El conocimiento del comportamiento de los sistemas con elementos flexibles es cada vez mas importante en la técnica moderna. La notable mejora de las prestaciones dinámicas que comporta la reducción de la masa de los elementos en movimiento, se encuentra compensada por la pérdida de precisión que aparece como consecuencia de la flexibilidad. Para comprender mejor los sistemas con elementos flexibles, en esta tesis se ha investigado el comportamiento particular de una viga flexible giratoria accionada mediante un servoactuador oleohidráulico, con la intención de obtener una metodología aplicable a casos similares.A continuación, se indica la estructura con la que se ha planteado esta tesis:a) estudio teórico,b) simulación,c) validación experimental, yd) estrategias de control.Estudio teóricol estudio teórico se ha iniciado considerando, en una primera aproximación, que la viga elástica es un sólido rígido. Este estudio sirve de introducción a la segunda parte en la que se considera la flexibilidad de la viga.El estudio teórico se ha iniciado de la manera mas general posible, añadiéndose hipótesis simplificadoras progresivamente, solo cuando son necesarias. En primer lugar se han planteado las ecuaciones diferenciales del movimiento considerando las hipótesis de Timoshenko, así como los efectos debidos a las fuerzas centrífugas y de Coriolis. Se ha utilizado el método de Lagrange, lo que ha permitido automatizar el planteamiento de las ecuaciones.Las ecuaciones diferenciales del movimiento son integro diferenciales en derivadas parciales.Debido a su notable complejidad se ha sustituido la hipótesis de viga de Timoshenko por la de viga de Euler-Bernoulli. Así mismo se ha considerado que la masa de la viga es mucho mas grande que la masa situada en el extremo de la viga.En la ecuación diferencial obtenida se ha justificado la existencia de un término que puede ser despreciado. Esto ha permitido integrar las ecuaciones, y obtener las frecuencias propias y las formas modales. Se han realizado diversas aplicaciones numéricas del método anterior.SimulaciónLa elección del método empleado para modelar un sistema real es una decisión compleja. Debido a que el sistema estudiado abarca varias disciplinas tecnológicas, se impone la necesidad de utilizar una escala jerárquica de submodelos encapsulables. Estos submodelos se definen explícitamente a partir de leyes físicas. De todas las alternativas contempladas se ha decido utilizar Bond Graph porque cumple con los requisitos citados y, además, es conceptualmente didáctico.La modelización de la viga flexible mediante Bond Graph seguirá un planteamiento nodal, pues no es posible garantizar a priori que las frecuencias propias de la viga flexible sean independientes del resto del sistema. El modelo nodal desarrollado es esencialmente una discretización en elementos finitos de la viga de Euler-Bernoulli.El planteamiento nodal considera la viga como un conjunto de rebanadas conectadas entre sí. La masa de las rebanadas se considera concentrada en su centro de masas. Las rebanadas están articuladas entre sí y existe un muelle entre ellas que se opone al giro.La explotación sistemática de este modelo, con pequeñas variaciones, permite observar los efectos debidos a la presión de alimentación, al área del actuador lineal, al caudal nominal de la servoválvula, al rozamiento mecánico y a las fugas en el actuador, así como a la posición del actuador con respecto a la viga.Estudio experimentalSe ha diseñado, construido y puesto a punto un banco de ensayos que ha permitido validar experimentalmente los modelos teóricos y los modelos de simulación desarrollados en esta tesis.Se ha obtenido experimentalmente una estimación de la función de transferencia del sistema viga flexible/actuador lo que ha permitido validar las frecuencias propias obtenidas mediante cálculos teóricos y mediante simulación.Estrategias de controlSe han ensayado diversas estrategias de control, tanto experimentalmente como por simulación. Finalmente se propone el siguiente enfoque: se ha creado un bucle de realimentación en el que se mide la aceleración en el extremo de la viga para intentar anularla. Como este enfoque frenaría la rampa de aceleración del sistema, solo se activará en las cercanías del punto de llegada del actuador. Esta estrategia es la que ha dado mejores resultados, consiguiendo experimentalmente la desaparición de las vibraciones en 0.5 s. / Understanding the behaviour of systems with flexible elements is increasingly important in modern day technology. Reducing the mass of machine elements leads to a remarkable improvement in dynamic performance. However, a loss of precision also occurs with such an increase in flexibility. In order to arrive at a better understanding of systems with flexible elements, this thesis investigated the particular behaviour of a hydraulic servodriven rotating flexible beam with the aim of obtaining a methodology that could be applied to similar cases.The thesis was structured in the following way:a. theoretical studyb. simulationc. experimental validation, andd. control strategiesTheoretical StudyThe first phase of the theoretical study began by considering the elastic beam as a rigid solid. This study served as a base for the second phase in which the flexibility of the beam was taken into account.The theoretical study began in a general way and continued by adding simplifying hypotheses when necessary. Firstly, the differential equations of motion were written considering the hypothesis of Timoshenko, as well as the effects due to centrifugal and Coriolis forces. The Lagrange method was used to computerise the writing of the equations. The differential equations of motion contained integral terms. Due to the remarkable complexity of the Timoshenko beam hypothesis, it was replaced by the Euler-Bernoulli beam. The mass of the beam was also considered to be of greater magnitude than the mass located at the end of the beam. Within the differential equation obtained via this hypothesis, it was shown that one of the terms was negligible. This allowed integration of the equation to find the modal frequencies and modal forms. Diverse numerical applications of the previous method were carried out.SimulationChoosing a method to model a real system is a complex decision. The studied system includes several technological disciplines therefore it is necessary to use a hierarchic scale of sub-models. These sub-models are defined explicitly from physical laws. Bond Graph was chosen as it fulfilled the mentioned requirements and, in addition, is conceptually didactic. The flexible beam Bond Graph model was nodal, because it wasn't possible to guarantee before hand that its own frequencies would be independent from the rest of the system. The developed nodal model was essentially a finite set of elements of the Euler-Bernoulli beam and considered the beam to be like a set of connected elements. The mass of the elements was assumed to be concentrated at its centre of mass. Every element was pinned to its neighbours and there was a rotational spring between them.The systematic operation of this model, with small parameter variations, made it possible to observe the effects due to:- the hydraulic pressure,- the linear actuator section,- the servovalve dimension- to the mechanical friction and losses in the actuator,- the link position between the actuator and the beam.Experimental StudyA test bank, to experimentally verify the theoretical and simulation model used in the thesis was designed and erected.An estimation of the transference function of the flexible beam/actuator system allowed the frequencies obtained via theoretical calculations and simulation to be verified.Control StrategiesSeveral control strategies were considered, both experimental and by simulation. Finally, the following approach was used: a feedback loop created using the acceleration in the end of the beam. The acceleration signal was processed and added to the set point signal which was sent to the servo actuator with the intention of reducing the beam end acceleration. As this approach restrained the system start acceleration, it was only activated in the vicinity of the actuator set point. This strategy gave the best results, achieving experimentally that the vibrations disappeared in 0.5s.

