En esta tesis se analiza experimental y numéricamente la transición a la turbulencia y la turbulencia desarrollada en flujos bidimensionales. Los flujos se fuerzan electromagnéticamente en una capa somera de fluido conductor confinada en un dominio cuadrado. En un caso, el forzamiento se aplica en una sola dirección horizontal para formar bandas de vorticidad de signo alternado (flujo de Kolmogorov). En un segundo caso, el forzamiento actúa en ambas direcciones y forma un arreglo de vórtices de signo alternado (flujo tipo Ajedrez). Ambos casos parten del reposo y evolucionan a un estado laminar que reproduce la configuración del forzamiento hasta desestabilizarse. Esta etapa es la de transición a la turbulencia. Después, los flujos entran en un régimen turbulento estadísticamente estacionario, que es la etapa de turbulencia desarrollada, donde se establece un balance entre la energía inyectada y la disipación debida a la fricción del fondo y la viscosidad lateral. La transición se cuantifica mediante parámetros de laboratorio y se muestra que su duración es casi independiente de la intensidad del forzamiento y del tipo de flujo. En la turbulencia desarrollada, el flujo tipo Kolmogorov presenta mayores escalas de movimiento y energía cinética que el de Ajedrez. A partir de cantidades integrales (la energía cinética E y la enstrofía Z) se determina las escalas características de longitud, ℓ_E ∼√E/Z, y velocidad, U_E∼ √2E, en cada experimento. La descomposición de Reynolds muestra que la energía fluctuante domina sobre la del flujo medio en ambos casos, siendo este dominio mayor en el arreglo tipo Ajedrez, lo que sugiere un campo más isotrópico. Ambos flujos experimentales se comportan esencialmente de forma bidimensional, lo cual se verifica por el cumplimiento de propiedades cinemáticas de la función de Okubo–Weiss, y la consistencia con simulaciones numéricas basadas en la ecuación de vorticidad bidimensional. La dinámica de fluidos geofísicos es predominantemente bidimensional a diferentes escalas, por lo que frecuentemente se estudia en el laboratorio con flujos como los aquí descritos. Los resultados de este trabajo contribuyen a mejorar el diseño de experimentos sobre turbulencia bidimensional, y plantea formas alternativas de caracterizarla.

This thesis analyses experimentally and numerically the transition to turbulence and the developed turbulence in two-dimensional flows. The flows are electromagnetically forced in a shallow layer of conductive fluid confined within a square domain. In one case, the forcing is applied in a single horizontal direction to form bands of alternating vorticity (Kolmogorov flow). In a second case, the forcing acts in both directions and forms an array of vortices of alternating sign (chessboard flow). Both cases start from rest and evolve into a laminar state that reproduces the forcing configuration until they become unstable. This stage is the transition to turbulence. Subsequently, the flows enter a statistically steady turbulent regime, which is the developed turbulence stage, where a balance is established between the injected energy and the dissipation due to bottom friction and lateral viscosity. The transition is quantified using laboratory parameters, and its duration is shown to be almost independent of the forcing intensity and flow type. In the developed turbulence, the Kolmogorov flow exhibits larger motion scales and kinetic energy than the chessboard flow. From integral quantities (kinetic energy E and enstrophy Z), the characteristic length scales,  ℓE ∼√E/Z, and velocity scales, UE∼ √2E, are determined for each experiment. Reynolds decomposition shows that the fluctuating energy dominates over the mean flow energy in both cases, with this dominance being greater in the chessboard arrangement, suggesting a more isotropic field. Both experimental flows behave essentially in two dimensions, as verified by their accordance with kinematic properties of the Okubo–Weiss function and their consistency with numerical simulations based on the two-dimensional vorticity equation. Geophysical fluid dynamics are predominantly two-dimensional at different scales, and are therefore frequently studied in the laboratory using flows such as those described here. The results of this work contribute to improving the design of experiments on two-dimensional turbulence and propose alternative ways to characterise it.