La presente investigación se centra en mejorar el desempeño ambiental del proceso para la producción de 53.4524 kg de cerveza Wayayo lo que equivale a la producción de 100 botellas de cerveza de capacidad de 330 ml cada una, esto se realiza con ayuda del software openLCA y la base de datos Ecoinvent 3.4 y Agribalyse 1.3. La tesis muestra los impactos ambientales que ocasiona dicha producción, en referencia a las categorías de impacto, con ayuda del análisis de ciclo de vida de la metodología CML2001, donde se identifican a los mayores contribuyentes de los impactos ambientales ocasionados, para luego con esta información mejorar el desempeño ambiental del proceso de producción de la cerveza artesanal Wayayo.

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La gestión de los residuos sólidos en los municipios es un aspecto importante para la protección de la salud y el medioambiente. La generación de residuos sólidos aumenta al aumentar la población, a la vez varia la composición por la actividad humana, ubicación geográfica, estilo de vida, etc. El estudio se divide en dos secciones, la primera es la caracterización de los residuos sólidos urbanos domiciliarios en la ciudad de Chihuahua y la segunda parte es la evaluación ambiental de posibles escenarios de sistema de gestión de residuos, aplicando la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV). La caracterización de residuos sólidos se realizó en tres colonias con diferente nivel salarial. Los residuos se recolectaron durante tres temporadas del año, obteniendo la fracción orgánica en mayor cantidad (47%), seguida por la de papel (19%) y plástico (15%) promedio de los tres niveles y durante las tres temporadas de análisis. La cantidad de metal y vidrio fue muy semejante en los tres niveles. La cantidad en kg per capita-1dia-1 promedio, durante las tres temporadas estudiadas, para los niveles I, II y III es de 0.522, 0.634 y 0.637 respectivamente. Se evaluó, mediante la metodología de ACV, el sistema actual de residuos en Chihuahua (llamado, Relleno Sanitario (RS) actual) y se propusieron cuatro escenarios de gestión de residuos. Los escenarios son: RS moderno, Digestión-RS moderno, ReCoRSmoderno (reciclado, compostaje y RS moderno) y ReCoIncineración (reciclado, compostaje e incineración). La unidad funcional considerada fue de una tonelada de residuos de origen y las categorías de impacto estudiadas son el agotamiento abiótico, calentamiento global, toxicidad humana, fotooxidación química, acidificación y eutrofización. Los escenarios con mayor beneficio ambiental en todas las categorías fueron el ReCoRSmoderno y ReCoIncineración, debido al reciclado de fracciones, producción de compost y recuperación de energía. El peor escenario fue el RS actual, presentando un impacto ambiental adverso debido a la emisión de gas y lixiviado sin control. / The management of the solid waste in the municipalities is an important aspect for the protection of the health and the environmental. The generation of solid waste increases with the increasing of population and its composition depends on the human activity, geographic location, life style, etc. The study is divided in two sections: the first contains the characterization of the urban solid waste in the city of Chihuahua and the second is the environmental evaluation of possible scenarios for solid waste management, applying the methodology of Life Cycle Analysis (LCA). The characterization of solid waste was realized in three neighbourhoods with different income level. The waste was collected during three seasons of the year, obtaining the organic fraction in main quantity (47%), followed by paper (17%) and plastic (13%). These results are average of the three levels and during the three seasons of analysis. The quantity of metal and glass was very similar in the three levels. The generated quantity during the studied three seasons, for the levels I, II and III is in average of 0.522, 0.634 and 0.637 kg capita-1dia-1. The current waste system in Chihuahua (called, Landfill sanitary (RS)) and also four different new scenarios of waste management were evaluated by means of the LCA methodology. The four scenarios are: modern RS, Digestion-modern RS, ReCoRSmodern (recycled, composting and modern RS), and ReCoIncineration (recycled, composting and incineration). The considered functional unit was one tonne of origin waste and the studied impact categories were the abiotic depletion, global warming, human toxicity, photo-oxidant formation, acidification and eutrophication. The scenarios with the best environmental impact in all the categories were the ReCoRSmodern and ReCoIncineration, because of the recycling of waste fractions, production of compost, and recovery of energy. The worst scenario was the current RS, presenting an adverse environmental impact because of the emissions of gas and lixiviate without control.

