The aim of this thesis is design a grate steam boiler for burning straw with an output of 10 tons of steam per hour. The produceds team has parameters 320 °C, 3,2 MPa. For a given fuel (fytomass) is calculated stoichiometric calculation. The following is the calculation of the heat balance of the boiler including the determinativ of thermal efficiency. The fuel used, the required parameters of steam and feed water temperature are designed individual convective surfaces and dimensions of the boiler. The boiler design includes drawings.

This diploma thesis deals with comparison of possible ways to supply the specific house by thermal energy. In the first part is a brief introduction of the building and determination of heat consumption. Following chapters are devoted to description and sorting of gas boilers, heat pumps, biomass boilers and solar collectors, inclusive the choice of specific source of heat. In the following part is stated economic evaluation of selected heat sources. Final part of the thesis is focused on design of additional exchanger instead of gas boiler.

This diploma thesis deals with the control calculation of fluid biomass boilers with circulating fluidized bed. The introduction briefly introduced fluidized bed boilers and explained what biomass is. Furthermore there is a stoichiometric calculation of combustion. The calculation of the losses and the efficiency of the boiler is following. Desulphurization is calculated briefly. The main part is devoted to the design and calculation of individual heat exchanging surfaces: superheater P1, superheaters 2 and 3, the wall superheater, the return chamber, hanging tubes, economizer and air heater. At the end is calculated total tolerance boiler. Work is completed with a diagram of temperature of working media and combustion.

The thesis deals with steam boiler design of 88 tons per hour capacity and with the outlet steam parameters of 9,6 MPa and 520 °C. Fuel for boiler is wood chips. The main focus of the thesis is on heat calculation, design of dimensions and layout of heat surfaces. The thesis also include drawing of steam boiler.

The thesis includes design of steam boiler burning woodchips with parameters of steam 88 t/h, 9,6 MPa, 520 °C. For these parameters is processed a heat calculation and dimensional design of boiler.

This diploma thesis deals with the relation between the requirements of the European Union for the increase of the share of renewable sources in the energy mix with an emphasis on electricity and the available potential on the territory of the Czech Republic. The energy of water, wind, biomass, solar and geothermal was analyzed in detail. The technological, natural and legislative aspects were assessed. For each of the renewable sources (RES) studied the maximum achievable RES potential was set. On the basis of the facts, the Czech Republic's potential for RES is evaluated, the EU policy in this area is evaluated and several recommendations are made on how to better integrate renewable sources not only in the electricity sector but also in the energy mix in general.

En el presente trabajo se muestran los resultados obtenidos acerca de la mejora de las propiedades físicas y químicas de las hojas de caña de azúcar (HCA) a partir del lavado o lixiviación (pre-tratamiento físico), con miras a su uso en procesos de aprovechamiento energético como lo es la combustión. En primer lugar se procedió con la clasificación de la HCA con el objetivo de poder determinar su comportamiento en un proceso de combustión. Dentro de las características favorables resaltan su gran porcentaje de materia volátil y bajo contenido de nitrógeno (menores emisiones de óxidos nitrosos). Sin embargo, estas presentaron ciertas desventajas como, por ejemplo, su baja densidad (31.18 kg/m3); un tamaño de partícula en el orden de los centímetros; y por sobre todo, su alto contenido de álcalis (potasio, sodio, cloro, azufre), los cuales acarrean problemas operacionales como es la corrosión, ensuciamiento (fouling) y las escorificación (slagging). Se procedió a caracterizar las HCA vírgenes para establecer parámetros de partida previa al pre-tratamiento al cual iban a ser sometidas. Como parte del proyecto FINCYT (fondo para la innovación, ciencia y tecnología) se determinó que el método de pre-tratamiento de lavado o lixiviación sería el más efectivo debido a ensayos previos elaborados en la PUCP los cuales dieron resultados positivos, además de no afectar las propiedades químicas de la HCA. Luego de haber elegido el método, se fijaron parámetros de la temperatura del lavado a 80°C, 40ºC y 20ºC, un tiempo de residencia de 10 y 20 minutos, y las velocidades de agitación V1, V2, V3 manteniendo una variable constante de concentración líquido/sólido de 3,33%. De los ensayos se concluyó que al aumentar la temperatura de trabajo se generó una mayor reducción de alcális; lo mismo ocurrió al aumentar la velocidad de agitación y el tiempo pero en una menor escala de efectividad. De acuerdo a las curvas de los ensayos se concluyó que la mejor combinación de parámetros sería el ensayo a 20 minutos, 80ºC y a una velocidad de agitación V2. Finalmente, se comprobó que hubo una reducción de 62% en cuanto al índice de alcális, una reducción de 12% de contenido de Cloro, una reducción de 65% del radio de contenido, un aumento del 4% del índice de viscosidad y una reducción de 70% en cuanto al índice de incrustaciones (fouling).

