Submitted by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-13T18:02:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Kamyla da Silva Pereira Amorim versão final corrigida .pdf: 1176170 bytes, checksum: 350407c4efa4b14f8542687033cd1c13 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-13T18:02:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Kamyla da Silva Pereira Amorim versão final corrigida .pdf: 1176170 bytes, checksum: 350407c4efa4b14f8542687033cd1c13 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T18:02:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Kamyla da Silva Pereira Amorim versão final corrigida .pdf: 1176170 bytes, checksum: 350407c4efa4b14f8542687033cd1c13 (MD5) / Foram realizados experimentos para determinar a influência de diferentes concentrações salinas (0, 50, 250 e 500 mM de NaCl), sob fotoperíodo de 12 horas e temperatura de 25°C no crescimento de propágulos de Rhizophora mangle L. coletados no manguezal da Guaxindiba, município de Conceição da Barra, Espírito Santo, Brasil. O experimento foi conduzido em câmara germinadora e delineado em blocos casualizados, bloco 1 (não sombreado), bloco 2 (sombreado) e bloco 3 (duplamente sombreado). No estágio anterior a inserção de NaCl, os propágulos cultivados nos blocos sombreados (blocos 2 e 3) tiveram um incremento de peso inicial (IPI) significativamente maior que os propágulos cultivados no bloco não sombreado. A partir da inserção de sal o fator bloco se tornou secundário, e o sal passou a ser o fator determinante para o crescimento dos propágulos. O incremento de peso final (IPF) foi significativamente maior no tratamento com 50 mM de NaCl, intermediário no tratamento com 250 mM e menor no tratamento com 500 mM de NaCl. Em produção de biomassa seca de raiz e parte aérea houve diferença significativa na interação tratamentos x blocos, para a biomassa seca de hipocótilo não houve diferença significativa entre tratamentos, blocos e na interação tratamentos x blocos. Concluímos que o sombreamento e a salinidade (0 a 500 mM) influenciam no crescimento inicial dos propágulos de R. mangle. / Experiments were conducted to determine the influence of different salt concentrations (0, 50, 250 and 500 mM NaCl), in developing seedlings of Rhizophora mangle L. species of Guaxindiba’s mangrove in the city of Conceição da Barra, Espírito Santo, Brazil. The experiment was conducted under a photoperiod of 12 hours and 25 ° C in germinating chamber and in randomized blocks, block 1 (unshaded), block 2 (shaded) and block 3 (double shaded).In previous stage of the insertion NaCl, seedling grown in shaded blocks (blocks 2 and 3) had an initial weight increase (IPI) significantly higher than the seedlings grown in the unshaded block. After the salt insertion the factor block became secondary, and salt became the determining factor for the development of seedlings. The final weight increase (IPF) was significantly higher with 50 mM NaCl, intermediate on treatment with 250 mM and lower in treatment with 500 mM NaCl. Production of dry biomass of roots and shoots was significant different in the interaction of treatments x blocks, dry biomass hypocotyl showed no significant difference between treatments, blocks and interaction treatments x blocks. We conclude that the shading and salinity (0 to 500 mM) influence the early development of seedlings R. mangle.

There is increasing evidence that the presence of many emerging pollutants in aquatic ecosystems may have detrimental effects on aquatic biota. Of special concern are those emerging pollutants that may act as putative endocrine disrupters in non-vertebrate species, causing unexpected effects. In chapters 2, 3 and 4, I assessed the effects of two pharmaceuticals belonging to the group of "SSRIs": fluoxetine and fluvoxamine, used to treat depression; and the detergent 4-nonylphenol. SSRIs and 4-nonylphenol, increased offspring production and SSRIs also increased the juvenile developmental rates at limiting but not at high food ration levels. SSRIs increased juvenile development rate, clutch size, and decrease offspring size at low and intermediate levels of food rations, changing the perception of food levels making them to behave like they grew at higher food levels. Enhanced reproductive effects of SSRIs were reversed by the presence of the 5-HT antagonist cyproheptadine, indicating that in D. magna SSRIs targeted serotonin metabolic paths like in humans. Physiological assays showed that adult females exposure to SSRIs increased oxygen consumption rates and decreased carbohydrate levels. These changes did not affect survival under starving conditions, but they significantly affected the capacity of the exposed animals to survive under anoxic conditions. 4-nonylphenol increased offspring number but decreased offspring size. These responses have detrimental fitness effects since smaller offspring takes longer to mature and reproduce and having less offspring directly affects population growth rates. The analysis of the D. magna transcriptome showed that serotonin metabolism, neuronal developmental processes, carbohydrates and lipid metabolism pathways appeared as selectively affected by SSRIs treatment, whereas 4-nonylphenol deregulated genes from the carbohydrate metabolism and the ecdysone regulatory pathway. SSRIs show a MoA consistent with its pharmacological effect in humans while 4-nonylphenol effect seems to be performed through changes in the ecdysone regulatory pathways. In chapter 5 I evaluated the extent to which different forms of nano-TiO2 aggregate with microalgae, edible particle concentration. Effects were assessed using different assays. Assays included standard chronic reproduction 21-day tests, but also custom designed tests. The latter included two exposure scenarios: semi-static and re-suspension of algae. Results indicated the aggregation of