Saving water is an economic and ecological need. One way to save water is to reduce losses in irrigation networks by canal automation. The goal of canal automation is to make the right amount of water to at arrive in the right time. In order to achieve this goal, one of the ways is controlling the gates in the irrigation network by some control algorithm. In this work the control of a specific type of canal pools is studied: short and flat pools that are prone to resonance. The downstream water level control of this type of canals is investigated using the example of the 3-reach laboratory canal of the Technical University of Catalonia. Numerical and experimental studies are carried out to investigate the following: the choice of models for predictive control, the possibility to achieve offset-free control while using gravity offtakes and the best choice of control action variables. The objective of this work is to develop a well performing centralized model predictive controller (MPC) for the laboratory canal that is able to handle known and unknown setpoint changes and disturbances, and also to draw further conclusions about controller design for this type of canals. A recently developed model for resonant canals, the Integrator Resonance, is implemented and successfully tested experimentally for the first time. A new method to achieve offset free control for model predictive control is developed and tested numerically and experimentally. A choice of control variables are tested: As opposed to the discharge which is generally used as the control action variable, a state space model is formulated by using the gate opening as control variable without the need of water level measurement downstream of the gates. The results are summarized and conclusions are presented for control of short and flat canals that are prone to resonance.

La heterogeneidad de la conductividad hidráulica es bien conocida, pudiendo cambiar varios órdenes de magnitud en poca distancia. Esto afecta nuestras observaciones de los procesos naturales. Para poder explicar la realidad normalmente nos basamos en modelos simplificados. Pero para incorporar correctamente en ellos las propiedades de los acuíferos, se debe pasar de escala local a escala de soporte y a escala de la malla del modelo numérico. Este proceso se llama Upscaling y puede comportar cambiar los parámetros de la ecuación conocida a escala local, o bien la derivación de una nueva ecuación de Upscaling. El Upscaling dependede la complejidad de los procesos que se consideran. El objetivo de esta tesis es investigar estos cambios de escala a partir de diferentes procesos subterráneos, incrementando la complejidad: flujo radial, transporte conservativo y transporte reactivo. Se investiga el Upscaling de flujo por medio de la interpretación de un ensayo hidráulico en un medio heterogéneo. Los ensayos de recuperación se basan en la estimación de la transmisividad, T, a partir de la recuperación de los niveles una vez parado el bombeo. Este tipo de ensayo se puede realizar en pozos donde no es posible llevar a cabo un ensayo convencional a caudal constante. La interpretación del ensayo de recuperación se basa en el modelo simplificado de Jacob. Pero, a menudo los datos de campo no se pueden interpretar usando la teoría basada en la homogeneidad. Se muestra que la heterogeneidad de T puede explicar estas observaciones de campo. También se muestra que el valor local de T alrededor del pozo puede ser deducido de los primeros tiempos de la recuperación del bombeo, asumiendo condiciones ideales, mientras que los datos de los últimos tiempos de la recuperación corresponden a valores representativos a escala regional. Se considera el Upscaling en transporte conservativo a partir de la interpretación de las colas de curvas de llegada (BTC) de un ensayo de trazadores. La cola se atribuye a la heterogeneidad del acuífero, y no puede ser modelada por medio de la ecuación de advección-dispersión (ADE) en medio homogéneo. Para reproducir las colas observadas se han aplicado ampliamente los modelos de transferencia de masa utilizando memoria (e.g, CTRW, MRMT o fADE). La relación entre los parámetros de memoria obtenidos del ajuste de las BTC y los parámetros que caracterizan la heterogeneidad de las propiedades hidráulicas aun esta por aclarar. En esta tesis se investiga bajo qué condiciones la heterogeneidad produce el tipo de colas observadas en campo, y como las funciones de memoria están influenciadas por parámetros de la heterogeneidad que se pueden medir (e.g, varianza de los campos de transmisividad). Se ha observado que la pendiente de una BTC en un log-log plot está mayoritariamente influenciada por la conectividad del campo de permeabilidades, pero es insensible a su varianza. La pendiente del BTC llega asindóticamente a un valor de 2 cuando aumenta la