[ES] Actualmente existe una clara concienciación de la población por la sostenibilidad, el cuidado del medio ambiente y el bienestar animal. Pero, además los consumidores exigen alimentos seguros lo que implica a toda la cadena productiva empezando por la producción primaria. Un adecuado control de las enfermedades transmisibles a este nivel es uno de los pilares fundamentales de la seguridad alimentaria junto con el control en el momento del sacrificio, procesado y distribución. En esta tesis se plantea la utilización de herramientas matemáticas que permitan optimizar el uso de las medidas de bioseguridad, de implantación general en granjas de aves, como son la vacunación, la limpieza y desinfección, y la detección y eliminación de animales infectados. Esto con la fi nalidad de lograr una producción libre de infección y por lo tanto evitar el sacrificio temprano de los animales. De esta forma, se puede contribuir a la sostenibilidad de las granjas. Además, de garantizar la inocuidad de los alimentos a nivel de la producción primaria. Así se ha estudiado el comportamiento de un modelo matemático estructurado que incorpora la contaminación del medio ambiente como un modo indirecto de transmisión de la enfermedad, centrándose en el análisis de un brote de Salmonella en una granja de pollos. Las variables consideradas han sido: individuos susceptibles e infectados y la cantidad de bacterias acumuladas en el recinto (sistema (SIB), y se considera la reposición de los individuos muertos de forma que el tamaño de la población es el mismo en cualquier etapa. El sistema se considera dinámico y no lineal, en tiempo discreto y por ello su modelización se basa en ecuaciones en diferencias. Se ha analizado el comportamiento del sistema alrededor de los puntos de equilibrio a) libre de enfermedad y b) endémico. Tras el análisis del proceso se ha obtenido el número reproductivo básico R0. Este número indica el comportamiento de la enfermedad, ya que si R0 es menor que la unidad, la enfermedad tiende a desaparecer pero en caso contrario la enfermedad permanece endémica o puede llegar a crecer. El resultado obtenido del modelo indica que R0 es menor que uno, si y sólo si, la población se mantiene por debajo de cierto valor umbral, lo que permite tener la enfermedad controlada hacia su desaparición. También, se han estudiado tres modelos para conseguir redirigir la evolución de la enfermedad hacia su desaparición considerando las siguientes medidas: a) vacunación, b) limpieza y desinfección periódica y c) análisis y eliminación periódica de individuos infectados. Los objetivos a alcanzar con el modelo propuesto fueron que la vacunación redujese la incidencia de la enfermedad entre los sujetos susceptibles y determinar su impacto sobre la incidencia. Respecto a la desinfección del recinto y la eliminación de infectados, el objetivo ha sido construir, en cada caso, un nuevo sistema dinámico con coefi cientes periódicos que representase matemáticamente la estrategia de acción periódica elegida. La fi nalidad ha sido optimizar el número de etapas que se puede estar sin actuar sobre el proceso y manteniéndose este estable, es decir con el número reproductivo básico menor que la unidad. Y, por último, se han comparado ambas estrategias, en base a sus periodos máximos. Los resultados obtenidos indican que, respecto a la efectividad de la vacunación, el nuevo número reproductivo básico es función de la tasa de vacunación y de la tasa de efectividad de la vacuna. Si el proceso transcurre con un número reproductivo básico muy alto se requiere vacunar a un mayor número de individuos. Además, cuanto más efectiva sea la vacuna la tasa de vacunación se puede reducir. Para el modelo de impacto la vacunación, se ha indicado que la tasa de vacunación en los programas de vacunación se reduce si el impacto de ésta es positivo reduciendo la tasa de contagios entre los vacunados respecto a la de los susceptibles. / [CA] Actualment existeix una clara conscienciacio de la poblacio per la sostenibilitat, la cura del medi ambient i el benestar animal. Pero, a mes els consumidors exigeixen aliments segurs el que implica a tota la cadena productiva comencant per la produccio primaria. Un adequat control de les malalties transmissibles a aquest nivell es un dels pilars fonamentals de la seguretat alimentaria juntament amb el control en el moment del sacri ci, processament i distribucio. En aquesta tesi es planteja la utilitzacio d'eines matematiques que permeten optimitzar l'us de les mesures de bioseguretat, d'implantacio general en granges d'ocells, com son la vacunacio, la neteja i desinfeccio, i la deteccio i eliminaci o d'animals infectats. Aixo amb la nalitat d'aconseguir