Las actividades mineras generan una elevada cantidad de residuos metálicos que contaminan el suelo ya sea química, física y/o biológicamente. Estos residuos pueden permanecer en el suelo por un largo plazo. Esta permanencia es especialmente grave en el caso de los compuestos inorgánicos como es el caso de los metales pesados, que no pueden ser degradados. Su persistencia, acumulación progresiva y/o su transferencia a las cadenas tróficas pone en riesgo a la salud humana, animal y la de los ecosistemas.La flora espontánea desarrollada en suelos contaminados por metales pesados han desarrollado unos mecanismos de tolerancia basados en: i) la exclusión, donde los metales son acumulados en las raíces de las plantas o en su rizósfera, restringiendo su transporte a la parte aérea (Fitoestabilización) y ii) la acumulación en la parte aérea mediante la translocación de metales desde la raíz y su posterior compartimentación (Fitoextracción).En el presente estudio se evalúa el potencial de la flora espontánea crecida en dos zonas mineras con diferencias contrastadas, tanto del punto de vista geográfico, climático, geológico y de flora. Las dos zonas estudiadas corresponden a: i) la mina polimetálica Carolina ubicada en Hualgayoc, Provincia de Cajamarca (Perú) y ii) la antigua explotación minera Les Masies, que yace abandonada desde los tiempos romanos, ubicada en Poblet, Provincia de Tarragona (España). Fueron encontrados elevados contenidos de metales pesados en suelos superficiales de la mina Carolina. En plantas, altas concentraciones de Pb y Zn fueron acumuladas en la parte aérea de las especies Plantago orbignyana, Lepidium bipinnatifidum, Baccharis latifolia, Senecio sp y Sonchus oleraceus. Mientras que Bidens triplinervia acumuló elevados contenido de metales en las raíces.En la mina Les Masies, el contenido de metales pesados superaron los valores background citados para la Provincia. En plantas, fueron encontradas concentraciones que superaron los valores normales como en el caso del Zn y Cu, en Polypodium vulgare, Ruscus aculeatus y Cistus salvifolius. Esta última especie acumuló elevados contenidos de Al en la parte aérea. Mientras que Dactylis glomerata, a pesar de que ha crecido en suelos con alto contenido de Cu, excluyó este metal impidiendo su entrada a la planta.Los resultados obtenidos en este estudio nos permiten proponer a la especie Plantago orbignyana como hiperacumuladora de Pb y Zn, a las especies Lepidium bipinnatifidum, Baccharis latifolia, Senecio sp y Sonchus oleraceus como hiperacumuladoras de Pb, por tanto se sugieren para futuros estudios de fitoextracción. Mientras que Bidens triplinervia se propone para estudios de fitoestabilización, por su capacidad de excluir metales en la raíz.Con respecto a las plantas procedentes de la mina Les Masies, se propone a Dactylis glomerata como exclusora de Cu y a Cistus salvifolius como hiperacumuladora de Al. El resto de las especies analizadas acumularon cantidades normales de metales pesados.Estos resultados son pioneros en el contexto de la fitorremediación de suelos degradados como producto de explotaciones mineras tanto en el área mediterránea, como en el páramo andino de Latinoamérica y es muy importante citar a especies que desde tiempos ancestrales se han usado con fines medicinales como es el caso de Plantago orbignyana y Baccharis latifolia. / Heavy metals are currently of major environmental concern. At large concentrations, they are harmful to humans and animals and tend to bioaccumulate in the food chain. Metal mine tailings are usually composed of fine grains with a poor structure, and have small amounts of nutrients and large concentrations of several trace elements. These mine tailings became potential sources of pollution due to wind and water erosion. Efforts to restore a vegetation cover can benefit stabilization, pollution control, and improve aesthetical aspects.The use of native plants for phytoremediation can be an useful option because these plants are better adapted to the environmental conditions of the region than plants introduced from other environments. Therefore, the search for native plants that are tolerant to heavy metals is of particular importance. Plants growing in metalliferous soils can be grouped into the following three categories: a) excluders, in which metal concentrations in the shoots are maintained at a low level up to a critical value across a wide range of soil concentrations; b) accumulators, in which metals are concentrated in above-ground plant parts from low to great soil concentrations; and c) indicators, in which the internal concentration reflects external levels. Hyperaccumulator plants are able to accumulate about 100 to 1000 times the metal concentrations as compared to normal plants growing in soils with background metal concentrations and are also characterized by a shoot-to-root metal concentration ratio, whereas non-hyperaccumulator plants usually have greater metal concentrations in the roots than in the shoots. We studied a top soil and spontaneous plants collected in Hualgayoc, which is a complex mining district in the Central Andes characterized by the influence of many superimposed geologic events and ore-forming processes and around to the old abandoned mine located in Poblet, Tarragona (Catalonia-Spain).