conectividad. El modelo expuesto anteriormente se extiende al transporte reactivo multi-componente controlado por la mezcla. A escala de campo, las ecuaciones de transporte reactivo basadas en la ADE sobrestiman las reacciones. El objetivo es ensayar si un modelo MRMT derivado de las observaciones de transporte reactivo, puede ser utilizado para describir el transporte reactivo en medio heterogéneo. La solución numérica del MRMT de transporte conservativo se extiende al caso reactivo. Las tasas de reacción se comparan, entre un modelo heterogéneo y su correspondiente modelo MRMT. Se ha encontrado un excelente acuerdo entre los dos modelos en términos de masa precipitada acumulada y el acuerdo es también muy bueno en relación a la distribución espacial del mineral precipitado. Estos resultados indican que los modelos de transferencia de masa son una herramienta excelente para el Upscaling del transporte reactivo controlado por la mezcla. / Heterogeneity of hydraulic conductivity is known to vary orders of magnitudes within small distances. This affects our observations of natural processes. To explain reality we usually rely on simplified models. But to apply them properly information of aquifer properties has to be transferred from local scale where the process can be described directly to the support scale of the measurement and to the grid scale of a numerical model. This procedure is termed upscaling and might involve changing the parameters of the known local scale equation or derivation of a new upscaled equation. Upscaling depends strongly on the complexity of the process under consideration. The objective of this thesis is to investigate these changes of scales for different subsurface processes with increasing complexity: radial flow, conservative transport and reactive transport.First, flow upscaling is investigated for the example of the interpretation of a hydraulic test in a heterogeneous aquifer. Recovery tests are based on estimating transmissivity, T, from the heads that rebound after pumping has stopped. Recovery tests can be performed in wells where conventional constant-rate pumping tests would not be possible. Test interpretation is based on the simple Jacob’s method, related to late time drawdown in an infinite homogeneous aquifer. Yet, field data often cannot be explained by the homogeneous theory. Numerical simulations are performed to show that heterogeneity in T can explain these field observations. It is also shown that the local T value around the well can be inferred from early time recovery data, assuming ideal conditions, whereas late time data yield a large scale (regional) representative value. Even when recovery is observed for a short time, indirect information about the regional value can also be obtained.Second, conservative transport upscaling is considered by interpreting the tailing of breakthrough curves of tracer tests. Tailing is attributed to heterogeneity of aquifer properties and cannot be properly modelled by means of the homogeneous advection-dispersion equation (ADE). Mass-transfer models (e.g., CTRW, MRMT or fADE) using memory have been widely applied for reproducing observed tails. The relationship between memory parameters obtained from BTC fitting and the parameters characterizing the heterogeneity of hydraulic properties is still unclear. Here, the conditions are investigated under which heterogeneity produces the type of tailing observed in the field and how memory functions are influenced by measurable heterogeneity parameters (e.g., variance of the underlying transmissivity field). The slope of a BTC in a log-log plot is found to be mainly influenced by the connectivity of the underlying permeability field, but insensitive to its variance. The slope BTC reaches asymptotically 2 as connectivity increases.And finally, the above model is extended to mixing controlled multi-component reactive transport. At the field scale, reactive transport equations based on the ADE are known tooverestimate reactions. The objective is to test whether a model based on effective dynamics, such as e.g. the Multi-Rate Mass Transfer Method (MRMT), derived from conservative transport observations, can be used to describe effective reactive transport in heterogeneous media. The numerical solution of conservative transport MRMT is extended to the reactive case. The reaction rates are then compared for a binary system computed with the heterogeneous transport model to those corresponding to the reactive MRMT. An excellent agreement is found between the two models in terms of cumulative precipitated mass, and depending on the local heterogeneous structure the match is also very good regarding the spatial distribution of precipitated mineral. These results indicate that mass transfer models are an excellent tool for upscaling of mixing controlled reactive transport.