una produccio lliure d'infeccio i per tant evitar el sacri ci primerenc dels animals. D'aquesta manera, es pot contribuir a la sostenibilitat de les granges. A mes, de garantir la innocu tat dels aliments a nivell de la produccio primaria. Aix, s'ha estudiat el comportament d'un model matematic estructurat que incorpora la contaminacio del medi ambient com una manera indirecta de transmissio de la malaltia, centrant-se en l'analisi d'un brot de Salmonella en una granja de pollastres. Les variables considerades han sigut: individus susceptibles i infectats i la quantitat de bacteris acumulats en el recinte (sistema SIB), i, a mes, es considera reposicio dels individus morts de manera que la grandaria de la poblacio es el mateix en qualsevol etapa. El sistema es considera dinamic i no lineal, en temps discret i per aixo la seua modelitzacio es basa en equacions en diferencies. S'ha analitzat el comportament del sistema al voltant dels punts d'equilibri a) lliure de malaltia i b) endemic. Despres de l'analisi del proces s'ha obtingut el numero reproductiu basic R0. Aquest numero indica el comportament de la malaltia, ja ix que si R0. es menor que la unitat, la malaltia tendeix a desapareixer pero en cas contrari la malaltia roman endemica o pot arribar a creixer. El resultat obtingut del model indica que R0. es menor que un, si i nomes si, la poblacio es mante per davall d'un cert valor llindar, la qual cosa permet tindre la malaltia controlada cap a la seua desaparicio. Tambe, s'han estudiat tres models per a aconseguir redirigir l'evolucio de la malaltia cap a la seua desaparicio considerant les seg uents mesures: a) vacunacio, b) neteja i desinfeccio periodica i c) analisi i eliminacio periodica d'individus infectats. Els objectius a aconseguir amb el model proposat van ser que la vacunacio redu ra la incidencia de la malaltia entre els subjectes susceptibles i determinar el seu impacte sobre la incidencia. Respecte a la desinfeccio del recinte i l'eliminacio d'infectats, l'objectiu ha sigut construir, en cada cas, un nou sistema dinamic amb coe cients periodics que representara matematicament l'estrategia d'accio periodica triada. La nalitat ha sigut optimitzar el nombre d'etapes que es pot estar sense actuar sobre el proces i mantenint-se aquest estable, es a dir amb el numero reproductiu basic menor que la unitat. I, nalment, s'han comparat totes dues estrategies, sobre la base dels seus perodes maxims. Els resultats obtinguts indiquen que, respecte a l'efectivitat de la vacunacio, el nou numero reproductiu basic es funcio de la taxa de vacunacio i de la taxa d'efectivitat de la vacuna. Si el proces transcorre amb un numero reproductiu basic molt alt es requereix vacunar a un major nombre d'individus. A mes, com mes efectiva siga la vacuna la taxa de vacunacio es pot reduir. Per al model d'impacte la vacunacio, s'ha indicat que la taxa de vacunacio en els programes de vacunacio es redueix si l'impacte d'aquesta es positiu reduint la taxa de contagis entre els vacunats respecte a la dels susceptibles. / [EN] There is currently a clear awareness of the population for sustainability, care for the environment and animal welfare. But in addition, consumers demand safe food, which involves the entire production chain, starting with primary production. Adequate control of communicable diseases at this level is one of the fundamental pillars of food security along with control at the time of slaughter, processing and distribution. This thesis proposes the use of mathematical tools to optimize the use of biosafety measures, general implementation in bird farms, such as vaccination, cleaning and disinfection, and the detection and elimination of infected animals. This in order to achieve an infection free production and therefore avoid early slaughter of animals. In this way, it can contribute to the sustainability of farms. In addition, to ensure food safety at the level of primary production. Thus, the behavior of a structured mathematical model that incorporates environmental pollution as an indirect mode of disease transmission has been studied, focusing on the analysis of a Salmonella outbreak on a farm. chickens. The variables considered were susceptible and infected individuals and the amount of bacteria accumulated in the enclosure (SIB system), and, in addition, replacement of dead individuals is considered so that the size of the population is the same at any stage. The system is considered dynamic and nonlinear, in discrete time and therefore its modeling is based on equations in dierences. The behavior of the system around the equilibrium points a) free of disease and b) endemic has been analyzed. After the analysis of the process the basic reproductive number R0. was obtained. This number indicates the behavior of the disease, as if R0 is less than unity, the disease tends to disappear but otherwise the disease remains xiii endemic or may grow. The result obtained from the model indicates that R0 is less than one, if and only if, the population remains below a certain threshold value, which allows to have the disease controlled towards its disappearance. Also, three models have been studied to redirect the evolution of the disease towards its disappearance considering the following measures: a) vaccination, b) periodic cleaning and disinfection and c) periodic analysis and elimination of infected individuals. The objectives to be achieved with the proposed model were that vaccination would reduce the incidence of the disease among susceptible subjects and determine its impact on the incidence. Regarding the disinfection of the enclosure and the elimination of infected, the aim has been to build, in each case, a new dynamic system with periodic coecients that will mathematically represent the chosen periodic action strategy. The aim has been to optimize the number of stages that can be left without acting on the process and keeping it stable, ie with the basic reproductive number less than the unit. And nally, both strategies have been compared, based on their maximum periods. The results obtained indicate that, with respect to the eectiveness of vaccination, the new basic reproductive number is a function of the vaccination rate and the vaccine eectiveness rate. If the process proceeds with a very high basic reproductive number it is required to vaccinate a larger number of individuals. In addition, the more eective the vaccine, the lower the vaccination rate. For the vaccination impact model, it has been indicated that the vaccination rate in vaccination programs is reduced if the impact of this is positive by reducing the rate of transmission among vaccinated compared to those susceptible. / Poveda Giner, JJ. (2022). Análisis de procesos epidemiológicos mediante modelos matemáticos: aplicación a la seguridad alimentaria [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/182456

[ES] El Comercio electrónico se ha convertido en uno de los sistemas de compra más aceptados por los consumidores debido a la facilidad que tienen los consumidores para acceder mediante Internet a una gran variedad de artículos. Conocer la dinámica de crecimiento del comercio electrónico basado en los principales factores que lo determinan, es un problema relevante para el sector del comercio electrónico. El principal objetivo de la tesis ha sido aplicar los modelos propuestos a datos reales, la formulación de los diferentes modelos ha estado condicionada por la disponibilidad de los datos y por las limitaciones computacionales a la hora de tratar la complejidad de los modelos propuestos. Los dos primeros modelos, dados en los Capítulos 1 y 2, son de naturaleza determinista, mientras que el modelo propuesto en el Capítulo 3, tiene una formulación más sencilla ya que tiene naturaleza estocástica y su tratamiento computacional es mucho más complejo. En el Capítulo 1, se construye un modelo determinístico continuo, basado en un sistema de ecuaciones diferenciales no lineales, de tipo difusión y estructurado en seis grupos de edades comprendidas entre 15 y 74 años. Cada uno de estos grupos se divide, a su vez, en dos subpoblaciones (imitadores e innovadores), dependiendo de su comportamiento como consumidores. El resultado es un modelo determinista con 31 parámetros, 13 de los cuales proceden de un modelo demográfico con población constante, y el resto de parámetros aparecen en el propio modelo difusión propuesto para describir la dinámica de la tecnología del comercio electrónico en España. A pesar de la complejidad del modelo determinista, y de los pocos datos disponibles en el Instituto Nacional de Estadística (INE) en el momento de realizar el estudio, gracias a las técnicas computacionales aplicadas, se ha realizado un ajuste del modelo que explica de forma muy aceptable la tendencia de los datos sobre la dinámica del comercio electrónico, lo que ha permitido construir predicciones para los próximos años. El estudio se ha completado con un análisis de la sensibilidad de los parámetros con el objeto de conocer cuáles son los coeficientes de difusión (vía la innovación y la imitación) que tienen una mayor influencia en los resultados de la respuesta del modelo. En el Capítulo 2 se propone un modelo discreto determinista que, debido a la complejidad de la técnica de escalado que debe realizarse para una población variable, se consideraron únicamente dos subpoblaciones entre 15 y 74 años. En este caso el modelo demográfico depende de 3 parámetros, mientras que el modelo de difusión del comercio electrónico depende de 9 parámetros adicionales. A partir de los datos disponibles en el INE, durante el periodo 2007 - 2015, se ha realizado un ajuste del modelo que permite explicar de forma adecuada la dinámica del comercio electrónico en España y realizar predicciones fiables de la tendencia de esta tecnología en los próximos años. Aunque las técnicas de ajuste de los modelos presentados en los Capítulos 1 y 2 a los datos disponibles en el INE están basadas en métodos probabilísticos (en el Capítulo 1, se aplica un tipo de muestreo, denominado Hipercubo Latino y, en el Capítulo 2, el denominado Ajuste Probabilístico),de naturaleza determinística, ya que los parámetros en ambos casos son constantes. En el Capítulo 3 se propone un modelo compartimental que divide a la población española en dos subpoblaciones, dependiendo de si usan o no el comercio electrónico, se trata por tanto de un modelo cuya formulación es mucho más sencilla que la presentada en los capítulos anteriores, pero cuyos parámetros son variables aleatorias. En este caso, el objetivo ha sido diseñar técnicas computacionales de optimización inversa para el modelo estocástico donde el ajuste consiste en determinar las distribuciones estadísticas de los parámetros del modelo que mejor explican la / [CA] El Comerç electrònic s'ha convertit en un dels sistemes de compra més acceptats pels consumidors a causa de la facilitat que tenen els consumidors per a accedir mitjançant Internet a una gran varietat d'articles. Conéixer la dinàmica de creixement del comerç electrònic basat en els principals factors que el determinen, és un problema rellevant per al sector del comerç electrònic. El principal objectiu de la tesi ha sigut aplicar els models proposats a dades reals, la formulació dels diferents models ha estat condicionada per la disponibilitat de les dades i per les limitacions computacionals a l'hora de tractar la complexitat dels models proposats. Els dos primers models, donats en els Capítols 1 i 2, són de naturalesa determinista, mentre que el model proposat en el Capítol 3, té una formulació més senzilla ja que té naturalesa estocàstica i el seu tractament computacional és molt més complex. En el Capítol 1, es construeix un model determinístico continu, basat en un sistema d'equacions diferencials no lineals, de tipus difusió i estructurat en sis grups d'edats compreses entre 15 i 74 anys. Cadascun d'aquests grups es divideix, al seu torn, en dos subpoblaciones (imitadors i innovadors), depenent del seu comportament com a consumidors. El resultat és un model determinista amb 31 paràmetres, 13 dels quals procedeixen d'un model demogràfic amb població constant, i la resta de paràmetres apareixen en el propi model difusió proposat per a descriure la dinàmica de la tecnologia del comerç electrònic a Espanya. Malgrat la complexitat del model determinista, i de les poques dades disponibles en l'Institut Nacional d'Estadística (INE) en el moment de realitzar l'estudi, gràcies a les tècniques computacionals aplicades, s'ha realitzat un ajust del model que explica de forma molt acceptable la tendència de les dades sobre la dinàmica del comerç electrònic, la qual cosa ha permés construir prediccions per als pròxims anys. L'estudi s'ha completat amb una anàlisi de la sensibilitat dels paràmetres a fi de conéixer quins són els coeficients de difusió (via la innovació i la imitació) que tenen una major influència en els resultats de la resposta del model. En el Capítol 2 es proposa un model discret determinista que, a causa de la complexitat de la tècnica d'escalat que ha de realitzarse per a una població variable, es van considerar únicament dues subpoblaciones entre 15 i 74 anys. En aquest cas el model demogràfic depén de 3 paràmetres, mentre que el model de difusió del comerç electrònic depén de 9 paràmetres addicionals. A partir de les dades disponibles en l'INE, durant el període 2007 - 2015, s'ha realitzat un ajust del model que permet explicar de forma adequada la dinàmica del comerç electrònic a Espanya i realitzar prediccions fiables de la tendència d'aquesta tecnologia en els pròxims anys. Encara que les tècniques d'ajust dels models presentats en els Capítols 1 i 2 a les dades disponibles en l'INE estan basades en mètodes probabilístics (en el Capítol 1, s'aplica un tipus de mostreig, denominat Hipercubo Llatí i, en el Capítol 2, el denominat Ajust Probabilístic),de naturalesa determinística, ja que els paràmetres en tots dos casos són constants. En el Capítol 3 es proposa un model compartimental que divideix a la població espanyola en dues subpoblaciones, depenent de si usen o no el comerç electrònic, es tracta per tant d'un model la formulació del qual és molt més senzilla que la presentada en els capítols anteriors, però els paràmetres dels quals són variables aleatòries. En aquest cas, l'objectiu ha sigut dissenyar tècniques computacionals d'optimització inversa per al model estocàstic on l'ajust consisteix a determinar les distribucions estadístiques dels paràmetres del model que millor expliquen l'evolució estocàstica de les dades disponibles. / [EN] Electronic commerce (E-Commerce) has become one of the most accepted purchasing systems by consumers due to the ease with which consumers can access a wide variety of articles through the Internet. Knowing the growth dynamics of electronic commerce based on the main factors that determine it, is a problem of great relevance for the agents involved in the electronic commerce sector. The objective of the thesis has been to apply the proposed models to real data, the formulation of the different models has been conditioned by the availability of data, and by the computational limitations in the moment to study the complexity of the proposed models. As detailed below, the first two models, presented in Chapters 1 and 2, respectively, are deterministic in nature, while the model proposed in Chapter 3, has a simpler formulation due to it has a stochastic nature and its computational treatment is much more complex. In Chapter 1, a continuous deterministic model is constructed, based on a system of nonlinear differential equations, of diffusion type and structured in six age groups between 15 and 74 years old. Each of these groups is divided, in turn, into two subpopulations (imitators and innovators), depending on their behavior as consumers. The result is a deterministic model with 31 parameters, 13 of which come from a demographic model with a constant population, and the rest of the parameters appear in the diffusion model proposed to describe the dynamics of E-Commerce technology in Spain. Despite the complexity of the deterministic model, and the few data available in the National Institute of Statistics (INE) at the time of the study, thanks to the computational techniques applied, it has been possible to adjust the model they explain. The trend of data on the dynamics of E-Commerce is very acceptable, which has allowed us to build predictions for the coming years. The study has been completed with an analysis of the sensitivity of the parameters in order to know what are the dffusion coeffcients (via innovation and imitation) that have a greater inuence on the results of the response of the model. In Chapter 2 a discrete deterministic model is proposed due to the complexity of the scaling technique that must be performed to treat it with variable population, only two subpopulations between 15 and 74 years old were considered. The demographic model depends on 3 parameters, while the diffusion model of E-Commerce depends on 9 additional parameters. Based on the data available in the INE during the 2007 - 2015 period an adjustment was made to the model that allows us to adequately explain the dynamics of E-Commerce in Spain and to make reliable predictions of the trend of this technology in the next years. Although the adjustment techniques of the models presented in Chapters 1 and 2 to the data available in the INE are based on probabilistic methods (in Chapter 1, a type of sampling is applied, called Latin Hypercube and, in Chapter 2, the so-called Probabilistic Adjustment), the nature of the two models is purely deterministic, since the parameters in both cases are constant. In Chapter 3, a compartmental model is proposed that divides to the Spanish population in two subpopulations, depending on whether they use E-Commerce or not, it is therefore a model whose formulation is much simpler than that presented in the previous chapters, but whose parameters are random variables. The objective has been to design computational techniques of inverse optimization for the stochastic model where the adjustment does not consist in looking for the constants that best fit the model to the available data of the INE (for the period 2011 - 2016), but in determining the statistical distributions of the parameters of the model that best explain the stochastic evolution of the available data. Subsequently, once the validation of the model is carried out, stochastic predictions of the evolution of the use of E-Commerce technology in Spain. / Lombana, IC. (2019). Modelización con incertidumbre del incremento del uso del comercio electrónico en España utilizando técnicas de epidemiología matemática [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/124836