En el presente trabajo se emplea la teoría de raíces unitarias y la cointegración para el análisis de variables físicas, datos medidos correspondientes a la estación de otoño en la ciudad de La Paz, variables tales como la radiación ultravioleta, radiación solar, temperatura ambiente y humedad relativa, cuyo comportamiento forma una serie de tiempo, se analiza la existencia de una relación entre las variables. Con este estudio se pretende aportar y complementar las investigaciones anteriores realizadas sobre la radiación ultravioleta y radiación solar, entre los estudios que se pueden mencionar esta: “Transporte radiactivo y propiedades fractales de la radiación ultravioleta en el altiplano boliviano” tesis elaborada por Medinacelli Villegas, Eduardo (2002), el Análisis Armónico de la radiación, tésis cuyo objetivo ha sido comparar el comportamiento de la radiación ultravioleta y la radiación global en su paso a través de la atmósfera tomando los valores máximos de la irradiancia. Un tercer trabajo referido a radiación ultravioleta es el denominado “Estudio de la radiación solar global mediante procesos de markov de parámetros discreto” cuyo autor es Lisme Ticona, Jorge (1995) y así se encuentran muchos trabajos realizados sobre este tema, sobre los efectos y daños que causa la radiación ultravioleta

En este trabajo se describe el funcionamiento de un sistema de control de humedad relativa y temperatura que se llevó a cabo para la conservación preventiva de los frescos renacentistas de la bóveda del ábside de la Catedral Metropolitana de Valencia, que se restauraron en 2006. Este sistema está compuesto por 29 sensores de humedad relativa (HR) y temperatura: 10 de ellos se insertaron en la capa de yeso que sirve de apoyo a las pinturas al fresco, otros 10 sensores se colocaron en el interior de las paredes cerca de los frescos y el resto monitorizan el microclima interior en diferentes puntos de la bóveda. A los datos recogidos en 2007, 2008 y 2010 se les ha aplicado un análisis de componentes principales (PCA) y los resultados obtenidos revelan que las semejanzas y diferencias entre los sensores se mantuvieron aproximadamente a lo largo de los tres años. Adicionalmente, se hace una interpretación física de la primera y la segunda componente principales. Curiosamente, los sensores que en el análisis de PCA aparecen alejados del resto de sensores, corresponden a zonas donde están apareciendo problemas de conservación debido a la formación de eflorescencias salinas. Los datos registrados de humedad relativa y temperatura se analizan de acuerdo a la norma UNI 10829 italiano (1999). Objetivos. Los objetivos que se persiguen con este trabajo son los siguientes: 1. Obtener datos suficientes y de calidad sobre las condiciones de los materiales sobre los que están pintados los frescos y el ambiente contiguo a los mismos. 2. Una vez obtenidos los datos, almacenarlos y gestionarlos de manera adecuada. Teniendo en cuenta el gran volumen de datos recogidos (entre 6 y 10 millones de datos por año) el sistema de almacenamiento debe ser potente pero a la vez, sencillo y económico de implementar. 3. Detección temprana de situaciones de emergencia para la conservación de la obra: inundación de la terraza por encima de los frescos, aparición de niveles anormalmente e / Fernández Navajas, A. (2012). SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DEL MICROCLIMA DE LOS FRESCOS RENACENTISTAS DE LA CATEDRAL METROPOLITANA DE VALENCIA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16044

Tesis por compendio / [EN] This PhD dissertation deals with the multivariate statistical analysis of microclimatic data for preventive conservation of cultural heritage in several locations: Ariadne's house (Pompeii, Italy), l'Almoina Archaeological Museum (Valencia, Spain) and mudejar church of Santa Maria in Ateca (Zaragoza, Spain). The main objective of this thesis is to propose a methodology for statistical analysis of microclimatic data which can be extended to curators and restorers. The usefulness of the proposed methodology is shown, as it has been successfully applied to the studied cultural heritage sites. Furthermore, corrective actions have been proposed and taken in accordance with the results obtained from the analysis of data recorded at Ariadne's house and the Archaeological Museum of l'Almoina. The effectiveness of such corrective measures has been evaluated through a second monitoring campaign. In the case of Ariadne's house, two monitoring campaigns were conducted. During the first, in 2008, the analysis of the recorded