El presente trabajo se dedica al estudio de la vulnerabilidad y riesgo sísmico de las edificaciones esenciales. Se destaca la relevante función que desempeñan en la atención y gestión de la emergencia debido a sismos y la necesidad de crear un cuerpo de prescripciones específicas que permita adecuar las edificaciones existentes y construir las nuevas con requisitos compatibles a su nivel de importancia. Una revisión de los antecedentes y del estado del arte revela un balance negativo en el comportamiento sísmico de las edificaciones esenciales, inclusive ante la acción de sismos moderados, destacándose: (i) la insuficiencia de las metodologías adoptadas en los códigos sísmicos vigentes para proteger este tipo de edificaciones, (ii) la necesidad de abordar su evaluación desde un punto de vista global que considere la vulnerabilidad física (estructural y no estructural) y la vulnerabilidad funcional y (iii) la importancia de considerar la interacción entre los diferentes elementos que conforman un sistema esencial, con otros sistemas y líneas vitales. Esta interacción constituye el fundamento del llamado enfoque sistémico.Se propone una estrategia general de evaluación de la vulnerabilidad sísmica de los sistemas esenciales basado en el enfoque sistémico. Esta estrategia persigue racionalizar la toma de decisiones por vía de aproximaciones sucesivas, jerarquizando las necesidades de realizar estudios más refinados que justifiquen las medidas de intervención. En este sentido, para calificar la capacidad de respuesta de estas edificaciones es conveniente utilizar los conceptos del diseño basado en el desempeño sísmico.Sobre esta base se desarrolla un modelo simplificado para la evaluación de la respuesta sísmica del sistema sanitario regional como paradigma de edificios y sistemas esenciales en caso de desastre. El modelo permite la calificación del desempeño global del sistema sanitario y de cada uno de los hospitales que le integran en base a factores de respuesta específicamente definidos para su cuantificación.La aplicación realizada sobre el sistema sanitario de Cataluña pone en evidencia que su capacidad de respuesta es especialmente sensible a la ubicación del epicentro del evento sísmico. Se observa un deficiente condicionamiento del sistema sanitario para sismos con epicentros ubicados en las regiones norte y noroeste de Cataluña, así como en los alrededores de la ciudad de Barcelona y la franja costera vecina. Los resultados obtenidos permiten establecer una clasificación y jerarquización preliminar de los 64 hospitales de Cataluña, según la cual, 14 hospitales (22%) presentan una respuesta aceptable, 35 hospitales (55%) una respuesta intermedia y 15 hospitales (23%) una respuesta crítica distribuidos principalmente en las regiones sanitarias de Girona, Barcelonés Nord i Maresme, Barcelona Ciutat y Centre. Se concluye la necesidad de realizar estudios más refinados de vulnerabilidad sísmica sobre los hospitales que experimentan un desempeño sísmico insuficiente. / This work is addressed to the vulnerability and seismic risk study of essential buildings. The outstanding role these structures in the earthquake emergencies is emphasised and the necessity of creating a volume of specific prescriptions which allow to adequate the existing structures and to build the new ones with requirements compatible with their level of importance. A review of the background and the state of the art reveal a negative balance in terms of the seismic behaviour of the essential buildings, even under moderate actions. It should be highlighted: (i) the insufficiency of the methodologies found on the updated seismic codes in order to protect these types of buildings, (ii) the necessity of its evaluation from a global point of view that considers the seismic vulnerability (structural and non-structural) and the functional vulnerability, and (iii) the importance of considering the interaction between the elements which conform an essential system, with other systems and lifelines. This interaction is the fundamental part of the so-called systemic approach.A general strategy based on the systemic approach is proposed for the evaluation of seismic vulnerability of essential systems. This strategy is intended to rationalise the decision making, through successive approximations, prioritising the need for more accurate studies, which could justify the intervention measures. In order to measure the response capability of these structures is convenient to use the design concepts based on the seismic performance.On this basis a simplified model is developed to evaluate the seismic response of the regional health facilities as a paradigm of essential systems in case of a disaster. This model allows the qualification of the global performance of the health system and each hospital through response factors precisely defined for this purpose.The application of the method to the health system of Catalonia brings up that its response capability is especially sensitive to the location of the epicentre of the seismic event. It is observed a deficient conditioning of the health system for seismic events with epicentres located north and noth-west of Catalonia, the surroundings of Barcelona city and the neighbour coast stripe. The results obtained allow a preliminary classification and hierarchization of the 64 Catalonian hospitals. According to these result, 14 hospitals (22%) show an acceptable response, 35 hospitals (55%) show an intermediate response, and 15 hospitals (23%) mainly located in the regional health administration of Girona, Barcelona Nord and Maresme, Barcelona city and Centre. It is concluded the necessity of developing more accurate studies on seismic vulnerability on the hospitals that present an insufficient seismic performance.

In 1996 the Backfill and Plug Test Project started at the Äspö Hard Rock Laboratory (Sweden) managed by SKB (the Swedish Radioactive Waste Agency). The Backfill and Plug Test Project makes up an important part of SKB's research in order to store nuclear waste in a deep geological repository in a safe manner. ENRESA (the Spanish Radioactive Waste Agency) collaborates in this project with the Swedish companies SKB and Clay Technology in characterising the hydro-mechanical behaviour of the backfill material used to backfill a gallery.The backfill, obtained by mixing 30% of sodium bentonite MX-80 and 70% of crushed granite rock by weight, which maximum grain size was 20 mm, has been experimentally investigated. The experimental campaign took into account the salt water effects (up to 16 g/L) on its hydro-mechanical behaviour. Because of the bentonite content, its activity is quite large if compared with natural clayey soils.Therefore, changes in the pore fluid chemistry influence the hydro-mechanical behaviour of this mixture. Due to the current application of the mixture, as candidate for sealing galleries in a future repository for nuclear waste, interest was focused on the variation of permeability related to variation of salt concentration in pore fluid.Oedometer tests on specimens permeated with different salt water contents and water uptake tests permeated with different salt water contents were performed. Compaction tests with distilled and salt water were also performed. Osmotic suction was investigated on a different mixture of sodium bentonite and sand keeping the same weight ratio. Crushed granite was substituted by sand in order to use transistor psychrometers were used in this determination.The experimental study of the mixture included the design and calibration of a new mini-piezometer which allows performing constant and variable head tests in saturated clayey soils. Some numerical tools were also developed to analyse pulse tests performed in laboratory and in situ (tests performed in late March of 2003 in the ZEDEX gallery in the ÄHRL full-scale laboratory). Different methods (analytical, semi-analytical and numerical) were used to analyse the pulse tests performed in laboratory and in situ.Finally, the thesis focused on using a new finite element simulator, which solves thermo-hydro-mechanical-chemical (THMC) problems in a fully coupled way (Guimarães, 2002), to simulate the saturation process of a barrier for nuclear waste made up with this mixture. Interest was mainly focused on simulating the influence on the mixture hydraulic behaviour when salt concentration in pore fluid changed. A simple geochemical model, which took into account the ion exchange reaction between of Na+ and Ca2+, was considered. An empirical law of permeability variation with pore fluid salt concentration, obtained from the experimental information, was implemented in the finite element code. Effects of mixture molecular diffusion were also investigated, pointing out the importance of this parameter when transport of solutes in porous media is solved. Total suction was computed as the sum of matric suction and osmotic suction. Osmotic suction was calculated by obtaining salt concentrations and by using the Van't Hoff equation. In this way, osmotic suction was not assumed constant as it is usually considered in engineering practice.This thesis has contributed to the characterisation of a material, which is difficult to investigate, and it has provided with accurate information of the backfill permeability, one of the key parameters when designing a nuclear waste repository.