Tesis por compendio / [ES] El objetivo de esta tesis doctoral ha sido el diseño y caracterización estructural de estructuras tipo gel basadas de polisacáridos extraídos de biomasa acuática con interés para aplicaciones relacionadas con la alimentación. Las propiedades de los polisacáridos extraídos de algas y plantas acuáticas son adecuadas para producir diferentes estructuras tipo gel basadas en la formación de redes reticuladas, como hidrogeles, aerogeles y emulsion-gels. En la primera parte de esta tesis se investigaron los diferentes mecanismos de gelificación de polisacáridos sulfatados, así como los parámetros que afectan a la estructura y las propiedades funcionales de los hidrogeles obtenidos. En base a los resultados, se evaluó la potencial aplicación de los hidrogeles y aerogeles de agar y k-carragenato para encapsular una proteína alimentaria modelo como la caseína, explorando así el efecto protector contra la hidrólisis enzimática tras digestiones gastrointestinales simuladas. En la segunda parte de esta tesis, se desarrollaron estructuras de aerogeles mediante la valorización de una fuente de biomasa residual infrautilizada, como es el Arundo donax. Con esta biomasa se generaron fracciones celulósicas con diferentes grados de purificación y extractos bioactivos solubles en agua, que posteriormente se utilizaron para producir aerogeles bioactivos híbridos. La estructura altamente porosa y la elevada capacidad de sorción de los aerogeles los convierten en excelentes candidatos para la sustitución de las almohadillas absorbentes para mantener la calidad de los productos cárnicos envasados. Los emulsion-gels son reconocidos por su gran potencial como ingredientes funcionales en la industria alimentaria como modificadores de textura y como sustitutos de grasas sólidas. Además, pueden utilizarse como vehículo para la liberación controlada de compuestos bioactivos liposolubles. Así, en la última parte de esta tesis, se investigó la naturaleza de las interacciones entre los componentes en las formulaciones de emulsion-gels basadas en polisacáridos y se relacionó con su estructura y comportamiento mecánico y reológico. Después de estudiar el mecanismo de gelificación de los emulsion-gels de carragenato, estos sistemas se adaptaron y utilizaron para dos diferentes aplicaciones relevantes para los sectores de alimentación y biomedicina. En primer lugar, se produjeron y evaluaron estructuras gelificadas a partir de emulsion-gels de agar y k-carragenato y aerogeles cargados de aceite como encapsulantes de un bioactivo lipofílico como la curcumina. Los resultados mostraron que el tipo de polisacárido y el estado físico de las redes del gel tenían un impacto en la estructura de los productos de la digestión. Por otro lado, se evaluó el potencial de los emulsion-gels basados en polisacáridos sulfatados (k-carragenato y agar) para la producción de un material capaz de simular tejido graso. Los resultados evidencian que los emulsions-gels de agar son adecuadas para producir materiales que simulan las propiedades dieléctricas para imitar tejidos de bajo y alto contenido en agua. / [CA] L'objectiu d'aquesta tesi doctoral ha sigut, el disseny i caracterització estructural d'estructures tipus gel, basades en polisacàrids extrets de biomassa aquàtica amb interès per a aplicacions relacionades amb l'alimentació. Les propietats dels polisacàrids extrets d'algues i plantes aquàtiques, són adequades per a produir diferents estructures tipus gel basades en la formació de xarxes reticulades, com a hidrogels, aerogels i emulsió-gels. En la primera part d'aquesta tesi es van investigar els diferents mecanismes de gelificació de polisacàrids sulfatats, així com els paràmetres que afecten l'estructura i les propietats funcionals dels hidrogels obtinguts. Sobre la base dels resultats, es va avaluar la potencial aplicació dels hidrogels i aerogels d'agar i k-carraguenina per a encapsular una proteïna alimentària model com la caseïna, explorant així l'efecte protector contra la hidròlisi enzimàtica després de digestions gastrointestinals simulades. A la segona part d'aquesta tesi, es van desenvolupar estructures d' aerogels mitjançant la valorització d'una font de biomassa residual infrautilitzada, com és el Arundo donax. Amb aquesta biomassa es van generar fraccions cel·lulòsiques amb diferents graus de purificació i extractes bioactius solubles en aigua, que posteriorment es van utilitzar per a produir aerogels bioactius híbrids. L'estructura altament porosa i l'elevada capacitat de sorció dels aerogels els converteixen en excel·lents candidats per a la substitució dels coixinets absorbents per a mantenir la qualitat dels productes carnis envasats. Els emulsió-gels són reconeguts pel seu gran potencial com a ingredients funcionals en la