nanoparticles. Nanoparticle aggregates interacted with the algae cells, forming clusters. Large TiO2-algae agglomerates settled readily, dramatically depleting the concentration of available food for Daphnia with dramatic effects on reproduction and fitness. These results indicate that nano-TiO2 may affect the transfer of energy throughout the planktonic aquatic food webs increasing the settlement of edible particles from the water column. In chapter 6 I tried to characterize the presence and activity of the multixenobiotic resistance proteins (MXR) in D. magna. I sequenced new partial DNA sequences, coding for full transporters and studied their transcriptional pattern across lifestages and with juveniles exposed to MXR inducers. All the genes were transcribed early in embryos and some of them were induced in juvenile stages by pentachlorophenol and mercury. Associated efflux activity was monitored using three fluorescent substrate dyes that are specific of different mammalian transporter types, combined with specific MXR transporter inhibitors (chemosensitizers). Dye accumulation assays indicated that MXR is functional in juveniles and induced by pentachlorophenol, mercury and dacthal. Toxicity bioassays performed with model substrates of ABCB1 (mitoxantrone) and ABCC (chlorambucil) transporters applied in combination chemosensitizers showed synergic toxic effects. This means that the MXR system is active and plays an important role detoxifying contaminants. / El efecto negativo que los contaminantes emergentes presentes en ecosistemas acuáticos tienen sobre la biota, es cada vez más evidente. En los capítulos 2, 3 y 4 se han evaluado los efectos sobre D. Magna del detergente 4-nonilfenol y de dos fármacos pertenecientes al grupo de los inhibidores selectivos de la recaptación de la serotonina (ISRS): fluoxetina y fluvoxamina, empleados en el tratamiento de la depresión. Cuando la disponibilidad de alimento es intermedia o se reduce al límite, la presencia de ISRS o de 4-nonilfenol produce un aumento en la descendencia. Además, los ISRS también aceleran el desarrollo de los juveniles. La presencia de ISRS modifica la percepción de los niveles de comida, provocando que D. magna se comporte como si dispusiera de abundante alimento. Este incremento en la tasa de reproducción se invirtió en presencia de Ciproheptadina, un antagonista de los receptores 5-HT, indicando que, al igual que en humanos, los ISRS afectaban a las rutas metabólicas de la serotonina. Ensayos fisiológicos mostraron que las hembras adultas expuestas a ISRS aumentaban su consumo de oxígeno y que los niveles de carbohidratos descendían. Estos cambios no afectaron la supervivencia, pero si la capacidad de los animales expuestos a sobrevivir en condiciones anóxicas. 4-nonilfenol produce un aumento en el número de descendientes, mas éstos tienen menor tamaño y por tanto tardan más en madurar y reproducirse. El análisis del transcriptoma de D. magna muestra que el metabolismo de la serotonina, los procesos de desarrollo neural y el metabolismo de lípidos y carbohidratos están afectados por el tratamiento con ISRS, mientras que 4- nonilfenol desregula genes del metabolismo de los carbohidratos y provoca cambios en la ruta que regula la edicsona. En el Capítulo 5, se evalúa hasta qué punto diferentes formas de nano-TiO2 se agregan con microalgas y deste modo afectar la concentration de partículas comestibles.Se usaron diferentes ensayos para valorar los efectos. Dichos ensayos incluyen el test estándar de exposición crónica durante 21 días, así como otros tests diseñados específicamente para este estudio. Éstos últimos contemplan dos escenarios: exposición a algas de um modo semiestático y exposición a algas con resuspensin continua. Los resultados indican que las nanoparticulas se agregan y sus agregados interaccionan con las algas formando clusters. Los aglomerados TiO2-Alga de mayor tamaño sedimentan rápidamente, reduciendo drásticamente la concentración de alimento disponible y, por tanto, afectando gravemente a estado general y reproductivo de la Daphnia. Estos resultados alertan del efecto que el nano-TiO2 puede tener en los procesos de transferencia de energía a lo largo de toda la cadena alimentaria planctónica. En el capítulo 6 se caracteriza la presencia y actividad MXR en D. Magna. Se secuenciaron RNA, que codifican para estos transportadores y se estudiaron los patrones transcripcionales a lo largo de diferentes estadios de D. magna y, también, con juveniles expuestos a inductores de MXR. Los resultados mostraron que ya en los embriones se observa transcripción de todos los genes, y algunos de éstos se inducían en juveniles expuestos a pentaclorofenol y mercurio. Mediante el uso de tres sustratos fluorescentes específicos a distintos tipos de transportadores, se monitorizó la actividad de expulsión del pigmento combinada con inhibidores específicos del transportador MXR. Los ensayos de acumulación de estos sustratos indican que MXR es funcional en juveniles y que es inducido por pentaclorofenol, mercurio y Dacthal. Los ensayos de toxicidad realizados con sustratos modelo de los transportadores ABCB1 (mitoxantrona) y ABCC (clorambucil) en combinación con chimiosensibilizadores, demostraron efectos tóxicos sinérgicos. Estos resultados indican que el sistema MXR está activo y juega un papel muy importante en los procesos de detoxificación