Un dels camps de la robòtica que estan despertant gran interès per part de la comunitat científica és el dels entorns multirobot. Aquest nom genèric inclou diferents tipus de sistemes amb característiques i problemàtiques força diferenciades. En aquest treball s'utilitza aquest terme per fer referència a cel·les robotitzades composades per més d'un robot treballant coordinadament, entès robot com braç manipulador. En aquesta tesis s'han abordat diferents aspectes relacionats amb la cinemàtica i el control de sistemes multirobot. Dins de la cinemàtica s'han estudiat en detall les característiques de l'espai del treball i les mesures de manipulabilitat dels sistemes multirobot. En aquesta línia s'ha proposat una nova metodologia per estudiar l'espai de treball del sistemes multirobot basada en els conceptes de figura destra i figura realitzable. Aquestes dues figures geomètriques generades a partir dels espais de treball individuals, permeten descriure l'espai de treball com la intersecció de figures geomètriques. Aquest interpretació permet dissenyar de forma intuïtiva cel·les multirobot en les que hi ha manipulació conjunta. La metodologia s'ha implementat en el cas de dos tipus de robots, SCARA, i PUMA.Dins els aspectes de dinàmica i control tractats en la tesi, cal diferenciar els referents a la dinàmica dels sistemes multirobot i els referents als sistemes en els que cadascun dels robots té un control de posició.En l'àmbit de la dinàmica pròpiament dita s'ha analitzat en detall la formulació en equacions algebraic diferencials (DAE) dels sistemes mecànics amb restriccions holònomes, cas genèric dins el que s'engloben els sistemes multirobot amb manipulació rígida d'objectes rígids. Aquesta formulació permet obtenir el comportament del sistema a partir de les equacions que descriuen el comportament individual de cadascun dels robots i dels conjunt de restriccions cinemàtiques que actuen sobre el sistema.En el cas dels robots amb control de posició, el comportament i el control presenten unes característiques totalment diferents. Per aquest tipus d'entorns s'han proposat, dos enfocs de control diferents: un basat en el control híbrid, i un altre basat en control d'impedància. En l'enfoc de control híbrid es descompossa el sistema en eixos sobre els que s'aplica control de posició i eixos en els que s'aplica control de força, aquests darrers corresponen a les forces internes. Aquest plantejament és totalment centralitzat, es a dir, hi ha un element central encarregat de controlar el comportament del sistema. Com a principal aportació dins aquesta línia, s'ha proposat una metodologia per identificar el comportament de les forces internes que actuen sobre el sistema.Com alternativa, al control híbrid s'ha desenvolupat un esquema de control basat en la imposició d'un comportament d'impedància en cadascun dels robots. Aquest plantejament és totalment desacoblat, és a dir cadascun dels controladors realitza la seva funció sense necessitat d'un intercanvi d'informació amb la resta de controladors. La principal aportació dins aquesta línia és que el comportament d'impedància s'ha plantejat sobre SE(3), el que fa que els comportaments obtinguts estiguin d'acord amb la topologia de l'espai de treball.La tesi finalitza amb una presentació de les principals conclusions i línies de treball obertes per treballs futurs. / One field in today robotics in which a lot of people are working is the one concerning multirobot systems. This generic name includes different kinds of systems, each one with its own characteristics and problems. In this work "multirobot system" refers to work cells composed by several robots working in a coordinated way. In this thesis several aspects related with kinematics and control of multirobot systems has been studied. Inside cinematic the workspace and manipulability measures for multirobots systems have been studied in detail. A new methodology to study multirobot systems workspace has been proposed, this approach is based on the dexterous figure and the reachable figure concepts. These two geometric figures are obtained from the individual workspace. A key issue in this new approach is the fact the multirobot workspace can be described as the intersection of several geometric figures, this introduces a new understanding which can be of great interest in the geometric design of multirobot workcell. This methodology has been used in the analysis and design of workcells composed by SCARA and PUMA robots.Inside dynamics and control aspects, the dissertation includes two different problems, one related with multirobot dynamics modeling and control and another related with control of multirobot systems where the different robots are position controlled.In the dynamic related aspects, a new formulation based on the formulation of robotic system with holonomic constraints as Diferential Algebraic Equation Systems (DAE). One particular case of this generic kind of systems is multirobot systems which rigidly manipulate a rigid object. This approach allows obtaining the system behavior from the dynamic equations describing the individual behavior and the set of equations describing the holonomic constrains over the systems.For the multirobot systems formed by position controlled robots, two different strategies have been proposed and tested in a real workcell. The first one is based on the hybrid control approach and the second one is based on the impedance control approach.The hybrid control approach decomposes the space in several axes, some of them are controlled in position and the others are force controlled. These force controlled axes are the ones related with internal force control. Hybrid control follows a centralized approach, so a central coordination element is needed. Inside this area a new methodology to identify and control the internal forces dynamics has been proposed.A different approach has been proposed, impedance control is based on defining an individual behaviour for each robot. This approach is decoupled by definition, in other works each robot do not need information from the other robots. Most important contributions inside this area, is the fact that the individual behaviour is defined over SE(3), this means that obtained movements are topologicaly coherent.The dissertation concludes with some conclusions and future works.

