Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Dentro de los ecosistemas terrestres, el suelo se considera el mayor reservorio y sumidero de carbono (C) y la respiración de suelo (RS) corresponde a uno de los principales flujos de transferencia de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. Es importante estudiar la RS en distintos escenarios para poder discriminar diferencias que existan en este proceso. Se planteó entonces, comparar las emisiones de CO2 de suelo de dos cultivos agrícolas de habas (Vicia faba L.) de la zona central de Chile, desarrollados bajo tratamiento en cero labranza (CL) y en labranza tradicional (LT) y generar modelos con y sin restricciones de signo en las variables dependientes y en dos escalas temporales distintas (diaria y estacional) para describir la RS, utilizando variables ambientales medidas en terreno. En total se realizaron 5 campañas de mediciones en el período octubre-enero, 2008/09. En cada una se midió tanto los flujos de CO2, como las variables ambientales de temperatura ambiente (TA), temperatura de suelo (TS), humedad relativa (HR) y contenido de H2O volumétrico del suelo (CV). Las mediciones se realizaron utilizando un sistema de cámara cerrada dinámica. Además, se incluyó como variable la evapotranspiración de cultivo (ETc) calculada para cada registro medido, utilizando la ecuación FAO Penman-Monteith. Como resultados se obtuvieron, en la escala diaria con restricción de signo 3 modelos significativos (campañas 1, 4 y 5 en CL), con un R2 que varió entre 0,79 y 0,89 siendo TA y ETc las variables utilizadas, mientras que en la escala diaria sin restricción de signo se generaron 6 modelos (Campañas 1, 3, 4 y 5 en CL y 1 y 4 en LT), con un R2 entre 0,79 y 0,99 siendo TA, TS y ETc las variables mas recurrentes. En la escala estacional los dos modelos generados fueron significativos, obteniéndose un R2 ajustado en CL de 0,86 y de 0,95 en LT siendo ETc la variable utilizada para describir la RS. En cuanto a las emisiones, se contabilizó que en el período medido se emitieron a la atmósfera 389 g CO2 m-2 en el tratamiento bajo CL, mientras que en LT se emitieron 319 g CO2 m-2. El mayor flujo de CO2 registrado en CL se relacionaría con una mayor existencia y actividad de microorganismos en ese tratamiento, debido principalmente a la mayor cantidad de materia orgánica disponible. Los resultados corresponden a las emisiones de un suelo con un cultivo de haba en secano entre Octubre-Enero 2008/2009, por lo que faltó realizar mediciones en los meses restantes no medidos en este trabajo. / In terrestrial ecosystems, soil is considered the major reservoir and sink of Carbon (C) and soil respiration corresponds to one of the main flows of transfer of carbon dioxide into the atmosphere. Given this, it is necessary to study how it behaves and how is the exchange of carbon dioxide (CO2) in this system, and also analyze different scenarios and land uses that generate different behaviors. It was propose then, to compare the emissions of CO2 in the soil of two crops of faba beans (Vicia faba L.) in central Chile, developed under a different soil treatment (non-tillage and conventional tillage) and to generate models using environmental variables to describe the behavior of each treatment in two different time scales (daily and seasonal). In total, 5 field measurement campaigns were conducted in the period from October to January, 2008/09 in order to measure the emissions generated, and also obtain details of the environmental variables of ambient temperature (TA), soil temperature (TS), relative humidity (HR) and volumetric water content of the soil (CV). The measurements were made using a close chamber system. In addition, it was also included as a variable the evapotranspiration calculated for each record measured, using the FAO Penman-Monteith equation. As results were obtained in the daily scale with sign restriction 3 significant models (campaigns 1, 4 and 5 in CL), ranging the R2 between 0,79 and 0,89 being ETc and TA the selected variables, while in the daily scale without sign restriction 6 significant models were generated (Campaigns 1, 3, 4 and 5 in CL and 1 and 4 in LT) being TA, TS and ETc the most recurrent variables to describe the RS. In the seasonal scale, the adjusted R2 of the models ranged between 0,79 and 0,98 being the best correlation between ETc and RS in both models. Regarding emissions, in non-till system were released to the atmosphere 390 g CO2 m-2, and in conventional tillage system 319 g CO2 m-2. The greater flow of CO2 recorded in this period in non-tillage was due to a greater presence and respiration of microorganisms in this treatment product of the largest pool of organic matter available. However, to get conclusive results on this study, measurements in the non measured months are needed, which correspond to the remaining stages of the crop growth.