Soil degradation is defined as a decrease in soil quality, which is caused by non sustainable soil management. When the soil is losing its functionality is directly related with decreasing soil quality. This PhD proposes a scheme of intrinsic soil indicators for determining soil quality. This scheme includes three different sets of soil quality indicators derived from basic soil use criteria. Such criteria is based upon indicator availability, suitability and usefulness. These indicators are grouped according to three different soil threats; declining organic matter, desertification and soil salinity. These indicators were chosen under a European framework (COM (2002) 179 final) and by natural processes. With respect to this framework, these indicators should be interpretable in the context of soil quality, whilst also providing an auditable pathway through which soil management decisions can be made. The methods selected showed helpful results determining soil quality being well selected for the use of soil indicators. EM measurements provide relevant information on within-field variability of soil salinity. SOC distribution is important to be calculated in space and in depth. The MEDALUS and RUSLE models can assess the extent, intensity and severity of desertification processes in the target area. / La degradació dels sòls es defineix com la disminució de la seva qualitat causada per un mal ús per part de l’espècie humana, o bé per causes generals. Així doncs, la pèrdua de funcionalitat del sòl està lligada a la disminució de la seva qualitat. En aquesta tesi s’ha estudiat el comportament d’indicadors de qualitat del sòl escollits sota un marc polític de la Unió Europea (COM(2002)). En concret, s’han estudiat indicadors relacionats amb tres amenaces/qualitat del sòl, contingut de matèria orgànica, grau de desertificació de les terres i estat de salinitat dels sòls, amb l’objectiu de validar la seva funcionalitat per qualificar el sòl. Els estudis s’han portat a terme en dues àrees ben diferenciades de Catalunya, al marge esquerra del Delta de l’Ebre i a una zona concreta del municipi de Canalda-Odén (Solsona) a la Catalunya central. Els mètodes seleccionats han mostrat donar bons resultats en la determinació de la qualitat del sòl, sent ben seleccionats com indicadors de qualitat del sòl. L’ús de l’electromagnètic sensor proporciona bona informació per a l’estudi de la variabilitat de la salinitat del sòl. La distribució carboni orgànic del sòl és important calcular-lo per veure com canvia tan en l'espai com en profunditat. Els models MEDALUS i RUSLE han mostrat avalar l'abast, la intensitat i la gravetat dels processos de desertificació a la zona d’estudi. / La degradación de los suelos se define como la disminución de su calidad del suelo causada por un mal uso por parte de la especie humana, o bien por causas generales. Así pues, la pérdida de la funcionalidad del suelo está ligada a la disminución de calidad de éste. En la presente tesis se ha estudiado el comportamiento de indicadores de calidad del suelo escogidos bajo un marco político de la Unión Europea (COM(2002)). En concreto, se han estudiado indicadores relacionados con tres amenazas del suelo, contenido de materia orgánica, grado de desertificación de las tierras y estado de salinidad de los suelos, con el objetivo de validar su funcionalidad para cualificar el suelo. Los estudios se han realizado en 2 áreas bien diferenciadas de Catalunya, en el margen izquierdo del Delta del Ebro y una zona concreta del municipio de Canalda-Odén (Solsona) en la Catalunya central. Los métodos seleccionados han mostrado dar buenos resultados en la determinación de la calidad del suelo, siendo bien seleccionados como indicadores de calidad del suelo. El uso del sensor electromagnético proporciona buena información para el estudio de la variabilidad de la salinidad del suelo. La distribución carbono orgánico del suelo es importante calcularlo para ver cómo cambia tanto en el espacio como en profundidad. Los modelos MEDALUS y RUSLE han mostrado avalar el alcance, la intensidad y la gravedad de los procesos de desertificación en la zona de estudio.

La realització d'estudis de LCA per a sistemes fotovoltaics és una eina essencial per mesurar el seu nivell de sostenibilitat En aquest sentit, i després de la realització d' una anàlisi teòrica dels estudis publicats de LCA dels sistemes fotovoltaics, s'han trobat algunes llacunes. Aquestes llacunes es refereixen a la manca de varietat d'indicadors de LCA, on la majoria dels estudis depenen del temps de retorn energètic, sent aquest gairebé l'únic indicador (no es té en compte l'ús dels mètodes de perfil ambiental). A més, s'observen dues bretxes relatives a la manca d'estudis de LCA destacant la integració en edificis d'energia solar d'una banda, i l'ús de la tecnologia fotovoltaica de concentració per un altre. Per tant, en aquesta tesi, es presenta una nova aportació al camp dels estudis LCA dels sistemes fotovoltaics integrats en edificis. Això s'aconsegueix a través de l'avaluació ambiental i energètica dels sistemes de concentració fotovoltaica integrats en edificis (BICPV). Els resultats es presenten en termes de metodologies d'avaluació de l' impacte del cicle de vida (perfil mediambiental), així com el temps d'amortització de l'Energia i el Factor de Retorn (perfil energètic). Els resultats, amb el suport de les anàlisis de sensibilitat i la comparació amb un sistema convencional fotovoltaic per a integració en edificis (BIPV), mostren beneficis ambientals significatius que poden ser obtinguts a través de sistemes BICPV. A Finalment, es discuteixen les recomanacions per a treballs i millores futures. / Conducting LCA studies for PV systems is an essential tool for measuring the sustainability level of a corresponding system. In this sense, and after conducting a theoretical analysis of the LCA studies of PV systems in literature within the context of energy generation, some gaps have been found. These gaps are briefly represented in the lack of variety of LCA indicators, where most of the studies are dependent on the Energy Payback Time as almost the sole environmental indicator, disregarding the use of environmental profile methods. In addition, another two gaps are observed concerning the lack of LCA studies highlighting the building integration from one side, and the use of the