La presente tesis doctoral trata sobre el accionamiento y control del posicionado de aperos agrícolas que configuran aspectos funcionales de máquinas tales como palas cargadoras frontales, máquinas cosechadoras de caña de azúcar (alzadoras y combinadas), etc., siendo el objetivo fundamental desarrollar un sistema que accione y controle dos o más actuadores óleo-hidráulicos de manera simultánea, coordinada y sincronizada que mejore la funcionalidad de elevación de mecanismos tipo péndulo doble.El estudio de la bibliografía consultada nos permite hacer un análisis detallado de los trabajos más importantes sobre los sistemas mecánicos de elevación, inclinación y volteo de tales máquinas, así como, las diferentes alternativas de sincronización.Acorde con lo anterior, los objetivos básicos de la tesis se han centrado en: estudiar el comportamiento de un bloque de sincronización oleohidráulica constituido por dos unidades divisoras de caudal, de relación de partición variable, con compensación de carga así como dos unidades de regulación de presión (frenado y limitación de presión) pilotadas externamente, simular su interacción con las prestaciones del mecanismo de elevación utilizando el método de bond graph, y por último, validar y optimizar el diseño y la metodología empleada a través de ensayos experimentales. La elección del bond graph como método de simulación obedece a dos objetivos básicos: evaluación del comportamiento cinemático y dinámico del mecanismo, así como permitir su interacción con el modelo del bloque de sincronización oleohidráulico. Es decir, disponer de un modelado físico en un sistema multidominio. La explotación sistemática de esta metodología teórico experimental ha permitido colegir las siguientes conclusiones:Desde el punto de vista mecánico/oleohidráulico, a pesar de que el comportamiento cinemático-dinámico del sistema durante los ciclos de subida y bajada son diferentes, es posible utilizar unidades divisoras de caudal de características inherentes idénticas (curva partición de caudal en función de la posición de la aguja). Los valores obtenidos en laboratorio y los obtenidos mediante la simulación numérica difieren en el peor de los casos, en un valor menor del 10 % (caso de bajada).Se ha constatado que, a excepción de que el mecanismo del péndulo doble incluidos los actuadores sea un mecanismo homotético, cualquier otra configuración geométrica del mismo, presenta una relación no lineal entre el cociente de velocidades de los actuadores en función del ángulo de elevación. Relación que limita drásticamente la sincronización. Las configuraciones no homotéticas son una constante en el accionamiento de aperos agrícolas y vienen impuestas, en la mayoría de las veces, por conveniencias estratégicas, tales como: ventajas mecánicas, visibilidad del operario, espacio de trabajo, estabilidad, transportabilidad, etc.Para el prototipo construido y ensayado, los valores de partición de caudal óptimos se corresponden a una posición de aguja de 1.2-1.6, para el ciclo de bajada y de 7-7.1, para el ciclo de subida. Sin embargo, no es posible compensar la no linealidad con válvulas de aguja controladas manualmente.También se ha constatado, experimentalmente y numéricamente, que la bondad del sincronizado es muy sensible a la posición de la aguja que define la partición de caudal.En general, se puede considerar que la solución oleohidráulica ofrece unas buenas prestaciones aunque se ven penalizadas ya que la unidad hidráulica de sincronizado acusa una pérdida de presión excesiva.Habida cuenta la gran sensibilidad de la posición de la aguja frente a la división de caudal mencionada anteriormente, se ha constatado, experimentalmente, una acusada diferencia de comportamiento entre los ciclos de subida y bajada. En algunos casos, estas diferencias han sido acumulativas y, en consecuencia, transcurrido un elevado número de ciclos, se pierde la capacidad de sincronización. / This doctoral thesis deals with the drive and control of the positioning of agricultural implements that form functional aspects of machines such as front-end loaders, sugar cane machines harvesters (gatherers and combined), etc. The main aim is to develop a system that drives and controls two or more hydraulic actuators in a simultaneous, coordinated and synchronised way that improves the elevation functionality of double pendulum type mechanisms.The study of the consulted bibliography allows us to make a detailed analysis of the most important works of the elevation, inclination and turn around mechanical systems of such machines, as well as, the different synchronization alternatives.In agreement with the above, the basic objectives of this thesis have been centered on: the study of the behavior of a hydraulic synchronization block consisting of two variable partition flow divider units with load compensation as well as two externally piloted pressure regulation units (restrained and limitation of pressure); the simulation of their interaction with the elevating mechanism characteristics using the bond graph method, and finally, the validation and optimization the design and the methodology used through experimental tests. The election of the bond graph as a simulation method obeys the two basic objectives: evaluation of the kinematic and dynamic behavior of the mechanism, as well as its interaction with the model of the hydraulic synchronization block. That is to say, to have a physical model in a multidominion system. The systematic operation of this experimental theoretical methodology has lead to the following conclusions:From the mechanical / hydraulic point of view, although the kinematic-dynamic behavior of the system during the cycles of ascent and descent is different, it is possible to use flow divider units of identical inherent characteristics (the flow partition curve as a function of the position of the needle). The values obtained in the laboratory and these obtained