Realiza la investigación en los alrededores del observatorio de Huancayo, ubicado en el distrito de Huachac departamento de Junin. Aplica una metodología para la estimación de la evapotranspiración (ET) el cual se basa en el algoritmo METRIC (Mapping Evapotranspiration at High Resolution using Internalized Calibration) desarrollado por la Universidad de Idaho, este modelo estima la ET como un residual del balance de energía mediante imágenes de satélite y datos de estación meteorológica. Para la implementación del algoritmo METRIC se emplea 15 imágenes del sensor OLI (tabla 6.2) y datos de la estacion meteorológica de Huayao (tabla 6.1). Los datos imagen OLI, son sometidos a correcciones atmosféricas mediante Flaash y Tasumi et al. (2007) los cuales seran comparados al obtener los flujos de energía y la ET. Asimismo, se compara la ET obtenida mediante la evapotranspiracion´ de referencia (ETr) con las ecuaciones de Hargreaves–Samani (HS) y FAO Penman–Monteith (PM). Para validar el funcionamiento del algoritmo METRIC en la estimacion de la ET se emplea datos obtenidos mediante la técnica de Eddy covariance. Los resultados obtenidos mostraron que la ET estimada empleando imágenes con corrección Tasumi y la ETr de PM fue la que más se aproxima a la ET observada debido a que mostro un con factor de correlación´ r = 0.66. Asimismo, respecto de los flujos de energía estimado con imágenes, la que más se aproximó al observado fue el flujo de energía neta (Rn) mostrando un r = 0.68, en cambio para en el caso de imágenes con corrección con Flaash se obtiene r = 0.65. / Tesis

Objetivo: Determinar la relación de los pastos naturales y la recarga hídrica de acuíferos con base en el estudio de tres zonas de ladera, Huishna, Huaytapallana y Lazo Huntay (Testigo) de la subcuenca del río Shullcas. Método: La investigación es aplicada ya que utiliza conocimientos de hidrología establecidos, que permiten evaluar el grado de aporte hídrico en diferentes características y condiciones del área. Se utilizó el método hipotético deductivo determinando la influencia de la precipitación efectiva y la evapotranspiración en la recarga hídrica. Se utilizó el método de balance hídrico de suelos de Schosinsky. Los datos generados fueron procesados mediante la correlación de Spearman para determinar su significancia en los diferentes tipos de cobertura. Resultados: El tipo de cobertura vegetal no está relacionado con la recarga hídrica de manera significativa, con un valor de r=0.018. Huaytapallana genero solo un 4 % de las precipitaciones anuales como recarga hídrica, debido a que el pastoreo intensivo (sobrepastoreo) como uso de suelo disminuye la capacidad de infiltración. La mayor recarga hídrica se dio en Huishna, 20 % de las precipitaciones anuales, debido a que esta zona presenta tipo de uso de suelo de protección y forestal, confiriéndole mejores propiedades de estructura de suelos y por tanto mayor infiltración básica de suelos. Conclusión: La recarga hídrica no está relaciona con la cobertura vegetal ya que el factor determinante en la recarga hídrica es el uso de suelos, debido a su influencia en la estructura y capacidad de retención hídrica. En proyectos de reforestación, el uso del suelo y el tipo de cobertura serán los que determinen el potencial de recarga hídrica.