A partir de la invenció dels mètodes de generació (finals del segle XIX) i de la posterior posta a punt de les màquines adequades per a utilitzar-los, el dentat cicloïdal ha estat progressivament substituït pel dentat d'evolvent fins a tal punt que, exceptuant algunes aplicacions tradicionals (rellotgeria), podem dir avui dia que el primer ha esdevingut un objecte de museu.Les primeres eines emprades en la generació de dentats d'evolvent van adoptar l'angle de pressió de 14,5º: les raons semblen ser en part històriques (la forma del dentat que en resultava recordava el dentat cicloïdal i, en part de càlcul (el sin 14,5º és aproximadament 0,25, la qual cosa simplificava el càlcul). Les altures de cap i de peu eren iguals per facilitar la intercanviabilitat de les rodes generades, i la reducció del nombre d'eines. Aquestes eines, no obstant, donaven lloc a una interferencia important en la zona del peu de les dents quan s'intentava generar pinyons de poques dents.Aquest motiu, i l'exigència de capacitats de càrrega creixents, van conduir a buscar angles de pressió majors. Així doncs, l'eina més generalitzada avui dia és la de 20º, i comencen ja a ésser freqüents eines d'angles de pressió majors (22,5º, 25º i àdhuc superiors).La tècnica del desplaçament de perfil en la generació de les rodes dentades (o correcció de perfil) ha vingut a fer més flexible la utilització de les eines normalitzades.Entre els seus possibles efectes podem citar:Primer. Permet d'evitar la interferència en la generació dels pinyons de poques dents. Segon. Permet desplaçar la zona d'engranament, de la qual cosa en pot resultar un equilibrament entre la resistència de la dent del pinyó i la de la roda, així com la disminució del perill d'excoriació.Tercer. Permet realitzar rodes dentades que engranen segons un angle de pressió diferent del de l'eina. A la practica sempre es procura que sigui més gran, ja en resulten beneficiades les capacitats de càrrega de les dents i les pressions de contacte.Aquests avantatges, els quals es presenten en realitzar un desplaçament positiu (enfora) de l'eina (avantatges més acusats en el pinyó que en la roda), estan en compromís, però, amb la disminució del recobriment.El present treball ha tingut com a punt de partida la constatació que l'angle de pressió ha anat evolucionant al llarg del temps vers a valors superiors al llarg del temps.En un principi, doncs, ens proposàvem estudiar fins on era possible seguir aquesta tendència i quins eren els valors òptims d'aquest paràmetre.En abordar l'estudi, ens hem vist obligats a generalitzar el problema: hem prescindit de les eines normalitzades i del concepte de desplaçament. Ha calgut, doncs, fer una anàlisi dels paràmetres independents, reelaborar les expressions que relacionen els diferents paràmetres de l'engranatge i establir les expressions que tradueixin els límits intrínsecs de l'engranatge (interferències de funcionament, recobriment mínim, joc de fons, etc.): aquest és el tema del capítol 1.Un altre aspecte en el qual hem hagut de parar una especial atenció ha estat en l'elecció dels criteris de prevenció dels deterioraments: molts d'ells inclouen simplificacions respecte a les premisses inicials de càlcul, adaptades a l'eina de 20º. Haches és el tema dels capítols 2 al 6. El capítol 7 tracta de l'estimació de l'energia dissipada, aspecte complementari al present treball.Els capítols 8 i 9 estableixen els criteris d'optimització, i el capítol 10 ofereix les conclusions més sobresortints del treball. Respecte a aquestes últimes ens sembla interessant comentar dos aspectes:Primer. El càlcul habitual de la geometria d'un engranatge generat per una eina normalitzada sols es preocupa que el recobriment no sigui inferior a una certa cota mínima a base de fer una comprovació a posteriori. En el present treball hem tractat el coeficient de recobriment com una variable independent i, en conseqüència, en podem elegir el seu valor com a dada de partida.Segon. La conclusió principal de la tesi és la següent: el veritable límit absolut de la capacitat de carrega de l'engranatge des del punt de vista dels deterioraments estudiats (ruptura per fatiga, picadures i excoriació), té lloc quan tant la dent del pinyó com de la roda arriben a tenir un gruix de cap nul (límit de punta de la dent); donat que la practica confirma que les dents de un gruix de cap excessivament petit sofriesen un deteriorament de la punta, ens veiem inclinats a pensar que cal prendre un cert valor prudencial mínim per a aquest gruix.Per tant, les conclusions d'aquest treball condueixen a una altra investigació: quin és el gruix mínim de cap prudencial per tal que no es produeixi el deteriorament de la punta de la dent? / After the invention of different generation methods for cutting gear teeth (at the end of the nineteenth century) and the consequent development of suitable machines to carry out these methods, the cycloidal profile began progressively to be replaced by the involute profile. Today, excluding some traditional applications (e.g., watchmaking), the former profile has become a museum object.The first tools used in gear generation adopted the pressure angle of 14.5º. The reasons for this choice seem to have been partly historical (the shape of the resulting involute teeth, remembering the cycloidal ones) and partly for purposes of simplifying the calculus (the sine of 14.5º is nearly 0.25). To facilitate the interchangeability of gears and reduce the number of tools, the addendum and dedendum tooth heights were taken as equal. However, these tools induce important interferences in the pinion feet of a reduced number of teeth.The aforementioned reasons, and the demand to increase load capacities, led to the adoption of greater pressure angles. Hence, nowadays more generalised tools adopt the 20º profile angle, and the greater pressure angles of 22.5º and 25º (and even greater ones) become more frequent.The technique of profile shift in gear tooth generation gives flexibility in the usage of standardized tools. Some of the possible effects of the use of profile shift are:a) It avoids interferences during generation of pinions with a small number of teeth.b) It moves the path of contact, which can result in a balancing of pinion and wheel tooth stress and a diminishing of the scoring risk.c) It creates toothed wheels that mesh with a pressure angle different from that of the tool. In practice, usually, we do it greater because we obtain an improvement on tooth strength and contact pressure.However, it is necessary to establish a trade-off between the advantages of a positive (outside) profile shift (more important in the pinion than in the wheel) and the diminishing of the contact ratio.In spite of the interest of profile shift technique of standard tools, we note that simultaneously modifying several tooth parameters of generated gears (dedendum, maximum addendum, tooth thickness, etc.) restricts the possibilities of gear optimization.This dissertation starts by confirming that the profile angle has increased over time.First, we determined up to what degree it was possible to follow that tendency to establish the optimum values of this parameter.In the course of our work, we saw the convenience of generalizing the problem, disregarding the standardized tools and the concept of profile shift. We found it necessary to analyse the independent parameters, reelaborate the equations that refer to the gear parameters and establish the expressions that translate the intrinsic limits of meshing (functional interferences, minimal gear ratio, radial foot clearance, etc.). This is set out in Chapter 1.Another aspect that demands special attention was selection of the criteria for preventing failures. Some of these criteria include simplifications to respect the initial premises adapted to 20º tools. This is set out in Chapters 2 to 6. Chapter 7 then deals with the dissipation of energy, a complementary aspect in this work.Finally, Chapters 8 and 9 establish the optimization criteria, and Chapter 10 presents the dissertation's conclusions. In relation to these conclusions, it is useful to comment on two aspects:First, when we determine the geometry of spur gears to be generated by a standardized tool, we make a later verification specifically for the purpose of checking to see if the gear ratio reaches a certain minimum value. The present work considers the gear ratio to be an independent variable that has been chosen as a datum.Second, the main conclusion of this work taking into consideration tooth breakage, pitting, and scoring failures is that the true limit of load capacity in spur gears corresponds when the tip tooth thickness for the pinion and the wheel simultaneously become zero (end limit). However, a prudential minimum number for this parameter must be accepted, since practice shows that an excessively narrow tip tooth thickness will suffer damage.Hence, the conclusions of the present dissertation lead to new research dealing with the minimum tip tooth thickness. We must do this in order to keep the tooth tip from failing.