concentrating PV technology from another side. Hence, in this thesis, a novel contribution to the field of LCA studies of PV systems is presented. This is achieved through environmentally and energetically evaluating novel Building Integrated Concentrating Photovoltaic (BICPV) systems. The results are presented in terms of Life Cycle Impact Assessment methodologies (environmental profile), as well as the Energy Payback Time and the Energy Return Factor (Energy profile). The results, supported by sensitivity analyses and comparison to a conventional Building Integrated Photovoltaic (BIPV) system, show the significant environmental benefits that can be acquired through BICPV systems. Finally, recommendations for future work and improvements are discussed as well. / La realización de estudios de LCA para sistemas fotovoltaicos es una herramienta esencial para medir su nivel de sostenibilidad. En este sentido, y después de la realización de un análisis teórico de los estudios de LCA de los sistemas fotovoltaicos en la literatura en el contexto de la generación de energía, se han encontrado algunas lagunas. Algunas de estas lagunas se refieren: la falta de variedad de indicadores de LCA, donde la mayoría de los estudios dependen del tiempo de retorno energético, siendo este casi el único indicador medioambiental (no se tiene en cuenta el uso de los métodos de perfil medioambiental). Además, se observan otras dos brechas relativas a la falta de estudios de LCA destacando la integración en edificios de energía solar por un lado, y el uso de la tecnología fotovoltaica de concentración por otro. Por lo tanto, en esta tesis, se presenta una nueva aportación al campo de los estudios LCA de los sistemas fotovoltaicos integrados en edificios. Esto se logra a través de la evaluación medioambiental y energética de los sistemas de concentración fotovoltaica integrados en edificios (BICPV). Los resultados se presentan en términos de metodologías de evaluación del impacto del ciclo de vida (perfil medioambiental), así como el tiempo de amortización de la Energía y su Factor de Retorno (perfil de la Energía). Los resultados, con el apoyo de los análisis de sensibilidad y la comparación con un sistema convencional fotovoltaico para integración en edificios (BIPV), muestran beneficios ambientales significativos que pueden ser obtenidos a través de sistemas BICPV. Finalmente, se discuten las recomendaciones para trabajos y mejoras futuros.

En la presente tesis se desarrolla un generador solar de concentración, diseñadocon el enfoque de la integración arquitectónica.Los sistemas fotovoltaicos de concentración implican que sobre las célulassolares se están recibiendo unas altas densidades de flujo radiativo. Estas altasdensidades suponen un calentamiento excesivo del sistema que provoca en términosgenerales un deterioro en los materiales y una menor eficiencia de las células. Estehecho hace necesario que los sistemas de concentración requieran de un sistema derefrigeración de las células fotovoltaicas.El sistema de refrigeración propuesto es un sistema activo de circulación de unfluido térmico, que cumple una doble función. En primer lugar enfría el módulofotovoltaico, con lo que las células trabajan a una mayor eficiencia. En segundo lugar,este fluido que extrae una determinada cantidad de calor de las células, en torno a un65% de la radiación que incide en el sistema, se calienta. Aprovechando este calor elsistema es a su vez un colector térmico.El sistema óptico diseñado se fundamenta en mantener un elemento exterior(visible) estático, constituido por una lente de Fresnel cilíndrica. Las funciones deseguimiento las realiza un elemento óptico secundario de elevada aceptancia (CPC). Deesta forma el sistema se puede acoplar de modularmente en diferentes emplazamientos yconfiguraciones de edificios, con un impacto visual similar al de un muro cortina devidrio con cierta translucidez.Para el desarrollo del nuevo colector se han realizado análisis experimentales yde simulación desde los aspectos térmicos y ópticos, así como un tratamiento global delsistema mediante un balance de energético del mismo.

Esta tesis doctoral estudia la efectividad de dos herramientas de comunicación en la concienciación de los adolescentes en el reciclado de envases de aluminio, los Talleres educativos y los mensajes SMS. Conocer las mejores herramientas de comunicación para difundir conocimientos, habilidades y conseguir la acción de los ciudadanos es imprescindible para llegar a la sociedad del reciclado. Se han elegido estas dos herramientas por varias cuestiones: en primer lugar, los Talleres son una herramienta de comunicación personal que pueden apelar de forma directa a la conciencia y que pueden adaptarse a cualquier público, por lo que, a priori, todo parece indicar que han de ser muy efectivos. Pero esta técnica tiene el problema del coste y del alcance si tenemos en cuenta el coste por impacto y el número de personas a las que se puede llegar en un plazo de tiempo determinado. Y aquí entra la otra herramienta de comunicación, los mensajes SMS. Se trata de una técnica relativamente nueva, cuyo coste es reducido y su alcance tan grande como usuarios de móviles, por lo que se ha creído interesante comprobar su efectividad y su posible complementariedad con los Talleres. La investigación cualitativa se ha llevado a cabo en sesiones focus group y la cuantitativa en centros educativos de Málaga. Las conclusiones confirman que los talleres consiguen mejores resultados a la hora de generar conocimientos, concienciación y participación en el reciclado pero su labor se ve reforzada y ampliada con los SMS. Éstos últimos también han servido para que los jóvenes tomen conciencia del móvil como nueva herramienta de comunicación ambiental. / Aquesta tesi doctoral estudia l'efectivitat de dues eines de comunicació en la conscienciació dels adolescents