En este trabajo se aborda la problemática de la afección de la actividad agrícola sobre los recursos hídricos del acuífero de la Plana de Castellón, con énfasis en algunos aspectos que presentaban lagunas de conocimiento, bien porque no se les había prestado la atención necesaria o bien porque constituían nuevos escenarios hasta ahora no contemplados.El estudio hidrogeoquímico general del aquífero ha permitido conocer dos hechos de indudable transcendencia: el control estructural ejercido sobre la alimentación lateral subterránea, que es bicarbonatada-cálcica en el sector septentrional y sulfatada cálcico-magnésicas en el sector meridional, y el proceso incipiente de intrusión marina en el sector de la desembocadura del río Mijares.La aplicación de diversos métodos para el cálculo de la evapotranspiración y su comparación son los resultados obtenidos experimentalmente en la estación lisimétrica han puesto de manifiesto que las cifras tradicionalmente admitidas, que estaban basadas en estimaciones o en cálculos empíricos poco consistentes, no son realistas y que tanto la evapotranspiración real como el retorno del riego son sensiblemente diferentes a los aceptados. Es necesario, por consiguiente, replantear esta cuestión y realizar nuevas estimaciones del balance hídrico del acuífero si se quieren cuantificar fiablemente los recursos disponibles.La aplicación de fertilizantes nitrogenados es, sin duda, la principal causa de las elevadas concentraciones de nitratos en las aguas subterráneas, pero la lixiviación afecta a un porcentaje muy inferior al estimado anteriormente.Independientemente de los sulfatos procedentes de flujos regionales, que pueden afectar localmente al acuífero, las mayores entradas corresponden a la lixiviación de los fertilizantes sulfatados que se aplican en cantidades muy superiores a las necesarias.El riego con agua residual depurada presenta serios problemas de salinización y sodificación del suelo, e incrementa la mineralización del agua recirculada con el consiguiente deterioro de la calidad del agua subterránea.

[ES] Las cubiertas ajardinadas forman parte de las soluciones, diseños y sistemas constructivos de la arquitectura sostenible. El equilibrio entre las dimensiones ambiental, social y económica en aras de conseguir el máximo bienestar y desarrollo de nuestras sociedades influye en cómo se construye. La rehabilitación energética de un parque de viviendas cada día más envejecido y deteriorado permite reducir el consumo energético desde dos puntos de vista: aprovechando recursos ya existentes, al ampliar la vida útil de edificios todavía estructuralmente funcionales, pero en una condiciones térmicas, de salubridad o equipamiento deficientes; y reduciendo el consumo energético de estos edificios, con los beneficios que ello supone para el medio ambiente, la economía y el bienestar social de sus usuarios y del entorno. En la presente tesis doctoral se profundiza en el comportamiento energético y térmico de las cubiertas ajardinadas en rehabilitación, estructurándose en dos apartados que abordan el estudio de la reducción del consumo energético y las consideraciones constructivas para una correcta ejecución de estos sistemas ajardinados. En el primer apartado se analiza la distribución de temperaturas y humedades relativas en las diferentes capas de modelos reales a escala de cubiertas ajardinadas. Las conclusiones extraídas de estos datos tomados mediante data-loggers, para la ciudad de València, se comparan con el funcionamiento de los mismos sistemas constructivos de cubierta, diseñados y simulados a través de modelos informáticos. Este proceso permite estudiar no solo el comportamiento térmico de la cubierta, sino también su funcionamiento energético y el posible ahorro a conseguir en diferentes hipótesis de rehabilitación de una vivienda, considerando también la posible intervención sobre otros elementos de la envolvente térmica. El mecanismo de evapotranspiración presenta un papel importante en la disipación de calor de las cubiertas ajardinadas, por lo que se profundiza en su estudio para el caso de cubiertas autosuficientes, es decir, sin aporte de agua de riego. Este sistema de cubierta ajardinada pretende responder a la problemática escasez de agua a la que se enfrenta parte del territorio español, especialmente en la costa mediterránea en la que se ubica la ciudad de València. También se profundiza en la comprensión sobre qué variables climáticas, de entre temperatura ambiente, radiación solar y precipitaciones, son más influyentes