La Tesis Doctoral "HACIA LA ASIMILACIÓN DE LAS VÍAS SEGREGADAS EN EL ÁMBITO URBANO. El caso de las Rondas de Dalt y del Litoral en Barcelona", discute dos argumentos centrales:Por un lado, la posibilidad de insertar una vía segregada en un ámbito urbano superando los conflictos funcionales, los desajustes formales y los efectos ambientales que generalmente éste tipo de vías produce en los tejidos atravesados, mediante un proyecto viario indisociable de su área de inserción y de la adecuación y ajuste de los parámetros técnicos de diseño al carácter urbano de este territorio.Por otro lado, el potencial urbanístico que tienen las vías urbanas especializadas (que incluyen carriles segregados en su sección) en la transformación de las primeras periferias de una ciudad central tradicional y en procesos de reconversión de áreas degradadas. Se sostiene que estas vías pueden transformarse en instrumentos válidos para superar determinadas deficiencias conectivas y de accesibilidad, convirtiéndose en ejes de irrigación; para superar condiciones de sub-urbanización, estableciendo una continuidad urbana básica entre piezas y tejidos dispersos y discontinuos entre sí; para crear referencias formales y simbólicas en áreas caracterizadas por la yuxtaposición de partes carentes de una identidad común; y también, para articular estas partes entre sí y entre ellas y el paisaje. Se considera que es posible y conveniente re-pensar este tipo de vías como vías urbanas y concebirlas en el marco de proyectos urbanos integrales, resituando tanto su papel o su función en la ciudad como el papel de los urbanistas en su diseño. De acuerdo con este planteo, la inclusión de vías segregadas en el ámbito urbano no se justifica en la necesidad de permitir desplazamientos a velocidades elevadas sino por la búsqueda de un uso más racional del suelo y de una organización más eficiente de los distintos tipos de desplazamientos, dando respuesta simultáneamente a necesidades conectivas y de distribución y convirtiendo su propia solución formal en elemento de articulación y formalización urbanas. La tesis se organiza en tres partes. La primera, incluye un análisis conceptual entorno a dos ejes de reflexión. Por un lado, la identificación de los desajustes físicos y funcionales que se producen en la ciudad tradicional cuando se introduce una vía segregada que responde a un diseño exclusivamente técnico y por el otro, la identificación de los rasgos esenciales y déficits que caracterizan en general las áreas periféricas o de borde de este tipo de ciudades sobre los que, desde el diseño de este tipo de vías, se puede incidir positivamente.La segunda parte se centra en el estudio de un caso concreto. Se trata del análisis de los criterios que guiaron el diseño de las Rondas de Dalt y del Litoral en relación a las características del área donde se insertaron en la ciudad de Barcelona y en relación a las transformaciones que se operaron en este territorio a partir de su construcción. Las conclusiones de esta segunda parte no sólo sirven a modo de valoración de los efectos urbanísticos obtenidos, sino para contraponer estos resultados a los análisis previos, reforzando a partir de determinadas muestras, las hipótesis mantenidas. En la tercera parte se ponen a consideración una serie de pautas propositivas y de instrumentos de diseño a tener en cuenta en el proyecto de vías semejantes. La investigación incluye además un repaso histórico previo sobre la evolución que las vías segregadas han tenido en el ámbito urbano hasta nuestros días, que permite ubicar esta tesis en el marco de la revisión de este tipo de vías, así como de las estrategias de intervención urbanística sobre la ciudad construida que se vienen dando desde los años 80, y situar el proyecto del caso principal de estudio en el panorama disciplinar y específico de la ciudad de referencia.

Tanto las problemáticas de la actual urbanística metropolitana, así como su confrontación con las nuevas temáticas que caracterizan la ciudad contemporánea se han convertido en el principal campo de reflexión de la presente investigación. En tal sentido, destaca la referencia y crítica a los principales componentes de transformación urbana en el panorama de la ciudad postindustrial, derivada de los nuevos modelos económicos, del incremento de movilidad y, sobre todo, el desarrollo e implementación de sistemas de redes que hoy obligan a la definición de nuevas formas de organización territorial. En esta coyuntura se encuadra el consumo, en el que, ampliado en términos conceptuales, se incluyen nuevos hábitos asociados al incremento de tiempo libre y a la demanda de diferentes formas de ocio y cultura. Sobre éstas se definen aspectos innovadores en cuanto a las tipologías urbanas y articulaciones territoriales. El objeto de estudio refleja así la globalidad de estas inquietudes, y se impone en el encuadre de la especificidad del contexto europeo, y de las diversas contingencias que han marcado la adhesión a la Unión Europea, en las cuáles el contexto portugués y el universo ibérico han sobresalido significativamente. Dentro de este contexto, se ha elegido el Área Metropolitana de Lisboa como territorio ideal para el estudio y confrontación de dichas reflexiones, ya sea por englobar realidades contrastantes que permiten el análisis y comprensión de diversos factores de transformación interna en cada una de sus áreas, como por el carácter de un todo cada vez más complejo, sobre el cual se diseña la posibilidad de articular a gran escala futuros desarrollos. Dicho objeto de estudio se concretiza por la aproximación específica de tres grupos distintos a los cuáles se asocian estrategias de reorganización muy diferenciadas: la rehabilitación de los centros, la recalificación de las periferias y la revalorización de las zonas de valor paisajístico natural. Subyacente a esta elección, sobresalen como aspectos fundamentales tanto, el rasgo común de encuadre en el sistema de red urbana sobre el cuál se constituye el Área Metropolitana de Lisboa, como las diversas estrategias de reorganización en las cuáles el consumo se elige como fundamento omnipresente de caracterización.De esta forma, teniendo como punto de partida la inquietud que involucra el ámbito específico de la estrategia contemporánea del consumo, proyectada en el plano de la reorganización territorial de los sistemas metropolitanos y en especial del Área Metropolitana de Lisboa, la aproximación se define por una prospección crítica y reflexiva sobre su condición actual. En ese sentido, la temática de WWW.CIUDAD.CONSUMO - El impacto de las redes de consumo en la reorganización territorial del Área Metropolitana de Lisboa, se propone como una contribución para la discusión y el entendimiento de la urbanística metropolitana en su desarrollo y caracterización actual.En síntesis, esta investigación sobre el impacto de las redes de consumo en la reorganización del espacio urbano contemporáneo, aplicada a la realidad específica del Área Metropolitana de Lisboa, se demarca por la pluralidad y complementariedad de las diversas acciones. De esta forma, tanto las revisiones de conceptos, como las estrategias delineadas y las situaciones de expectativa abordadas en cada una de las fases de investigación, dejan abierta esta compleja problemática. En este sentido, la pesquisa, se asume como una contribución, como punto de partida, tanto en la discusión de nuevos conceptos, en la clarificación de nuevas ideas, como en el establecimiento de nuevas hipótesis.