by means of the numerical simulation differ in the worst case by a value smaller than 10 % (case of descent).It has been stated that all geometric configurations of the double pendulum mechanisms including actuators (with the exception of a homothetic type) present a nonlinear relationship between the quotients of speeds of the actuators based on the elevation angle. A relationship that limits the synchronization drastically. The nonhomothetics configurations are constant in agricultural drive implements and are imposed, most of the time, by strategic advantages, such as: mechanical advantages, visibility of the worker, space of work, stability, transportability, etc.For the manufactured and tested prototype, the optimal partition of flow values correspond to a position of the needle of 1.2-1.6, for the cycle of descent and 7-7.1, for the cycle of ascent. Nevertheless, it is not possible to manually compensate the nonlinearity with needle valves.It has also been stated, experimentally and numerically, that the synchronous is very sensitive to the position of the needle that defines the flow partition.In general, it is possible to consider that the hydraulic solution offers good performance characteristics although they are penalized as the synchronised hydraulic unit causes an excessive loss of pressure.Taking into account the great sensitivity of the position of the needle as opposed to the flow division previously mentioned, it has been stated experimentally that there is a significant behavior difference between the cycles of ascent and descent. In some cases, these differences have been cumulative and consequently, after a high number of cycles, the synchronization capacity is lost.

Los sistemas de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal (HCFSS) constituyen una tecnología válida para la depuración de aguas residuales urbanas. Uno de los principales objetivos de estos sistemas es eliminar la materia orgánica, los sólidos y los nutrientes presentes en el agua residual decantada. La materia orgánica mineral contenida en el agua residual se compone de una mezcla compleja de sustancias de diferentes tamaño y composición química. En sistemas de tratamiento convencionales se ha demostrado que la istribución de tamaños de partículas del agua residual afluente puede afectar la eficiencia del tratamiento. Sin embargo, muy pocos estudios han sido llevados a cabo en HCFSS para determinar si los factores como la distribución de tamaño o características de la materia orgánica afectan la eficiencia del tratamiento. Por lo tanto, la hipótesis inicial de este trabajo está basada en la suposición de que en HCFSS, las características de la materia orgánica disuelta y particulada pueden afectar la eficiencia de eliminación de materia orgánica (DQO) y amonio. Los estudios realizados para probar esta hipótesis, fueron desarrollados utilizando pequeños contenedores experimentales poco profundos (0.27-0.3 m) con un área superficial de 0.54-0.77 m2. Estos sistemas fueron plantados con Phragmites australis y en la mayoría de los experimentos fueron alimentados de forma intermitente. El agua residual utilizada fue de dos tipos, sintética y agua residual urbana decantada. El agua residual sintética fue preparada con agua de grifo y compuesta de glucosa (materia orgánica fácilmente biodegradable), almidón (materia orgánica lentamente biodegradable) y nutrientes. En los capítulos 2 y 3 se hace una descripción sobre la eficiencia de los HCFSS experimentales. Estos sistemas tuvieron excelente eliminación de DQO con eficiencias entre 70 y 94% independiente del tipo de sustrato (glucosa o almidón) y de la carga orgánica superficial suministrada (5-6 g DQO/m2.d y 20-22 g DQO/m2.d). La eliminación de amonio en estos sistemas fue moderada, el sistema alimentado con glucosa tuvo mayor eficiencia (45-57%) con respecto al sistema alimentado con almidón (40-43%). La conductividad hidráulica fue menor en el sistema alimentado con glucosa, probablemente debido a un mayor crecimiento del biofilm.En los HCFSS que operaron con agua residual urbana decantada, la aplicación de un pretratamiento físico-químico no mejoró la concentración de DQO en el efluente comparado con el sistema que no recibió tratamiento físico-químico (82 vs 88%), pero redujo la turbiedad y la concentración de DQO en el afluente. La eliminación de amonio fue alta y similar en ambos sistemas con un rango entre 63 y 94%. La conductividad hidráulica fue mayor (28 m/d) en el sistema con agua residual tratada que en el sistema que no recibió tratamiento (20 m/d). Los resultados de este estudio sugieren que un pretratameinto físico-químico podría evitar la acumulación de sólidos en la zona de entrada de los HCFSS.El capítulo 5 describe un estudio diseñado para evaluar la eficiencia de eliminación en dos sistemas experimentales que operaron en forma intermitente y continua. Las tasas de eliminación de DQO fueron altas y similares en los dos sistemas con un valor promedio de 78%. La eliminación de amonio fue significativamente mas alta (P<0.05) en el sistema alimentado en intermitente comparado con el sistema alimentado en continuo (87 vs 69%).El capítulo 6 proporciona información sobre la cantidad y calidad de sólidos acumulados en el medio granular de 6 humedales construidos a escala comercial. Los resultados de este estudio indicaron que la mayor cantidad de sólidos fue depositada en la zona de entrada (3-57 kg/m2) con diferencia significativa para la zona de salida (2-16 kg/m2). Esta alta cantidad de sólidos acumulada en la zona de entrada fue variable y estuvo relacionada con la carga orgánica y de sólidos recibida (3.1-17.5 g DQO/m2.d; 2.6-10 g SST/m2.d). El contenido de materia orgánica de los sólidos acumulados fue bajo (20%) y de difícil biodegradación tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Los valores de conductividad hidráulica en estos sistemas fueron bajos (0-4 m/d) cerca de la zona de entrada