en este proceso. La relación de la evapotranspiración con el agua almacenada, en las capas de la cubierta dispuestas a tal fin, queda patente, reduciéndose este proceso a menor disponibilidad de agua, especialmente en climas como el mediterráneo, con escasas precipitaciones y elevada temperatura ambiental y radiación solar. Todas las reflexiones obtenidas permiten confirmar las limitaciones en las pérdidas de calor por evapotranspiración derivadas de la escasez de agua, lo que conlleva la necesidad de buscar posibles soluciones que mejoren su comportamiento energético. Cada una de las situaciones estudiadas, conocidas y planteadas sus debilidades y fortalezas, permite concluir cuál es el mejor sistema constructivo de cubierta ajardinada para el caso de rehabilitación, principal aportación de este trabajo. En el segundo y último apartado, se realiza el estudio constructivo de una rehabilitación mediante el sistema de cubierta ajardinada escogido previamente. Esto permite detectar y conocer los problemas y soluciones que afrontar para conseguir una correcta ejecución, la cual supondrá mejorar la accesibilidad, mantenimiento, sostenibilidad y vida útil del sistema ajardinado de cubierta. Comprender el comportamiento energético de las cubiertas ajardinadas, así como las particularidades de instalación y construcción, permite ampliar su difusión, aplicación y los beneficios ambientales, sociales y económicos que de su uso se derivan. / [CA] Les cobertes enjardinades formen part de les solucions, dissenys i sistemes constructius de l'arquitectura sostenible. L'equilibri entre les dimensions ambiental, social i econòmica a fi d'aconseguir el màxim benestar i desenvolupament de les nostres societats influeix en com es construeix. La rehabilitació energètica d'un parc d'habitatges cada dia més envellit i deteriorat permet reduir el consum energètic des de dos punts de vista: aprofitant recursos ja existents, en ampliar la vida útil d'edificis encara estructuralment funcionals, però en una condicions tèrmiques, de salubritat o equipament deficients; i reduint el consum energètic d'aquests edificis, amb els beneficis que això suposa per al medi ambient, l'economia i el benestar social dels seus usuaris i de l'entorn. En la present tesi doctoral s'aprofundeix en el comportament energètic i tèrmic de les cobertes enjardinades en rehabilitació, estructurant-se en dos apartats que aborden l'estudi de la reducció del consum energètic i les consideracions constructives per a una correcta execució d'aquests sistemes enjardinats. En el primer apartat s'analitza la distribució de temperatures i humitats relatives en les diferents capes de models reals a escala de cobertes enjardinades. Les conclusions extretes d'aquestes dades preses mitjançant data-loggers, per a la ciutat de València, es comparen amb el funcionament dels mateixos sistemes constructius de coberta, dissenyats i simulats a través de models informàtics. Aquest procés permet estudiar no sols el comportament tèrmic de la coberta, sinó també el seu funcionament energètic i el possible estalvi a aconseguir en diferents hipòtesis de rehabilitació d'un habitatge, considerant també la possible intervenció sobre altres elements de l'envolupant tèrmica. El mecanisme d'evapotranspiració presenta un paper important en la dissipació de calor de les cobertes enjardinades, per la qual cosa s'aprofundeix en el seu estudi per al cas de cobertes autosuficients, és a dir, sense aportació d'aigua de reg. Aquest sistema de coberta enjardinada pretén respondre a la problemàtica escassetat d'aigua a la qual s'enfronta part del territori espanyol, especialment en la costa mediterrània en la qual se situa la ciutat de València. També s'aprofundeix en la comprensió sobre quines variables climàtiques, d'entre temperatura ambient, radiació solar i precipitacions, són més influents en aquest procés. La relació de l'evapotranspiració amb l'aigua emmagatzemada, en les capes de la coberta disposades a tal fi, queda patent, reduint-se aquest procés a menor disponibilitat d'aigua, especialment en climes com el mediterrani, amb escasses precipitacions i elevada temperatura ambiental i radiació solar. Totes les reflexions obtingudes permeten confirmar les limitacions en les pèrdues de calor per evapotranspiració derivades de l'escassetat d'aigua, la qual cosa comporta la necessitat de buscar possibles solucions que milloren el seu comportament energètic. Cadascuna de les situacions estudiades, conegudes i plantejades les seues febleses i fortaleses, permet