Els edificis, des de la construcció, a l'ús, fins a la demolició, són responsables d'un considerable impacte sobre el medi ambient. Bona part de l'impacte ambiental del sector de la construcció està relacionat amb el consum d'energia. Dintre de les fases del cicle de vida de l'edifici, la fase d'ús és aquella en què s'empra la major quantitat de energia. A l'hora de considerar l'impacte del sector, és necessari prendre en compte que la nova construcció és encara predominant a escala global. En projectes de nova construcció és essencial que ja des de les fases de disseny es prenguin les decisions coneixent les seves implicacions en termes d'energia, per a reduir l'impacte negatiu dels futurs edificis. En aquest context, les eines existents per a modelar el funcionament energètic dels edificis poden aplicar-se per a predir les seves prestacions. Alguns autors apunten a aquest tipus d'aplicació com prometedora per a una millor utilització de l'energia en els edificis. A pesar de l'existència d'una gran varietat d'eines que apliquen des de mètodes de càlcul simplificat fins a mètodes de simulació avançada, avui dia el seu ús en la pràctica professional és limitat. Sovint, els càlculs de les prestacions energètiques es limiten a les etapes finals del projecte. En molts casos es tracta de verificacions convencionals, com sol ocórrer en l'aplicació dels procediments de càlcul necessaris per a la certificació energètica. Les auditories energètiques més detallades són desenvolupades per part d'un nombre limitat de consultores energètiques en uns pocs països i es porten a terme per a edificis excepcionals per magnitud i tipologia. Les excepcions existents no són rellevants respecte a l'impacte global del sector de la construcció en el medi ambient. En la majoria dels projectes els procediments de càlcul de les prestacions energètiques no estan integrats al llarg de tot el procés de disseny; la seva eficaç i efectiva incorporació en la rutina dels professionals en suport a les decisions de projecte és fora del comú. Resulta paradoxal que les eines de càlcul s'explotin més en projectes excepcionals que en la gran majoria dels projectes que realment determinar l'impacte del sector. En aquesta tesi, investiguem l'ús de mètodes per al càlcul de les prestacions energètiques dels edificis en la pràctica rutinària del projecte. L'objectiu és entendre millor les barreres i les potencialitats dels diferents tipus de mètode de càlcul que existeixen actualment amb la finalitat de millorar la seva explotació. El nostre interès es dirigeix, més enllà de projectes singulars, cap a la integració de l'avaluació energètica en l'activitat dels professionals comuns. Amb aquest estudi pretenem contribuir a omplir un buit que és reconegut en la literatura: la necessitat de més investigació sobre la integració en el procés de disseny de les eines per al càlcul de les prestacions energètiques dels edificis. La majoria dels estudis s'aproximen a aquest tema des dels camps de l'enginyeria i de la física de la construcció. En canvi, en aquesta tesi s'aborda el tema des de la perspectiva del projecte, parant esment al procés a través del que es genera la solució de projecte. Per tant, el focus no està en l'anàlisi energètica, sinó en la seva integració en el procés de disseny. El treball realitzat inclou una investigació teòrica i dos cas d'estudis. La investigació teòrica abasta àrees disciplinessis que tendeixen a estar separades en la literatura, com el projecte arquitectònic i l'avaluació energètica dels edificis. Aquest enfocament interdisciplinari és la base per a examinar l'ús dels mètodes de càlcul de les prestacions energètica en el context del projecte. Els dos casos d'estudi serveixen de complement a la investigació teòrica. Cadascun se centra en la reconstrucció i l'anàlisi del procés de disseny d'un edifici multi-familiar d'habitatges socials. En ambdós casos hem examinat de quina manera els mètodes de càlcul aplicats per l'equip de projecte han estat integrats en el procés. La investigació teòrica es basa en la revisió de la literatura seguint dues línies paral•leles d'estudi. Una línia aborda el procés de disseny de l'edifici, abastant des d'estudis previs sobre el disseny, fins a metodologies per a la integració de l'avaluació energètica en el procés de disseny. El treball posa en evidència la complexitat del procés de disseny, ressaltant el seu caràcter holístic i dinàmic. L'altra línia d'investigació s'ocupa de l'avaluació energètica dels edificis i en particular dels mètodes per al càlcul de les prestacions energètiques. L'estudi posa de manifest la gran diversitat que existeix en la ventall dels mètodes disponibles. A través d'aquestes dues línies d'investigació s’estableix la base per al següent pas de la investigació: a partir d'aquí es tracta la utilització dels mètodes de càlcul existents en el context del projecte. L'anàlisi teòrica es complementa mitjançant l'observació del disseny en la pràctica professional. L'estudi mostra que part dels obstacles que dificulten una aplicació eficaç de les eines per al càlcul energètic és inherent al procés de disseny. Es posa de manifest que cada fase del procés de disseny és distinta, l'evolució del procés és en gran mesura impredictible i la faceta de l'energia s'ha de conciliar amb altres aspectes del projecte que sorgeixen al llarg del procés. Per aquest motiu no és trivial coordinar l'anàlisi de les prestacions energètiques amb altres tasques de disseny. A més de les dificultats que comporta el disseny, el desafiament per als equips de projecte es complica encara més a causa de la complexitat intrínseca de l'avaluació energètica. En aquest context, la selecció d'una eina apropiada es torna crucial. Estudis precedents destaquen la necessitat d'investigar sobre la identificació de mètodes de càlcul adequats per al disseny. Per aquesta raó, una part central en el treball aborda la identificació d'eines adequades per a les diferents fases del procés de disseny. Estudis anteriors han considerat diverses eines i comparat cadascuna analitzant les seves característiques. En aquesta tesi en canvi, analitzem com aquestes característiques s'adapten a les necessitats d'un equip de professionals que s'enfronta a un procés de disseny, ressaltant les diferències entre cada fase del procés i la singularitat de cada projecte. En particular, identifiquem i analitzem deu factors clau per a la integració de mètodes de càlcul apropiats en el projecte (per exemple, la immediatesa, l'exactitud, la capacitat de resposta a les decisions de disseny i la flexibilitat a les modificacions de projecte). Aquest conjunt de factors permet analitzar sistemàticament com les característiques de les eines de càlcul s'adeqüen a les necessitats del projecte. En aquesta tesi es destaca que la selecció de mètodes de càlcul adequats comporta un compromís difícil. Una aplicació eficaç dels mètodes de càlcul existents requereix la capacitat d'enfrontar-se a necessitats contradictòries, i trobar un equilibri entre elles que sigui adequat per a cada projecte. Per exemple, les necessitats de detall en el model i d'exactitud en el càlcul han de conciliar-se amb a la informació disponible en cada fase de projecte. Alhora, la creació d'un model detallat ha de ser compatible amb la quantitat de temps disponible i amb la necessitat de sincronitzar les tasques de disseny. Així mateix, la complexitat del model ha de ser congruent amb les competències de l'equip de disseny. Tots aquests factors, que són determinants per a l'elecció dels mètodes de càlcul, no són obvis. Es poden comprendre a fons solament si el procés de disseny, un context d'aplicació complex, s'entén amb claredat. El conflicte argumentat en aquesta tesi entre necessitats contraposades dintre d'un mateix projecte ofereix una clau per a explicar l'ús limitat de les eines de càlcul energètic. En contrast amb aquesta tendència, a través de l'anàlisi sistemàtica sobre la integració en el projecte de mètodes de càlcul apropiats, vam intentar construir un marc conceptual que és necessari per a millorar l'aplicació de les eines. Aquesta sistematització és indispensable per a facilitar la identificació d'eines adequades dintre de les pràctiques rutinàries del projecte. La capacitat de seleccionar mètodes de càlcul apropiats és essencial per a que el seu ús s'estengui entre més professionals i per a que les eines de càlcul es puguin explotar d'una manera més fructuosa. / Los edificios, desde la construcción, al uso, hasta la demolición, son responsables de un considerable impacto sobre el medio ambiente. Buena parte del impacto ambiental del sector de la construcción está relacionado con el consumo de energía. Dentro de las fases del ciclo de vida del edificio, la fase de uso es aquella en que se emplea la mayor cantidad de energía. A la hora de considerar el impacto del sector, es necesario tomar en cuenta que la nueva construcción es todavía predominante a escala global. En proyectos de nueva construcción es esencial que ya desde las fases de diseño se tomen las decisiones conociendo sus implicaciones en términos de energía, para reducir el impacto negativo de los futuros edificios. En este contexto, las herramientas existentes para modelar el funcionamiento energético de los edificios pueden aplicarse para predecir sus prestaciones. Algunos autores apuntan a este tipo de aplicación como prometedora para una mejor utilización de la energía en los edificios. A pesar de la existencia de una gran variedad de herramientas que aplican desde métodos de cálculo simplificado hasta métodos de simulación