indústria alimentària com a modificadors de textura i com a substituts de greixos sòlids. A més, poden utilitzar-se com a vehicle per a l'alliberament controlat de compostos bioactius liposolubles. Així, a l'última part d'aquesta tesi, es va investigar la naturalesa de les interaccions entre els components dins les formulacions d' emulsió-gels basades en polisacàrids i es va relacionar amb la seua estructura i comportament mecànic i reològic. Després d'estudiar el mecanisme de gelificació dels emulsió-gels de carraguenina, aquests sistemes es van adaptar i es van utilitzar per a dues aplicacions diferents, rellevants per als sectors de l' alimentació i la biomedicina. En primer lloc, es van produir i van avaluar estructures gelificades a partir de emulsió-gels d'agar i k-carraguenina i aerogels carregats d'oli com a encapsulants d'un bioactiu lipofílic com la curcumina. Els resultats van mostrar que el tipus de polisacàrid i l'estat físic de les xarxes del gel tenien un impacte en l'estructura dels productes de la digestió. D'altra banda, es va avaluar el potencial dels emulsió-gels basats en polisacàrids sulfatats (k-carraguenina i agar) per a la producció d'un material capaç de simular teixit gras. Els resultats evidencien que els emulsió-gels d'agar són adequats per a produir materials que simulen les propietats dielèctriques podentimitar teixits de baix i alt contingut en aigua. / [EN] The aim of this doctoral thesis was to design and characterize the structure of gel-like structures based on polysaccharides extracted from aquatic biomass, with interest for food-related applications. The properties of polysaccharides extracted from seaweeds and aquatic plants make them suitable to produce a range of gel-like structures based on the formation of interconnected networks, such as hydrogels, aerogels and emulsion-gels. In the first part of this thesis, the different gelation mechanism of sulphated polysaccharides and the parameters affecting the structure and functional properties of the obtained hydrogels were investigated. Based on the results, the potential application of agar and k-carrageenan hydrogels and aerogels to encapsulate a model food protein such as casein was evaluated, thus exploring the protective effect against the enzymatic hydrolysis upon simulated gastrointestinal digestions. In the second part of this thesis, aerogel structures were developed by valorising an underutilized waste biomass source such as Arundo donax. This biomass was used to generate cellulosic fractions with different purification degrees and water-soluble bioactive extracts, which were subsequently used to produce hybrid bioactive aerogels. The highly porous structure and high sorption capacity of aerogels make them excellent candidates for the replacement of absorbent pads to maintain the quality of packaged meat products. Emulsion-gels are recognized for their great potential as functional ingredients in the food industry to modify texture and for solid fat replacement. Moreover, they can be used as a delivery vehicle for the controlled release of fat-soluble bioactive compounds. Thus, in the last part, the nature of interactions between the components in polysaccharide-based emulsion-gel formulations was investigated and related to their structure and mechanical and rheological behavior. After studying the gelation mechanism of carrageenan emulsion-gels, these systems were adapted and used for two different applications relevant to the food and biomedicine sectors. Firstly, oil-filled gel-like structures from agar and k-carrageenan emulsion-gels and oil-filled aerogels were produced and evaluated as carriers of a lipophilic bioactive such as curcumin. The results showed that the polysaccharide type and the physical state of the gel network had an impact on the structure of the digestion products. On the other hand, the potential of emulsion-gels based on sulphated polysaccharides (k-carrageenan and agar) for the production of tissue mimicking phantoms was evaluated. The results evidence that the agar emulsion-gels are suitable to produce materials simulating the dielectric properties to mimic low- and high-water content tissues. / Synchrotron experiments were performed at NCD beamline at ALBA Synchrotron with the collaboration of ALBA staff (2018022638 project). This work was financially supported by the grant RTI2018-094268-B-C22 (MCIU/AEI/FEDER, UE). Part of this work was supported by the COST Action ES1408 European network for algal-bioproducts (EUALGAE). Cynthia Fontes-Candia is recipient of a pre-doctoral grant from CONACYT (MEX/Ref. 306680). The projects RTI2018-094268-B-C22 and RTI2018-094408-J-I00 were funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by “ERDF A way of making Europe”. This work has also received financial support from project PID2019-107663RB-I00 from the Spanish Ministry of Science and Innovation (MICINN). Cynthia Fontes-Candia is recipient of a pre-doctoral grant from CONACYT (MEX/Ref. 306680). Marta Martinez-Sanz is recipient of a Juan de la Cierva (IJCI-2015-23389) contract from the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness. / Fontes Candia, C. (2022). Development and Characterization of Gel-Like Structures from Aquatic Biomass for Food Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181564 / Compendio