En la presente tesis se aborda el estudio y aplicación de herramientas de análisis de ciclo de vida y estrategias de programación matemática avanzada para la producción sustentable de energía y de productos químicos. En este sentido, se describen los principales enfoques de análisis de ciclo de vida y de optimización, como así también su integración en el marco de optimización multiobjetivo. En primer lugar y aportando a la producción de biocombustibles, se lleva acabo análisis de ciclo de vida de la producción de biodiesel a partir de aceite de Jatropha curcas, que puede ser cultivado en zonas marginales, sin competencia con los cultivos para alimentación. Se aplica el método ReCiPe, que considera dieciocho categorías de impacto intermedias y tres categorías de punto final de daño. Se comparan escenarios de siembra óptimos para este cultivo energético (granja existente), sin requerimientos adicionales a la tierra, y escenarios posibles que requieren riego y el uso de fertilizantes, en el norte de Argentina. A continuación, se aborda el análisis de ciclo de vida de derivados de combustibles fósiles. En la primera etapa se lleva a cabo un estudio sobre el sector criogénico de una planta de procesamiento de gas natural. El trabajo de esta tesis se completa con la optimización económica y ambiental de las operaciones de un complejo petroquímico a gran escala, basado en gas natural. El complejo incluye plantas de procesamiento de gas natural, de producción de etileno y diversos tipos de polietileno, de PVC, de amoníaco y urea. El problema se aborda mediante la formulación de problemas multiobjetivo multiperíodo, donde la función objetivo económica es el beneficio neto del complejo y la función objetivo ambiental es el potencial de calentamiento global. Se obtiene una curva Pareto y, posteriormente, se determinan los valores para las categorías intermedias de impacto y las categorías de punto final de daño para los casos de máximo beneficio neto y de mínimo potencial de calentamiento global. Se comparan también los impactos de daño final entre los extremos de la curva Pareto. Los resultados muestran que cambios tales como el medio de transporte de algunos productos pueden introducir mejoras en el impacto ambiental, con pequeñas disminuciones del beneficio neto. / This thesis addresses the study and application of Life Cycle Analysis (LCA) and advanced Mathematical Programming for the sustainable production of energy and chemical products. In this sense, main LCA approaches are presented, as well as their integration with mathematical programming algorithms within a multiobjective optimization framework. As a first step and focusing on biofuel production, an LCA study is carried out for biodiesel production based on Jatropha curcas oil in Argentina. This energy crop can be cultivated in marginal areas, not competing with food crops. The LCA method we apply is ReCiPe, which considers eighteen intermediate impact categories that are finally aggregated into three final damage categories. In this work, two scenarios are compared for a cradle to gate analysis, one considering optimal lands and climate for Jatropha curcas cultivation (an existing farm in the north of Argentina) and a hypothetical case requiring irrigation and the use of fertilizers. The rest of this thesis work addresses LCA analysis on fossil fuel derivatives. First, LCA is performed on the cryogenic sector of a natural gas processing plant. The second step is the economic and environmental optimization of the operations of a large-scale petrochemical complex based on natural gas. The site includes natural gas processing plants, ethylene polyethylene, PVC, ammonia and urea plants. The problem is formulated as a multiobjective multiperiod optimization model where the economic objective function is the net benefit for the entire complex and the environmental one is the global warming potential (GWP). A Pareto curve is obtained, and the eighteen ReCiPe intermediate impact categories and the three end point damage categories are compared for both extremes of the Pareto curve. Numerical results show that small changes, such as transported amounts of products in the different transportation means, can provide significant decrease in GWP, with a slight decrease in the net benefit.

El objetivo de esta tesis es proponer una metodología general que permita la valoración de productos ecológicos y realizar una aplicación al sector del mueble.Desde una perspectiva ambiental, y tomando como punto de partida la metodología de Análisis del Ciclo de Vida (ACV), se ha realizado un Inventario del Ciclo de Vida de los materiales y procesos característicos del sector del mueble, que se ha utilizado para proponer opciones de mejora ambiental en productos existentes actualmente en el mercado. Desde el punto de vista del consumidor, se ha diseñado un cuestionario basado en la metodología de la Valoración Contingente que ha permitido determinar la máxima cantidad que el consumidor está dispuesto a pagar por un producto que incorpore estas mejoras ambientales. Pero un producto ecológico, además de tener un impacto ambiental reducido, debe ser adquirido en el mercado, porque si no produce incluso más impacto que si no se fabricase. Desde esta perspectiva, se han definido los criterios que permiten definir un producto ecológico como rentable para la empresa y sostenible para la sociedad mediante la comparación de la disposición a pagar del consumidor con el coste que supone la incorporación de las mejoras ambientales.