El desarrollo de la modelación hidrológica ha experimentado un impulso extraordinario en las últimas décadas. Desde los primeros modelos conceptuales de la década de los 60 del pasado siglo hasta hoy no solo el número de modelos desarrollados es incontable, sino que sus tipologías se han multiplicado, sus aplicaciones prácticas se han extendido, y la propia teoría subyacente a la modelación ha sido objeto de avances sustanciales. En esta tesis nos centraremos, en primer lugar, en un tipo específico de esos modelos, los denominados modelos conceptuales de balance hídrico o de lluvia-escorrentía, que simulan de forma agregada la respuesta hidrológica de una cuenca a partir de las precipitaciones producidas, con el objetivo de realizar una aplicación masiva a numerosas cuencas españolas y estudiar su comportamiento estructural. Para ello, y tras una presentación general del ciclo hidrológico y sus procesos subyacentes desde la perspectiva de estos modelos, se describen algunos comúnmente utilizados mostrando en detalle sus principios básicos, ecuaciones descriptivas, parametrización empleada y condiciones de aplicación. Seguidamente se aborda el problema del análisis estructural, entendiendo por tal los aspectos relativos a la sensibilidad de los modelos, análisis de datos y perturbaciones, incertidumbres, problemas de identificabilidad, y validación de su funcionamiento. La descripción es autocontenida e incluye los desarrollos matemáticos necesarios para la comprensión de los conceptos y técnicas introducidos. Para poder aplicar estas técnicas se ha desarrollado una aplicación informática, que incorpora muchos de los modelos y técnicas descritas y permite aplicarlas a gran escala. Brevemente se describe esta aplicación, sus interfaces y los resultados proporcionados. Con este código se ha procedido a la aplicación práctica de la teoría a un extenso conjunto de cuencas españolas peninsulares, centrando la perspectiva en las singularidades y diferencias de los modelos, desde el punto de vista estructural, según el grado de aridez de las cuencas a las que se aplican. Se introducen los conceptos de regionalización y estabilidad estructurales dependientes de indicadores, adoptando como tal indicador la aridez de las cuencas. Las aplicaciones prácticas se completan con el estudio de perturbaciones aplicado a la evaluación de efectos del cambio climático mediante modelos conceptuales agregados. Tras estos análisis, puramente hidrológicos, la investigación se completa con una consideración teórica del posible efecto de la aridez y torrencialidad de las cuencas sobre el funcionamiento de los modelos de optimización y simulación aplicados a los sistemas de recursos hídricos, aplicándolo a un caso real concreto. Por último, se concluye con algunas consideraciones y posibles extensiones de las técnicas mostradas, orientadas a la modelación semidistribuida. El análisis ha mostrado la viabilidad de la aplicación práctica de estas metodologías, la posibilidad de mejorar la parametrización de los modelos, y que muchos resultados estructurales relativos a modelos de amplio uso son, en efecto, dependientes de la aridez de las cuencas a las que se aplican. La aridez no solo condiciona el valor esperable y rango admisible de sus parámetros, información de utilidad para acotar información requerida a priori, sino que también influye en sus niveles de correlación y, por tanto, su identificabilidad estructural. Asimismo se ha verificado que la aridez o irregularidad de flujos un territorio puede afectar a los resultados de los modelos de optimización y simulación de sistemas de recursos hídricos, al invalidar el supuesto de paso y captación mensual completa asumido por estos modelos. La importancia de esta afección depende de la configuración de estos sistemas y las características de sus caudales a escalas inframensuales como la diaria. Con igual objetivo de valorar efectos de la aridez, se ha analizado el efecto de la concentración subdiaria de las intensidades de lluvia sobre la infiltración a escala diaria, observando que el efecto puede ser significativo dependiendo de la textura del suelo y su humedad inicial. Finalmente se han apuntado algunos criterios o bases para la extensión de las técnicas mostradas a otras tipologías de modelos como los diarios o mensuales semidistribuidos, línea de gran interés práctico al permitir realizar evaluaciones de recursos a gran escala, en extensos territorios con numerosas estaciones, y contrastadas mediante calibración con datos observados en subcuencas aforadas, cuya extrapolación puede llevarse a cabo con las técnicas descritas. / The development of hydrological modeling has experienced an extraordinary boost in recent decades. From the first conceptual models of the 60s of the last century until today, not only the number of developed models is countless, but their typologies have multiplied, their practical applications have been extended, and underlying theory to modeling has been the subject of substantial progress. This thesis will focus, firstly, in a specific