[ES] La presente tesis doctoral se enmarca en el ámbito de la producción de hidrógeno renovable, y en el estudio metodologías de intensificación de procesos para la producción de hidrógeno mediante reactores de membrana y reactores que operan a alta presión. Para la producción de hidrógeno renovable, se estudió en detalle el proceso de reformado autotérmico (ATR) de bioetanol. Se diseñó y construyó un sistema de reacción de escala de laboratorio, que se operó bajo condiciones reales de operación industrial. En una primera etapa, se realizó la evaluación de distintos catalizadores comerciales para el ATR de etanol. Tras la selección del tipo de catalizador con mejor rendimiento, se probaron distintas variaciones sobre el mismo, añadiendo dopantes a la fase activa y al soporte. Los catalizadores con mejores resultados se probaron durante más de 100 h manteniendo su rendimiento. Una vez seleccionados la composición primara de los catalizadores, se hicieron pruebas para el escalado y optimización de los catalizadores fabricados mediante un proceso industrial. Se estudiaron los efectos de las condiciones de operació, siendo el parámetro de mayor relevancia la relación O/C. El mejor de los catalizadores desarrollados aumentó el rendimiento y disminuyó la producción de hidrocarburos en estas condiciones, alcanzándose un rendimiento de hasta 3.1 mol H2 / mol etanol. Este catalizador se probó durante 200 horas, manteniendo su estabilidad en todo el periodo, validando su aplicación en un reformador de etanol para la producción de hidrógeno. En otro apartado, se estudió la utilización de membranas de transporte de oxígeno como elemento distribuidor de oxígeno para el sistema de reacción de ATR, permitiendo alimentar al reactor oxígeno de alta pureza producido in-situ. Se probaron membranas capilares de BSCF. En el sistema de reacción de ATR, las membranas mostraron una permeación acorde a los valores habituales para este material. Se estudió el comportamiento de las membranas de BSCF en una atmósfera con vapor, en la que la permeación alcanzada disminuyó en presencia de vapor. La utilización de estas membranas en la reacción de ATR requeriría de un escalado correcto, pues el flujo de oxígeno aportado por la membrana sería bajo respecto a las necesidades de oxígeno de la reacción de ATR. Seguidamente, se probaron los efectos de la aplicación de capas protectoras porosas sobre los capilares de BSCF, para mejorar su estabilidad química en ambientes de rección. Mediante la técnica de dip-coating se aplicaron capas porosas de BSCF, CTO-CMO (Ce0.8Tb0.2O2--δ- MnCo2O4) y CTO. La aplicación de estas capas aumentó la permeación por la mejora en el área superficial de intercambio y de las reacciones superficiales, alcanzándose 3 - 3.6 NmL·min-1·cm-2 para las membranas recubiertas, frente a 2.4 NmL·min-1·cm-2 para la membrana sin recubrimiento. Estas mismas membranas se probaron en un reactor de membrana, en reacción con CH4. Las capas aporataron efectos catalíticos y protectores respecto a la membrana sin tratamiento superficial. Las capas de CTO y CTO-CMO aumentaron la permeación de oxígeno y la conversión de CH4, que alcanzó valores del 100%, y además, resultaron estables en las condiciones de reacción, mientras que las membranas con capa de BSCF y sin recubrimiento tuvieron conversiones más bajas y su estructura quedó degradada por la atmósfera de la reacción. Finalmente, se llevó a cabo el diseño y construcción de un sistema de reacción de alta presión para el estudio de procesos de producción de hidrógeno a alta presión a presiones de hasta 300 barg. En esta unidad, se podrán llevar a cabo reacciones de producción de hidrógeno a partir de biomasa en agua supercrítica. Adicionalmente, se diseñó un reactor de membrana que permitirá el trabajo con membranas de permeación de gases en condiciones de alta severidad, con potencial aplicación en la producción de hidrógeno a partir de reacciones de reformado con una alta eficiencia. / [CA] La present tesi doctoral s'emmarca en l'àmbit de la producció d'hidrogen renovable, i en l'estudi metodologies d'intensificació de processos per a la producció d'hidrogen mitjançant reactors de membrana i reactors que operen a alta pressió. Per a la producció d'hidrogen