La realización de esta tesis doctoral ha permitido la evaluación medioambiental del sistema integral de gestión de vehículos al final de su vida útil en el contexto europeo. En su realización, ha sido necesario definir el sistema mediante la identificación de su inventario, flujos y relaciones entre etapas y tratamientos, como punto de partida para determinar el desempeño ambiental del sistema. La evaluación del desempeño ambiental del sistema integral de gestión de vehículos al final de su vida útil ha sido realizada a través de la cuantificación del cumplimiento de los objetivos exigidos en la Directiva 2000/53/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 18 de septiembre de 2000, relativa a los vehículos al final de su vida útil, y mediante la evaluación del impacto del ciclo de vida del sistema según la metodología del Análisis del Ciclo de Vida. Tras identificar las tecnologías y tratamientos que forman parte del sistema integral de gestión de vehículos al final de su vida útil, se ha detectado la necesidad de definir e inventariar el sistema a partir de los procesos aplicables a los residuos de los vehículos. La realización de un ambicioso estudio de campo ha permitido identificar los flujos de entrada y salida, las energías, el transporte y las emisiones asociados a la gestión en centros autorizados de tratamiento de 10.506 vehículos al final de su vida útil. Además de los datos de inventario obtenidos, el estudio ha permitido identificar dos tipologías de centro autorizado de tratamiento distintas: el tipo 'desguace' y el tipo 'desfabricación'. Por otro lado, se ha analizado el inventario asociado a la etapa de fragmentación, extendiendo el estudio de campo a dos instalaciones de fragmentación que en conjunto representan la gestión de 283.000 t de este residuo. A partir del análisis del residuo de fragmentación, se han identificado aquellas tecnologías y tratamientos que, además del comúnmente aplicado depósito en vertedero, pueden ser una alternativa para la gestión de este residuo. En total se han analizado quince tecnologías y tratamientos de post-fragmentación. Tomando como referencia el depósito en vertedero, se han expuesto e inventariado cuatro tratamientos físicos y mecánicos avanzados (R-Plus/Wesa SLF, Salyp, VW-Sicon y ANL), un tratamiento basado en la hidrólisis, dos tecnologías de combustión (Co-incineración con residuos sólidos municipales y el Horno de cementera), el proceso pirolítico denominado Citron, dos alternativas de gasificación (gasificación secuencial en horno rotativo y gasificación catalítica) y cuatro tecnologías de tratamiento híbridas que combinan en parte a las anteriores (Reshment, TwinRec, Thermoselect-Process y SVZ Schwarze Pumpe). Finalmente, tras identificar los residuos y materiales que se extraen en etapas anteriores del sistema de gestión de vehículos al final de su vida útil, se describen e inventarían las tecnologías y tratamientos aplicables a dichos residuos y materiales. En concreto, se han considerado el tratamiento de: aceites y lubricantes usados, anticongelantes y refrigerantes, líquido de frenos, baterías usadas, otros combustibles, filtros de aceite, zapatas de freno que contienen amianto, neumáticos fuera de uso, plásticos y polímeros, vidrios, catalizadores, piezas y componentes, cenizas y escorias, inertes y vitrificados, absorbentes, materiales de filtración, trapos de limpieza y ropas protectoras, otros disolventes y mezclas de disolventes, lodos y aguas aceitosas, y aguas residuales de procesos. Puede afirmarse que, la evaluación del impacto ambiental del sistema integral de gestión de vehículos al final de su vida útil ha permitido evidenciar la difícil cuestión a la que éste se enfrenta: "¿Qué coste o impacto ambiental puede asumirse para cumplir los objetivos futuros exigidos en la Directiva 2000/53/CE? "¿Qué debe prevalecer?

