disk, para obtener las propiedades de desgaste del material y su posterior optimización con MATLAB. Los estudios de tribología constituyen una tarea compleja, debido a la naturaleza multidisciplinar y estocástica de estos procesos, como la topografía de la superficie, el calor de fricción, reacciones químicas, etc. El modelo propuesto para el estudio analítico de desgaste es simple en geometría, se considera que el desgaste se produce en la parte del pin que entra en contacto con el disco. Se ha validado la simulación y el proceso mediante contrastación bibliográfica, con el objetivo de que el set-up del modelo físico pueda ser utilizado por la empresa, colaboradora en la tutorización de los TFMs del máster, una vez que se hayan recopilado los datos experimentales.
Simulación 3D del Comportamiento No Lineal en Transductor Electrodinámico de Baja Frecuencia
Curso 2020/2021
Alumno: Guillermo González Montañana
Tutor/es: Alejandro Cifuentes López y Rafael Serra Giménez
El objetivo es simular la eficacia refrigerante de una instalación de energía solar con un dispositivo disipador de calor acoplado en el anverso de los paneles fotovoltaicos (FV). Uno de los grandes problemas que tienen las instalaciones fotovoltaicas es la pérdida de rendimiento que se produce debida a las altas temperaturas alcanzadas durante su funcionamiento.

Simulación de la Transmisión de Calor en un Transductor Electrodinámico de Baja Frecuencia
Curso 2020/2021
Alumno: Pedro Adrián Roig Ortiz
Tutor/es: Joel Hernández Wong y Rafael Serra Giménez.
Abordamos el análisis de las no-linealidades inherentes a un altavoz de radiación directa, a través del diseño de una APP en COMSOL Multiphysics. Esta aplicación nos permite evaluar parámetros tales como la rigidez y el BI en función del desplazamiento, así como los parámetros lineales clásicos evaluados en este tipo de transductores. También analizamos la respuesta en frecuencia del altavoz.

Análisis del flujo de fluidos no-newtonianos en cabezales de impresión 3D
Curso 2019/2020
Alumno: Roberto Hernández Aguirresarobe
Tutor/es: Ricardo Torres Cámara, Joan Grau Barceló, Alejandro Cifuentes López y Lluís Jofre Cruanyes.
Este trabajo utiliza las herramientas de COMSOL Multiphysics para el estudio de flujos de materiales no-newtonianos a través de cabezales de impresión 3D, y se discuten las configuraciones generales que presenta para el estudio de este tipo de materiales. Además, se muestra la resolución del flujo del fluido no-newtoniano a través de una boquilla de impresión 3D por extrusión directa con materiales pseudoplásticos y geometría cónica.

Simulación de un dispositivo de refrigeración de paneles solares por disipación de calor
Curso 2019/2020
Alumno: Jorge Villena García
Tutor/es: Francisco Ángel Fernández Hernández
El objetivo es simular la eficacia refrigerante de una instalación de energía solar con un dispositivo disipador de calor acoplado en el anverso de los paneles fotovoltaicos (FV). Uno de los grandes problemas que tienen las instalaciones fotovoltaicas es la pérdida de rendimiento que se produce debida a las altas temperaturas alcanzadas durante su funcionamiento.

Análisis del comportamiento no lineal en un altavoz a través de una aplicación diseñada en COMSOL Multiphysics
Curso 2019/2020
Alumno: Rafael Serra Giménez
Tutor/es: Alejandro Cifuentes López.
Abordamos el análisis de las no-linealidades inherentes a un altavoz de radiación directa, a través del diseño de una APP en COMSOL Multiphysics. Esta aplicación nos permite evaluar parámetros tales como la rigidez y el BI en función del desplazamiento, así como los parámetros lineales clásicos evaluados en este tipo de transductores. También analizamos la respuesta en frecuencia del altavoz.