renovable, es va estudiar detalladament el procés de reformat autotérmico (ATR) de bioetanol. Es va dissenyar i va construir un sistema de reacció d'escala de laboratori, que es va operar sota condicions reals d'operació industrial. En una primera etapa, es va realitzar l'avaluació de diferents catalitzadors comercials per al ATR d'etanol. Després de la selecció de la mena de catalitzador amb millor rendiment, es van provar diferents variacions sobre aquest, afegint dopants a la fase activa i al suport. Els catalitzadors amb millors resultats es van provar durant més de 100 h mantenint el seu rendiment. Una vegada seleccionats la composició prevalguera dels catalitzadors, es van fer proves per a l'escalat i optimització dels catalitzadors fabricats mitjançant un procés industrial. Es van estudiar els efectes de les condicions de operació, sent el paràmetre de major rellevància la relació O/C. El millor dels catalitzadors desenvolupats va augmentar el rendiment i va disminuir la producció d'hidrocarburs en aquestes condicions, aconseguint-se un rendiment de fins a 3.1 mol H2 / mol etanol. Aquest catalitzador es va provar durant 200 hores, mantenint la seua estabilitat en tot el període, validant la seua aplicació en un reformador d'etanol per a la producció d'hidrogen. En un altre apartat, es va estudiar la utilització de membranes de transport d'oxigen com a element distribuïdor d'oxigen per al sistema de reacció de ATR, permetent alimentar al reactor oxigen d'alta puresa produït in-situ. Es van provar membranes capil·lars de BSCF. En el sistema de reacció de ATR, les membranes van mostrar una permeación concorde als valors habituals per a aquest material. Es va estudiar el comportament de les membranes de BSCF en una atmosfera amb vapor, en la qual la permeación aconseguida va disminuir en presència de vapor. La utilització d'aquestes membranes en la reacció de ATR requeriria d'un escalat correcte, perquè el flux d'oxigen aportat per la membrana seria baix respecte a les necessitats d'oxigen de la reacció de ATR. Seguidament, es van provar els efectes de l'aplicació de capes protectores poroses sobre els capil·lars de BSCF, per a millorar la seua estabilitat química en ambients de recció. Mitjançant la tècnica de dip-coating es van aplicar capes poroses de BSCF, CTO-CMO i CTO. L'aplicació d'aquestes capes va augmentar la permeación per la millora en l'àrea superficial d'intercanvi i de les reaccions superficials, aconseguint-se 3 - 3.6 NmL·min-1·cm-2 per a les membranes recobertes, enfront de 2.4 NmL·min-1·cm-2 per a la membrana sense recobriment. Aquestes mateixes membranes es van provar en un reactor de membrana, en reacció amb CH4. Les capes aporataron efectes catalítics i protectors respecte a la membrana sense tractament superficial. Les capes de CTO i CTO-CMO van augmentar la permeación d'oxigen i la conversió de CH4, que va aconseguir valors del 100%, i a més, van resultar estables en les condicions de reacció, mentre que les membranes amb capa de BSCF i sense recobriment van tindre conversions més baixes i la seua estructura va quedar degradada per l'atmosfera de la reacció. Finalment, es va dur a terme el disseny i construcció d'un sistema de reacció d'alta pressió per a l'estudi de processos de producció d'hidrogen a alta pressió a pressions de fins a 300 barg. En aquesta unitat, es podran dur a terme reaccions de producció d'hidrogen a partir de biomassa en aigua supercrítica. Addicionalment, es va dissenyar un reactor de membrana que permetrà el treball amb membranes de permeación de gasos en condicions d'alta severitat, amb potencial aplicació en la producció d'hidrogen a partir de reaccions de reformat amb una alta eficiència. / [EN] This doctoral thesis is framed in the field of renewable hydrogen production, and in the study of process intensification methodologies for the production of hydrogen through membrane reactors and reactors that operate at high pressure. For the production of renewable hydrogen, the bioethanol autothermal reforming (ATR) process was studied in detail. He designed and built a laboratory scale reaction system, which was operated under real industrial operating conditions. In a first stage, the evaluation of different commercial catalysts for ethanol ATR was carried out. After selecting the type of catalyst with the best performance, different variations were tested on it, adding dopants to the active phase and to the support. The catalysts with the best results were tested for more than 100 h maintaining their performance. Once the primary composition of the catalysts had been selected, tests were carried out for the scaling and optimization of the catalysts manufactured by means of an industrial process. The effects of operating conditions were studied, the most relevant parameter