El Análisis del Ciclo de Vida (ACV) es una herramienta metodológica que determina los potenciales impactos ambientales asociados con un producto o servicio, desde la extracción de la materia prima hasta su disposición final y consta de las siguientes etapas:- Definición del objetivo y alcance- Análisis del inventario del ciclo de vida- Evaluación del impacto del ciclo de vida- Interpretación del ciclo de vidaEn el Análisis del Inventario del Ciclo de Vida (ICV), se recopila un inventario de las entradas y salidas del sistema analizado pero con el inconveniente de que muchos de los datos utilizados son imprecisos porque provienen de estimaciones y consideraciones asumidas por el realizador del ACV. Posteriormente, en la etapa de Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (EICV) se determina la importancia relativa de cada elemento del inventario y se agregan las intervenciones en un conjunto de indicadores a los que llamamos categorías de impacto, pero las comparaciones y la toma de decisiones a partir de estos resultados no es fácil.Dentro de la EICV existe el paso de la valoración, que consiste en asignar una importancia relativa a cada una de las categorías de impacto para después sumarlas y obtener un único índice ambiental global, lo cual facilita las comparaciones entre sistemas de productos o servicios y el proceso de toma de decisiones, sin embargo, es un paso muy controvertido porque implica la consideración de elementos ideológicos y juicios de valor.En esta tesis de desarrolla un nuevo método de valoración que combina el método de valoración de Distancia al Objetivo (DtT) con las Teorías de Valor Multi-Atributo (MAVT) y la Teoría de la Lógica Difusa en un proceso que permite la consideración y el tratamiento de la incertidumbre de los datos y la subjetividad. El primer paso de esta metodología es la obtención de un indicador parcial del impacto ambiental, calculado a partir de los resultados caracterizados del Análisis del Impacto del Ciclo de Vida (AICV) y considerando las emisiones totales de la región de referencia, así como las metas políticas y los umbrales de sostenibilidad. Posteriormente, el indicador parcial obtenido se transforma para obtener un descriptor lingüístico borroso, el cual permite la construcción de un orden de preferencias entre el conjunto de alternativas planteadas. Otro de los objetivos de esta disertación es la evaluación de los potenciales impactos ambientales asociados al sistema de manejo de residuos municipales en Cataluña y el análisis de ocho escenarios alternativos establecidos con base en los objetivos de gestión de residuos de Cataluña.Los resultados sugieren la siguiente jerarquía de tratamientos: 1) Reciclaje de materiales, 2) Metanización, 3) Incineración, 4) Fabricación de compost, 5) Vertido en balas plastificadas y 6) Vertedero controlado. Posteriormente, el método de normalización y valoración propuesto se aplica a los resultados del AICV obtenidos y se identifica que la mejor alternativa de gestión de residuos es la que incluye mas cantidad de materiales reciclados, mas tratamientos biológicos, mas incineración y menos vertido. Se puede concluir que el orden de preferencias obtenido es consistente con las características de cada uno de los escenarios analizados y que el método propuesto permite la valoración de sistemas complejos que coexisten en el campo de la subjetividad y de la incertidumbre, facilitando con ello el proceso de toma de decisiones, basado en los resultados del AICV. / The Life Cycle Assessment (LCA) is a methodological tool, which determines the potential environmental impacts associated with a product or service, since the raw materials extraction until the final disposition. Their steps are the next:- Goal definition and scope- Life cycle inventory analysis- Life cycle impact assessment- Life cycle interpretationIn Life Cycle Inventory Analysis (LCI), input and output data are processed to produce an inventory of environmental interventions, but many data are uncertain because came from estimations made by the LCA practitioner, Next, in the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) step the relative importance of each environmental intervention is determined and grouped in a set of indicators named impact categories, however the comparisons between systems and the making decision process is difficult. In LCA, the valuation step is very controversial, since it involves ideological elements and value judgments. However, it is very useful because it supports the decision making process and facilitates the comparisons. In order to strengthen the valuation step, in this thesis it is established a new method, which includes normalization and weighting. The methodological proposal involves the valuation method of Distance to Target (DtT) with the Multi-Attribute Value Theory (MAVT) and the Fuzzy Sets Theory. The result is a process which facilitates the consideration and the treatment of uncertainty and subjectivity. The first step of the valuation methodology proposed consists of the acquisition of a partial environmental impact indicator, calculated on the basis of the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) results, an emissions inventory of the studied region, as well as the political targets and sustainability thresholds for a given area. Next, the partial indicator obtained is transformed to obtain a fuzzy linguistic descriptor, which permits the construction of a preference order amongst a series of alternatives. Another objective of this dissertation is the assessment of the potential environmental impacts associated with the municipal waste management in Catalonia and the analysis of eight waste management scenarios based on their waste management plan. The results suggest the next waste treatments order: 1) Materials recycling, 2) Biogasification, 3) Incineration, 4) Composting, 5) Landfilling by baling-wrapping technology, 6) Sanitary landfill. Next, the normalization and valuation proposed method it is applied to the LCIA results and the better waste management option identified is the scenario with more recycling, more biological treatments, more incineration and less landfilling. It is possible to conclude that the order of preferences obtained is consistent with the characteristics of each one of the analyzed scenarios and that the proposal method permits the evaluation of complex systems, which are frequently placed in the field of subjectivity and uncertainty. This is therefore a good method of supporting the decision-making process, based on life cycle impact assessment results.