en el reciclatge d'envasos d'alumini, els Tallers educatius i els missatges SMS. Conèixer les millors eines de comunicació per difondre coneixements, habilitats i aconseguir l'acció dels ciutadans és imprescindible per arribar a la societat del reciclatge. S'han triat aquestes dues eines per diverses qüestions: en primer lloc, els Tallers són una eina de comunicació personal que poden apel.lar de manera directa a la consciència i que poden adaptar-se a qualsevol públic, de manera que, a priori, tot sembla indicar que han de ser molt efectius. Però aquesta tècnica té el problema del cost i l'abast si tenim en compte el cost per impacte i el nombre de persones a les quals es pot arribar en un termini de temps determinat. I aquí entra l'altra eina de comunicació, els missatges SMS. Es tracta d'una tècnica relativament nova, el cost és reduït i el seu abast tan gran com a usuaris de mòbils, de manera que s'ha cregut interessant comprovar la seva efectivitat i la seva possible complementarietat amb els Tallers. La investigació qualitativa s'ha dut a terme en sessions focus group i la quantitativa en centres educatius de Màlaga. Les conclusions confirmen que els tallers aconsegueixen millors resultats a l'hora de generar coneixements, conscienciació i participació en el reciclatge però la seva tasca es veu reforçada i ampliada amb els SMS. Aquests últims també han servit perquè els joves prenguin consciència del mòbil com a nova eina de comunicació ambiental. / This thesis examines the effectiveness of two communication tools in the awareness of teenagers in the aluminium packaging recycling: workshops and SMS messages. To know the best communication tools in order to spread knowledge and skills and get the action of citizens is essential to reach the recycling society. We have chosen these two tools for a number of reasons: first, workshops are a personal communication tool that can directly appeal to the conscience and can adapt to any target, therefore, it appears they can be very effective . But the workshop approach has the problem of both cost and reach, i.e. the net cost per impact and the number of people who can be reached within a specific time is limited. The other communication tool we examined is the SMS message. This is a relatively new technique wherein the cost is minimal and the reach can be extensive. We were interested in testing their effectiveness and their potential complement with the workshops. Qualitative research was conducted by focus group sessions and quantitative research in schools in Malaga (Spain). The findings confirm that the workshops get better results when generating knowledge, awareness and participation in recycling but their effectiveness is enhanced and extended with the SMS. The latter also served to make youth aware of mobile devices as a new tool for environmental communication.

The impact of mineral dust upon climate, ecosystems and air quality represents a major scientific and societal issue. The aim goals of the present Ph.D. Thesis are to evaluate the behaviour and to improve the forecasting skills of a regional dust model and to characterize the desert dust content in Northern Africa, Europe and Middle East. An aerosol characterization was performed using long-term series of aerosol optical depth (AOD) from AERONET sun photometers. The results showed that mineral dust was the most important constituent in Northern Africa and Arabia. Small particles were abundant in sites close to urban and industrial areas of Continental and Eastern Europe and Middle East, and important contributions of biomass burning were observed in the sub-Sahel region in winter. Desert dust transport to Southern Europe was observed from spring to autumn and decreasing with latitude with contributions above 40% to the aerosol column load. Dust models are essential to complement dust-related observations, understand the dust processes and predict the impact of dust on air quality. Despite that the BSC-DREAM8b model has reached a level of delivering reliable operational dust forecasts, it is necessary to conduct an extensive evaluation of its behaviour. The BSC-DREAM8b and the original DREAM models and different research model versions were evaluated over Northern Africa, Mediterranean and Middle East using AERONET measurements and seasonal averages from satellite aerosol products. The model evaluation highlighted that BSC-DREAM8b and DREAM strongly underestimated the dust fields in the Sahel during winter and overestimated dust concentrations during spring rainy events in the Mediterranean. The introduction of new dry deposition scheme and an updates in the wet deposition scheme improved the long-range transport, although significant underestimation remained in the Sahel in winter. The inclusion of a preferential source mask improved the localization of the main North African sources and the long-range dust transport to Europe and Atlantic regions. The inclusion of a more physically-based dust emission scheme with a new soil texture database led to reasonably good results at source areas and subsequent long-range transport. In this case, the use of a preferential source mask didn¿t introduce significant improvements. The long-range dust transport over Europe was evaluated and analysed with an annual simulation of the CALIOPE air quality modelling system. CALIOPE includes CMAQ which calculates biogenic, anthropogenic and sea salt aerosol; and BSC-DREAM8b which provides desert dust. For the evaluation, we used daily PM10, PM2.5 and aerosol components from the EMEP/CREATE network; total, coarse and fine AOD from AERONET and seasonal averages from satellite aerosol products. Overall CALIOPE could reproduce reasonably well the daily variability of the main components and the seasonal aerosol patterns in Europe. However, the PM and AOD levels were underestimated. The most underestimated