being the O / C ratio. The best of the developed catalysts increased the yield and decreased the production of hydrocarbons under these conditions, reaching a yield of up to 3.1 mol H2 / mol ethanol. This catalyst was tested for 200 hours, maintaining its stability throughout the period, validating its application in an ethanol reformer for the production of hydrogen. In another section, the use of oxygen transport membranes as an oxygen distributor element for the ATR reaction system was studied, allowing the reactor to be fed high-purity oxygen produced in-situ. Capillary membranes from BSCF were tested. In the ATR reaction system, the membranes showed a permeation according to the usual values for this material. The behavior of the BSCF membranes was studied in an atmosphere with steam, in which the permeation achieved decreased in the presence of steam. The use of these membranes in the ATR reaction would require correct scaling, since the flow of oxygen provided by the membrane would be low compared to the oxygen needs of the ATR reaction. Next, the effects of the application of porous protective layers on the BSCF capillaries were tested, to improve their chemical stability in rection environments. By means of the dip-coating technique, porous layers of BSCF, CTO-CMO and CTO were applied. The application of these layers increased the permeation due to the improvement in the surface area of exchange and of the surface reactions, reaching 3 - 3.6 NmL · min-1 · cm-2 for the coated membranes, compared to 2.4 NmL · min-1 · cm-2 for the uncoated membrane. These same membranes were tested in a membrane reactor, in reaction with CH4. The layers supported catalytic and protective effects with respect to the membrane without surface treatment. The CTO and CTO-CMO layers increased oxygen permeation and CH4 conversion, which reached values of 100%, and were also stable under the reaction conditions, while the membranes with BSCF layer and without coating had conversions. lower and its structure was degraded by the atmosphere of the reaction. Finally, the design and construction of a high pressure reaction system was carried out for the study of high pressure hydrogen production processes at pressures up to 300 barg. In this unit, hydrogen production reactions can be carried out from biomass in supercritical water. Additionally, a membrane reactor was designed that will allow work with gas permeation membranes under conditions of high severity, with potential application in the production of hydrogen from reforming reactions with high efficiency. / Represa Bullido, Á. (2022). Desarrollo de sistemas catalíticos e intensificación de procesos para la producción de hidrógeno comprimido y productos de interés [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/183153

[ES] Se ha obtenido un método de estimación de la biomasa rápido, fiable y replicable en cualquier estructura forestal basado en un reducido y sencillo inventario forestal, imágenes de satélite de alta resolución espacial y resolución espectral en los rangos del visible y del infrarrojo cercano y medio y un vínculo entre las variables dependientes e independientes por medio de métodos de regresión por procesos gaussianos. Se han comparado los métodos utilizados para la estimación de la biomasa y se ha constatado tanto que no existe un método estandarizado como que la obtención de los datos de campo, la realización de los inventarios y el cálculo de la biomasa como verdad-terreno y variable dependiente no siempre recibe la importancia que necesita y, por tanto, los resultados no siempre son comparables. Se ha introducido también el uso de las ecuaciones alométricas de biomasa, que describen la relación del diámetro y de la altura con la biomasa, tanto de cada fracción arbórea como del total de cada pie y se han ensayado también otros métodos de adquisición de datos de campo para confrontarlos con esta metodología, aunque finalmente se ha determinado que la sencillez, rapidez y bajo coste de estos métodos deben ser incorporados a un protocolo único de obtención de la biomasa para que todos los análisis puedan ser homogéneos y comparables. Para conseguir la definición de un método replicable en diversas condiciones y estructuras forestales, se han seleccionado áreas de interés en montes jóvenes y maduros en condiciones de clima mediterráneo Csa y Csb según la clasificación de Köppen-Geiger. Sobre estas zonas se han experimentado diferentes métodos de estimación de la biomasa. Para sobrepasar los límites del aprendizaje clásico por métodos paramétricos, se ha ensayado el uso de métodos no paramétricos mediante procesos gaussianos, utilizando el término proceso para referirse a una colección de variables aleatorias que se pueden definir a través de una densidad de