type of those models, the so-called rainfall-runoff conceptual models of continuous water balance, simulating the hydrologic response of a basin, in order to carry out a massive application of several models to numerous Spanish basins, and study their structural behaviour. To do this, and after a general presentation of the hydrological cycle and its underlying processes from the perspective of these models, some of them commonly used are described in detail showing its basic principles, describing equations, parameterization used and application conditions. Then, the problem of structural analysis is discussed, including sensitivity of the models, data analysis and perturbations, uncertainties, identifiability problems, and validation of its operation. The description is self-contained and includes the mathematical developments needed for an understanding of the introduced concepts and techniques. To apply these techniques we developed a software that incorporates many of the models and techniques described, and allows a large-scale execution. The software interfaces and the results provided are briefly described. Using this software we proceeded to the practical application of the theory to an extensive set of Spanish basins, focusing perspective in singularities and differences of models, from a structural point of view, according to the degree of aridity of the considered basins. The concepts of regionalization and structural stability dependence on indicators are introduced, adopting as indicator the basin aridity. The practical applications are completed with the study through conceptual models of perturbations applied to the evaluation of effects of climate change on water resources. Following these purely hydrological issues, research is completed with a theoretical consideration of the possible effect of highly irregulars daily flow on the results of optimization and simulation models for water resources systems, with a monthly time step, and applying it to real case. Finally, we conclude with some considerations and possible extensions of the exposed techniques to semidistributed and daily new model under development. The analysis has shown the feasibility of the practical application of these methodologies, the possibility of improving the parametrization of the models, and many structural results for widely used models (structural identification matrix, covariances of parameter, eigenvalues, conditioned sensitivity, sensitivity ratio, etc.) that are in fact dependent on the aridity of the basins. Aridity not only determines the expected value and permissible range of parameters, useful information to narrow the a priori information required, but also it affects their levels of correlation and therefore structural identifiability. It has also been verified that the irregularity of daily flows, typical in semiarid areas, can affect the results of optimization and simulation models of water resources systems, due to invalidate the assumption of full monthly step diversion taken by these models. The importance of this effect depends on the configuration of the system and the flow characteristics at submonthly scales as daily. With the same objective of evaluating the effects of aridity, we analyzed the effect of intraday concentration of rainfall intensities on a daily scale infiltration, noting that the effect can be significant depending on the soil texture and initial water content. Finally we include some considerations for extend the techniques to other types of models such as daily or monthly semi-distributed using tessellation, line of great practical interest to enable water resource assessments on a large scale, in extensive territories with numerous gage stations. Model results can be contrasted by calibration with gauged watersheds, and parameter extrapolation can be carried out with the described techniques.

Shawn M. Verbout. / "June 1999." / Includes bibliographical references (p. [225]-240). / Sponsored by the U.S. Air Force. F49620-96-1-0072 Supported by the U.S. Army Research Laboratory under Cooperative Agreement, DAAL01-96-2-001

Aquest treball vol ser una aportació positiva a la teoria general del Manteniment Industrial. La teoria del Manteniment Industrial és un camp de la coneixença tècnica que encara ha de ser desbrossat d'influències que li són extranyes, que s'ha d'ordenar amb rigor i ha d'ésser expressada amb simplicitat i claredat per tal de fer més entenedores les dificultats que presenta, agreujades per la complexitat implícita en una funció industrial que s'estén obligadament per tot el conjunt de les enginyeries.Les idees i procediments que s'exposen o analitzen en aquest treball, es fonamenten en els estudis í en l'experiència de l'autor, al llarg de 40 anys de pràctica professional en vaixells i fàbriques de Catalunya i Lombardia, en 23 anys de docència en l'ESMC de Barcelona, ara Facultat de Nàutica, i en 11 anys d'activitat en les tasques del Comitè Executiu de la AEM (Asociación Española de Mantenimiento), des de la seva fundado. (Vegeu