avanzada, hoy día su uso en la práctica profesional es limitado. A menudo los cálculos de las prestaciones energéticas se limitan a las etapas finales del proyecto. En muchos casos se trata de verificaciones convencionales, como suele ocurrir en la aplicación de los procedimientos de cálculo necesarios para la certificación energética. Las auditorías energéticas más detalladas son desarrolladas por parte de un número limitado de consultoras energéticas en unos pocos países y se llevan a cabo para edificios excepcionales por tamaño y tipología. Las excepciones existentes no son relevantes respecto al impacto global del sector de la construcción en el medio ambiente. En la mayoría de los proyectos los procedimientos de cálculo de las prestaciones energéticas no están integrados a lo largo de todo el proceso de diseño; su eficaz y efectiva incorporación en la rutina de los profesionales en soporte a las decisiones de proyecto es fuera de lo común. Resulta paradójico que las herramientas de cálculo se exploten más en proyectos excepcionales que en la gran mayoría de los proyectos que realmente determinar el impacto del sector. En esta tesis, se investiga el uso de métodos para el cálculo de las prestaciones energéticas de los edificios en la práctica rutinaria del proyecto. El objetivo es entender mejor las barreras y las potencialidades de los distintos tipos de método de cálculo que existen actualmente con el fin de mejorar su explotación. Nuestro interés se dirige, más allá de proyectos singulares, hacia la integración de la evaluación energética en la actividad de los profesionales comunes. Con este estudio se pretende contribuir a llenar un vacío que es reconocido en la literatura: la necesidad de más investigación sobre la integración en el proceso de diseño de las herramientas para el cálculo de las prestaciones energéticas de los edificios. La mayoría de los estudios se aproximan a este tema desde los campos de la ingeniería y de la física de la construcción. En cambio, en esta tesis se aborda el tema desde la perspectiva del proyecto, prestando atención al proceso a través del cual se genera la solución de proyecto. Por tanto, el foco no está en el análisis energético, si no en su integración en el proceso de diseño. El trabajo realizado incluye una investigación teórica y dos caso de estudios. La investigación teórica abarca áreas disciplinares que tienden a estar separadas en la literatura, como el proyecto arquitectónico y la evaluación energética de los edificios. Este enfoque interdisciplinario es la base para examinar el uso de los métodos de cálculo de las prestaciones energética en el contexto del proyecto. Los dos casos de estudio sirven de complemento a la investigación teórica. Cada uno se centra en la reconstrucción y el análisis del proceso de diseño de un edificio multifamiliar de viviendas sociales. En ambos casos hemos examinado de qué manera los métodos de cálculo aplicados por el equipo de proyecto han sido integrados en el proceso. La investigación teórica se basa en la revisión de la literatura siguiendo dos líneas paralelas de estudio. Una línea aborda el proceso de diseño del edificio, abarcando desde estudios previos sobre el diseño, hasta metodologías para la integración de la evaluación energética en el proceso de diseño. El trabajo pone en evidencia la complejidad del proceso de diseño, resaltando su carácter holístico y dinámico. La otra línea de investigación se ocupa de la evaluación energética de los edificios y en particular de los métodos para el cálculo de las prestaciones energéticas. El estudio pone de manifiesto la gran diversidad que existe en la abanico de los métodos disponibles. A través de estas dos líneas de investigación se establece la base para el siguiente paso de la investigación: a partir de aquí se trata la utilización de los métodos de cálculo existentes en el contexto del proyecto. El análisis teórico se complementa mediante la observación del diseño en la práctica profesional. El estudio muestra que parte de los obstáculos que dificultan una aplicación eficaz de las herramientas para el cálculo energético es inherente al proceso de diseño. Se pone de manifiesto que cada fase del proceso de diseño es distinta, la evolución del proceso es en gran medida impredecible y la faceta de la energía se tiene que conciliar con otros aspectos del proyecto que surgen a lo largo del proceso. Por este motivo no es trivial coordinar el análisis de las prestaciones energéticas con otras tareas de diseño. Además de las dificultades que conlleva el diseño, el desafío para los equipos de proyecto se complica aún más debido a la complejidad intrínseca de la evaluación energética. En este contexto, la selección de una herramienta apropiada se vuelve crucial. Estudios precedentes destacan la necesidad de investigar sobre la identificación de métodos de cálculo adecuados para el diseño. Por esta razón, una parte central en el trabajo aborda la identificación de herramientas adecuadas para las distintas fases del proceso de diseño. Estudios anteriores han considerado varias herramientas y comparado cada una analizando sus características. En esta tesis en cambio, analizamos como estas características se adaptan a las necesidades de un equipo de profesionales que se enfrenta a un proceso de diseño, resaltando las diferencias entre cada fase del proceso y la singularidad de cada proyecto. En particular, identificamos y analizamos diez factores clave para la integración de métodos de cálculo apropiados en el proyecto (por ejemplo, la inmediatez, la exactitud, la capacidad de respuesta a las decisiones de diseño y la flexibilidad a las modificaciones de proyecto). Este conjunto de factores permite analizar sistemáticamente como las características de las herramientas de cálculo se adecuan a las necesidades del proyecto. En esta tesis se destaca que la selección de métodos de cálculo adecuados conlleva un compromiso difícil. Una aplicación eficaz de los métodos de cálculo existentes requiere la capacidad de hacer frente a necesidades contradictorias, y encontrar un equilibrio entre ellas que sea adecuado para cada proyecto. Por ejemplo, las necesidades de detalle en el modelo y de exactitud en el cálculo tienen que conciliarse con a la información disponible en cada fase de proyecto. A la vez, la creación de un modelo detallado debe ser compatible con la cantidad de tiempo disponible y con la necesidad de sincronizar las tareas de diseño. Asimismo, la complejidad del modelo debe ser congruente con las competencias del equipo de diseño. Todos estos factores, que son determinantes para la elección de los métodos de cálculo, no son obvios. Se pueden comprender a fondo solo si el proceso de diseño, un contexto de aplicación complejo, se entiende con claridad. El conflicto argumentado en esta tesis entre necesidades contrapuestas dentro de un mismo proyecto ofrece una clave para explicar el uso limitado de las herramientas de cálculo energético. En contraste con esta tendencia, a través del análisis sistemático sobre la integración en el proyecto de métodos de cálculo apropiados, intentamos construir un marco conceptual que es necesario para mejorar la aplicación de las herramientas. Esta sistematización es indispensable para facilitar la identificación de herramientas adecuadas dentro de las prácticas rutinarias de proyecto. La capacidad de seleccionar métodos de cálculo apropiados es esencial para que su uso se extienda entre más profesionales y para que las herramientas de cálculo se puedan explotar de un modo más fructuoso. / Buildings, from the construction to the use until the disposal, are responsible for a considerable impact on the environment. Much of the environmental impact of the building sector is related to energy use. In the whole building life-cycle, the largest amount of energy is employed for the building operation. When the sector impact is considered, it is necessary to take into account that new construction is still predominant at a global scale. In projects of new construction it is essential to make energy conscious decisions from the design phases to limit the negative impact of new buildings. In this context the use of existing energy modelling tools to predict building performance is seen as a promising way to improve the energy performance of buildings. Despite the existence of a great variety of tools, which implement from simplified calculation methods to advanced simulation methods, their use in current design practise is limited at present. Often energy calculations are confined to final design stages and conventional verifications, as it frequently occurs in the application of energy certification procedures. Meanwhile, deeper analyses are circumscribed to a few engineering firms in a few countries and they regard exceptional buildings in size and typology. Existing exceptions are not relevant for the global impact of the building sector. In most projects energy modelling is not deeply integrated throughout the whole process. Its effective penetration in routine work of practitioners to support design decisions is very restricted. The paradox is that energy modelling has more application in exceptional projects than in the great majority of projects that really determine the sector impact. In this thesis, the use of energy calculation methods in routine design is investigated. The aim is to better understand the application barriers and the potential of existing modelling approaches, in order to improve their exploitation. Our concern is the integration of energy assessment in