Ingeniera Civil Química / El incremento de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero de origen antropogénico, principalmente de la industrialización, es señalada como causal del cambio climático. Esta situación ha impactado en la temperatura del planeta y en la disponibilidad de recursos, como el agua. Es esto surge la necesidad de cuantificar el impacto ambiental de actividades humanas, para buscar medidas que permitan disminuir sus efectos negativos. El objetivo de este trabajo es cuantificar el impacto ambiental de una planta de separación y licuación de gases, estudiando indicadores como huella de carbono y huella hídrica del proceso mediante Análisis de Ciclo de Vida. Se estudian alternativas que permitan reducir el impacto ambiental de la planta, entregando una sugerencia de cambios a la empresa. Para el caso basal, se considera una unidad funcional de 1.000 toneladas de producto líquido, en relación a la producción de nitrógeno, oxígeno y argón líquido. Además, se evalúa el impacto ambiental del proceso y de la distribución de productos, actividades principales de la empresa. Se obtuvo que la huella de carbono de la unidad funcional corresponde a 1.315 toneladas de CO2 equivalente y la huella hídrica corresponde a 34.730 m3 de agua dulce. Se puede concluir que la variable que más impacta ambientalmente es la electricidad utilizada, y por esta razón, las alternativas están enfocadas principalmente en la disminución de su uso. Se evaluaron escenarios para sugerir un set de cambios a la empresa, concluyendo que las alternativas con mayor potencial de disminución de impacto ambiental corresponden a incorporar energía a partir de paneles fotovoltaicos, cambio de compresores por modelos contemporáneos y uso de nitrógeno líquido como refrigerante. En conjunto, las medidas permitirían disminuir la huella de carbono en un 19,4% y la huella hídrica en un 18,6%, y requieren una inversión de 2.335 MUSD. La mayoría de las alternativas se desarrollaron mediante análisis de datos de la planta en estudio. Sin embargo, algunas tienen más incertidumbre debido a la falta de información, como el uso de nitrógeno líquido como refrigerante. En este caso, se sugiere realizar un segundo análisis para verificar la factibilidad de la alternativa. Además, se recomienda realizar un análisis económico más detallado, incorporando el beneficio que trae la implementación de las alternativas y los costos operacionales correspondientes. Para finalizar, se hace hincapié en la importancia de disminuir la huella de carbono por sobre la huella hídrica, debido al impacto de la empresa y a las proyecciones locales de impacto ambiental de ambos indicadores. No obstante, una reducción de consumo eléctrico en la empresa ayudaría a disminuir el impacto ambiental de esta, tanto huella de carbono como hídrica.