data showed that the transparent polycarbonate roof installed in the 1970s was causing a greenhouse effect harmful to the conservation of the frescoes. The sensors also helped identifying differences between orientations and heights. Following our recommendations, in 2010 the roofs were changed by some opaque fibrocement and thermo-hygrometric data recorded in a second monitoring campaign allowed us evaluating the adequacy of the corrective actions in configuring a more stable microclimate. The Archaeological Museum of l'Almoina is exposed to passers-by through a skylight that covers part of the ruins. A first monitoring campaign in 2010 allowed the thermo-hygrometric characterization of the inner microclimate and the identification of the significant influence of the skylight on the temperature and relative humidity values, causing sharp rises and falls during the daylight hours. In 2013 two corrective measures were implemented and evaluated subsequently through a second microclimatic monitoring campaign conducted at the museum. The mudejar church of Santa Maria is located in Ateca, a town in the province of Zaragoza characterised by cold winters and warm summers. Given the low temperatures in winter, a heating system is used. The results of our analysis have shown that the heating system is turned on only for the celebration of Mass or religious festivities (half hour before the entrance of public at the church), causing extreme cycles of temperature and humidity, especially at the upper parts of the altarpiece due to the rising of hot air (hourly increase of 7 ºC in temperature and a decrease of 11% relative humidity) that are detrimental for the conservation of this artwork. / [ES] Esta tesis doctoral trata sobre el análisis estadístico multivariante de datos microclimaticos para la conservación preventiva en patrimonio cultural: la casa de Ariadna (Pompeya, Italia), el Museo arqueológico de l'Almoina (Valencia, España) y la iglesia mudéjar de Santa María en Ateca (Ateca, España) . El objetivo principal de esta tesis es proponer una metodología de análisis estadístico de datos microclimáticos extensible a conservadores y restauradores. Se demuestra la utilidad de la metodología propuesta, ya que ha sido posible caracterizar los sitios del patrimonio cultural estudiados. Además, se han propuesto y adoptado acciones correctivas de acuerdo con los resultados obtenidos del análisis de los datos registrados en la casa de Ariadna y el Museo arqueológico de l'Almoina. La efectividad de dichas medidas correctoras ha sido evaluada a través de una segunda campaña de monitorización. En el caso de la casa de Ariadna, dos campañas de monitorización se llevaron a cabo. Durante la primera, en 2008, el análisis de los datos recogidos demostró que los tejados de policarbonato transparente instalados en los años 70 estaban provocando un efecto invernadero muy perjudicial para la conservación de los frescos. Los sensores permitieron además identificar diferencias entre orientaciones y alturas. Bajo las recomendaciones realizadas, en 2010 los tejados fueron cambiados por unos opacos de fibrocemento, y los datos termo-higrométricos recogidos en una segunda campaña de monitorización permitieron evaluar la adecuación de la medida correctiva en la configuración de un microclima más estable. El Museo arqueológico de l'Almoina se encuentra expuesto a los viandantes a través de una claraboya que cubre parte de las ruinas. Una primera campaña de monitorización en 2010 permitió caracterizar termo-higrométricamente el museo e identificar la influencia significativa de la claraboya sobre la temperatura y la humedad relativa, causando fuertes aumentos y caídas durante las horas de luz del día, así como un aporte de humedad de una acequia colindante. En 2013 se llevaron a cabo dos medidas correctivas que fueron evaluadas a través de una segunda monitorización microclimática. La iglesia mudéjar de Santa María está situada en Ateca, una población de la provincia de Zaragoza caracterizada por fríos inviernos y cálidos veranos. Esta fría climatología invernal condiciona la iglesia al uso de un sistema de climatización. El resultado de nuestros análisis ha puesto de manifiesto que el sistema de climatización solo se enciende para la celebración de misas o festividades religiosas, media hora antes de que entre el público en la iglesia, provocando extremos ciclos de temperatura y humedad relativa, más notables en las partes altas del retablo por el ascenso del aire caliente (incremento horario de 7 ºC en la temperatura y un descenso del 11% de