probabilidad como una gaussiana. Al existir esta densidad de probabilidad no es necesario ajustar al mismo tiempo un gran número de parámetros, lo que restringe la capacidad de modelar con flexibilidad los coeficientes de las variables. Este método de aprendizaje automático es capaz de explicar un alto porcentaje de la variabilidad de la biomasa en un monte con distintas clases de estructura por edad siempre que la entrada de datos se halle segmentada, es decir, que se clasifique no sólo por los valores de biomasa sino por las condiciones de cobertura y tipo de formación recogidas en el inventario. Al haberse validado el método con dos sensores diferentes se ha podido aplicar este mismo método en dos fechas separadas varios años para evaluar el crecimiento de las masas forestales según haya mediado un tipo de gestión forestal o su ausencia. Se han podido determinar diferencias estadísticamente significativas en el crecimiento a pesar de que la distribución de valores de reflectividad para cada fecha no las tiene. Se ha evaluado la capacidad de este método en áreas donde las diferencias estructurales, de edad y de biomasa no son tan marcadas como en las masas adultas. En un regenerado post-incendio se han podido determinar las zonas de más densidad con el mismo método y sin segmentación de clases. Este trabajo se ha enfocado en la obtención de un método replicable que pueda ser de fácil aplicación incluso por técnicos sin formación avanzada y con la intención de ser una herramienta cotidiana para la gestión forestal. Para poder ser implementado en condiciones reales de uso por administraciones y empresas se ha utilizado un lenguaje de programación de libre acceso. El programa se ha configurado para que el usuario realice el mínimo procesado posible y se obtengan automáticamente los mapas de biomasa de la zona deseada. / [CAT] S'ha obtingut un mètode d'estimació de la biomassa ràpid, fiable i *replicable en qualsevol estructura forestal basat en un reduït i senzill inventari forestal, imatges de satèl·lit d'alta resolució espacial i resolució espectral en els rangs del visible i de l'infraroig pròxim i mitjà i un vincle entre les variables dependents i independents per mitjà de mètodes de regressió per processos gaussians. S'han comparat els mètodes utilitzats per a l'estimació de la biomassa i s'ha constatat tant que no existeix un mètode estandarditzat com que l'obtenció de les dades de camp, la realització dels inventaris i el càlcul de la biomassa com a veritat-terreny i variable dependent no sempre rep la importància que necessita i, per tant, els resultats no sempre són comparables. S'ha introduït també l'ús de les equacions alométriques de biomassa, que descriuen la relació del diàmetre i de l'altura amb la biomassa, tant de cada fracció arbòria com del total de cada peu i s'han assajat també altres mètodes d'adquisició de dades de camp per a confrontar-los amb aquesta metodologia, encara que finalment s'ha determinat que la senzillesa, rapidesa i baix cost d'aquests mètodes han de ser incorporats a un protocol únic d'obtenció de la biomassa perquè totes les anàlisis puguen ser homogenis i comparables. Per a aconseguir la definició d'un mètode replicable en diverses condicions i estructures forestals, s'han seleccionat àrees d'interés en boscos joves i madures en condicions de clima mediterrani Csa i Csb segons la classificació de Köppen-Geiger. Sobre aquestes zones s'han experimentat diferents mètodes d'estimació de la biomassa. Per a sobrepassar els límits de l'aprenentatge clàssic per mètodes paramètrics, s'ha assajat l'ús de mètodes no paramètrics mitjançant processos gaussians, utilitzant el terme processe per a referir-se a una col·lecció de variables aleatòries que es poden definir a través d'una densitat de probabilitat com una gaussiana. En existir aquesta densitat de probabilitat no és necessari ajustar al mateix temps un gran nombre de paràmetres, la qual cosa restringeix la capacitat de modelar amb flexibilitat els coeficients de les variables. Aquest mètode d'aprenentatge automàtic és capaç d'explicar un alt percentatge de la variabilitat de la biomassa en un bosc amb diferents classes d'estructura per edat sempre que l'entrada de dades es trobe segmentada, és a dir, que es classifique no sols pels valors de biomassa sinó per les condicions de cobertura i tipus de formació recollides en l'inventari. En haver-se validat el mètode amb dos sensors diferents s'ha pogut aplicar aquest mateix mètode en dues dates separades diversos anys per a avaluar el creixement de les masses forestals segons haja mediat un tipus de gestió forestal o la seua absència. S'han pogut determinar diferències estadísticament significatives en el creixement a pesar que la distribució de valors de reflectivitat per a cada data no