concloure quin és el millor sistema constructiu de coberta enjardinada per al cas de rehabilitació, principal aportació d'aquest treball. En el segon i últim apartat, es realitza l'estudi constructiu d'una rehabilitació mitjançant el sistema de coberta enjardinada triat prèviament. Això permet detectar i conéixer els problemes i solucions que afrontar per a aconseguir una correcta execució, la qual suposarà millorar l'accessibilitat, manteniment, sostenibilitat i vida útil del sistema enjardinat de coberta. Comprendre el comportament energètic de les cobertes enjardinades, així com les particularitats d'instal·lació i construcció, permet ampliar la seua difusió, aplicació i els beneficis ambientals, socials i econòmics que del seu ús es deriven. / [EN] Green roofs are part of the solutions, designs and construction systems of sustainable architecture. The balance between the environmental, social and economic dimensions in order to achieve the maximum well-being and development of our societies influences how to build. The energy renovation of an increasingly aged and deteriorated housing stock allows energy consumption to be reduced from two points of view: taking advantage of already existing resources, by extending the useful life of buildings that are still structurally functional, but in thermal, health or equipment poor conditions; and reducing the energy consumption of these buildings, with the benefits that this implies for the environment, the economy and the social well-being of its users and the surroundings. This thesis delves into the energy and thermal behaviour of green roofs under renovation, structured into two sections that address the study of energy consumption reduction and construction considerations for proper execution of these vegetated systems. The first section analyses the distribution of temperatures and relative humidity in the different layers of real-scale models of green roofs. The conclusions drawn from these data taken by data-loggers, for the city of València, are compared with the running of the same roof construction systems, designed and simulated through computer models. This process makes it possible to study not only the thermal behaviour of the roof, but also its energy performance and the possible savings to be achieved in different housing renovation scenarios, also considering the possible intervention on other elements of the thermal envelope. The evapotranspiration mechanism plays an important role in the heat dissipation of green roofs, so its study is deepened in the case of self-sustaining roofs, that is, without irrigation water supply. This green roof system aims to respond to the problematic water shortage that part of the Spanish territory is facing, especially on the Mediterranean coast where the city of València is located. It also deepens the understanding of which climatic variables, among outdoor temperature, solar radiation and precipitation, are most influential in this process. The relationship of evapotranspiration with stored water, in the roof layers arranged for this purpose, is evident, reducing this process to less water availability, especially in climates such as the Mediterranean, with low precipitation and high outdoor temperature and solar radiation. All the reflections obtained make it possible to confirm the limitations in heat losses due to evapotranspiration derived from water scarcity, which entails the need to look for possible solutions that improve their energetic behaviour. Each of the situations studied, known and raised their weaknesses and strengths, allows us to conclude which is the best green roof construction system for the case of renovation, the main contribution of this work. In the second and last section, the constructive study of a renovation is carried out using the previously chosen green roof system. This makes it possible to detect and learn about the problems and solutions to be faced in order to achieve correct execution, which will mean improving the accessibility, maintenance, sustainability and useful life of the green roof system. Understanding the energy behaviour of green roofs, as well as the particularities of installation and construction, allows to expand its diffusion, application and the environmental, social and economic benefits derived from its use. / Garcia Borràs, J. (2023). Estudio hidrotérmico de cubiertas ajardinadas. Análisis y recomendaciones de diseño para una mayor eficiencia energética [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195341