The research work developed in the present thesis deals with the upgrading of moist agroindustrial wastes by torrefaction and hydrothermal carbonization for their subsequent use as bioenergy feedstocks in industrial and domestic systems. The Mediterranean region concentrates the main producer countries of olive oil, canned foodstuffs and juices worldwide, and thus produces large amounts of moist agroindustrial wastes needing suitable management treatments. Unfortunately, their use in energy applications is not directly an efficient option, since this kind of wastes present moisture contents higher than 65% and low energy density. Therefore, the main objective of the present work is to convert moist agroindustrial wastes in profitable materials that can be used in energy purposes. Low temperature treatments such as torrefaction (TF) and hydrothermal carbonization (HTC) were selected in order to maximize the solid recovery and minimize energy requirements and costs. On the one hand, torrefaction of olive mill waste was studied. On the other, hydrothermal carbonization of olive mill waste, artichoke wastes and orange juice wastes was studied as a potential alternative to dry treatments. Through these investigations, it was possible to bear out that HTC is more energy beneficial to treat moist agroindustrial wastes than TF, leading to energy savings up to 50%. Then, since HTC was considered more appropriate than TF to manage this kind of wastes, following investigations were focused on a deeply study of the HTC process, hydrochar properties and its use in possible energy applications. The effect of lipids on the HTC process and hydrochar properties was studied and it was found that lipids, which mainly remain on the hydrochar, improve the hydrophobicity of the solid and thus reduce its moisture content, decreasing the total energy requirements of the global low temperature upgrading process. In addition, it was found that lipids retain antimicrobial liposoluble substances on the solid and thus improve the biodegradability of the HTC-liquor. Then, it was concluded that, although HTC is an effective treatment regardless the lipids loading, HTC is energetically and enviromentally more advantageous as the amount of lipids contained in the raw wastes increases. When considering the use of hydrochars as renewable fuels for both industrial and domestic applications, ashes behaviour and related emissions are important concerns. To improve ash fusibility characteristics of hydrochars, the composition of their ashes was modified with rice hulls and/or mineral additives. It was found that rice hulls and kaolin are able to increase the hydrochar ash fusion characteristic temperatures to values higher than 1500ºC. The high cost of kaolin could limit its application. Thus, rice hulls were considered the best option among the additives studied, since consisting of a waste, allows reaching economic and sustainability criteria. Emissions associated with the combustion of hydrochars were assessed and compared with those associated with raw materials, torrefied materials (TF-chars) and conventional fuels (i.e., anthracite and wood). Experiments were conducted in both a lab-scale furnace and a commercial domestic pellet stove. Lab-scale experiments showed that hydrochar and TF-char lead to 40% lower emissions of light hydrocarbons but 50% higher emissions of SVOCs and PAHs than OMW. As compared with conventional fuels emissions of hydrochar and TF-chars were substantially higher than those associated with anthracite, whereas the toxicity factor of hydrochar was similar to that of wood. Experiments conducted in the domestic pellet stove showed that the toxicity associated with hydrochar was very similar to that of OMW, although it duplicated that of wood pellets. Hence, it is mandatory to ensure good combustion conditions to avoid the release of toxic compounds to the environment. Finally, the life cycle analysis (LCA) of HTC coupled with energy recovery from the hydrochar was conducted to determine its environmental implications and compare them with the impacts associated with current management options. Results indicated that HTC and subsequent energy generation is more beneficial than biological treatments. However, this scenario was less advantageous than direct incineration, due to the energy losses that occur during HTC and the discharge of HTC-liquor to the environment. Thus, it is recommended that future research efforts focus on the evaluation of appropriate HTC-liquor treatments and methods to improve the energy retention efficiencies of the hydrochar.