annex).En cada un dels temes tractats en aquest treball es descriu l'estat actual de la qüestió, se'n fa la crítica i es proposen solucions i, de vegades, camins per a la sol.lució, l'anàlisi crítica ja porta implícita la possible solució. En l'última part s'estudïen els resultats de l'enquesta, a nivell estatal, que l'AEM va endegar en la segona meitat de 1989, i que, com a membre del Consell Executiu de l'AEM, ha permès a l'autor de participar en totes les tasques per a la formulació, organització i anàlisi de l'enquesta, que serà feta pública a finals d'abril de 1990.L'anàlisi de l'enquesta completa aquest treball i dóna un retrat fidel sobre com és a l'estat espanyol el manteniment i quins són els seus punts febles.En un treball com aquest, que contrasta teories i fets que es contradiuen o confirmen, el problema consisteix en decidir si cada "refutado" és consistent o no. La praxi no destrueix cap teoria, ni cap teoria pot prohibir el que resulti de l'experimentació.En el cas que tractem, pluralistic, el conflicte no es posa entre teories i fets sinó entre dues teories del mateix nivell. El conflicte està entre una teoria interpretativa que subministra els fets i una teoria explicativa que els explica, i pot succeïr que la teoria interpretativa sigui d'un nivell tan elevat com el de l'explicativa. El problema, per tant, no es produeix entre una teoria de nivell lògic molt elevat i una hipòtesi refutatoria de baix nivell. Es tracta de que el conjunt de teories que s'apliquen per a la concepció, projecte, construcció, instal·lació i operació dels sistemes productius, industrials o de serveis es demostren inconsistents o limitades seriosament en el món real, en la praxi. La qüestió no està en substituir unes teories "refutades", ans es troba en la resol.lució de les inconsistències entre teories molt estretament relacionades i la recerca d'un raonament que aporti la part corroborada i proposi un canvi més realistic de la problemàtica.El teòric pot demanar a l'experimentador que especifiqui la seva "teoria interpretativa" i potser, després, substituir-la per una altra de millor que permeti abastar una valoració positiva de la teoria original. En aquest treball l'autor exposa una "teoria interpretativa" que, si resulta acceptable, pot ser d'utilitat en determinades situacions. L'enquesta ja esmentada és prou aclaridora de la conveniència de que la nostra societat industrial i acadèmica vulguin canviar els seus poc coneguts punts de vista sobre la funció Manteniment, entesa com a part, singular i principal, del sistema productiu.En el text es brregen idees i exemples indistintament originats en la indústria o en la marina, això no és d'estranyar puig que, tant la teoria com la pràctica són indiferents al medi en què funcionen els sistemes industrials. El medi és un dels diversos factors pertorbadors que poden agreujar els problemes, fer més difícils o diferents les tasques operatives o diferent l'organització del treball. Però els problemes de fons i la manera d'afrontar-los són substancialment els mateixos. Qui és expert en manteniment en un sector industrial ho pot ser en la marina i viceversa, l'únic esforç especial és, en tot cas, el d'adaptació al medi, a les costums i al llenguatge.

La falta de seguridad en los Estamentos de la sociedad marítima es evidente; hechos que suceden a diario, como accidentes o detenciones en puerto lo confirman. En la búsqueda de soluciones para reducir las deficiencias está involucrado todo el sector. El objetivo de mi investigación consiste en desarrollar un estudio sistemático en el cual se muestra como las nuevas tecnologías constituyen factores emergentes, que pueden incidir en la reducción de los accidentes y evitar la pérdida de vidas humanas que los acompañan. Además el objetivo incluye el análisis del impacto de las nuevas tecnologías sobre la tripulación, buque, carga y entorno.La metodología empleada para realizar la investigación consiste en un estudio de las nuevas tecnologías aplicadas en el sector marítimo, buscando la correlación entre los datos obtenidos de la realidad y las posibilidades futuras. Se efectúa un tratamiento analítico de factores relevantes capaces de modificar las condiciones de seguridad en el ámbito marítimo. Por último se acotan los parámetros necesarios para que la tecnología utilizada reduzca la carga de trabajo del tripulante, sin disminuir el nivel de seguridad.La estructura de la tesis se configura en ocho capítulos. Se empieza por definir los conceptos sobre las nuevas tecnologías, cual es su origen, cómo se pueden clasificar y cual es su evolución en el sector marítimo. Se complementa con el análisis del marco legislativo y la normativa aplicada a un avance tecnológico. La problemática de las tripulaciones reducidas, su evolución, formación y selección, es abordada definiendo los factores de equilibrio entre número mínimo de tripulantes y tecnología incorporada al buque.El estudio evolutivo de los buques, con ejemplos concretos, es una vía de investigación seguida con objeto de determinar la configuración y función