Tanto las problemáticas de la actual urbanística metropolitana, así como su confrontación con las nuevas temáticas que caracterizan la ciudad contemporánea se han convertido en el principal campo de reflexión de la presente investigación. En tal sentido, destaca la referencia y crítica a los principales componentes de transformación urbana en el panorama de la ciudad postindustrial, derivada de los nuevos modelos económicos, del incremento de movilidad y, sobre todo, el desarrollo e implementación de sistemas de redes que hoy obligan a la definición de nuevas formas de organización territorial. En esta coyuntura se encuadra el consumo, en el que, ampliado en términos conceptuales, se incluyen nuevos hábitos asociados al incremento de tiempo libre y a la demanda de diferentes formas de ocio y cultura. Sobre éstas se definen aspectos innovadores en cuanto a las tipologías urbanas y articulaciones territoriales. El objeto de estudio refleja así la globalidad de estas inquietudes, y se impone en el encuadre de la especificidad del contexto europeo, y de las diversas contingencias que han marcado la adhesión a la Unión Europea, en las cuáles el contexto portugués y el universo ibérico han sobresalido significativamente. Dentro de este contexto, se ha elegido el Área Metropolitana de Lisboa como territorio ideal para el estudio y confrontación de dichas reflexiones, ya sea por englobar realidades contrastantes que permiten el análisis y comprensión de diversos factores de transformación interna en cada una de sus áreas, como por el carácter de un todo cada vez más complejo, sobre el cual se diseña la posibilidad de articular a gran escala futuros desarrollos. Dicho objeto de estudio se concretiza por la aproximación específica de tres grupos distintos a los cuáles se asocian estrategias de reorganización muy diferenciadas: la rehabilitación de los centros, la recalificación de las periferias y la revalorización de las zonas de valor paisajístico natural. Subyacente a esta elección, sobresalen como aspectos fundamentales tanto, el rasgo común de encuadre en el sistema de red urbana sobre el cuál se constituye el Área Metropolitana de Lisboa, como las diversas estrategias de reorganización en las cuáles el consumo se elige como fundamento omnipresente de caracterización.De esta forma, teniendo como punto de partida la inquietud que involucra el ámbito específico de la estrategia contemporánea del consumo, proyectada en el plano de la reorganización territorial de los sistemas metropolitanos y en especial del Área Metropolitana de Lisboa, la aproximación se define por una prospección crítica y reflexiva sobre su condición actual. En ese sentido, la temática de WWW.CIUDAD.CONSUMO - El impacto de las redes de consumo en la reorganización territorial del Área Metropolitana de Lisboa, se propone como una contribución para la discusión y el entendimiento de la urbanística metropolitana en su desarrollo y caracterización actual.En síntesis, esta investigación sobre el impacto de las redes de consumo en la reorganización del espacio urbano contemporáneo, aplicada a la realidad específica del Área Metropolitana de Lisboa, se demarca por la pluralidad y complementariedad de las diversas acciones. De esta forma, tanto las revisiones de conceptos, como las estrategias delineadas y las situaciones de expectativa abordadas en cada una de las fases de investigación, dejan abierta esta compleja problemática. En este sentido, la pesquisa, se asume como una contribución, como punto de partida, tanto en la discusión de nuevos conceptos, en la clarificación de nuevas ideas, como en el establecimiento de nuevas hipótesis.

Hasta mediados del siglo pasado, el transporte de mercancías por vía marítima se realizaba en lo que se conoce como transporte de mercancías en régimen de carga general. Para ello se utilizaban los clásicos buques mercantes con tres, cuatro o cinco bodegas de carga con los correspondientes entrepuentes para estibar las mercancías. Estos buques estaban provistos de puntales y grúas para realizar las operaciones de carga y descarga en los distintos puertos de escala.En la decada de los años 50, a partir de la introducción del contenedor como unidad de transporte, es cuando el transporte de mercancías por vía marítima da un importante vuelco; aparecen los buques portcontenedores, en la actualidad con capacidades de porte de hasta 8000 contenedores, y todo ello en detrimento del transporte de mercancías en régimen de carga general, hoy en día en vías de desaparición. Contenedores de distintas clases se utilizan para transportar cualquier tipo de mercancías a cualquier parte del mundo por vía marítima, ferrocarril o carretera en lo que se conoce como transporte multimodal.La presente tesis, estructurada en cinco capitulos, se basa en el estudio de las averías o daños provocados a las mercancías transportadas en el tipo de contenedor dry box de 20' o 40'. Si bien son múltiples las ventajas aportadas al transporte de mercancías con la aparición del contenedor, también es cierto que en ocasiones estas mercancías son entregadas al receptor dañadas por causas de diversa índole. Las consecuencias inmediatas a la recepción de mercancias dañadas son las reclamaciones de los receptores a los transportistas vía compañias de seguros.Es el estudio de los puntos débiles de los contenedores dry box de 20 y 40' a partir de la investigación, trabajo de campo y análisis de los resultados de un proceso estadístico en el cual se han valorado más de 2000 daños provocados a contenedores, lo que finalmente aporta las conclusiones y soluciones prácticas con el fin de intentar minimizar los daños provacados a las mercancías durante las distintas fases del transporte multimodal.