con respecto a la zona de salida (12-200 m/d).Por último, en el capítulo 7 se enumeran las principales conclusiones de cada uno de los aspectos estudiados y se mencionan algunas sugerencias para futuras investigaciones. / Subsurface-flow constructed wetlands (SSF CWs) constitute a proven technology for treatment of urban wastewater. One of the principal objectives of CW treatment is to remove organic matter, suspended solids and nutrients from the settled wastewater. The organic and mineral matter contained in urban wastewater is composed of a complexity of substances of different sizes and chemical compositions.In conventional treatment systems it has been demonstrated that the particle size-frequency distribution of the influent wastewater can affect treatment efficiency. However, very few studies have been conducted in SSF CW to determine whether factors such as the size-frequency distribution or organic matter characteristics affect treatment efficiency. Thus the initial hypothesis of this work is based on the supposition that in SSF CW systems, the characteristics of the dissolved and particulate organic matter can influence the removal of COD and ammonium of wastewater. The designed studies were conducted in small experimental SSF CW units that were shallow (0.27 and 0.3 m), and with a surface area of 0.54-0.77 m2. The SSF CWs were planted with Phragmites australis and in most of the studies the treatments received wastewater on an intermittent basis. Wastewater used in these studies was either synthetic or settled urban wastewater. The synthetic wastewater was prepared with tap water and composed of glucose (organic matter easily biodegradable), starch (organic matter slowly biodegradable) and nutrients. In Chapters 2 and 3, details are provided to illustrate that shallow SSF CW provided excellent removal of COD, with average removal rates ranging from 70 to 94% irrespective of the type of organic ubstrate (glucose vs starch) or organic loading rates (5-6 g COD/m2.d to 20-22 g COD/m2.d). The ammonium-N removal in these systems was moderate, with the glucose-fed SSF CW providing marginally better removal (45 to 57%) as compared to the starch-fed system (40 to 43%). The hydraulic conductivity was low in the system fed with glucose due to the presence of a greater growth of biofilm.In experimental SSF CW treating urban wastewater, the application of the physico-chemical pretreatment did not improve COD effluent concentrations as compared to the no-pretreatment control (82 vs 88%), but did reduce turbidity and COD concentration in the influent. The removal rates of ammonium-N were similar in both systems and ranged from 63 to 94%.The hydraulic conductivity was higher (28 m/d) in the system with treated wastewater as compared to the control (20 m/d). These results indicate that the pretreatment could possibly help to reduce pervasive solids accummulation in the inlet zone (Chapter 4).Chapter 5 describes a study designed to evaluate treatment efficiency in experimental SSF CW that were operated with either intermittent or continuous feeding. The COD removal rates were relatively high and merely identical in both systems, with an average value of 78%. Ammonium-N removal was significantly higher (P<0.05) in the intermittently fed system as compared to the continuously fed system (87 vs. 69%). The enhanced removal of COD and ammonium-N observed in the present studies were attributed to several factors including shallow wetland beds, macrophyte aboveground biomass, and more oxidizing conditions in the root zone.Chapter 6 provides survey-type information for six full-scale SSF CW. The data indicated that the greatest amount of solids were deposited within the inlet zone (3-57 kg/m2), with significantly less solids near the outlet (2-16 kg/m2). It was apparent that the amount of solids deposited near the inlet was highly variable and was correlated with respective loading rates (3.1-17.5 g COD/m2.d; 2.6-10 g TSS/m2.d). Analyses of the accumulated solids showed them to be approximately 20% organic matter, extremely recalcitrant and difficult to degrade under either aerobic or anaerobic conditions. Hydraulic conductivity values were significantly lower near the inlet zone (0-4 m/d) as compared to the outlet zone (12-200 m/d).Chapter 7 lists the main conclusions for each of the chapters and provides suggestions for future investigations.

El acuifero costero de la Plana de Castelló presenta unas características hidrogeoquimicas de gran complejidad, como consecuencia de la de la superposición de procesos tanto naturales como antrópicos, como son la intrusión marina, la contaminación de origen agrícola e industrial y la descarga de aguas sulfatadas desde los acuíferos triásicos de borde. De ellos, el que condiciona en mayor grado las características físico-químicas del agua subterranea es, sin duda, la intrusión marina, que es notable en la mitad meridional y en el extremo septentrional de la Plana. El más relevante proceso modificador asociado a la mezcla de agua dulce y agua salada es el intercambio iónico, que afecta principalmente al calcio y al sodio, y no tanto al magnesio, cuya aparente ganancia está relacionada con aportes de agua de recarga lateral subterranea desde los acuiferos triásicos de la Serra d'Espadà este mismo mecanismo es el responsable del aumento de sulfatos que se acompaña de aportes de litio, estroncio y boro. Las mayores concentraciones se encuentran en los alrededores de la población de Xilxes, donde parecen existir flujos locales intensos, probablemente asociados a altos estructurales del sustrato triásico. Se ha detectado la presencia de elementos minoritarios y traza en concentraciones apreciables. Estos elementos son boro, estroncio, litio, manganeso, hierro, bario,arsénico, selenio, vanadio, flúor, mercurio y cromo. Algunos de estos elementos tienen clara procedencia geoquímica pero otros pueden estar asociados a procesos contaminantes.