la humedad relativa) que resultan perjudiciales para la conservación de este. / [CA] Aquesta Tesi doctoral tracta sobre l'anàlisi estadístic multivariant de dades microclimatics per a la conservació preventiva en patrimoni cultural: la casa d'Ariadna (Pompeia, Itàlia), el Museu arqueològic de l'Almoina (València, Espanya) i l'església mudèjar de Santa Maria en Ateca (Saragossa, Espanya). L'objectiu principal d'aquesta tesi _es proposar una metodologia d'anàlisi estadístic de dades microclimatics extensible a conservadors i restauradors. Es demostra la utilitat de la metodologia proposada, ja que ha sigut possible caracteritzar els llocs del patrimoni cultural estudiats. A més, s'han proposat i adoptat accions correctives d'acord amb els resultats obtinguts de l'anàlisi de les dades registrades en la casa d'Ariadna i el Museu arqueològic de l'Almoina. L'efectivitat d'aquestes mesures correctores ha sigut avaluada a través d'una segona campanya de monitoratge. En el cas de la casa d'Ariadna, dues campanyes de monitoratge es van dur a terme. Durant la primera, en 2008, l'anàlisi de les dades enregistrades va demostrar que les teulades de policarbonat transparent instal·lades en els anys 70 estaven provocant un efecte hivernacle molt perjudicial per a la conservació dels frescs. Els sensors van permetre a més identificar diferències entre orientacions i altures. Sota les recomanacions realitzades, en 2010 les teulades van ser canviades per unes opaques de fibrociment, i les dades termo-higromètriques arreplegades en una segona campanya de monitoratge van permetre avaluar l'adequació de la mesura correctiva en la configuració d'un microclima més estable. El Museu arqueològic de l'Almoina es troba exposat als vianants a través d'una claraboia que cobreix part de les ruïnes. Una primera campanya de monitoratge en 2010 va permetre caracteritzar termo-higrometricament el museu i identificar la influència significativa de la claraboia sobre la temperatura i la humitat relativa, causant forts augments i caigudes durant les hores diürnes, així__ com una aportació d'humitat d'una sèquia confrontant. En 2013 es van dur a terme dues mesures correctives que van ser avaluades a través d'un segon monitoratge microclimàtic. L'església mudèjar de Santa Maria està situada en Ateca, una població de la província de Saragossa caracteritzada per freds hiverns i càlids estius. Aquesta freda climatologia hivernal condiciona l'església a l'ús d'un sistema de climatització. El resultat de les nostres anàlisis ha posat de manifest que el sistema de climatització solament s'encén per a la celebració de misses o festivitats religioses, mitja hora abans que entre el públic en l'església, provocant extrems cicles de temperatura i humitat relativa, més notables en les parts altes del retaule per l'ascens de l'aire calent (increment horari de 7ºC en la temperatura i un descens del 11% de la humitat relativa) que resulten perjudicials per a la conservació d'aquest. / Merello Giménez, P. (2015). Caracterización microclimática mediante sensores de humedad y temperatura de obras de arte con fines de conservación preventiva [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/57490 / Compendio

El objetivo de la tesis fue estudiar el comportamiento de una grava gruesa, de tamaño máximo de 40 mm, en condiciones triaxiales y de succión controlada. En base al análisis los resultados obtenidos y conceptos tomados, de ensayos triaxiales en arenas a altas presiones, se planteó un modelo constitutivo que reproduce los ensayos realizados. El estudio experimental se realizó con una nueva célula triaxial, diseñada y construida para alojar una probeta de 250 mm de diámetro y 500 mm de altura; en el equipo es posible controlar la succión, mediante la humedad relativa. La célula triaxial está instrumentada totalmente en el interior. Se diseñaron y construyeron además nuevos transductores como la célula de medición diametral y transductores de desplazamiento loca para grandes deformaciones. La prensa de carga permite realizar ensayos con tensión controlada y deformación controlada. Se realizaron ensayos con deformación controlada con distintas humedades relativas en los que se observó, que la resistencia al corte está controlada por la humedad relativa; se presenta mayor resistencia cuanto menor la humedad relativa. En las deformaciones volumétricas obtenidas se observó, que la dilatancia disminuye apreciablemente cuando el material tiene mayor contenido de humedad. Se dedujo de los resultados también, que existe una dependencia directa del incremento de rotura