La vegetación siempre ha sido un elemento importante en la arquitectura, no sólo para satisfacer una necesidad estética, sino como elemento esencial para determinar el ambiente físico inmediato, ya sea como vallado, protección visual, acústica, contra el viento, la lluvia o el sol.Es frecuente encontrar en la arquitectura vernácula, ejemplos de cómo el hombre ha diseñado su hábitat creando un microclima en su entorno, empleando la vegetación para manipular los elementos climáticos.Sin embargo en la actualidad, la vegetación, la topografía del terreno y los cuerpos de agua, están siendo usados básicamente, con propósitos estéticos, utilitarios y recreativos, en la mayoría de los casos, el impacto que tendrán estos elementos, en el microclima, el confort humano y los aspectos energéticos, se toman en cuenta más de una manera intuitiva, que analizando el problema a fondo.El propósito de este trabajo es analizar el uso de la vegetación como elemento para la modificación del microclima, interpretando y poniendo los resultados de este análisis en un lenguaje arquitectónico, de tal manera que el diseñador tenga las herramientas para poder evaluar cualitativa y cuantitativamente el desempeño de la vegetación como sistema de climatización, tomando en cuenta sus características de ser vivo que la hacen más interesante.La hipótesis de este trabajo es que la vegetación tiene propiedades físicas y fisiológicas, que la hacen susceptible de ser utilizada como un sistema de climatización natural, de tal manera que si se combinan los diversos elementos vegetales, sería posible modificar el ambiente exterior a escala microclimática.Al concluir el presente estudio, se cumplió con las siguientes metas:1. Se identificaron y evaluaron los fenómenos de transferencia de calor y masa, que tienen lugar en la relación vegetación - microclima y seestablecieron sus efectos sobre el confort del ser humano en espacios exteriores 2. Se identificaron sistemas y elementos vegetales que permiten controlar el entorno climático teniendo a la vegetación como su principal componente.3. Se definieron de pautas de diseño para el uso de la vegetación en el control microclimático, tanto en el ámbito urbano como arquitectónico 4. Se desarrollaron herramientas, que permiten al arquitecto, evaluar y dimensionar los distintos elementos vegetales de acondicionamientoambiental 5. Se desarrolló un método de diseño, que permite la interacción de la arquitectura con otras disciplinas y facilita la toma de decisiones desde las primeras etapas de diseño de un espacio exterior. / Vegetation has been considered an important architectonic element, not only for aesthetics propose, but as an element to define the surrounding environment like a fence, visual screen or wind, acoustic rain or solar obstruction.Frequently one can find many examples of vernacular architecture where vegetation has been used to modify climatic elements around dwellings.Nevertheless, actually architects consider vegetation, as well as other landscape elements like water bodies or topography changes, only with aesthetic, recreational or functional proposes, most of the time, the impact of landscape elements on microclimate, human thermal comfort, or energy issues of adjacent buildings, are considered intuitively but not analysing the problem in deep.The propose of these work is to analyze the possibilities of using vegetation to modify microclimates of outdoor spaces. Interpreting the result in an architectural language, thus designer can have tools to design and evaluate the performance of vegetation as a environmental conditioning system, taking in to account its characteristic of living elements.As a conclusion of the study, the following goals were reached:1. Mass and heat transfer phenomena, were identified in vegetated outdoor spaces, stabilising its effects on human thermal comfort 2. Vegetal elements that can be used to modify and control microclimate were identified 3. It has been developed tools for architects and landscape designers to dimension and evaluate environmental performance of vegetal elements 4. A design method that encourage interaction between architecture and other expertises, since early design stage of an out door space.

La Tesis se enmarca en la dinámica, extensión y transformación de las periferias urbanas en las Áreas Metropolitanas, especialmente referidas al modelo europeo. Estas transformaciones demográficas, socioeconómicas y de usos del suelo, en las que intervienen los diferentes agentes transformadores, presentan potencialmente dinámicas diferenciales dentro de estos mismos marcos periféricos. De la misma forma, las características de estos marcos territoriales de carácter supralocal, así como la composición de su población, caracterizada por la diversidad, conforman mapas mentales, sentimientos de pertenencia y percepciones de las transformaciones territoriales diferentes a las establecidas por los estudios de percepción de la ciudad.El territorio estudiado es la Comarca del Baix Llobregat, comarca metropolitana que se encuentra en el ámbito de influencia de la ciudad de Barcelona. El análisis de un sector de esta comarca, formado por 8 municipios, el Sector Central, aporta conclusiones de detalle. El periodo analizado es el que va entre 1975-1990, años que engloban la etapa de crisis económica y de estabilidad migratoria, y los primeros años de recuperación económica. La sectorización de la comarca en diferentes funciones económicas y estructuras demográficas, por efecto del proceso económico anterior, presentaba potencialmente, en esta etapa cronológica, un comportamiento diferencial de sus sectores territoriales, así como una diferenciación en los modelos de mapas mentales y en la percepción del territorio.Así, los resultados sitúan a los municipios de menor tamaño demográfico, con más zonas de segunda residencia y con más suelo calificado como no urbanizable, como los más dinámicos en su crecimiento demográfico, en su actividad constructora y en su proceso de terciarización de base. Asimismo, presentan los mayores incrementos de participación económica. Esta dinámica diferencial quita validez al factor distancia como factor de localización determinante en esta comarca, y rompe de forma global el modelo de crecimiento establecido en la década de 1960.Esta dinámica ha supuesto también importantes transformaciones en los usos del suelo. Por un lado se consolida la división económica del territorio, establecida anteriormente, con la extensión de las zonas industriales que ocupan los suelos de secano y regadío; con el crecimiento de los núcleos urbanos y de las urbanizaciones, que ocupan suelo de secano y bosque, conformando los ejes de crecimiento del continuo urbano metropolitano; y con la continua reducción del suelo agrícola que marca una tendencia a la marginalidad al ser ocupado por la industria, por el suelo urbano y por las redes viarias. Este proceso se ve reforzado por el incremento de las infraestructuras viarias y de servicios, y por los Planes Generales de Ordenación Municipal que consolidan a este territorio como área al servicio de la expansión metropolitana.Los mapas mentales y la percepción de este territorio aportan una sectorización de la comarca como espacio vivido diferente a la conformada por la dinámica económica. Entre otras aportaciones, los municipios se presentan como los elementos de legibilidad más importantes de estos territorios periféricos. Este hecho se da dentro de una ausencia de elementos y factores potentes que estructuren y de identidad a este territorio supralocal. La unidad de territorio percibido es el "sector", definido por una agrupación de municipios (no suele coincidir consus términos municipales) con centro en el municipio de residencia, desde el que se manifiesta un sentimiento de diferenciación del "centro", al que se asocien principalmente valores topofóbicos, y se potencia la identidad "periférica" con valores topofílicos. De forma global, la comarca se percibe como un territorio dividido en diferentes sectores territoriales por diversos