[EN] Despite the importance of infrastructure in economic and social development, available funds for their maintenance are often insufficient, leading to a rapid deterioration. In this context arises the discipline of infrastructure asset management. By combining engineering principles with business practices and economic theory, infrastructure asset management enables an optimal resource allocation for the operation of infrastructure over its lifecycle. Traditionally, the evaluation of maintenance alternatives has been focused in economic and technical terms. Recent efforts have been made to quantify the environmental impact of these activities. However, current models lack of an integrated evaluation. This limitation creates the need to develop a sustainable evaluation of maintenance alternatives that integer technical, economic and environmental aspects over the infrastructure life-cycle. With respect to the allocation of maintenance funds, optimization methods mainly used are mathematical programming and near-optimization methods. Regarding near-optimization methods, too little attention has been paid to heuristic algorithms, which so far have only been applied to solve the problem at the project level. In addition, optimization applications in infrastructure management are mainly focused on one objective, ignoring thus the complex and multi-objective nature of the real problem. There is an opportunity to develop a heuristic multi-objective optimization tool that, considering a sustainable evaluation of alternatives, improves the current allocation of maintenance resources. In view of this background, the main objective of this research is to develop a tool for the sustainable evaluation of maintenance alternatives and the multi-objective heuristic optimization. This tool enables a more sustainable and efficient allocation of available resources for the maintenance of infrastructure at the network level. This tool is applied to a case study dealing with the management of an urban pavement network in Chile. This research concludes that the heuristic algorithms based on local search heuristics are inefficient to solve the budget allocation problem. Given this limitation, a new hybrid method is developed. It combines GRASP (Greedy Randomized Adaptative Search Procedure), GLS (Guided Local Search) and GFB (Greedy First Best) algorithms. Moreover, it evaluates the maintenance alternatives considering, in an integrated manner, technical, economic and environmental aspects. The proposed hybrid algorithm results in maintenance programs with an average effectiveness that is 9% higher than the one obtained with local search heuristics. The hybrid algorithm also requires in this process a lower computational effort. The application of the optimization tool to the Chilean case study improves the current management of urban pavements. The average network condition is 22% higher than the one obtained under the current practices and the generated CO2 emissions are reduced in 12%. In practical terms, optimal programs consider a proactive maintenance policy. This policy applies preservation treatments when the pavement condition is still good. Finally, the optimization tool produces in this research enables a better planning of maintenance funds over time. Based on the evidence demonstrated by the Chilean case study, it is concluded that the funding level over time is a key factor in the technical and environmental performance of the network. / [ES] A pesar de la importancia de las infraestructuras en el desarrollo económico y social, los recursos disponibles para su conservación suelen ser insuficientes, generando un deterioro acelerado de las mismas. En este contexto surge la disciplina de gestión de activos de infraestructura, que busca optimizar la asignación de recursos para la gestión, operación y conservación de la infraestructura mediante un análisis de su ciclo de vida. Los criterios tradicionalmente empleados para evaluar las alternativas de conservación han sido los técnicos y económicos. Si bien, recientemente, se han realizado esfuerzos para cuantificar el impacto ambiental; los modelos actuales carecen de un enfoque integrado. Surge así la oportunidad de desarrollar una evaluación sostenible que integre los aspectos técnicos, económicos y ambientales en el ciclo de vida de la infraestructura. En relación a la asignación óptima de recursos, los métodos mayoritariamente empleados son los de programación matemática y los métodos de optimización aproximada. Dentro de estos últimos, las aplicaciones de algoritmos heurísticos resultan escasas, limitándose a resolver el problema a nivel de proyecto. Estos métodos, sin embargo, han sido exitosamente aplicados para resolver problemas de optimización combinatoria en otros campos de investigación. A esto hay que añadir que las aplicaciones desarrolladas se centran, mayoritariamente, en la optimización de un único objetivo; obviando la naturaleza multiobjetivo del problema real. Se detecta, por tanto, la oportunidad de desarrollar una herramienta de optimización heurística multiobjetivo que, considerando una evaluación sostenible de alternativas, mejore la asignación actual de recursos. A la vista de estos antecedentes, el objetivo principal de esta investigación consiste en desarrollar una herramienta para la evaluación de alternativas de conservación y la optimización heurística multiobjetivo, que permita una asignación más sostenible y eficiente de los recursos disponibles para la