de partículas con el aumento del contenido de humedad. Por otro lado, se verificó la posibilidad de que el material alcanzase el estado crítico; se observó que en la mayoría de los ensayos se alcanzó esta condición y en los otros existe la tendencia. Se encontró además, que la posición de la línea de estados críticos esta controlada por la succión que posee el material.Para obtener la forma de la superficie de fluencia fueron diseñadas otras trayectorias, el material se ensayó en condiciones saturadas y no saturadas. Los resultados muestran que la forma de la superficie de fluencia, en compresión triaxial, es elíptica girada hacia la zona de tensiones desviadoras. En trayectorias adicionales se fijó la superficie de fluencia en la zona no saturada, para después interceptarla en la zona saturada. Se obtuvo una superficie de fluencia en a zona saturada contraída respecto a la fijada en la zona no saturada. Apoyándose del análisis de los resultados de los ensayos triaxiales, y de algunos conceptos derivados del comportamiento de arenas sometidas a altas presiones, se plantea un modelo elásto-plástico. El modelo tiene dos superficies de fluencia; una superficie describe el mecanismo se produce entre las partículas cuando se someten a una tensión de corte y la otra mecanismo de reacomodo por compresión volumétrica. El potencial plástico de la parte desviadora está definido por la teoría de Rowe (1962), que fue modificada por Wan y Guo (1998) con un parámetro de estado. El potencial plástico de la parte volumétrica el modelo se considera asociado. El modelo reproduce el comportamiento del suelo bajo trayectorias triaxiales e isótropas sometidos a cambios de succión, además, tiene en cuenta la rotura de partículas que se presenta en el material.Por último se implementó el modelo y con él se reprodujeron los ensayos con deformación controlada. El modelo en general reproduce adecuadamente las características más importantes del comportamiento del material. / The aim of the thesis was to study the behaviour of gravel, with a maximum size of 40 mm, under triaxial conditions and suction control. With the analysis of the obtained results and some ideas, taken from high stress triaxial test performed in sand, a constitutive elasto-plastic model was proposed. The experimental study was carried out with a new triaxial cell designed and built to test a specimen of 250 mm in diameter and 500 mm in height. With the equipment, it is possible to control the suction by means of relative humidity. All instruments were placed inside the cell. New transducers were designed and built additionally (i.e. the diametral cell transducer and LDT for large strains). The load frame used is capable of functioning with stress and strain control. Strain control triaxial tests were made with different relative humidity and the results showed that the shear strength is a function of the relative humidity; it was obtained higher strength and dilatancy with low relative humidity. The tests also showed direct dependency of particle breakage on relative humidity. It was analyzed if the granular material reached the critical state, most tests showed that the material reached the condition but in the cases that it did not reach it, the tendency existed. It was found that the critical state line position is a function of suction.Another triaxial test campaign was made in order to obtain the yield surface form; consisting of unsaturated and saturated tests. The results showed that the yield surface has an ellipse form turned towards the deviatory part. In other tests the yield surface was fixed in the unsaturated zone and intercepted in the saturated; the results showed that the saturated yield surface contracts with saturation.With the analysis of the triaxial test and some ideas taken from the triaxial test on sand under high stresses an elasto-plastic model was proposed. The model has two yield surfaces; the first one describes the shear mechanism and the other one, the volumetric one. The flow rule of the deviatory part is defined by the dilatancy Rowe theory (1962), which was modified by Wan and Guo (1998) with a state parameter. The plastic potential of the volumetric part is considered associated. The model reproduces the soils behaviour under triaxial and isotropic paths subjected to suction changes. More over, it takes into account the particle breakage present in the material. Finally the model was implemented and the tests made with strain control were reproduced. The model matches, in general, all the characteristic behaviour of the material.