El objetivo de esta tesis es hacer un estudio analítico de la realidad sociológica de la gente de mar y su entorno.Como marco de referencia teórico se ha tomado el concepto de "institución total" elaborado por el sociólogo norteamericano Erwing Goffman. Una vez definida la problemática y explicitado el modelo de análisis en el cual queda fundamentado el trabajo, la tesis intenta mostrar una visión panorámica, objetiva y detallada de los diversos factores que configuran el peculiar estilo de vida de la gente de mar: las tripulaciones, sus roles respectivos y el tipo de relaciones que se establecen entre los distintos miembros que las constituyen; la influencia que sobre estas relaciones ejerce el carácter cada vez más reducido e internacional de los integrantes de la tripulación; las motivaciones del marino; los condicionamientos que la vida a bordo suponen en lo que respecta a la preservación de su esfera privada, a sus actividades de ocio, a la dialéctica entre la comunicación y la soledad, entre el aburrimiento, la tensión y la fatiga. Completa esta parte central del análisis un capítulo sobre las relaciones sociales del marino con el mundo exterior, problemáticas como consecuencia del carácter de la vida a bordo, desde un enfoque que considera al buque como una institución total. Además de la situación del barco en puerto, se hace especial hincapié en la cuestión de las relaciones familiares, en los problemas de la integración del marino en la célula de la familia y en aquellos que se derivan de su reincorporación a la vida de familia y a la sociedad de tierra en general.La tesis se divide en cinco capítulos: 1) El barco mercante y su adecuación al concepto de institución total: en este primer capítulo se define lo que es una institución total, se habla de distintos tipos de tales instituciones y finalmente se especifica, cómo y por qué podemos considerar el barco mercante como una institución total. 2) Vida interna de la institución barco: aquí se estudia la tripulación como grupo social, analizando los distintos roles que se encuentran y sus características, las relaciones entre mandos y subalternos, los subgrupos, las tripulaciones internacionales y las reducidas. 3) El tripulante: en este capítulo se enfoca el estudio desde la perspectiva del interno de la institución barco, contemplando el porqué de su embarque, su integración en el mundo de la tripulación, la identidad del marino y la búsqueda de su propio espacio. 4) La relación del marino con el mundo exterior: aquí se presta atención a cómo condiciona la profesión marinera la relación con la sociedad en general y con la familia en particular. Las actitudes del marino ante las personas de tierra, los problemas típicos de las familias en las que el esposo y padre es marino y la "crisis" del retorno al hogar. 5) Conclusiones: En este último capítulo se extraen las conclusiones pertinentes a los capítulos previos y se pretende sintetizar una serie de puntos básicos en la vida dentro de la institución barco, así como de presentar una visión de futuro y plantearse qué criterios deberán tenerse en cuenta a la hora de proyectar una tripulación o al definir las características apropiadas para el ejercicio de la profesión marinera. / The main object of this thesis is a sociological study on living conditions aboard merchant ships.The theoretical reference framework is the notion of the "total institution", as developed by the American sociologist Erwing Goffman. After defining the problems and explaining the analytical model upon which his work rests, the thesis offers an objective, detailed panoramic view of the various factors at work in shaping the distinct life-style of the men - and occasionally the women - who make the sea their profession: the crews, the roles within the crew, and the kind of relations that arise between its various members; how these relations are influenced by the smaller size and international composition of the crews; what motivates sailors; the implications of life aboard in attempting to maintain a private sphere, in leisure activities, and in the dialectic between communication and solitude, between boredom and tension and fatigue.This central part of the analysis is rounded off with an essential chapter on the social relations of the seafarer with the world outside, relations that are difficult precisely as a result of the character of life on board from a standpoint that sees the ship as a total institution. In addition to the situation of ships in ports and the particular case of passenger ships, the thesis places special emphasis on the issues of family relations, the problems sailors have in integrating into the family cell, and the problems arising from their return to family life, and to on-shore society in general.Structure of the thesis1) The merchant vessel as a form of total institution: this first chapter gives a definition of a total institution, discusses the various types of such institutions, and goes on to specify how and why we can regard the merchant ship as a total institution.2) The inner life of the ship institution: here the crew is studied as a social group, analysing the various roles found and their characteristics, the relations between officers and ratings, subgroups, international crews and downsized crews.3) The crew member: this chapter approaches the study from the point of view of the individual inside the ship institution, considering his reasons for going aboard, his integration in the world of the crew, the identity of the sailor and his search for his own space.4) The relations of crew members with the outside world: here we turn to how being a seafarer affects relations with society in general and with the family in particular - the sailor's attitude to people on shore, the typical problems of families in which the husband and father is a seaman, and the "crisis" of returning home.5) Conclusions: this last chapter seeks to summarise a number of basic points concerning life inside the ship institution and to use them in seeking valid criteria for designing crews in the current context of the merchant marine. For this purpose, a number of studies produced in various countries are drawn on, concerning the physical and psychological characteristics that a person intending to pursue the seafaring life should possess.