aerosol components were carbonaceous matter and secondary inorganic aerosols (SIA). A simple model bias correction based on the chemical composition observations was applied to the model simulation to provide an estimation of the spatial and seasonal distribution of aerosols over Europe. The simulated aerosol concentrations presented maximum values over the industrialized and populated areas of the Po Valley and the Benelux regions. SIA were dominant in the fine fractions representing up to 80% of the aerosol budget in latitudes beyond 40ºN. A second maximum was detected over Eastern and Southern Europe. High values in Southern Europe were linked to Saharan dust transport which contributed up to 40% of the total aerosol mass. Maxima dust seasonal concentrations were found between spring and early autumn. These results showed that desert dust is the main responsible of the exceedances of the PM10 EU air quality threshold in large areas south of 45ºN. / Una gran quantitat de pols que és mobilitzada en les regions àrides del planeta, és injectada a l’atmosfera sota condicions meteorològiques favorables. A partir de mesures terrestres i de satèl·lit, a més a més d’estimacions obtingudes a partir de models, es calcula que en tot el planeta s’emeten entre centenars i milers de megatones de pols per any. L’impacte que té la pols mineral en el clima, els ecosistemes i la qualitat de l’aire, i per tant, en la salut humana i les activitats econòmiques, representa una qüestió social i científica de gran rellevància. La font més important d’emissió de pols mineral a nivell global és la regió del Sàhara. Els principals objectius de la present tesi doctoral són el d'avaluar el comportament i el de millorar les capacitats de predicció d'un model regional de pols així com el de caracteritzar el contingut de pols desèrtica en el nord d'Àfrica, Orient Mitjà i Europa. En aquest marc de treball, el model regional de pols BSC-DREAM8b i els fotòmetres de la xarxa internacional AERONET són les principals eines que seràn utilitzades en el transcurs de la present investigació. La comparació entre valors observats i simulats no pot ser adequadament entesa si les mesures no estan separades en els seus components fonamentals. Així, es va dur a terme una caracterització d'aerosols per al nord d'Àfrica, Europa i Orient Mitjà. Aquesta caracterització està basada en sèries d'espessor òptic d'aerosols (AOD; Aerosol Optical Depth en anglès) dels fotòmetres de la xarxa AERONET. L'anàlisi d'aquesta base de dades es va realitzar aplicant el mètode de Gobbi i co-autors. Aquest mètode gràfic permet deduir diferents propietats òptiques i físiques dels aerosols (com són el radi efectiu del mode fi i la contribució de les fraccions fines i gruixudes a l’AOD), a més a més, de diferenciar entre diferents processos que fan augmentar el valor de l’AOD com són la humidificació i/o coagulació de les fraccions fines o l'increment de partícules més gruixudes a causa de la presència de núvols. Els resultats van mostrar que la pols mineral és l'aerosol més important al nord d'Àfrica i Aràbia. En estacions properes a zones urbanes i industrials de regions continentals i de l'est d'Europa i Orient Mitjà es van observar partícules fines associades a fonts antropogèniques. També es van detectar importants contribucions en les fraccions fines degudes a la crema de biomassa a la zona del sub-Sahel durant l'hivern. El transport de pols desèrtica cap al sud d'Europa està associat a determinats patrons meteorològics estacionals. Com a resultat, en zones del sud d'Europa, la pols desèrtica es va observar entre primavera i tardor, i la seva contribució (que va arribar superar el 40%) decreixia cap a latituds més al nord. En aquest darrer cas, la pols desèrtica acostumava a trobar-se barrejada amb altres tipus d'aerosols d'origen antropogènic Els models de pols són essencials per complementar les observacions, entendre els processos associats al cicle de la pols i predir el seu impacte en les concentracions en superfície del material particulat (PM; Particulate Matter en anglès). En particular, els models regionals són adequats per a la simulació d'episodis individuals d’instrusió de pols desèrtica. Actualment, el model de pols BSC-DREAM8b és mantingut i desenvolupat en el Barcelona Supercomputing Center – Centre Nacional de Supercomputació (BSC-CNS). En els darrers anys, el model ha proporcionat prediccions diàries de concentracions de pols desèrtica en dos dominis: Nord d'Àfrica-Europa – Europa - Orient Mitjà i Àsia. A pesar que el BSCDREAM8b ha arribat a aconseguir una qualitat de pronòstic operacional capaç de reproduir els episodis d'intrusió saharians més importants que afecten al Mediterrani i Europa, és necessari avaluar el seu comportament en regions font de pols. En aquest context, el model BSC-DREAM8b i la seva versió original, DREAM, així com diferents versions experimentals, van ser avaluats per a un cicle estacional complet utilitzant les dades de la xarxa AERONET i promitjos estacionals de productes d'aerosols de diferents satèl·lits pel Nord d'Àfrica, Orient Mitjà i Europa. Els resultats de l'avaluació del model van mostrar que tant el BSC-DREAM8b com el DREAM subestimaven les concentracions de pols a la regió del Sahel durant l'estació hivernal del Harmattan. Per contra, importants sobreestimacions en l'oest del Mediterrani es van detectar coincidint amb episodis plujosos a la primavera. L’inclusió d'un nou esquema de deposició seca a més de l'actualització de la relació de rentat en l'esquema de deposició humida del model, van aconseguir millores en el transport a llarga distància, en particular sobre el Mediterrani malgrat que les subestimacions a la zona del Sahel van continuar sent persistents a l'hivern. La introducció d'una màscara de fonts preferents basada en la topografia del terreny en l'esquema d'emissió va millorar la localització de les principals regions font en el Nord d'Àfrica. Com a conseqüència, es van observar millores en el transport de llarga distància cap a Europa i les regions Atlàntiques. La inclusió d'un nou esquema d'emissió (que inclou parametritzacions físiques més complexes) a més d'una nova base de dades de textura de sòls va aconseguir bons resultats en regions font així com en regions afectades pel transport de pols a llarga distància. En aquest cas, l’introducció d'una màscara de fonts preferents en l'esquema d'emissió no va mostrar significants millores en comparació dels valors observats. A Europa, es poden trobar diferents tipus d'aerosols associats a diferents fonts d'emissió (tant naturals com antropogèniques) que s’han de tenir en compte quan s'analitzen les contribucions dels aerosols sobre el continent europeu. El transport de pols sahariana cap a sud d'Europa va ser avaluat i analitzat mitjançant una simulació del sistema de modelització de qualitat de l'aire CALIOPE. El sistema de modelització CALIOPE integra un conjunt de models dels quals el BSC-DREAM8b i el model fotoquímic CMAQ proporcionen les estimacions d'aerosols. Per a l'avaluació de CALIOPE es van utilitzar diverses fonts de dades de xarxes en superfície (com la xarxa europea de qualitat de l'aire EMEP/CREATE i la xarxa de AERONET) i mitjanes estacionals de productes d'aerosols de satèl.lits. L'avaluació va mostrar que malgrat subestimar les concentracions d'aerosols, CALIOPE va ser capaç de capturar les variabilitats diàries observades en les estacions en superfície així com reproduir els patrons estacionals observats en els productes de satèl·lit. L'avaluació dels aerosols per components va mostrar que les espècies químiques amb major subestimació pel que fa a les observacions estaven associades a les fraccions fines de carbó elemental i orgànic així com els aerosols secundaris inorgànics (nitrats, sulfats i amoni). Com a resultat, es va aplicar un senzill mètode de correcció de l’error als resultats de la simulació basat en les observacions de la composició química per tal de mostrar una estimació espaial i temporal de la distribució dels diferents aerosols presents a Europa. L'anàlisi de d’aquesta simulació va mostrar que les màximes concentracions d'aerosols es localitzen a les zones poblades i industrialitzades del Benelux i de la Vall del Po. Aquests màxims estan associats a les fraccions fines compostes d'aerosols secundaris inorgànics (observant-se contribucions de més del 80%). Màxims secundaris es van detectar a l'est i sud d'Europa. Les altes concentracions en el sud d'Europa s’associaven al transport de pols sahariana que contribuïa en més d'un 40% al total de la massa en columna. Prop de la superfície, les màximes concentracions estacionals associades al transport de pols (> 30 microg/m3) van ser observades entre primavera i estiu. A més a més, els resultats de la simulació anual d'aerosols per Europa va mostrar que el transport de pols sahariana és el principal responsable de la superació del límit diari de PM10 establert per la Unió Europea (50 microg/m3) en extenses àrees al sud dels 45ºN.

La calidad del agua costera está siendo alterada por el incremento de los desechos propios de las actividades humanas; los nutrientes nitrógeno y fósforo generados por estas fuentes pueden acrecentar el desarrollo del proceso de eutrofización en el ambiente costero. El Estado de Yucatán, México, es una zona tropical sometida a las presiones que representan su desarrollo económico, por el crecimiento de la densidad de la población y el aumento del vertido de desechos. El subsuelo de esta región es un sistema cárstico de carbonato de calcio que favorece la infiltración del agua y de contaminantes al acuífero. Durante el año 2000, las principales fuentes de nutrientes de Yucatán, fueron en orden de importancia, los aportes continentales procedentes de la porcicultura y avicultura, la agricultura, la precipitación atmosférica y los desechos de origen humano -domésticos, públicos, urbanos e industriales-; estos nutrientes ingresan al litoral de Yucatán por la descarga del agua subterránea en la costa, con una proporción N:P =194,9:1. La calidad del agua costera de Yucatán está regida por el agua subterránea que descarga con un volumen similar al de los ríos y es una fuente de nitrógeno y silicio. Los procesos biogeoquímicos están alterados por la fertilización externa procedente del vertido de aguas residuales generadas por el turismo y la acuicultura. Las altas concentraciones de nutrientes y de clorofila a en los puertos de abrigo son una evidencia de que la eutrofización se puede acrecentar al restringir el libre flujo del agua. El agua costera del noroeste de Yucatán presentó desviaciones mayores a la proporción de Redfield Si:N:P=16:16:1. El fósforo probablemente sea el nutriente limitante de la producción primaria en esta región. El estado trófico del agua costera se valoró con dos índices, el Índice de eutrofización por nutriente, IE, y el índice del estado trófico, TRIX. El IE clasificó las aguas costeras de Yucatán como oligotróficas para el nitrito y el fósforo y como mesotróficas para los nitratos, amonio y silicio. Los puertos de abrigo fueron eutróficos para todos los nutrientes, con excepción del fósforo. El TRIX clasificó el agua costera de Yucatán con un nivel trófico medio y alto y a los puertos de abrigo con un nivel trófico alto. Las localidades costeras de Yucatán responden diferente al estímulo del aporte de nutrientes, por la discrepancia de sus condiciones geomorfológicas y a los productores primarios. El gradiente de salinidad, los pastos marinos y los procesos biogeoquímicos del sedimento, pueden ser los atributos del medio ambiente costero de Yucatán que actúan como el filtro del modelo contemporáneo de eutrofización costera, que modula las respuestas del ecosistema al estímulo del aporte de nutrientes.