del buque para siglo XXI. Se indica la posibilidad real, ya experimentada, de gestionar buques mediante técnicas de control remoto, desde estaciones de tierra por grupos de expertos. Se han estudiado equipos de alto contenido tecnológico cuya implementación es reciente, cómo GPS, o que están en proceso de pruebas, cómo ECDIS, determinando los límites de seguridad para la creación de un ISC.El tratamiento dado a las comunicaciones, con las mejoras de INMARSAT y las posibilidades de GSM, ponen de manifiesto la evolución de los sistemas de comunicaciones marítimas y la incidencia positiva que sobre ellas están teniendo la informática y electrónica. Se analiza el tema de las falsas alarmas en el SMSSM y las soluciones que se pueden adoptar en el buque o en tierra para evitarlas.La gestión y conservación del buque y su incidencia sobre el entorno marítimo, son analizadas, buscando soluciones tecnológicas que proporcionen un buen S.O. y la instalación de una red par control, vigilancia y ordenamiento del tráfico marítimo, desde tierra.Se concluye el desarrollo de la tesis con el estudio de algunos accidentes marítimos paradigmáticos y una referencia a los proyectos de la Unión Europea relativos a últimas tecnologías pone el punto final a los ocho capítulos en los que se desarrolla la tesis.Las conclusiones presentadas destacan que el criterio enunciado, "el nivel de seguridad aumenta, cuando elevamos el contenido tecnológico", es una afirmación demasiado categórica, para asumirla sin un análisis de matizaciones. En el desarrollo de la tesis se prueban límites entre los diferentes campos de aplicación de las nuevas tecnologías y su impacto sobre la seguridad. Las soluciones generalizas en seguridad marítima son negativas, deben ser acompañadas por un estudio crítico de todos los factores involucrados en el sector.El trabajo realizado no abre ninguna línea de investigación nueva, sino que sigue las del Departamento, concretamente entra dentro de la línea 3319070104, Seguridad del buque por su tipo y actividad.

La visión del marino durante el día no garantiza totalmente la seguridad del buque, pero sin luz diurna, la seguridad es limitada. El uso de sistemas de visión nocturna puede incrementar considerablemente la seguridad en la mar.Esta tesis estudia la eficacia y fiabilidad de las posibles aplicaciones de los sistemas de visión nocturna y la correcta interpretación y evaluación de las observaciones, de forma que permitan al marino efectuar de forma efectiva las maniobras para evitar accidentes durante la navegación. Aquellos aspectos que se han tenido en consideración se resumen en la seguridad durante la navegación, las maniobras del buque, detección humana en la mar, la seguridad en los accidentes marítimos y la seguridad interior y exterior del buque.Para el desarrollo de esta tesis, se ha hecho un estudio general de los sistemas de intensificación residual y de infrarrojo así como los factores y parámetros que afectan a su rendimiento en el medio marítimo. También, en un trabajo de campo, se ha estudiado la capacidad de reconocimiento e identificación de buques, la interpretación de imágenes de infrarrojo y la detección humana en la mar. Después, los restados son contrastados con un estudio estadístico entre en personal utilizador de estos sistemas. En general, los resultados confirman la capacidad de los sistema de visión nocturna para incrementa la seguridad en la mar, excepto los sistemas de intensificación de luz residual que no son suficientemente efectivos.Entre los sistemas de infrarrojos, las cámaras térmicas ofrecen un buena relación entre el redimiendo y el coste y para operaciones en que no se requieran grandes distancias de detección son una buena opción, para incrementar la seguridad en la navegación. Desde el punto de vista del marino y en lo referente a la seguridad en la navegación y en las maniobras del buque, los sistemas de infrarrojo mejoran la correcta aplicación del Reglamento Internacional para la Prevención de Abordajes en la mar (RIPA) y la adecuada identificación de las señales marítimas, así como incrementan la probabilidad de encontrar y rescatar un hombre en la mar. También puede ser muy efectivo contra el robo y la piratería. No obstante, estos sistemas no pueden considerarse el elemento principal de la navegación sino como accesorio del radar. Aunque el uso de las cámaras nocturnas es fácil, es importante tener en cuenta que sin un apropiado entrenamiento y una vigilancia efectiva, estos sistemas pueden perder efectividad. / The sight of sailors during the day can not totally guarantee the ship's security, and of course even less at night without daylight. The use of night vision systems can increase substantially the security at sea. This thesis studies the efficiency and the accuracy of the possible applications of night vision systems and the correct interpretation and valuation of the observations so that the sailors can carry out the maneuvers correctly to avoid accidents during navigation. The security aspects that have been taking into consideration