factores y elementos. Este hecho se correlaciona con la falta de identidad de la comarca, para lo cual se aportan algunas soluciones, y con un desconocimiento de la globalidad de su territorio.Se apuntan además diferencias significativas con los estudios de percepción urbana y se establecen importantes correlaciones entre percepción, nivel económico, nivel de estudios y tamaño del municipio de residencia. Las transformaciones son poco percibidas, considerando a la industria y a los usuarios como los principales agentes transformadores. La mayor percepción de las transformaciones se asocia al tiempo de residencia y a la perspectiva histórica, hecho que lo relaciona con la edad de los residentes. Este hecho, entre otros, sitúa al territorio como un soporte relacional, en función de las necesidades de los habitantes, y vivido de forma poco crítica.Finalmente, el estudio de percepción del territorio comarcal nos aporta el constructo cognitivo colectivo sobre el Baix Llobregat, que agrupado en los tres bloques de conocimientos a) Hechos, conceptos y sistemas de conceptos. b) Procedimientos. c) Valores, actitudes y normas nos sirve para establecer una didáctica fundamentada en los conocimientos previos y orientada hacia un aprendizaje significativo. / This work deals with the dynamic of extension and transformation of the urban peripheries in metropolitan areas referring especially to the European pattern, as well as with the studies of territorial perception of supralocal settings.The territory studied is "El Baix Llobregat", an area within the Metropolitan Area of Barcelona. The period under analysis is between 1975 and 1990. These years comprise the time of economic crisis and migratory stability, as well as the first years of economic recuperation.According to the results, the municipalities of smaller demographic size, with more second residence areas and more green belt areas, are the most dynamic in their demographic expansion, in the building-up activity and in the growth of tertiary sectors, having the greatest rise in economic participation. This distinctive dynamic breaks down the pattern of growth established in the 60s.The transformation of the rural, industrial and urban ground as a synthesis of the economic activity has consolidated the economic division of this peripheral territory established in a preceding phase. The territory keeps on with its function in the service of the metropolitan decentralization, which on the other hand generates a process of territorial homogenization.The demographic and economic configuration left by the preceding economic dynamic seemed bound to give distinctive behaviours in the different sectors in the chronologic stage under study. Likewise the regional setting appeared to offer few legibility and identity elements to its inhabitants.The perception of this supralocal territory and of its transformation brings important differences regarding the urban studies in what concerns the elements of legibility and of cohesion, the topophilic and topophobic factors of identity, and the feelings of belonging. Some correlations are established among these factors and the economic level, the cultural level and the size of the town of residence among other variables. Finally the relation between perception and territorial reality is directly correlated with the time of residence and with the historical perspective of the transformations.

Water delivery systems usually work in continuous way based on some prescribed flow conditions and user's needs . However there are situations in which abrupt changes in the operating conditions must be carried on. Typical examples are the alternative closing of a canal system during the non-demand periods to save water for other purposes as energy production, and the closure of a canal due the danger of water pollution in the supplier river. Closure of a canal means setting zero flow conditions by closing the gates along the canal, while maintaining specific water levels under the maximum allowed value. The closure operation requires a progressive and well planned set of actions to avoid overtopping and cracking in the canal lining, which can involve both economic and environmental issues. The opening operation involves restarting the canal to its normal operating condition from zero flow condition. This thesis is devoted to develop a supervised decentralized predictive control strategy for solving the problems related to the closure and opening operations of canal systems. The evaluation is fulfilled by means of numerical simulation on two cases of study in a variety of operating scenarios. The strategy is also experimentally validated through real-time implementation in a laboratory canal available in the Technical University of Catalonia (canal PAC-UPC). The control strategy has been developed in a two-level architecture: (i) a set of individual decentralized downstream water level predictive controllers, which are formulated via an optimal control problem under dynamic constraints and implemented by upstream local gates; and (ii) a supervising level to achieve the compromise of fast execution with smooth gate trajectories and water level regulation, even in the presence of disturbances. The simulation and real-time implementation scenarios have demonstrated that the proposed strategy is convenient for closure and opening of irrigation canals. Problems presented when the canal closure operations are not managed properly, such as overtopping, have been avoided in all the scenarios. / Los canales de riego usualmente trabajan en forma continua bajo unas condiciones de flujo prescritas y acorde a las necesidades de agua de los usuarios. Sin embargo hay situaciones en las cuales se presentan cambios abruptos en las condiciones de operación. Un típico ejemplo es la alternativa de cierre durante los periodos de inactividad de los regantes. Dicho cierre tiene por objeto el ahorro de agua para otros propósitos, como puede ser la producción de energía. Otro ejemplo es la necesidad de cierre de un canal ante la presencia de un vertido de contaminantes aguas arriba en la fuente abastecedora de agua. El cierre de un canal requiere cerrar de forma progresiva y suave las compuertas de todo el canal, evitando desbordamientos y manteniendo unos calados de seguridad en los diferentes tramos del canal hasta llegar a una condición de caudal cero. La violación de los calados máximos puede producir inundaciones y pérdidas de agua innecesarias. La reducción de los niveles de agua por debajo de los calados mínimos permitidos puede causar daños en la estructura física del canal. Esta tesis se centra en el desarrollo de una estrategia de control predictivo descentralizado supervisado para gestionar de forma automática las operaciones de cierre y apertura de canales de riego. La evaluación de la estrategia se lleva a cabo mediante la simulación numérica en dos casos de estudio. Dicha evaluación se completa mediante experimentos en tiempo real realizados en un canal de laboratorio existente en la Universitat Politècnica de Catalunya (canal PAC-UPC). La estrategia de control se ha desarrollado con una arquitectura de dos niveles: (i) un conjunto de controladores individuales descentralizados para el control de niveles de aguas abajo, cuya formulación se plantea como un problema de control óptimo con restricciones dinámicas; y (ii) un nivel de supervisión encargado de alcanzar el compromiso de una ejecución rápida del proceso de cierre (o apertura) con movimientos suaves de compuerta y de una regulación de los niveles de agua dentro de los márgenes de consigna, incluso en presencia de perturbaciones. Tanto los escenarios de simulación como los de implementación en tiempo real, han demostrado que la estrategia propuesta en esta tesis es satisfactoria para operaciones de cierre y apertura de canales de riego. En efecto, la estrategia de control ha sido capaz de evitar problemas, como por ejemplo el desbordamiento, que se presentan cuando la operación de cierre de un canal no se realiza adecuadamente.