Simulación y optimización de un altavoz electro-dinámico diseñado para dispositivos inteligentes
Curso 2019/2020
Alumno: Lorenzo Aschieri
Tutor/es: Carlos David González Gómez.
En este trabajo simulamos el conjunto de las transformaciones electro-mecano-acústica en un altavoz de dos pulgadas. Típicamente, estos transductores se suelen emplear en los diferentes dispositivos inteligentes disponibles en el mercado, debido a las prestaciones requeridas para entornos residenciales de dimensiones pequeñas y medianas. Un compromiso optimizado entre coste y prestaciones puede asegurar el éxito de estos componentes.

Desarrollo y validación experimental de un modelo numérico y optimización de la tecnología de fusión VIM (Vacuum Induction Melting) para superaleaciones base níquel
Curso 2019/2020
Alumno: Pablo García Michelena
Tutor/es: Emilio Ruiz Reina
Nos centramos en el desarrollo de una herramienta numérica de modelización multifísica para los procesos de calentamiento y fusión por inducción en vacío; y validarla experimentalmente en una instalación experimental a escala semi-industrial en la Mondragon Unibertsitatea. Gracias al modelo desarrollado, es posible estudiar el efecto de cada parámetro del proceso en el fenómeno de inducción electromagnética e identificar aquellos con mayor relevancia, así como su interacción mutua.

Simulación de un ciclo de fatiga para la artroplastia total de cadera
Curso 2019/2020
Alumno: Nuno Eduardo Dias Gueiral
Tutor/es: Carlos David González Gómez.
El modelo creado es un ejemplo de la modelización numérica de la biomecánica de articulaciones humanas. En este caso, nos centramos en la unión entre la cadera y la pierna, que está sujeta a un mayor desgaste a lo largo de la vida del ser humano. Para ello, utilizaremos el método de elementos finitos operado por COMSOL Multiphysics.

Optimización de sistemas de transferencia por inducción
Curso 2019/2020
Alumno: Óscar García-Izquierdo Gango
Tutor/es: Miriam Ruiz Ferrández y Benjamín Ivorra.
El objetivo de este TFM es contribuir en el desarrollo de los sistemas de transferencia de carga inalámbrica. Para ello, se desarrolla una metodología de diseño basada en la simulación numérica del sistema inductivo y en la optimización del mismo mediante algoritmos avanzados.
Esta metodología permite encontrar la solución óptima a un problema concreto. Tanto la función a optimizar como las variables de control se van a definir de manera que sea sencilla su adaptación a otro problema con otras particularidades.

Diseño y optimización de una cámara de simulación de atmósfera espacial
Curso 2019/2020
Alumno: Álvaro Vizcaíno de Julián
Tutor/es: Ricardo Torres Cámara, Joan Grau Barceló, Alejandro Cifuentes López y Lluís Jofre Cruanyes.
Los simuladores de atmósfera espacial se utilizan para replicar en un entorno de laboratorio distintas condiciones espaciales, tales como la temperatura, presión o radiación. El objetivo de estos dispositivos es someter una muestra a condiciones espaciales y estudiar sus efectos. En el presente trabajo se estudia la viabilidad de refrigerar con gas nitrógeno, teniendo en cuenta que todos los elementos del sistema de refrigeración conectados al portamuestras deben ser flexibles. El trabajo describe la secuencia del estudio realizado con COMSOL Multiphysics hasta alcanzar la solución final.

Simulación de un ciclo de fatiga para la artroplastia total de cadera
Curso 2019/2020
Alumno: Nuno Eduardo Dias Gueiral
Tutor/es: Carlos David González Gómez.
Este documento tiene como finalidad describir el modelo elaborado en el TFM del presente Máster. El modelo creado se basa en un fenómeno físico que se puede modelar numéricamente utilizando el método de elementos finitos operado por COMSOL Multiphysics. El fenómeno físico modelado tiene su origen en la biomecánica de articulaciones humanas que están sujetas a un mayor desgaste a lo largo de la vida del ser humano, es decir la unión entre la cadera y la pierna.