the activity of common practitioners behind exceptional cases. With this study we intend to contribute to filling a gap that is recognised in literature: the need for more research on the integration of energy modelling into the design process. Most studies have been carried out in the fields of engineering and building physics. This thesis instead is approached from the design perspective, paying attention to the process by which the design solution is generated. Then the focus is not on energy analysis, but on its integration in the design process. The work carried out includes a theoretical research and two case studies. The theoretical research encompasses disciplines that tend to be separated in literature, as building design and energy performance assessment. This interdisciplinary approach is the base to examine the use of existing modelling methods within the context of building design. The theoretical research is complemented with the two case studies, each one concerning the reconstruction and the analysis of the design process of a multifamily building for social housing. In both cases we have examined how the calculation methods applied by the design team have been integrated into the process. The theoretical research is based on the review of the literature following two parallel lines of inquiry. One line deals with the building design process, spanning from previous studies on design to methodologies for the integration of performance assessment in building design. The work reveals the complexity of design, evidencing the dynamic and holistic nature of the design process. The other line of inquiry deals with energy performance assessment, and in particular, with existing methods for the calculation of the energy performance of buildings. The study gives evidence of the considerable diversity existing in the range of the available methods. These two lines of inquiry set the base for the next step of the research, which focuses on the use of existing modelling methods within the context of building design. Our theoretical analysis is complemented by observation of the real design practice. The study shows that a part of the obstacles that hinder an effective application of energy modelling are inherent to the design process. In fact, the stages of the design process differ from each other, the evolution of the process is largely unpredictable, and the energy aspect must be conciliated with other aspects that rise through the process. So it is not trivial to coordinate the energy assessment with other design tasks. The challenge for design teams is complicated further by the intrinsic complexity of building energy analysis. In this context the selection of an appropriate tool becomes crucial. Precedent studies highlighted the need for research on the identification of suitable modelling methods. For this reason, a central part in the work deals with the identification of appropriate tools to be used at different stages of the design process. Precedent studies have made a screening of individual tools to scrutinize their features. In the thesis instead we focus on how tools features match with design needs, stressing the differences between design stages and the singularity of each project. In particular we identify and discuss ten key factors for the suitability of energy modelling tools (such as feedback immediacy, responsiveness to design decisions, flexibility to design modification, accuracy and so on). This framework provides a systematic way of analysing how tools features match with design needs. The work presented in this thesis highlights that the selection of suitable calculation methods entails a difficult trade-off. In fact, the effective application of existing calculation methods requires the capacity to cope with conflicting needs in order to find a proper balance for each project. For instance, the detail and the accuracy of the model have to adapt to the information available at each design stage. At the same time, the creation of a detailed model must be compatible with the time limitations of the project and the synchronization of design tasks. Likewise, the model complexity must be congruous with the competences of the design team. All these factors, which are determinant for the choice of the energy calculation methods, are not self-evident. They are comprehensible only if the design process, the context of application, is well understood. The conflicting needs that we have identified provide an explanation for the limited use of energy calculation tools. At the same time, the systematic analysis on the suitability of calculation methods constitutes a conceptual framework that may improve the application of tools. In fact, this systematization is necessary to facilitate the identification of suitable tools for routine design. The proper selection of the calculation methods is essential to extend their use and exploit them in a more fruitful way.

Esta tesis doctoral tiene por objeto el estudio teórico y experimental de las posibilidades de la arquitectura industrializada, modular y ligera aplicada a la vivienda, como construcción sostenible. La condición de sostenibilidad, desde el punto de vista físico, se define como el cierre de los ciclos materiales, alcanzándose éste en un sistema determinado cuando no existen flujos de residuos sino que los recursos se reciclan constantemente. Tal condición encuentra un fuerte obstáculo en el modelo productivo que caracteriza a la mayor parte de la industria contemporánea, nacido en la revolución industrial, que puede sintetizarse en la secuencia lineal extracción>fabricación>residuo. En oposición a ello, el modelo productivo en el que se centra investigación es el de la ecología industrial y se basa en el ejemplo de la biosfera como máquina de reciclar. Supone la eliminación del concepto de residuo y puede resumirse en el ciclo reciclaje-fabricación-reciclaje. La hipótesis planteada es que, en el ámbito descrito y con la tecnología actualmente disponible, se puede desarrollar un sistema de gestión de los recursos empleados en el ciclo de vida de los edificios capaz de aproximarse significativamente al cierre de los ciclos materiales. La construcción convencional de edificios en el ámbito local alcanza, tal como se determina en esta investigación, una tasa de reciclaje de un 10% de los recursos empleados. El sistema de gestión desarrollado define las estrategias que lo aproximan el máximo posible al 100% de reciclaje. Encontrar las maneras de evitar el consumo de recursos no renovables y la emisión de residuos contaminantes a lo largo del ciclo de vida del edificio fueron las claves para ello. El campo de estudio está definido por la construcción industrializada, modular y ligera aplicada a la vivienda. En especial, por los sistemas que se comercializan bajo el sistema de alquiler (que hace posible que los módulos regresen a la fábrica una vez cumplida su vida útil, recuperándose sus recursos). Su difusión en muchos países del mundo con ligeras variaciones constructivas, así como la sencillez de los procesos de fabricación, construcción y mantenimiento que emplean permiten suponer que el alcance del modelo de gestión propuesto para el cierre de ciclos podrían extenderse a otros tipos de arquitectura industrializada, otros usos y otros ámbitos geográficos, pudiendo de esta manera llegar a alcanzar una mayor repercusión. / The condition of sustainability, from a physical point of view, is defined as the closure of the material cycle. This is reached in determined systems, in the absence of residual flows, and in which resources are constantly recycled. Such systems can encounter serious obstacles in the productive model that characterises the majority of contemporary industry. The productive model, born during the Industrial Revolution, can be summarised by the following lineal sequence: extraction>manufacture>residue. In contrast, this research focuses on a productive model from the ecological industry, based on the example of the biosphere as a recycling machine. Requiring the elimination of the concept of residues, the system can be summarised by the following cycle: recycling-manufacturing-recycling. The hypothesis posed is as follows: in the aforementioned environment, with the technology presently available, a management system can be developed for resources used in the building life cycle - a system capable of approximating that of the closed material cycle. This research determines that conventional building construction in the local sphere currently manages a recycling value of 10% of used resources. The management system developed defines strategies that bring it as close as possible to 100% recycling. The key was in finding ways to avoid the consumption of non-renewable resources and the emission of harmful residues, throughout the life cycle of the building. The study area is defined by the industrialised construction, modular and lightweight, applied to housing. In particular, by systems that are commercialised under a renting system (making it possible to return the modules to the factory once their useful life is over, therefore recuperating resources). Diffusion of the system across various countries of the world, with small variations, including the simplification of the manufacturing process, construction and maintenance used, allow us to assume that the outreach of the management model proposed for closed cycles could extend to other types of industrialised architecture, and other uses and geographical spheres. Thus gaining a wider repercussion.