are summarized in navigation security, ship maneuvers, human detection at sea, security in maritime accidents and inside and outside security of the ship. For the development of this thesis, there was a general investigation of the light intensifier system and infrared system, as well as factors and parameters that affect their performance in the maritime surroundings. In a field work there was investigated the ship's detection and identification capacity, the interpretation of the infrared imagines and the human detection at sea. Later, these results were compared with the results of a statistic study among users of these systems. In general the results confirm the capacity of the night vision systems to improve the security at sea, except for the light pollution intensifier systems which isn't effective enough. Among infrared systems, the thermal cameras offer a good relationship between the performance and the costs and for operations that don't need long distance identification they are a good option to increase the navigation security. From the point of view of the sailors and related to navigation security and the ship maneuvers, infrared systems improve the correct application of the Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea (COLREGs) and an appropriate identification of the maritime signals and also increasing the probability to find and rescue a person at sea. It can also be very effective against robbery and piracy. Nevertheless, these systems can't be considered the main system of navigation but as accessory of the radar. Although the use of night cameras is easy, it's important to take into considerations that without an appropriate training and an effective watch, these systems can loose effectivity.

La primera asociación de marinos de carácter sindical nace en Barcelona en 1878. En los años posteriores se van fundando numerosas asociaciones de náuticos (oficiales de cubierta), y de oficiales de máquinas. Las reivindicaciones generales de los marinos civiles en el primer tercio del siglo XX, motivaron diversos intentos unitarios, plasmados en las tres federaciones de oficiales de la marina mercante que se formaron. Finalizada la guerra civil y fuera de la ley todas las organizaciones sindicales de clase y democráticas, los marinos se encuadraron obligatoriamente en el sindicalismo vertical. En abril de 1975, se fundó el sindicato libre de la marina mercante (SLMM). A su naturaleza de clase y democrática, el SLMM unía un rasgo esencial: era una organización unitaria de todos los trabajadores de un buque. La división sindical del movimiento obrero hizo inviable la continuidad del SLMM. En su V congreso el SLMM aprobó por amplia mayoría su integración en comisiones obreras, poniendo fin al mas fructífero de los intentos sindicales unitarios de la marina mercante.

This thesis deals with the development of tools and analysis to characterize and predict artificial recharge and radial convergent solute transport processes in heterogeneous media. The goal is to provide new insights to understand how heterogeneity, which is the main natural source of uncertainty in decision-making processes related with groundwater applications, can be controlled and its effects predicted for practical purposes in these topics. For hydrogeological applications, accurate modeling of phenomena is needed, but it is uncertain. Uncertainty is derived from the spatio-temporal random distribution of hydrodynamic (physical, chemical and biological) variables affecting groundwater processes, which is translated into random distribution of modeling parameters and equations. Such randomness is of two types: epistemic, when it can be reduced increasing the sample frequency of an experiment; aleatory, when it cannot be reduced when more information is analyzed. Sometimes hydrodynamic processes occur at so small scales that they become impossible to characterize with traditional methods, and from a practical perspective, this is analogous to deal with aleatoric model parameters. However, if some constitutive relationship (either empirically, theoretically or physically based) can be built between processes across different scales, then small-scale processes can be reproduced by equivalent large-scale model parameters. Uncertainty becomes amenable to be treated as epistemic randomness, and large-scale characterization techniques can be used to improve the description, interpretation or prediction of these processes. This thesis deals with these topics. The manuscript is composed by two main parts (the first on artificial recharge and the second on solute transport), each of them divided into three chapters. In chapter 1 of each part, a tool is developed to obtain quantitative information to model a selected variable at coarse grid resolutions. In the case of artificial recharge, satellite images are used to model the spatial variability of the infiltration capacity on top soils with a metric-scale detail. In the case of solute transport, a new method to estimate density from particle distribution