This thesis is based on the implementation of a computational system to numerically simulate the interaction between a fluid and an arbitrary number of rigid bodies. This implementation was performed in a distributed memory parallelization context, which makes the process and its description especially challenging. As a consequence, for the sake of descriptive precision and conceptual clarity, a new formal framework using set theory concepts is developed. The fluid is discretized using a non body-conforming mesh and the boundaries of the bodies are embedded in this mesh. The force that the fluid exerts on a body is determined from the residual of the momentum equations. Conversely, the velocity of the body is imposed as a boundary condition in the fluid. In this context, two new approaches are proposed. To account for the fact that fluid nodes can become solid nodes and vice versa due to the rigid body movement, we have adopted the FMALE approach, which is based on the idea of a virtual movement of the fluid mesh at each time step. A new method of interpolation is adopted inside the FMALE implementation in order to improve the results. The physics of the fluid is described by the incompressible Navier-Stokes equations. These equations are stabilized using a variational multiscale finite element method and solved using a fractional step like scheme at the algebraic level. The incompressible Navier-Stokes solver is a parallel solver based on master-worker strategy. The bodies can have arbitrary shapes and their motions are determined by the Newton-Euler equations. The contacts between bodies are solved using impulses to avoid interpenetrations. The time of impact is determined implementing a dynamic collision detection algorithm. As far as the parallel implementation is concerned, the data of all the bodies are shared by all the subdomains. To track the boundary of the bodies in the fluid mesh, computational geometry tools have been used. / Esta tesis se basa en la implementación de un sistema computacional para simular numéricamente la interacción entre un fluido y un número arbitrario de sólidos rígidos. La implementación se llevó a cabo considerando un ambiente de programación paralelo con memoria distribuida, lo que convierte al proceso y a su descripción en un reto importante. Como consecuencia, para una descripción conceptual clara y precisa, un nuevo marco formal se desarrolló utilizando los conceptos de la teoría de conjuntos. El fluido se discretiza utilizando una malla no conforme donde las mallas de contorno de los sólidos rígidos están embebidas. La fuerza que el fluido ejerce sobre un sólido se determina en base al residuo de las ecuaciones de conservación del momento. En cambio, la velocidad del sólido se impone como una condición de contorno en el fluido. En este contexto, en el marco de los métodos de malla de contorno embebidos, se proponen dos nuevas aproximaciones. Para resolver el problema que se plantea cuando un número dado de nodos que pertenecían al fluido se convierten en nodos que pertenecen al sólido y viceversa debido al propio movimiento de los sólidos, hemos adoptado la aproximación conocida como FMALE, la cual se basa en la idea de un movimiento virtual de la malla que discretiza al fluido a cada paso de tiempo. Un nuevo método de interpolación se implementó dentro del método FMALE para mejorar los resultados obtenidos. La física del fluido se describe mediante las ecuaciones de Navier-Stokes. Estas ecuaciones se estabilizaron utilizando el método variacional multiescala de los elementos finitos y se resolvieron utilizando un esquema similar al de los de paso de tiempo fraccionado. En general, los sólidos pueden tener formas arbitrarias y sus movimientos se describen mediante las ecuaciones de Newton-Euler. Los contactos entre sólidos se resuelven usando impulsos para evitar interpenetraciones. El tiempo de contacto se determina implementando un algoritmo de detección de colisiones dinámico. En paralelo, los datos de todos los sólidos se comparten entre todos los subdominios. Sin embargo, para tratar los contornos de los sólidos dentro de la malla no conforme que discretiza el problema, varias herramientas computaciones han sido usadas para reducir el tiempo de ejecución

Cementitious materials are used to condition or stabilise waste and to build infrastructure in disposal sites. Moreover, they are envisaged to form part of engineered barrier systems as container, backfill or liner materials in radioactive waste disposal concepts. In the event of contact with water, contaminants dissolve and their mobility is influenced by the employed cementitious materials. Therefore, sound understanding of the interactions between contaminants and degrading cementitious materials in flowing water is essential for safety assessment. The aim of this study was to identify the processes affecting retention of caesium, nickel and selenium on Hardened Cement Paste (HCP) during its degradation, from sane to severely degraded states. The focus was put on the underlying mechanisms and possible remobilisation of previously retained contaminants due to the changing composition of the HCP. Caesium, as Cs(I), nickel, as Ni(II) and selenium, as Se(VI), were chosen because they are considered as safety relevant radionuclides for nuclear waste disposal, represent different chemical characteristics and their stable isotopes can be used in experiments. To address shortcomings of previous studies in this field a combined approach was developed. First, a previously used thin-layer flow-through reactor was adapted and improved for the needs of studying contaminant retention and release during degradation of the multiphase material HCP. Second, retention and degradation were studied in equilibrated batch systems as well. Regarding degradation of HCP the following results were obtained: (1) The thin-layer flow-through setup was established for degradation of HCP at far-from-equilibrium conditions and a number of relevant experimental data were obtained. (2) A kinetic