L'objectiu general d'aquesta tesi doctoral és la realització un estudi sobre els sistemes de vegetació de les façanes d'edificis i del seu possible ús com a sistema passiu d'estalvi d'energia en edificació.En la primera part del treball, s'aborda de forma general l'estat de l'art de l'anomenada arquitectura vegetada, tant de cobertes com de façanes, fent incidència en els aspectes funcionals de la integració de vegetació en els edificis, és a dir, dels seus avantatges i desavantatges.Un cop acotada la temàtica objecte de la tesi, és a dir les façanes vegetades, es duu a terme un estudi més específic sobre aquests sistemes, contemplat des de tres vessants, des de l'àmbit dels sistemes constructius, des de l'àmbit de la recerca, i finalment des de l'àmbit normatiu. En aquest estudi s'evidencia la existència de un gran nombre de sistemes constructius diferents emprats per a la vegetació de façanes, i en conseqüència la dificultat en interpretar i comparar les dades referents als seus aspectes funcionals (avantatges i desavantatges). També es detecta que la recerca en aquest sector és incipient i que la normativa és quasi bé inexistent.En la segona part de la tesi, i amb la informació recopilada en la fase anterior, es proposa una classificació d'aquests sistemes verticals de vegetació d'edificis, a partir de la qual es puguin diferenciar clarament les tipologies de sistemes verticals de vegetació d'edificis. També és fa una primera valoració de cadascun d'aquests sistemes d'acord a diferents criteris de caire general, la qual permet fer-se una idea del que poden aportar uns i altres.D'aquesta anàlisi es pot considerar que són les façanes vegetades, i concretament les de doble pell o cortines vegetals les que ofereixen millors expectatives en quant a proveir superfícies vegetades verticals integrades a l'edificació, mitjançant sistemes constructius senzills i fàcilment desmuntables (si s'escau), de manteniment extensiu.Cal però tenir en compte que la funcionalitat d'aquestes façanes dependrà de les espècies que s'utilitzin, així com del tipus de clima en el que es fan anar. En aquest sentit, en la tesi es proposa, per a façanes vegetades de doble pell o cortines vegetades, una relació de les espècies més adequades per a clima mediterrani, tot diferenciant entre clima mediterrani continental i clima mediterrani litoral. En aquesta relació, les espècies s'han agrupat en funció de l'estratègia de desenvolupament de cadascuna d'elles i dels sistemes de subjecció o suport que els hi poden ser més escaients en cada cas. El resultat final són unes taules que amb la relació d'espècies que cal considerar en el moment del disseny i en funció de les necessitats, per a les condicions climàtiques especificades.Finalment, en aquesta segona part de la tesi, s'ha avançat en l'estudi del potencial de les façanes vegetades com a sistema passiu d'estalvi d'energia en edificació.En general, es pot afirmar que la utilització de vegetació, de forma ben dissenyada i gestionada, pot ser una eina útil de regulació tèrmica d'edificis amb el conseqüent estalvi energètic que comporta. Aquesta pot tenir lloc de quatre formes, sovint relacionades: Actua com aïllament tèrmic. L'efecte ombra. El refredament evaporatiu. La variació de l'efecte que produiria el vent sobre l'edificació. Per obtenir dades relatives a aquesta i d'altres qüestions sobre el funcionament de les façanes vegetades de doble pell o cortines vegetals, i concretament en clima mediterrani continental s'han plantejat i desenvolupar diverses accions.En un experiment implementat a Puigverd de Lleida l'objectiu principal ha estat l'estudi i comparació de la capacitat per produir ombra de diferents espècies d'enfiladisses en clima mediterrani continental. Amb aquest propòsit s'han dissenyat i construït uns enreixats, s'han plantat quatre tipus d'enfiladisses i s'han deixat créixer durant un any, moment en el que s'ha dut a terme mesures de la seva transmissivitat lumínica. Els valors obtinguts per a la transmissivitat lumínica per a les diferents espècies són comparables als valors del Factor d'Ombra que s'especifiquen emprant obstacles de façana en el Codi Tècnic de l'Edificació, per a façanes sud.Una altra acció ha consistit en dur a terme l'estudi i seguiment durant un any del comportament d'una façana vegetada de doble pell o cortina vegetal, mitjançant enreixats modulars i Glicina (Wisteria sinensis), a la població de Golmés. En aquest cas es pot verificar el gran potencial d'aquests sistemes en la intercepció de radiació (ombra), així com la creació d'unes condicions microclimàtiques diferents en l'espai intermedi entre la cortina vegetal i la paret de l'edifici, caracteritzades per una temperatura major i humitat relativa més baixa a l'hivern (període sense fulles), i menor temperatura i una humitat més alta a l'estiu (període amb fulles). Els resultats posen de manifest, a més de l'efecte d'ombra, que la cortina vegetal actua com a barrera contra el vent, i verifica l'efecte que produeix l'evapotranspiració de les plantes.També s'ha verificat l'efecte que produeix la façana vegetada en l'edifici per mitjà d'una anàlisi termogràfica tant a l'hivern com a l'estiu.Finalment, i mitjançant l'eina de simulació Bioclim+Confie, s'han elaborat diferents simulacions del funcionament de les façanes vegetades, en funció de la seva capacitat de produir ombra, tot fent anar uns coeficients mensuals de transparència tant aplicats en els buits de finestra com en la part opaca de les parets de façana. Aquestes simulacions aporten dades interessants en quant a la modificació dels guanys solars i les demandes d'energia de les edificacions quan es planteja com a estratègia la utilització de pantalles vegetades.En general, la tesi revisa l'estat actual dels sistemes verticals de vegetació de d'edificis, els ordena i classifica de cara a accions futures, i inicia línies de treball amb aquests sistemes en condicions locals de clima mediterrani i en referència al seu ús com a sistemes passius d'estalvi d'energia. / The overall objective of this PhD is conducting a study on vegetation systems in facades of buildings and their possible use as a passive system of energy savings in buildings.The first part of the work addresses, in a general way, the state of the art of vegetated architecture, both in roofs as in facades, with attention on functional aspects of the integration of vegetation in buildings, ie, their advantages and disadvantages.Once narrowed the subject of the thesis, the vegetated facades, a more specific study about these systems was carried out, viewed from three aspects, from the point of view of building systems, from the research, and finally from the normative domain. This study demonstrates the existence of a large number of different construction systems used for vegetation on facades, and hence the difficulty in interpreting and comparing the data on its functional aspects (advantages and disadvantages). It also detects that the research in this area is nascent and that the legislation is almost nonexistent.In the second part of the thesis, with the information collected in the previous phase, a classification of vertical vegetated systems of buildings in which they can clearly differentiate the types of these systems is proposed. An initial assessment of each of these systems according to various criteria of a general nature, which gives an idea of what they can bring, is also done.This analysis shows that there are green facades, specifically the double-skin or vegetable curtains, that offer better expectations to provide vertical vegetated surfaces integrated in the buildings, through simple construction systems, are easily removable (if it's necessary), and only need a extensive maintenance.Nevertheless, one should keep in mind that the functionality of these facades depends on the species used and the type of climate in which they are used. In this sense, in the thesis a list of the most suitable species for Mediterranean climate for double-skin green facades or green curtains is proposed, distinguishing between continental and Mediterranean climate Mediterranean climate coast. In this relationship, the species were grouped according to the development strategy of each species and fastening systems or support they may be more appropriate in each case. The end result is a table with the list of species that should be considered in the design time, depending on climatic conditions specified, and for each subject or support systems.Finally, in this second part of the thesis, the potential of vegetated facades as passive system of energy saving in buildings is also studied. In general, it can be said that the use of vegetation, well designed and managed, can be a useful tool for thermal regulation of buildings with the corresponding energy savings. This can occur in four ways, often related: The insulation effect. The shadow effect. The evaporative cooling. The variation of effect that the wind produced on the building.For information on these and other questions about the operation of double-skin green facades or green curtains, particularly in continental Mediterranean climate, several actions were initiated and developed.In an experiment implemented in Lleida Puigverd, the main objective was the study and comparison of the ability to produce shade of various species of climbers in continental Mediterranean climate. For this purpose some trellises were designed and built, and four types of climbing plants were planted and allowed to grow for a year. After a year measures of their light transmissivity were carried out. The values obtained for the light transmissivity for the different species are comparable to the values of Shadow Factor obstacles that are specified using obstacles in the Technical Building Code, for south facades.Another action was the study of the behaviour of a double-skin green facade or green curtain, made with modular trellis and Wisteria (Wisteria sinensis), in the village of Golmés, near Lleida, during one year. In this case the great potential of these systems in light interception (shadow) could be checked, but also the possibility to create different microclimatic conditions in the space between the curtain of vegetation and the building wall, characterized by a higher temperature and lower relative humidity in winter (leafless period) and lower temperature and higher humidity in summer (period with leaves). The absolute humidity remains slightly higher in the intermediate space in most months of the year, increasing the difference in the summer period. The results show, in addition to the shadow effect, that the curtain of vegetation acts as a barrier against the wind, and verifies the effect of evapotranspiration from plants. The effect of the vegetated facade on the building through a thermographic analysis, both winter and summer, was also verified. Finally, through the simulation tool Bioclim+Confie, different simulations of green facades were developed, based on their ability to produce shade, using monthly coefficients of transparency, applied in holes of the window and in the opaque area of the facade walls. These simulations provide interesting information regarding the modification of solar gains and the energy demands of buildings when the strategy is the use of green screens.In general, the thesis reviews the current state of the art of vertical vegetated systems of buildings, and classifies them for future actions. Besides, a research line in reference to their use as passive systems for energy savings in local conditions Mediterranean climate was started.