The earliest buildings designad by Thomas Herzog reflect practicas of solar design. Overarching geometric forms as well as efficient structures complimented long, slanted south-facing walls incorporated in the meticulously-crafted structures. This strategy created much more approval in solar buildings in the eyes of the mass consumar. Inspired by the early modernism, his buildings characterize structure and function both ecologically and typologically while stressing the formal organization of plan and façade in tandem. In line with early followers of this movement, Herzog, too resorted to stretching the limits of tradition (including modernism) and taking a leadership role to broaden the view of present and future practitioners. Pioneering in development of buildings aligned to their place and context, Thomas Herzog repudiates design of closed systems independent of their location. Energy crisis can be suppressed through his ecologically-aware housing designs. The outer skins can react flexibly to changing conditions, and the energy balance can be regulated like an open system in accordance with dissipative climatic structures. The key element of the building then is the envelope which is conceived as an energy-exchange medium that reacts to specific local conditions. This inductive assessment of the relationship between the building and its environment is a salient achievement which wards off the repeatable types or monolithic structures. Conventionally, Herzog's architecture aims to reach to a self-sufliciency in ecology while the application of technology is his main concern, which is in fact an example of "technicist development" in the contemporary architecture. Through the analysis of a series of Thomas Herzog's works, a dozen of case studies have been selected for further discussion in which the design's approaches are based on Performance Form, both in its practicas and processes. Throughout these projects, there is a considerable integration between architecture and engineering. This thesis seeks to outline the prominence of performance-based design in which building performances are translated into guiding design principies while considered equal or above making the forms. Furthermore, it attempts to depict performative aspects in Herzog's works and suggests that the objectives sought by performance-based design can introduce an opportunity to an efficacious and accomplished architecture. Additionally, this study is aimed at realizing how concepts are brought into construction by exploiting innovative energy eflicient design. Further, it investigates less-focused concepts in establishing guidelines for future energy-efficient building design. / Los primeros edificios diseñados por Thomas Herzog reflejan las técnicas de diseño solar, arqueando formas geométricas, así como estructuras eficientes complementado muros largos, inclinados y orientados al Sur, fueron incorporados en estructuras meticulosamente elaboradas. Estas estrategias de diseño crearon mucho más la aprobación de edificios solares ante los ojos del consumidor masivo.Inspirado en el movimiento moderno temprano, sus edificios se caracterizan por el tratamiento ecológico y tipológico de estructura y función mientras que al mismo tiempo subraya la organización formal de la planta y fachada en tándem. En línea con los primeros seguidores de este movimiento, Herzog, también recurrió a extender los límites de la tradición (incluyendo el movimiento moderno) al asumir un papel de liderazgo y asi ampliar la visión de los profesionales presentes y futuros.Pionera en el desarrollo de edificios alineados a su lugar y contexto, Thomas Herzog repudia diseño de sistemas cerrados independientemente de su ubicación. Crisis energética se puede suprimir a través de sus diseños de viviendas ecológicamente conscientes. Los revestimientos exteriores pueden reaccionar de manera flexible a las condiciones cambiantes, y el balance de energía puede ser regulada como un sistema abierto, de acuerdo con las estructuras disipativas climáticas. El elemento clave de la construcción es, entonces ,el sobre que se concibe como un medio de intercambio de energía que reacciona a las condiciones locales especificas. Esta evaluación inductiva de la relación entre el edificio y su entorno es un logro sobresaliente que ahuyenta a los tipos repetibles o estructuras monolíticas . Convencionalmente, la arquitectura de Herzog tiene como objetivo llegar a una autosuficiencia en la ecología, mientras que la aplicación de la tecnología es su principal preocupación, que de hecho es un ejemplo de "desarrollo tecnicista" en la arquitectura contemporánea. Mediante el análisis de una serie de trabajos de Thomas Herzog, doce de casos de estudio, en el que su enfoque de diseño se basa en el desempeño de la forma, han sido seleccionados para continuar el debate, tanto en sus técnicas como sus procesos. Hay una integración considerable entre la arquitectura y la ingeniería a través de estos proyectos. Este tesis pretende esbozar la prominencia del diseño basado en el desempeño en el que las actuaciones de construcción se traducen en principios rectores el diseño que se consideran ya sea igual o más importante que el diseño de la forma. Además, se trata de ilustrar los aspectos performativos de obras de Herzog y sugiere que los objetivos perseguidos por el diseño basado en el desempeño pueden introducir una oportunidad para lograr una arquitectura más eficiente .

Streptomyces clavuligerus is a Gram-positive, filamentous bacterium which produces several important secondary metabolites, including isopenicillin N, cephamycin C and the &beta / -lactamase inhibitor clavulanic acid. Among these compounds, clavulanic acid is being used in combination with commonly used &beta / -lactam antibiotics in order to fight against bacterial infections that are resistant to such antibiotics. Among these combinations, Augmentin, composed of amoxicillin and clavulanic acid, is the most widely prescribed drug and has a market value of more than one billion dollars per year. There are two genes that act in regulation of clavulanic acid biosynthesis: ccaR located in cephamycin C gene cluster and claR located in clavulanic acid gene cluster. The goal of this study is to improve clavulanic acid production capacities of both wild type and industrial S. clavuligerus strains by integrating extra copies of claR gene into S.clavuligerus genome and its overexpression via a multicopy plasmid. Although previously has shown to be quite effective on wild type S. clavuligerus strains, claR overexpression in the industrial strain used in this study yielded only 1.4-fold increase in volumetric and 1.7-fold increase in specific CA production by the recombinant strains MA28 and MA16, respectively.