El objetivo del presente trabajo es proporcionar una metodología escalonada con un grupo de herramientas numéricas seleccionadas y/o desarrolladas con el fin de establecer dónde se requiere una zona de mezcla y determinar su tamaño y aceptabilidad con un nivel de detalle apropiado de acuerdo a su relevancia para cada vertido industrial descargado por boca única situado en un estuario. Esta propuesta puede ser aplicada tanto por los Estados miembros como las industrias a la hora de delimitar zonas de mezcla según lo establecido en la Directiva 2008/105/EC y la Directiva 2013/39/EU. La estructura de la tesis se organiza en seis capítulos de la siguiente manera: • Capítulo 1 Introducción. En este capítulo se introduce al lector los contenidos de todos los demás capítulos de la tesis. En primer lugar, se presentan las motivaciones para llevar a cabo la investigación, explicando su importancia y las razones que llevaron al desarrollo de esta tesis. En segundo lugar, se presenta el objetivo general de la tesis y, por último, se explica su estructura. • Capítulo 2. Estado del Arte. Con el objetivo general en mente, se lleva a cabo una revisión de la literatura con el fin de evaluar los diferentes enfoques metodológicos utilizados en la práctica diaria en todo el mundo, de exponer los temas de actualidad en estuarios (hidrodinámica y mezcla) y, por último, de revisar las herramientas numéricas disponibles utilizadas para estudiar la hidrodinámica y de mezcla de vertidos en estuarios. Esta revisión destaca los puntos fuertes y las deficiencias encontradas en los enfoques actuales y permite la definición de los objetivos específicos de la presente obra. • Capítulo 3. Metodología general. En este capítulo, se describe la metodología escalonada desarrollada mediante el uso de cinco pasos. En el Paso 1, se recopila la información requerida sobre el área de estudio y las descargas de sustancias tóxicas. El Paso 2 identifica la relevancia del vertido en la zona de estudio. A continuación, el Paso 3 evalúa el efecto generado por los vertidos y delimita las zonas de mezcla a partir de un cálculo simplificado, que tiene en cuenta unas condiciones fijas de los forzamientos. El Paso 4 evalúa el efecto generado por las descargas y delimita las zonas de mezcla durante el año más seco de acuerdo con el caudal del río. Finalmente, en el Paso 5, se 'reevalua' el efecto generado por las descargas y se ‘redelimitan’ las zonas de mezcla con base en el caso real de dilución y teniendo en cuenta la variabilidad de los forzamientos ambientales. • Capítulo 4. Herramientas numéricas. En este capítulo, se presenta una revisión de los modelos numéricos usados y de todas las herramientas matemáticas de desarrollo propio que permiten la integración, la transferencia, la comunicación y la representación gráfica de la información requerida y obtenida a lo largo de la metodología expuesta. • Capítulo 5. Resultados: Aplicación en el estuario de Suances. En este capítulo, se ilustra la implementación/aplicación en el estuario de Suances de la metodología desarrollada en el capítulo 3, usando las herramientas numéricas propuestas y descritas en el capítulo 4. • Capítulo 6. Conclusiones y futuras líneas de investigación. Al final del documento, se detallan las conclusiones del presente trabajo junto con algunas propuestas para futuros temas de investigación que pueden complementar el presente estudio y la metodología desarrollada. Por último, se listan todas las aportaciones realizadas por esta tesis. / The main objective of the present study is to make a step forward in the assessment of mixing zones of single-port industrial discharges in estuaries by developing and implementing a stepped methodology according to the significance of the considered discharge. Thereby, this methodology establishes where a mixing zone is required and determines its size and acceptability for each point discharge based on numerical models and mathematical tools. Thus, in this thesis a “Stepped Approach” has been developed to document the policy decision tree (methodology) that may be adopted by Member States and/or Industries when setting Mixing Zones (MZs) under Directive 2008/105/EC and Directive 2013/39/EU. The structure of the thesis is organized in six chapters as follows: • Chapter 1. Introduction. This chapter has introduced the reader in all other chapters of the thesis. Firstly, the motivations for research, explaining their importance and the reasons that led to the development of this thesis, are displayed. Secondly, the general aim of the thesis is presented and, finally, the organization of this thesis is explained. • Chapter 2. State of the Art. With the general aim in mind, a literature review is carried out in this chapter in order to evaluate the different methodological approaches used in daily practice around the globe, to state the contemporary issues in estuarine physics (hydrodynamics and mixing) and, finally, to gather the available numerical tools used to study estuarine hydrodynamics and mixing. This review highlights the strengths and deficiencies found in current approaches and allows the definition of the final objectives of the present work. • Chapter 3. Overall Methodology. In this chapter, the developed methodology, involving five steps, has been described. In Step 1, we collect the required information about the study area and the toxicant discharges. Step 2 identifies the significance of the discharge or discharges in the study zone. Next, Step 3 evaluates the effect generated by discharges and delimitates MZs from a simplified calculation that takes into account fixed conditions. Step 4 evaluates the effect generated by discharges and delimitates MZs during the driest year according to the river flow. Finally, in Step 5, we ’reevaluate’ the effect generated by discharges and ’redelimitate’ MZs according to a real case of dilution taking into account the variability of the environmental forcings. • Chapter 4. Numerical Tools. In this chapter, a review of the used numerical models and all the self-developed mathematical tools for integrating, transferring, communicating and plotting the required and obtained information along the overall methodology is presented. • Chapter 5. Results: Application to Suances Estuary. The implementation/application to Suances Estuary of the developed methodology in Chapter 3, using the proposed numerical tools described in Chapter 4, is presented. • Chapter 6. Conclusions and Future Research Topics. At the end of the document the conclusions of the present work are presented together with some proposals for future research topics that may complement the present study and the proposed methodology. Lastly, all the contributions made by this thesis were itemized.

En la presente tesis se analizan los aspectos teóricos y prácticos necesarios para el desarrollo de un modelo numérico tridimensional válido para los estuarios típicos del Norte de España, cuyas características principales son la existencia de importantes gradientes de profundidad, , y de zonas que se inundan y se secan periódicamente debido al efecto de la marea astronómica.De la revisión del estado del conocimiento sobre modelado hidrodinámico tridimensional en zonas someras, se ha concluido que aunque existen varios modelos tridimensionales propuestos para estuarios, ninguno está preparado para su aplicación en los casos de estudio de esta tesis. La anterior aseveración está principalmente relacionada con tres temas fundamentales: sistema de coordenadas, representación de la turbulencia y simulación de la inundación - secado del dominio de cálculo. Se ha investigado con detalle estos aspectos y como resultado se ha desarrollado un modelo que incluye el resultado de la investigación realizada y que ha sido validado tanto con soluciones analíticas, como con datos de laboratorio y de campo.