les té. S'ha avaluat la capacitat d'aquest mètode en àrees on les diferències estructurals, d'edat i de biomassa no són tan marcades com en les masses adultes. En un regenerat post-incendie s'han pogut determinar les zones de més densitat amb el mateix mètode i sense segmentació de classes. Aquest treball s'ha enfocat en l'obtenció d'un mètode replicable que puga ser de fàcil aplicació fins i tot per tècnics sense formació avançada i amb la intenció de ser una eina quotidiana per a la gestió forestal. Per a poder ser implementat en condicions reals d'ús per administracions i empreses s'ha utilitzat un llenguatge de programació de lliure accés. El programa s'ha configurat perquè l'usuari realitze el mínim processament possible i s'obtinguen automàticament els mapes de biomassa de la zona desitjada. / [EN] A fast, reliable and replicable biomass estimation method has been obtained for any forest structure based on a reduced and simple forest inventory, satellite images of high spatial resolution and spectral resolution in the visible and near and mid-infrared ranges, and a link between the dependent and independent variables by means of Gaussian process regression methods. The methods used for biomass estimation have been compared and it has been found that there is no standardized method and that the collection of field data, the making of inventories and the calculation of biomass as ground-truth and dependent variable are not always given the importance they need and, therefore, the results are not always comparable. It has been introduced introduced the use of allometric biomass equations, which describe the relationship of diameter and height with biomass, both of each tree fraction and of the total of each stand, and we have also tested other methods of field data acquisition to compare them with this methodology, although we have finally determined that the simplicity, speed and low cost of these methods should be incorporated into a single protocol for obtaining biomass so that all the analyses can be homogeneous and comparable. To achieve the definition of a replicable method in different conditions and forest structures, areas of interest have been selected in young and mature forests in Mediterranean climate conditions Csa and Csb according to the Köppen-Geiger classification. Different biomass estimation methods have been experimented on these areas. In order to overcome the limits of classical learning by parametric methods, the use of non-parametric methods using Gaussian processes has been tested, using the term process to refer to a collection of random variables that can be defined through a probability density as a Gaussian. Since this probability density exists, it is not necessary to fit a large number of parameters at the same time, which restricts the ability to flexibly model the coefficients of the variables. This machine learning method is able to explain a high percentage of the biomass variability in a forest with different age structure classes as long as the data input is segmented, i.e. classified not only by biomass values but also by the cover conditions and type of formation collected in the inventory. As the method has been validated with two different sensors, it has been possible to apply the same method on two separate dates several years apart to evaluate the growth of forest stands according to the type of forest management or its absence. Statistically significant differences in growth could be determined despite the fact that the distribution of reflectivity values for each date does not have them. The capacity of this method has been evaluated in areas where structural, age and biomass differences are not as marked as in adult stands. In a post-fire regeneration it has been possible to determine the most dense areas with the same method and without class segmentation. This work has focused on obtaining a replicable method that can be easily applied even by technicians without advanced training and with the intention of being a daily tool for forest management. In order to be implemented in real conditions of use by administrations and companies, a freely available programming language has been used. The program has been configured so that the user performs as little processing as possible and automatically obtains the biomass maps of the desired area. / This research was funded by the Interreg SUDOE Program through the European Regional Development Fund (ERDF): Interreg SUDOE REMAS project (SOE3/P4/E0954) “Greenhouse gas emissions risk management in forest fires” (2019–2022) / Vinué Visús, D. (2023). Estimación de la biomasa forestal con imágenes de Sentinel-2 para la mejora de la gestión forestal en zonas mediterráneas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192265