degradation model satisfactorily reproduced experimental results on HCP degradation. For this, a set of dissolution rate constants of cement phases was optimised which can also be used for other modelling studies. (3) The same model also satisfactorily reproduces results from experiments with different aqueous CO2 concentrations and with different solution types, i.e. synthesised granitic groundwater (GG water) and deionised (DI) water. (4) When quantitatively comparing different solution types, degradation of HCP equilibrated with GG water is stronger than after equilibration with DI water, due to higher aqueous CO2 concentration. Further, the effects of carbonate buffering and carbonation on HCP at far-from-equilibrium conditions were identified and quantified. (5) Four characteristic stages of HCP degradation in flow-through conditions were classified, taking into account carbonate buffering effects. The different stages can be discerned on-line by measurement of pH, Ca and Si concentrations in outflow solutions. Regarding retention of Cs, Ni and Se(VI) in HCP conditioned systems the following results were obtained: (1) Caesium and selenate distribution coefficients were determined in equilibrated systems at different degradation states of HCP. (2) Caesium and selenate retention was quantified at flow conditions during continuous degradation of HCP in DI and GG water and likely retention mechanisms were narrowed down.(3) In the case of nickel, the solubility limiting phases formed in presence of HCP were identified at different degradation states. (4) The formation of a so far non-described nickel-silicate-hydrate was observed in the more degraded system at pH around 11.6. (5) The influence of different aqueous CO2 concentrations on Cs, Ni and Se(VI) retention was demonstrated to be minor. This study showed that the persistency of contaminant retention by adsorption in degrading cementitious systems is not only a question of distribution coefficients at different degradation states, but also a question of how fast these degradation states are reached. / Los materiales cementosos son usados para acondicionar y estabilizar los residuos, así como para construir las infraestructuras de los almacenes en los cuales son depositados. Dichos materiales están concebidos para formar parte de las barreras de ingeniería para residuos radiactivos. En el caso de contacto con el agua, los contaminantes presentes en los residuos se disolverán y su movilidad se verá afectada por los materiales cementosos utilizados. Por lo tanto, un profundo conocimiento de las interacciones entre los contaminantes y los materiales cementosos degradados por el agua corriente es esencial para evaluar la seguridad de los almacenes de residuos. El objetivo del estudio fue la identificación de los procesos de retención que afectan al Cs, Ni y Se durante la degradación del cemento endurecido (CE), desde estados sanos hasta estados de degradación elevados. El foco fue puesto en los mecanismos subyacentes y en la posible removilización de los contaminantes, previamente retenidos, debido a la cambiante composición del CE. Se desarrolló un enfoque combinado: Por un lado, se adaptó un reactor de flujo de capa fina, para abordar las necesidades requeridas en el estudio de la retención y la liberación de los contaminantes durante la degradación del material de CE multifase. Por otro lado, los procesos de retención y degradación fueron también estudiados mediante el uso de sistemas de tipo ¿batch¿. Con respecto a la degradación de CE se obtuvieron los siguientes resultados: 1) Se estableció la configuración de flujo continuo en capa fina para la degradación del CE en condiciones alejadas del equilibrio. 2) Los resultados experimentales obtenidos para la degradación del CE fueron reproducidos mediante un modelo de degradación cinética. Para ello, se optimizaron un conjunto de constantes de velocidad de disolución de las fases de cemento, las cuales también pueden ser utilizadas para otros estudios de modelización. 3) El mismo modelo también reprodujo, satisfactoriamente, los resultados de experimentos realizados con diferentes concentraciones acuosas de CO2 y con dos tipos de agua, la subterránea granítica (SG) y la desionizada (DI). 4) Se demostró una mayor degradación del CE cuando está equilibrado con agua SG comparado con agua DI. Este efecto es debido a una mayor concentración acuosa de CO2 en el agua SG. Además, se identificó y cuantificó el efecto tampón del carbonato y de la carbonatación del CE en condiciones alejadas del equilibrio. 5) Se clasificaron cuatro etapas características de la degradación del CE en condiciones de flujo continuo, teniendo en cuenta los efectos del tampón carbonato. Las diferentes etapas se pueden distinguir durante el experimento mediante la medición del pH y de las concentraciones de Ca y Si en la solución a la salida del reactor. Con respecto a la retención de Cs, Ni y Se(VI) en sistemas acondicionados con CE se obtuvieron los siguientes resultados: 1) Se determinaron los coeficientes de distribución de Cs y Se(VI) en sistemas equilibrados a diferentes estados de degradación. 2) Se cuantificó la retención de Cs y Se(VI) en condiciones de flujo durante la degradación continua de CE en agua del tipo DI y SG, y los posibles mecanismos de retención se acotaron. 3) En el caso del Ni, se identificaron las diferentes fases limitantes de la solubilidad formadas en presencia del CE a diferentes estados de degradación. 4) Se observó la formación de un silicato de níquel hidratado, no descrito hasta la fecha, en el sistema más degradado con un valor de pH alrededor de 11.6. 5) Se demostró que la influencia de diferentes concentraciones acuosas de CO2 en la retención de Cs, Ni y Se(VI) es mínima. Este estudio ha demostrado que la persistencia de la retención de contaminantes, atribuida a la adsorción, no es sólo debida a los coeficientes de distribución a diferentes estados de degradación, sino que depende también de la velocidad a la cual los diferentes estados de degradación son alcanzados