is shown. In chapters 2, it is explored what processes occurring at the fine scales can affect the interpretation of artificial recharge and solute transport processes at larger scales. In the first part, a combined method that joins satellite images and field data along with a simple clogging model is used to display the equally-possible spatio-temporal mapping of the infiltration capacity of topsoil during artificial pond flooding activities. In the second part, numerical three-dimensional models are used to simulate transport in heterogeneous media under convergent radial flow to a well at fine scale. It is shown that an appropriate model framework can reproduce similar observations on contaminant temporal distribution at controlling section similar to those obtained in the field tracer tests. It is also provided a physical explanation to describe the so-called anomalous late-time behavior on breakthrough curves which is sometimes observed in the reality at larger scales. In the chapters 3, models are used to define the uncertainty around operating parameters in the optic of prediction and management on artificial recharge and solute transport. In the first case, a probability framework is built to define the engineering risk of management of artificial recharge ponds due to random variability of the initial distribution of infiltration, which controls several important clogging factors based on theoretical approaches. In the case of solute transport, it is discussed how equivalent parameters based on mass-transfer models can be related with the geometrical distribution of hydraulic parameters in anisotropic formation, when convergent flow tracer tests are used.

La tesis se estructuró básicamente en tres partes, además de los apartados de Introducción, Bibliografía y Anexos documentales. En la Introducción se presentó la problemática, tanto desde la descripción como sistematización (interrogantes) de la misma. Asimismo, se presentaron los objetivos e hipótesis de trabajo generales. También se justificó el estudio y se dieron a conocer ciertos aspectos metodológicos. En la primera parte de la investigación, Marco Teórico, se desarrollaron los aspectos conceptuales subyacentes, tanto los básicos (por ejemplo, tipos de NGV, historia de NGV en España, caracterización de la ruta para la cual se desea proponer el método de operatividad del buque) como los específicos (por ejemplo, sistemas de control a bordo, gestión de recursos humanos en el puente, características de operatividad y de maniobra). En la segunda parte, Estudio empírico de la investigación, se presentó la metodología del estudio (básicamente desarrollando el tipo y diseño de estudio, presentando y operacionalizando las variables, formulando las hipótesis específicas y caracterizando los procedimientos de recogida y análisis de datos, por fase transversal y longitudinal), y los resultados y discusión de las hipótesis específicas (también estructurando según la fase de la investigación). En la tercera parte del estudio, Interpretación de los resultados y conclusiones, se desarrolló la discusión de las hipótesis generales de la investigación (con ello elaborando los criterios de validación para la verificación de puentes de gobierno en NGV y el método de operatividad en navegación frente a malas condiciones de mar) y las conclusiones del trabajo. Finalmente, en el apartado de Bibliografía se presentaron todas las referencias utilizadas durante la redacción de la tesis y, en el apartado de Anexos documentales, aquellos informes, formularios y análisis complementarios. / The thesis is divided into three parts: Part I: Theoretical Framework Part II: Empirical Research Part Three: Interpretation of Results and Conclusions In Part One, Chapters 1 to 4, are defined and studied in a generic way NGV types existing operating area covered by the study, brief historical, description of control systems they have, Safety and Emergency procedures carried out and its handling characteristics and limiting operational conditions. Part Two Chapters 5 and 6 deal with the methodology is its transverse and longitudinal phases. We consider the contributions of different sources of data such as the actual case study provided by CIAIM accidents in their reports and interviews with captains of HSC. This allowed us to obtain information on the two dimensions analyzed, the related technological and human factors. Chapter 6 analyzes are performed quantitative semantic and cross-phase, longitudinal phase an analysis of reports provided by CIAIM. The third part consists of Chapter 7 where are interpreted and discussed the results obtained for the two general hypotheses and Chapter 8 which outlines the conclusions. In the first hypothesis are obtained conclusions about modes of action of the Captain and First Officer, as well as ergonomic aspects in the design of the bridge. In the second hypothesis proposes a method of government of the boat in adverse sea conditions to optimize the structural safety of the same and encourages passengers and crew comfort.