Esta tesis doctoral se ha centrado en el estudio de la variabilidad climática de los valores extremos de oleaje, abordando distintas escalas espaciales, en las que se tienen en cuenta los procesos físicos propios de cada una de ellas, y diferentes escalas temporales. Se han utilizado distintos modelos y técnicas estadísticas aportando avances y mejoras en ellos. Se ha hecho un análisis histórico con distintas bases de datos caracterizando el clima marítimo extremal en profundidades indefinidas, a escala global y regional (Sur de Europa y América Latina) y en profundidades reducidas (Mediterráneo español y Golfo de Cádiz). Se han estudiado también las proyecciones de clima marítimo extremal a distintos escenarios de cambio climático, para lo que se aporta una metodología innovadora basada en un downscaling estadístico que combina climatología sinóptica y extremos de oleaje. / The study of extreme wave climate variability dealing with different spatial and temporal scales is presented. We have conducted the characterization of extreme wave climate in deep and shallow waters using different numerical models and statistical methods which have been tested and improved. First, a historical analysis of wave data has been performed analyzing temporal variability of global and regional (South of Europe and South America) extreme wave height. In the local scale an integral methodology has been developed to characterize extreme wave climate variability in shell waters and has been applied to the Spanish Mediterranean coasts. The study of climate change projections of extreme wave heights is also conducted. A new methodology based on statistical downscaling, which combines synoptic climatology with extreme wave events, has been developed to project the extreme wave height to different climate change scenarios.

La present investigació suposa una contribució a l'anàlisi de la resposta hidrològica i fluvial de conques de muntanya al Pre-Pirineu, i al desenvolupament de metodologies de caracterització de la precipitació integrada per subconques, així com la granulometria de rius de graves, de manera que es millorin els resultats de models hidrològics e hidràulics. Concretament, s'analitza i modelitza la resposta hidrològica i fluvial de la conca del riu Isàbena (420 km2) durant el període Abril 2000- Abril 2002, escollida com a representativa de les condicions i processos hidrològics del Pre-pirineu. Es plantegen dues escales d'estudi: conca i llera fluvial. A nivell de conca, s'ha determinat la importància del gradient sud-nord (1,84%/km) i s'han derivat polinomis per estimar arealment la precipitació, aspecte essencial per a una correcta caracterització pluviomètrica en el marc de l'anàlisi d'events de crescuda. A continuació, mitjançant dades de camp i modelització s'ha analitzat la resposta hidrològica de la conca a events de crescuda, i la influència dels diferents aportacions de les subconques a l'hora de formar l'ona d'avinguda principal a l'Isàbena, observant-se una contribució predominant de les conques del nord. El coeficient mitjà d'escolament per flux superficial a la conca és de 0,12. A nivell de llera, s'han estudiat dos dos trams trenats de 11 km de longitud. En primer lloc, s'ha analitzat la variabilitat espacial de la granulometria de la llera, a una resolució detallada, mitjançant l'ús combinat de mesures de camp i teledetecció. L'ús de semivariogrames ha permès caracteritzar la textura de la imatge digitals de la llera, que es relaciona amb la granulometria. Els errors mitjans en l'estimació de paràmetres característics (D50 i D84) es situen al volant del 20 al 30%, respectivament. Pel tram inferior en estudi el D50 mig és de 3,2 cm, mentre que pel superior, 25 km aigües amunt, és de 7,5 cm. Aquesta informació de base, juntament amb els hidrogrames generats anteriorment, ha permès la posterior modelització hidràulica bidimensional del trànsit de les avingudes. Finalment, l'anàlisi detallada de les variables hidràuliques de les diferents crescudes ha portat a modelitzar processos d'inici de moviment del material de la llera. Aquests resultats s'han relacionat amb processos d'incissió observats a camp. Aquests processos són especialment intensos al tram inferior en estudi, que és on de la modelització s'ha trobat un menor cabal llindar d'inici de moviment, concretament 14 m3/s. La present tesis afronta, per tant, l'anàlisi del comportament del flux en crescudes, des de la seva generació a partir de la precipitació fins a la seva sortida de la conca com a cabal fluvial. Aquest enfocament ha de servir de base per a estudis similars de la dinàmica del sediment, que permetin afrontar de forma integrada la gestió fluvial de rius com l'Isàbena, i aplicar-la a d'altres conques del Pre-Pirineu. / La presente investigación supone una contribución al análisis de la respuesta hidrológica y fluvial de cuencas de montaña en el Pre-Pirineo, y al desarrollo de metodologías de caracterización de la precipitación integrada por subcuencas, así como la granulometría de ríos de gravas, de manera que se mejoren los resultados de modelos hidrológicos e hidráulicos. En concreto, se analiza y modeliza la respuesta hidrológica y fluvial de la cuenca del río Isábena (420 km2) durante el periodo Abril 2000- Abril 2002, escogida como representativa de las condiciones y procesos hidrológicos del Pre-Pirineo. Se plantean dos escalas de estudio: cuenca y cauce. Al nivel de cuenca, se ha determinado la importancia del gradiente sur-norte (1,84%/km) y se han derivado polinomios para una mejor estimación areal de la precipitación, aspecto esenciales para una correcta caracterización pluviométrica en el marco del análisis de eventos de crecida. A continuación, mediante datos de campo y modelización se ha analizado la respuesta hidrológica de la cuenca a eventos de crecida, y la influencia de los diferentes aportes de las subcuencas a la hora de formar la onda de avenida principal en el Isábena, observándose una contribución predominante de la cuencas del norte. El coeficiente medio de escorrentía por flujo rápido en la cuenca es de 0,12. A nivel de cauce, se han estudiado dos tramos trenzados a lo largo de 11 km. En primer lugar, se ha analizado la variabilidad espacial de la granulometría del cauce, con una resolución de detalle, mediante el uso combinado de trabajo de campo y teledetección. El uso de semivariogramas ha permitido caracterizar la textura de las imágenes digitales del cauce, que se relaciona con la granulometría. Los errores medios en la estimación de parámetros característicos (D50 y D84) se sitúan alrededor del 20 al 30% respectivamente. Para el tramo inferior en estudio el D50 medio es de 3,2 cm, mientras que para el superior, situado unos 25 km aguas arriba, el D50 es de 7,5 cm. Esta información de base, junto con los hidrogramas generados anteriormente, ha permitido la posterior modelización hidráulica bidimensional del tránsito de las avenidas. Finalmente, el análisis detallado de las variables hidráulicas de las diferentes crecidas ha llevado a modelizar procesos de inicio de movimiento del material del cauce. Dichos resultados se han relacionado con procesos de incisión observados en campo. El material del tramo inferior en estudio presenta procesos de incisión especialmente intensos, y fue donde la modelización estimó un menor caudal de inicio de movimiento del material del cauce, concretamente 14 m3/s. La presente tesis aborda, por tanto, el análisis del comportamiento del flujo en crecidas, desde su generación en la cuenca a partir de la precipitación hasta su salida de la cuenca como caudal fluvial. Este enfoque ha de servir de base para estudios similares de la dinámica del sedimento, que permitan abordar de forma integrada la gestión fluvial de ríos como el Isábena, y aplicarla a otras cuencas del Pre-Pirineo. / The aim of this research is to analyze fluvial and hydrological response of Pre-Pyrenean mountain basins, and to develop methodologies to estimate rainfall at subbasin scale, and also grain size distribution of gravel-beds at reach scale, in order to improve the results of hydrologic and hydraulic models. In particular, fluvial and hydrological response of the Isabena river basin (420 km2) has been studied and modeled during a 2-year period (April 2000- April 2002), as a representative of conditions and processes of Pre-Pyrenean basins. Two study scales are faced: basin and riverbed. At basin scale, a south north rainfall gradient (1,84%/km) and polynomials to average precipitation spatially have been found, and this aspects are considered as essential to understand rainfall distribution during storm events. Besides, combining field data and modeling, hydrologic response of the basin has been analyzed, together with the effect of partial contribution from subbasins to form the main flood wave. Northern subbasins contributed with 84% of surface runoff, and the average basin runoff coefficient was 0,12. At riverbed level, 11 km of braided riverbed are studied. First, grain size spatial variability is studied, at a 1:1000 scale, through field measurements and airborne remote sensing. The texture of riverbed digital images is studied with semivariograms, and related to grain size distribution. Average error in D50 and D84 estimates were between 20 and 30%. An average D50 of 3.2 cm was found for the lower reach, whereas a 7.5 cm D50 was found for an upstream reach. This basic data, together with hydrographs previously generated, allowed a 2D hydraulic flood modeling of these events. At last, a study of initiation of motion processes was conducted from the hydraulic modeled data, and related to riverbed erosion observed through fieldwork. The minimum threshold discharge to initiate motion (14 m3/s) was found at the lower reach, where erosion processes have been more intense. This PhD thesis is devoted to analyze the behavior of surface water during floods in the Isábena basin, from its input as rainfall to its exit as discharge at the outlet. This approach must be followed by similar ones devoted to sediment, in order to be able to face in integrated way river management problems of river like the Isábena, and extend this approach to other Pre-Pyrenean basins.

Los objetivos de la presente tesis son la identificación de la peligrosidad en las intersecciones de ramblas con carreteras, y la aplicación de diferentes índices, producto de análisis cuantitativos y valoraciones cualitativas basadas en un extenso trabajo de campo reunido en fichas descriptivas. Se analizan las diferentes obras de drenaje que afectan al área de estudio, sus funciones y requerimientos para optimizar el tipo de diseño, la ubicación y la eficiencia de las obras de drenaje transversales a los flujos de avenida. Ello sirve de base para conocer la peligrosidad de los cruces de carreteras con ramblas que depende del nivel de exposición de las infraestructuras viarias y del tipo de cruce de carretera.Para la obtención de datos de caudal se ha empleado el método del hidrograma unitario (MHU) y el método racional modificado (MRM), así como la integración de métodos de geometría hidráulica y técnicas de teledetección. Complementariamente, se ha realizado una modelización hidráulica y la aplicación de modelos empíricos para la estimación de la erosión del lecho y transporte de fondo.Otro objetivo del estudio es la definición de propuestas de gestión de los datos sobre peligrosidad orientadas a estrategias y planes de protección civil. El uso de visores por parte de las autoridades competentes, la integración, mantenimiento y manejo de los datos, así como la creación de un Atlas interactivo de peligrosidad hidrológica e hidromorfológica en carreteras son aplicaciones prácticas concretas de la tesis. / The objectives of this thesis are the identification of the hazard at intersections between ephemeral channels and roads, and the application of different rates, resulting from quantitative and qualitative assessments based on important fieldwork stored in descriptive sheets.Different drainage affecting the study area are analyzed, their functions and requirements to optimize the design type, the location and the efficiency of cross drainage works to flood flows. This serves as a starting point to learn about the dangerous road junctions to ephemeral channels depending on the level of exposure of road infrastructure and the type of road crossing.To obtain flow data has been used the unit hydrograph method (UHM) and the modified rational method (MRM) and the integration of hydraulic geometry methods and techniques of remote sensing. Additionally, a hydraulic modeling has been run and the application of empirical models for estimating the bed erosion and bedload transport.Another objective of the study is define proposals for data management about hazard focused to strategies and plans for protection of citizens. The use of web viewers by the competent authorities, integration, maintenance and management of data and the creation of an interactive atlas and hydrological and hydromorphological hazards on roads are actual practical applications of the thesis.