Timber is perceived as a sustainable building material by its nature. In recent years, the use oftimber, have been promoted in multiple presentations and a variety of products for the construction of buildings. This trend may create demand, exploitation, processing and increased use oftimber that requires an objective assessment of environmental impacto This could lead, to avoid making mistakes that could reduce the sustainability ofthis material. Consequentiy, it has been proposed to study the environmental im pact that m ay res ult in the use of wood taking into account variables and indicators to make a quantitative assessment ofthe magnitude of impact in the case ofthe construction of multistory residential buildings (VPVP in spanish acronym) in Europe. To develop the studywere selecled 4 impacl variables: lhe relalionship between lhe demand for tim ber and the resource availability in tim e, lhe impact on carbon dioxide em issions , the im pact of em bodied energy, and the amount ofwood used in construction. The first variable is studied bya review ofwood produced in Europe and the different destinations that such production has, in order to determ ine how m uch of the wood produced is intended to build VPVP, and approach the diagnosis ofpotential conflicts in availability of this resource overtime. This studywas done with projections for scenarios in the years 2015 and 2050. The im pact of C02 em issions is studied through the indicator of emissions per unit of construction area expressed in kgC02/m2. It is a detailed study of one m2 offacade built with wood where are considered the emissions from wood waste from untapped cutting processes and felled trees, the wood processing in different products and emissions from fuel or energy sources used in the processing of wood. In addition, references were taken from various sources of information about C02 emissions and em bodied energy in the production of different presentations of timber and wood products normally used in the construction ofVPVP. After characterizing the impact variables and their indicators, we proceeded to apply them to selected cases of study. We compared the impact of various building elements and scenarios. VPVP buildings were developed constituted of various combinations of these building elements in order to approach the most efficient combinations. Finally, we compared the indicators obtained in the study of cases with a case of VPVP of conventional cons truction . Regarding the first variable, we can say that the patterns of production and cons um ption of wood in Europe tend to be sustainable . As for the second variable, it was observed that the impact due to the wood processing depends mainly on the amount ofwaste generated, the use to be given to these residues and the level of process ing required by each product. As for the third variable was concluded that to minimize the impact of embodied energy would be required the use of natural and renewable sources of energy. The construction of composite structures using timber panels combined with natural wood trusses is an intermediate option in values for impact. In terms of the final variable, if the construction of wooden VPVP comes to occupy 30% of total VPVP built in Europe in 2050 may be required one third of all wood demanded by the building industry.

La hipótesis principal de esta investigación se basa en la demostración de la importancia que ha adquirido España con respecto al material cerámico tanto en fabricación, puesta en obra y su uso en la arquitectura haciendo un estudio histórico desde la Revolución Industrial hasta nuestros días. A través de la observación de la historia veremos como este material usado como revestimiento en la arquitectura, ha superado altibajos en su utilización debido a la banalización de su uso, a veces restringiendo su uso y luego recuperado por generaciones que han revalorizado sus posibilidades expresivas y sus prestaciones a los que no han podido adaptarse otros materiales sustitutos. El análisis se desarrolla en 5 bloques: 1- Primer bloque: introducción 2- Segundo bloque: El desarrollo del revestimiento cerámico y su afianzamiento en la arquitectura hasta 1930 3- Tercer bloque: La Industrialización en España: Período 1930/80 4- Cuarto bloque: La tecnología aplicada a cerámica en la arquitectura contemporánea 5- Quinto Bloque: Conclusiones finales El primer bloque es una introducción al tema de la tesis, donde se trata a la cerámica en su visión general desde un material tradicional (utensilios, botijos, etc) hasta sus usos más específicos de última tecnología combinado con nuevos aditivos y compuestos químicos adaptada a requerimientos de otros campos de la ciencia, desde la aeronáutica espacial hasta la medicina. En este apartado se demuestra como este material se adapta y muta de un material básico y tradicional a un producto de altísimas prestaciones en campos antes nunca imaginados, poniendo de manifiesto su ductilidad y versatilidad. En los tres bloques siguientes se establece un paralelismo entre 4 variables: la historia (su desarrollo en concordancia con los cambios socioculturales del ser humano), la clasificación de productos que se desarrollan en cada período, su sistemas de colocación y su manifestación plástica como revestimiento en la arquitectura, donde se mencionan obras de importancia; poniendo énfasis en su interpretación arquitectónica. En estos paralelismos, se podrá observar cómo, en algunos casos, cada variable acompaña a las otras, y como a veces se producen desencuentros entre ellas. También se tienen en cuenta los movimientos y la evolución de la cerámica a nivel mundial para poder establecer una comparativa entre España y otros países productores. Debido a los cambios climáticos acontecidos en las últimas décadas, se ha desarrollado un interés por el cuidado y preservación del medio ambiente, tema también tratado en el cuarto bloque como aporte al desarrollo de la sostenibilidad y el análisis del impacto ambiental que produce la industria cerámica. El criterio utilizado en la división de los bloques es la siguiente: desde la Revolución Industrial hasta 1930 (desarrollo de la energía eléctrica, el comienzo de los sistemas mecanizados y el arribo del horno de cocción continua). El bloque siguiente abarca hasta 1980 (llegada del gas natural a la Comunidad Valenciana). El último bloque a partir de 1980 hasta nuestros días, con los últimos avances en compactación, cocción y mejora de materias primas en España, la aparición del gres y el desarrollo de éste hasta el S XXI con porosidades casi nulas y espesores mínimos y con los sistemas mecanizados trabajados por sistemas operativos informáticos. De cada uno de los bloques obtendremos una conclusión parcial que dará lugar al quinto bloque, donde se llegará a las conclusiones finales de esta tesis. / The main hypothesis of this investigation is based on the demonstration that Spain has gained a lot of importance regarding ceramic tiles, in terms of fabrication, setting up, and its use in architecture, making an historical study, from the Industrial Revolution until present day. Through history observation, we will see how this material, used as revetment in architecture, has overcome up and downs in its utilization, due to the triviality in its use, sometimes restricting it, and other times being recovered by new generations that have restored its expressive possibilities and its benefits. The analysis is developed in five units: 1. First Block: Introduction 2. Second block: The development of the ceramic coating and its strengthening in architecture until 1930. 3. Third block: The industrialization in Spain: 1930/80. 4. Fourth block: Technology applied to pottery in contemporary architecture. 5. Fifth block: Final conclusions. The first block is an introduction to the thesis theme; giving a general vision from a traditional material (utensils, drinking jugs, etc), till more specific and modern uses, combined with new chemical additives and composites, and adapted to other science’s requirements, like space aeronautics or medicine. This block demonstrates how this material adapts and mutates from a basic and traditional material to a high benefit product, used in never before imagined fields, manifesting its ductility and versatility. In the next three blocks, a parallelism is established between four variables: history (its development according to the sociocultural changes in the human beings), the product’s classification in each period, its collocation system, and its plastic manifestation as revetment in architecture, putting emphasis in the architectural interpretation of some important buildings. In these parallelisms, it will observe how, in some cases, each variable goes together with the others, and in some other cases, there are disagreements between them. The movements and the ceramic tile’s evolution are also taken into account, to compare Spain with the other producing countries. Due to the climatic changes of the last decades, the interest for the environment’s preservation has increased, and this fact is treated in the fourth block, to analyze the environmental impact of the pottery industry. The temporal frame used for these blocks is the following: first, from the Industrial Revolution until 1930 (the electric energy is developed, the mechanized systems begin and the continuous firing kiln arrives). Second: from 1930 to 1980 (when the natural gas arrives to Valencia). And the last one: from 1980 until today, with the last advances in the raw material’s compaction, firing and improvements; the appearance of the ceramic tile and its improvements like nearly-zero porousness and minimal thickness; and the mechanized systems done by computers. From each block, a partial conclusion will be gained, and all of them will create the fifth block, with this thesis final conclusions.

Based on the laboratory, field and numerical results, the post-rupture strength defined firstly by Burland (1990) is verified and introduced in this thesis to describe the two-stage post-peak strain-softening characteristics of stiff clays. The first softening stage is induced by the loss of interbonding between particles, i.e. the cohesive component of strength at relatively small displacement and hence termed as cementation loss; while the second is due to the gradual realignment, i.e. reorientation of clay particles at large displacements and can be called as gradual frictional resistance loss. A generalised constitutive model is then established to simulate the two-stage softening characteristics of stiff clays by modifying the Mohr-Coulomb model. This model is formulated and then implemented into an explicit finite difference program FLAC. The new model is applied to simulate laboratory tests such as triaxial compression tests and direct shear box test to depict the new model. The numerical results demonstrate the capability and efficiency of the modified softening model to model the two-stage strain-softening behaviour of stiff clays. A series of analyses of delayed progressive failure of cut slopes in stiff clays have been performed using two-stage softening model incorporating post-rupture strength. The numerical results reproduce well the progressive failure process, position of failure surface and failure time, which proves further the validity of the new model. Meanwhile, parametric analyses are also carried out to demonstrate the general influence of post-rupture strength. The results demonstrate that the slope stability with the adoption of two-stage softening model is reduced compared with that using one-stage softening model due to the quicker cohesion reduction with deviatoric plastic strain in the first softening stage of two-stage softening model. Both post-rupture strength concept and two-stage softening model are applied to the modelling of a famous case¿ Aznalcóllar dam failure under both inhomogeneous and homogeneous hypotheses. The simulations reproduced well the failure of Aznalcóllar dam including the location and shape of the slip surface, the progressive failure course and the development of pore water pressure in terms of the developments of shear strain rate, shear strain increment, displacement, velocity and strength parameter softening. The mechanism of Aznalcóllar dam failure is deemed to be progressive failure mainly due to the softening of Guadalquivir blue clay. The developments of average stress ratio, average residual factor, average brittleness, average stress path, the distribution of shear stress and mobilised strength parameters along the slip surface confirm further the mechanism of progressive failure of Aznalcóllar dam with these values to be intermediate between peak and residual values during the failure course. The post-rupture state could be thought as the average one at initial failure. At final failure, most part of the slip surface is at residual state, especially along the horizontal part. The Aznalcóllar dam failure is sensitive to the softening rate. Larger rates will induce earlier failure and no failure will occur with slow softening rates. Only an appropriate setting of softening rates can cause failure at final phase under both inhomogeneous and homogeneous hypotheses. Finally, the post-rupture concept is introduced to derive analytical solutions to limit pressure, the stress, strain, and displacement fields for the cylindrical cavity expansion in stiff overconsolidated clay. The results of computational examples and the similarity between numerical solution and analytical one verify the reasonableness of the analytical solution to cavity expansion in stiff clays with two-stage softening characteristics. / Basado en los datos de laboratorio y de campo y los resultados numéricos, la resistencia post-ruptura definida por Burland (1990) se verifica y introduce para describir las dos etapas de ablandamiento post-ruptura de las arcillas rígidas. La primera etapa del ablandamiento está inducida por la pérdida de inter-conexión entre las partículas, o de la componente cohesiva de la resistencia a desplazamientos relativamente pequeños; la segunda etapa es debida al realineamiento gradual o reorientación de las partículas de arcilla a grandes desplazamientos y se puede llamar como pérdida gradual de la resistencia friccional. Se establece un modelo constitutivo general para simular las características de ablandamiento en dos etapas de las arcillas rígidas, modificando el modelo Mohr-Coulomb. La formulación de este modelo es ilustrada detalladamente y luego implementada en un programa explícito de diferencia finitas FLAC. Se aplica el nuevo modelo para simular los ensayos de laboratorio como ensayos de compresión triaxial y ensayos de corte directo. Los resultados numéricos demuestran la capacidad y eficiencia del modelo modificado de ablandamiento para reproducir el comportamiento de ablandamiento por deformación en dos etapas de las arcillas rígidas. Se han realizado una serie de análisis de la rotura progresiva diferida de taludes en arcillas rígidas, utilizando el nuevo modelo de ablandamiento en dos etapas con incorporación de la resistencia de post-ruptura. Los resultados numéricos reproducen bastante bien el proceso progresivo de la rotura, la posición de la superficie de rotura y el tiempo de rotura, lo cual brinda validez adicional al nuevo modelo. Adicionalmente, se ha llevado a cabo un análisis paramétrico para demostrar la influencia general de la resistencia de post-ruptura. Los resultados demuestran que se reduce la estabilidad de los taludes con la adopción del modelo de ablandamiento de dos etapas en comparación con lo de solo una etapa, debido a la reducción más rápida de la cohesión con la deformación plástica en primera fase de ablandamiento del modelo de ablandamiento de dos etapas. El concepto de la resistencia post-ruptura y el modelo de ablandamiento en dos etapas son aplicados en la simulación numérica del famoso caso de la rotura de la presa de Aznalcóllar bajo las dos hipótesis no homogéneos y homogénea. Las simulaciones reproducen bien la rotura de la presa de Aznalcóllar incluyendo el proceso progresivo de la rotura, la ubicación y la forma de la superficie de deslizamiento y el desarrollo de la presión del agua en los poros, según el desarrollo del estado de la plasticidad, la velocidad de la deformación de corte, el incremento de la deformación de corte, el desplazamiento, la velocidad y parámetros de resistencia del ablandamiento. El desarrollo de la relación media de las tensiones, el factor residual, la fragilidad media, la trayectoria de tensiones media y la distribución de las tensiones de corte movilizadas y los parámetros de resistencia movilizados a lo largo de la superficie de deslizamiento, confirman el mecanismo de rotura progresiva de la presa de Aznalcóllar debida principalmente al ablandamiento de la masa de arcilla azul del Guadalquivir, con estos valores en el intermedio entre los valores pico y residual durante el proceso de la rotura. La rotura de la presa de Aznalcóllar es sensible a la velocidad de ablandamiento de la deformación de corte plástica. Finalmente, se introduce el concepto de la resistencia post-ruptura de las arcillas rígidas para derivar las soluciones analíticas para la presión límite, las tensiones, las deformaciones y campos de desplazamientos de la expansión de cavidades cilíndricas en arcillas rígidas. Los resultados de los ejemplos de cálculo y la similitud entre la solución numérica y analítica verifican la razonabilidad de la solución analítica a la expansión de la cavidad en arcillas rígidas con las características de ablandamiento de dos etapas.