conservación de redes de activos de infraestructura de transporte terrestre. La herramienta propuesta se aplica a un caso de estudio real que consiste en la gestión de una red de pavimentos urbanos en Chile. De la aplicación de la herramienta de optimización al caso de estudio se concluye que los algoritmos heurísticos basados en búsquedas por entornos resultan poco eficientes para resolver el problema de asignación de recursos de conservación. Ante esta limitación, se desarrolla un nuevo método híbrido que considera los algoritmos GRASP (Greedy Randomized Adaptative Search Procedure), GLS (Guided Local Search) y GFB (Greedy First Best). Además, el método propuesto permite evaluar las alternativas de conservación considerando, de forma integrada, criterios técnicos, económicos y ambientales. El algoritmo híbrido propuesto diseña programas de conservación con una efectividad media un 9% superior a la obtenida con el algoritmo de búsqueda por entornos más eficaz, requiriendo para ello un menor esfuerzo computacional. En la aplicación al caso de estudio chileno, se observa que el algoritmo híbrido mejora la gestión actual, aumentando en un 22% la condición media de la red y reduciendo, además, las emisiones de CO2 en un 12%. En términos prácticos, los programas óptimos consideran una política proactiva, en la que los pavimentos se tratan cuando la condición de los mismos aún es buena. Por último, la herramienta propuesta mejora la planificación temporal de los recursos. En base a las evidencias demostradas en el caso de estudio, se concluye que la distribución temporal del presupuesto es un factor clave en el desempeño técnico y ambiental de la red. / [CA] A pesar de la importància de les infraestructures en el desenrotllament econòmic i social, els recursos disponibles per a la seua conservació solen ser insuficients, generant un deteriorament accelerat de les mateixes. En este context sorgix la disciplina de gestió d'actius d'infraestructura, que busca optimitzar l'assignació de recursos per a la gestió, operació i conservació de la infraestructura per mitjà d'una anàlisi del seu cicle de vida. Els criteris tradicionalment empleats per a avaluar les alternatives de conservació han sigut els tècnics i econòmics. Si bé, recentment, s'han realitzat esforços per a quantificar l'impacte ambiental; els models actuals no tenen un enfocament integrat. Sorgix així l'oportunitat de desenrotllar una avaluació sostenible que integre els aspectes tècnics, econòmics i ambientals en el cicle de vida de la infraestructura. En relació a l'assignació òptima de recursos, els mètodes majoritàriament empleats són els de programació matemàtica i els mètodes d'optimització aproximada. Dins d'estos últims, les aplicacions d'algoritmes heurístics resulten escasses, limitant-se a resoldre el problema a nivell de projecte. Estos mètodes, no obstant això, han sigut reeixidament aplicats per a resoldre problemes d'optimització combinatòria en altres camps d'investigació. A açò cal afegir que les aplicacions desenrotllades se centren, majoritàriament, en l'optimització d'un únic objectiu; obviant la naturalesa multiobjetivo del problema real. Es detecta, per tant, l'oportunitat de desenrotllar una ferramenta d'optimització heurística multiobjetivo que, considerant una avaluació sostenible d'alternatives, millore l'assignació actual de recursos. A la vista d'estos antecedents, l'objectiu principal d'esta investigació consistix a desenrotllar una ferramenta per a l'avaluació d'alternatives de conservació i l'optimització heurística multiobjetivo, que permeta una assignació més sostenible i eficient dels recursos disponibles per a la conservació de xarxes d'actius d'infraestructura de transport terrestre. La ferramenta proposada s'aplica a un cas d'estudi real que consistix en la gestió d'una xarxa de paviments urbans a Xile. De l'aplicació de la ferramenta d'optimització al cas d'estudi es conclou que els algoritmes heurístics basats en busques per entorns resulten poc eficients per a resoldre el problema d'assignació de recursos de conservació. Davant d'esta limitació, es desenrotlla un nou mètode híbrid que considera els algoritmes GRASP (Greedy Randomized Adaptative Search Procedure) , GLS (Guided Local Search) i GFB (Greedy First Best) . A més, el mètode proposat permet avaluar les alternatives de conservació considerant, de forma integrada, criteris tècnics, econòmics i ambientals. L'algoritme híbrid proposat dissenya programes de conservació amb una efectivitat mitjana un 9% superior a l'obtinguda amb l'algoritme de busca per entorns més eficaços, requerint per a això un menor esforç computacional. En l'aplicació al cas d'estudi xilé, s'observa que l'algoritme híbrid millora la gestió actual, augmentant en un 22% la condició mitjana de la xarxa i reduint, a més, les emissions de CO2 en un 12%. En termes pràctics, els programes òptims consideren una política proactiva, en la que els paviments es tracten quan la condició dels mateixos encara és bona. Finalment, la ferramenta proposada millora la planificació temporal dels recursos. Basant-se en les evidències demostrades en el cas d'estudi, es conclou que la distribució temporal del pressupost és un factor clau en l'exercici tècnic i ambiental de la xarxa. / Torres Machí, C. (2015). Optimización heurística multiobjetivo para la gestión de activos de infraestructuras de transporte terrestre [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48878 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales