La reutilización de aguas residuales comporta una serie de beneficios pero también conlleva un riesgo asociado a nivel sanitario y medioambiental debido a los componentes que puedan estar presentes en el agua residual, como microorganismos patógenos y contaminantes químicos tóxicos. Este riesgo asociado se ha de controlar para poder reutilizar el agua de la manera más segura posible. En este trabajo se evaluó la efectividad de diferentes tecnologías de regeneración (infiltración-percolación, fisicoquímico, filtro de anillas, dióxido de cloro, ácido peracético y radiación ultravioleta) y se establecieron las líneas de tratamiento más adecuadas para cumplir con los criterios de calidad establecidos por el RD 1620/2007 sobre reutilización de aguas residuales. También se evaluó un sistema de reutilización utilizado para el riego de un parque, considerando la EDAR, la ERA, el sistema de almacenamiento y la red de distribución hasta el punto de uso final del agua regenerada. Se estableció el comportamiento de diferentes parámetros microbiológicos y fisicoquímicos en cada etapa y las variaciones de calidad del agua regenerada a su paso por el sistema. Se realizó una evaluación cuantitativa del riesgo microbiológico (QMRA) asociado al riego del parque con agua regenerada, utilizando los patógenos de referencia de la OMS (Campylobacter, rotavirus y Cryptosporidium), concluyendo que el nivel de riesgo cumple con el nivel aceptable establecido. También se evaluó la influencia del riego con agua regenerada en las matrices ambientales suelo y agua subterránea, concluyéndose que, en el espacio de tiempo evaluado, no se aprecia una variación de la calidad fisicoquímica de estas matrices debido al riego. Por último, se aplicó un protocolo de análisis de peligros y puntos de control críticos (APPCC) en el sistema de reutilización, tal y como recomienda la OMS para gestionar el riesgo asociado a la reutilización de aguas. La aplicación de este protocolo permitió identificar los puntos de control críticos del sistema, recomendar límites críticos para cada punto y establecer medidas correctoras para las posibles desviaciones de estos límites. / Wastewater reuse provides an additional source of water resources, but there is a health and environmental risk associated with the use of reclaimed water, due to the potential presence of pathogens and toxic chemicals. These risks have to be controlled in order to be able to use reclaimed water in a safety way. In this work, several reclamation technologies have been evaluated (infiltration-percolation, physicochemical, chlorine dioxide, peracetic acid and ultraviolet radiation) to establish treatment lines that comply with the quality criteria of the national regulation RD 1620/2007 on wastewater reuse. A reuse system for the irrigation of a green area was evaluated, including the WWTP, the RWTP, the storage system and the distribution system to the irrigation place. Several microbial organisms and physicochemical parameters were monitored in each component to evaluate the variations on the reclaimed water along the system. A quantitative microbiological risk assessment (QMRA) was performed, using a computer model, in order to evaluate the risk associated to the green area irrigation, considering the three pathogens recommended by the WHO (Campylobacter, rotavirus and Cryptosporidium), resulting on the risk level complying with the acceptable level established. The environmental matrixes soil and groundwater were evaluated to determine any variation in the physicochemical quality due to the irrigation with reclaimed water, concluding that, for the time period of the study, there is not a significant variation. A hazard analysis and critical control point protocol was applied to the reuse system evaluated, as recommended by the WHO for risk management in water reuse. This protocol allowed establishing the critical control points of the system, the critical limits for each point and the corrective measures in case of deviation from the operational parameters.

La gestión de la seguridad de la información es un desafío que ha ido cobrando cada vez más importancia. A medida que el número y gravedad de los ataques informáticos han crecido en el mundo, las empresas han comenzado a tomar conciencia de cuán importante es estar protegidos frente a acciones maliciosas que buscan vulnerar sus sistemas y acceder a sus activos de información. En particular, la automatización de los procesos y la digitalización de la información han expuesto a las organizaciones a ataques que buscan robar información o dañar sus sistemas. Cada vez es menos extraño escuchar noticias sobre un secuestro de información a través de los ransomware, o sobre ataques de denegación de servicio (DoS) para bloquear los accesos a dichos servicios. Estos ataques provocan cientos de millones de dólares en pérdidas en el mundo entero e incluso pueden llegar a detener la continuidad operacional de una organización. Frente a este escenario, es primordial que las organizaciones realicen una correcta gestión de la seguridad de la información, con el objetivo de proteger sus activos de información. Para ello, las organizaciones deben adoptar una actitud proactiva en lo referente a la seguridad, e implementar un conjunto de buenas prácticas en el quehacer de la organización que les permitan disminuir el riesgo de ser afectados por ataques informáticos. Con el fin de lograr este objetivo, existen estándares de seguridad en los que las organizaciones pueden apoyarse. Un estándar de seguridad de la información es una guía de implementación de buenas prácticas de seguridad, desde una perspectiva holística e integrada, que busca disminuir las vulnerabilidades de la organización a través de la implementación de un sistema de gestión de la seguridad de la información. Por tanto, a simple vista, la acción de protegerse es sencilla, ya que en teoría debería bastar con implementar el estándar para considerarse protegido. Sin embargo, la situación es algo más compleja, ya que se debe considerar que cada organización es un mundo aparte, con condiciones de operación y disponibilidad de recursos distintas. Lamentablemente el problema no consiste solo en implementar el estándar, sino que radica en determinar cuál es la mejor ruta de avance que puede tener una organización, considerando sus objetivos y condiciones particulares, así como su disponibilidad de recursos. Esto implica que cada definición de ruta es propia para cada organización. Desafortunadamente, hasta el momento no existe un modelo estándar que haya sistematizado el proceso de la definición de una ruta de avance de manera que pueda ser aplicada por cualquier organización. Actualmente la definición de una ruta de avance se traduce en la selección y planificación de la implementación de controles de un estándar de seguridad, y se basa principalmente en el juicio experto. Sin embargo, este proceder es subjetivo, ya que depende de la experiencia y visión del asesor, que no siempre considera las condiciones propias de la organización. Además, es un proceso que puede tomar bastante tiempo, ya que son múltiples las variables que se deben considerar. Otro problema es que este modo de definir la ruta de avance no asegura que la respuesta sea la óptima para la organización en base a sus condiciones, ya que, si bien se utilizan algunas técnicas como la gestión de riesgos, estas mayormente son de índole cualitativa. Por último, dado que el proceso de recomendación de la selección e implementación de controles de seguridad no está estandarizado ni es sistemático y dependen del asesor de seguridad, éste no es replicable, es decir, nada asegura que, de realizarse nuevamente, se obtendrían los mismos resultados. Esta tesis pretende paliar estos problemas, para lo cual plantea un enfoque metodológico para la selección y planificación de la implementación de controles de seguridad que estandarice y sistematice dicho proceso a través de la aplicación de modelos y técnicas de optimización. Estos modelos y técnicas permiten modelar la situación particular de la organización (Objetivos y restricciones) y aseguran una solución óptima para las condiciones representadas. La principal contribución de este trabajo es por tanto la propuesta de un proceso estándar y sistemático, pero que puede ser aplicado a cualquier organización, ajustándose a sus condiciones particulares, y que entrega la mejor solución para dichas condiciones. Este proceso se presenta como un apoyo útil para el asesor de seguridad a la hora de que éste realice sus recomendaciones de seguridad respecto de los controles que cada organización debe implementar para avanzar en el logro de un estándar de seguridad. Como contribuciones secundarias, se ha definido un marco conceptual de seguridad de la información que integra diversas visiones de las variables y relaciones que involucra la seguridad de la información. Es este marco conceptual el que apoya la modelación de los problemas de optimización que genera nuestra propuesta. Otro aporte es la identificación y categorización de los diversos problemas o escenarios que podrían considerarse para la modelación, es decir, basada en los diversos tipos de situaciones que una organización podría querer resolver. Esta categorización va más allá de los casos particulares de la industria que se suelen reportar en la literatura, y ha permitido identificar casos de las categorías más complejas que las que suelen encontrarse en dicha literatura. En esta línea, hemos desarrollado un ejemplo con una situación de una categoría compleja, lo que representa una contribución en sí misma. Un cuarto aporte es la generación de una herramienta informática que soporta el enfoque propuesto y apoya al asesor de seguridad en la aplicación de nuestra propuesta. La herramienta facilita, principalmente, la modelación y la resolución de dichos modelos, por lo que el asesor solo debe preocuparse del análisis de las respuestas. No hemos encontrado en otras propuestas descritas en la literatura herramientas que apoyen sus propuestas. Por último, el trabajo presenta una evaluación de la propuesta, a través de un estudio de adopción de métodos, con estudiantes de pregrado en un curso de auditoría informática. Este estudio evidenció una tendencia de los sujetos en estudio hacia la adopción de la propuesta, percibiéndola como un elemento útil y que se ajusta a su manera de trabajar. La principal debilidad de la propuesta se centró en la facilidad de uso, ya que la modelación y resolución del problema requiere de conocimientos avanzados de técnicas de optimización. En definitiva, la propuesta de este trabajo provee a la comunidad de la gestión de la seguridad de la información de un enfoque metodológico que permite sistematizar un proceso que hasta el momento solo se sustentaba en propuestas sobre casos particulares, por lo que no había sido estandarizado y su alcance era bastante limitado. Esto representa un avance en un ámbito que se encuentra en desarrollo y que aún no logra abarcar y solucionar todas las complejidades que presenta este problema. Creemos que la propuesta de esta tesis representa un avance en la dirección correcta, al definir lineamientos y soluciones sobre problemas que aún no habían sido enfrentados.

The activated sludge and anaerobic digestion processes have been modelled in widely accepted models. Nevertheless, these models still have limitations when describing operational problems of microbiological origin. The aim of this thesis is to develop a knowledge-based model to simulate risk of plant-wide operational problems of microbiological origin.For the risk model heuristic knowledge from experts and literature was implemented in a rule-based system. Using fuzzy logic, the system can infer a risk index for the main operational problems of microbiological origin (i.e. filamentous bulking, biological foaming, rising sludge and deflocculation). To show the results of the risk model, it was implemented in the Benchmark Simulation Models. This allowed to study the risk model's response in different scenarios and control strategies. The risk model has shown to be really useful providing a third criterion to evaluate control strategies apart from the economical and environmental criteria. / Els processos de fangs activats i digestió anaeròbia estan descrits en models àmpliament acceptats. No obstant, aquests encara tenen limitacions a l'hora de descriure problemes operacionals d'origen microbiològic. L'objectiu és desenvolupar un model basat en el coneixement per simular el risc de problemes operacionals d'origen microbiològic en planta completa. Per al model de risc es va utilitzar coneixement d'experts i de la bibliografia implementat després en un sistema basat en regles. Utilitzant la lògica difusa, el sistema pot inferir un índex de risc per a problemes operacionals d'origen microbiològic (esponjament, escumes, desnitrificació incontrolada i desflocul•lació). Per a mostrar els resultats del model de risc es va implementar i aplicar en els diferents Benchmark Simulation Models. Això ha permés estudiar la resposta del model de risc en diferents escenaris i estratègies de control. El model de risc ha mostrat ser molt útil proporcionant un tercer criteri per a l'avaluació d'estratègies de control a part dels criteris econòmics i ambientals.

Tesis por compendio / [ES] En las próximas décadas, los fenómenos extremos como las sequías podrían volverse más frecuentes e intensos debido al cambio climático, afectando en gran medida a las cuencas con problemas de escasez hídrica. Por lo tanto, el estudio de estos fenómenos es esencial, así como predecir sus impactos asociados para garantizar una buena gestión de los recursos hídricos disponibles, sobre todo en sistemas de explotación altamente regulados y estresados, que bajo estas circunstancias ven afectadas su fiabilidad y vulnerabilidad. En esta tesis se aborda esta problemática por medio de un compendio de cinco publicaciones, todas ellas artículos. Dos de estos artículos están publicados en revistas indexadas en el Journal Citation Report (JCR), otros dos están publicados en una revista de reconocido prestigio de habla hispana, y el último se encuentra en proceso de revisión en otra revista indexada en el JCR. Todos los artículos publicados están relacionados con el desarrollo de una metodología de integración de proyecciones climáticas en la gestión y planificación hidrológica, para ayudar en el proceso de toma de decisiones e intentar prevenir los impactos cuantitativos y cualitativos de futuros eventos de sequía. Por otro lado, el artículo en proceso de revisión se centra en la integración de pronósticos estacionales en la evaluación del riesgo de sequía en tiempo real con la misma finalidad. En ambos casos se lleva a cabo un proceso de evaluación del riesgo de sequía, a medio o largo plazo, mediante una cadena de modelos y procesos de corrección y ajuste al caso de estudio, la cuenca del Júcar. De este proceso se obtiene un indicador de riesgo de sequía muy intuitivo que informa sobre la evolución probabilística de los recursos disponibles en el sistema, facilitando así la toma de decisiones a medio o largo plazo. Los principales resultados asociados a la gestión en tiempo real de la sequía indican que los métodos propuestos son prometedores, ya que todos ellos muestran mejores capacidades de predicción que el método implementado en la actualidad. Por otro lado, los resultados de cambio climático prevén un futuro complicado para la cuenca de estudio, con reducciones importantes de las aportaciones futuras (sobre todo para finales de siglo) y altas probabilidades de disponer de menores recursos hídricos en el sistema. Lo mismo ocurre al analizar la calidad del agua, ya que se estiman mayores afecciones para horizontes futuros, sobre todo en zonas relacionadas con la actividad agrícola. Sin embargo, existe una gran incertidumbre en estos resultados más allá de mediados de siglo, debido principalmente a la naturaleza variante de las proyecciones climáticas. A pesar de esta incertidumbre, las metodologías desarrolladas podrían considerarse como el primer paso para tener en cuenta las afecciones de un futuro cambiante en la gestión y planificación hidrológica de forma fiable y robusta, pudiendo implementarse en otras cuencas con la misma problemática y facilitando así la toma de decisiones frente a eventos extremos de sequía. / [CA] En les pròximes dècades, els fenòmens extrems com les sequeres podrien tornar-se més freqüents i intensos a causa del canvi climàtic, afectant en gran mesura a les conques amb problemes d'escassesa hídrica. Per tant, l'estudi d'estos fenòmens és essencial, així com predir els seus impactes associats per a garantir una bona gestió dels recursos hídrics disponibles, sobretot en sistemes d'explotació altament regulats i estressats, que davall estes circumstàncies veuen afectades la seua fiabilitat i vulnerabilitat. En esta tesi s'aborda esta problemàtica per mitjà d'un compendi de cinc publicacions, totes elles articles. Dos d'estos articles estan publicats en revistes indexades en el Journal Citation Report (JCR), altres dos estan publicats en una revista de reconegut prestigi de parla hispana, i l'últim es troba en procés de revisió en una altra revista indexada en el JCR. Tots els articles publicats estan relacionats amb el desenvolupament d'una metodologia d'integració de projeccions climàtiques en la gestió i planificació hidrològica, per a ajudar en el procés de presa de decisions i intentar previndre els impactes quantitatius i qualitatius de futurs esdeveniments de sequera. D'altra banda, l'article en procés de revisió es centra en la integració de pronòstics estacionals en l'avaluació del risc de sequera en temps real amb la mateixa finalitat. En ambdós casos es du a terme un procés d'avaluació del risc de sequera, a mig o llarg termini, per mitjà d'una cadena de models i processos de correcció i ajust al cas d'estudi, la conca del Xúquer. D'este procés s'obté un indicador de risc de sequera molt intuïtiu que informa sobre l'evolució probabilística dels recursos disponibles en el sistema, facilitant així la presa de decisions a mig o llarg termini. Els principals resultats associats a la gestió en temps real de la sequera indiquen que els mètodes proposats són prometedors, ja que tots ells mostren millors capacitats de predicció que el mètode implementat en l'actualitat. D'altra banda, els resultats de canvi climàtic preveuen un futur complicat per a la conca d'estudi, amb reduccions importants de les aportacions futures (sobretot per a finals de segle) i altes probabilitats de disposar de menors recursos hídrics en el sistema. El mateix ocorre al analitzar la qualitat de l'aigua, ja que s'estimen majors afeccions per a horitzons futurs, sobretot en zones relacionades amb l'activitat agrícola. No obstant això, hi ha una gran incertesa en estos resultats més enllà de mitjans de segle, degut principalment a la naturalesa variant de les projeccions climàtiques. A pesar d'esta incertesa, les metodologies desenvolupades podrien considerar-se com el primer pas per a tindre en compte les afeccions d'un futur canviant en la gestió i planificació hidrològica de forma fiable i robusta, podent implementar-se en altres conques amb la mateixa problemàtica i facilitant així la presa de decisions enfront d'esdeveniments extrems de sequera. / [EN] In the coming decades, extreme events such as droughts could become more frequent and intense due to climate change, greatly affecting basins with water scarcity problems. Therefore, the study of these phenomena is essential, as well as predicting their associated impacts to ensure good management of available water resources, especially in highly regulated and stressed exploitation systems, whose reliability and vulnerability are affected under these circumstances. This thesis addresses this problem by means of a compendium of five publications, all of them articles. Two of these articles are published in journals indexed in the Journal Citation Report (JCR), other two are published in a prestigious Spanish-language journal, and the last one is under review in another journal indexed in the JCR. All the published articles are related to the development of a methodology for the integration of climate projections in water planning and management, to help in the decision-making process and try to prevent the quantitative and qualitative impacts of future drought events. On the other hand, the article under revision focuses on the integration of seasonal forecasts in real-time drought risk assessment for the same purpose. In both cases, a drought risk assessment process is carried out, in the medium or long term, by means of a model chain and correction and adjustment processes to the case study, the Júcar River Basin. From this process, a very intuitive drought risk indicator is obtained, providing information on the probabilistic evolution of the resources available in the system and facilitating medium or long-term decision making. The main results associated with real-time drought management indicate that the proposed methods are promising, as they all show better predictive capabilities than the current method implemented in the basin. On the other hand, the climate change results predict a complicated future for the case study, with significant reductions in future inflows (especially by the end of the century) and high probabilities of having lower water resources in the system. The same occurs when analyzing water quality, since greater impacts are estimated for future horizons, especially in areas related to agricultural activity. However, there is great uncertainty in these results beyond mid-century, mainly due to the natural variability of climate projections. Despite this uncertainty, the methodologies developed could be considered as the first step to take into account the effects of a changing future in hydrological management and planning in a reliable and robust way, and could be implemented in other basins with the same problems, thus facilitating decision making to face extreme drought events. / Suárez Almiñana, S. (2021). Incorporación de las predicciones meteorológicas y climáticas en la planificación y gestión de las sequías. Aplicación a la Cuenca del Júcar [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/174533 / TESIS / Compendio