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Esse aumento pode ser associado aos processos de urbanização mais recentes ocorridos em alguns países, tais como os localizados na América Latina e Caribe, que entre 1950 e 1990 viram suas populações urbanas crescerem de 40% para 70%. No Brasil, esse fenômeno se manifestou principalmente através da apropriação do campo pela produção capitalista, que gerou grande êxodo rural e rápido crescimento populacional nos centros urbanos. Fato que foi determinante para o agravamento das mazelas urbanas, e consequentemente, para as condições de vida e a atual configuração das cidades brasileiras. Dentre os problemas ambientais urbanos provenientes desse processo, destacam-se os referentes à atmosfera urbana, tais como o acúmulo de calor, poluição e inundações, que têm causado desconfortos e prejuízos à qualidade de vida dos citadinos. Nesta perspectiva, o objetivo desse estudo foi detectar o fenômeno de ilha de calor em Penápolis/SP e suas magnitudes, considerando-se seus atributos geoambientais e geourbanos. A pesquisa teve como referência a teoria do Sistema Clima Urbano proposta por Monteiro (1976), com ênfase no que o autor denominou de subsistema termodinâmico. Os procedimentos metodológicos realizados se basearam na realização de transectos móveis, na instalação de dois pontos fixos e na utilização de imagens de satélite e técnicas de sensoriamento remoto. As imagens de satélite foram utilizadas para o mapeamento dos condicionantes geoambientais e geourbanos, tais como vegetação, relevo, temperatura de superfície e densidade de edificações. A escolha dos dois pontos fixos foi pautada em referencial bibliográfico, sendo que um desses pontos ficou localizado na área central da cidade, caracterizado por um elevado grau de edificações, e o outro na área rural do município, ambos com altitudes semelhantes. O monitoramento das variáveis climáticas (temperatura e umidade) também se realizou através de transectos móveis, o que implicou na realização de dois percursos (norte-sul/leste-oeste). As coletas foram efetuadas em dias com condições atmosféricas que se caracterizaram pela estabilidade, sem chuva e sem vento, às 21h e em meses representativos do verão e inverno. Sendo assim, os registros foram realizados em dezesseis episódios distribuídos em oito transectos nos meses de dezembro de 2014 e janeiro de 2015 e outros oito nos meses de junho e julho de 2015. Os resultados apontaram, que sob condições de estabilidade atmosférica, a ilha de calor urbana em Penápolis/SP alcançou intensidade máxima de 3,5ºC nas medidas fixas e 9,5ºC nas medidas móveis. Para as medidas fixas foi observada uma ilha de calor praticamente constante entre 23h e 24h de duração em dezembro, enquanto que janeiro já apresentou menor duração, entre 21h e 24h. Julho e junho apresentaram similaridades com duração entre 15h e 16h. No que se refere à variabilidade estacional, as ilhas de calor e seca apresentaram maior expressividade no verão, com máxima em dezembro para as medidas fixas e em janeiro para as medidas móveis. As medidas móveis demonstraram a formação de ilha de calor urbana caracterizada pelo padrão de aquecimento centro-periferia, com temperaturas mais elevadas no centro da cidade e em áreas densamente ocupadas, próximas ao centro e queda da temperatura afastando-se do centro em direção a periferia. As áreas de fundo de vale e densamente vegetadas foram favoráveis às temperaturas mais baixas e a umidade mais elevada. Portanto, a intensidade da ilha de calor e seca esteve condicionada às características geoambientais e geourbanas da cidade, principalmente a cobertura arbórea e a densidade de edificação. / The city has established itself as the main place where most of the world's population live in the twentieth century. According to ONU, since 1990, the world has seen an increasing concentration of population in urban areas. This increase can be associated with more recent urbanization processes that occurred in some countries, such as those located in Latin America and the Caribbean, which urban population grew from 40% to 70% between 1950 and 1990. In Brazil, this phenomenon manifests itself mainly through the appropriation of field sites by the capitalist production, which led to a large rural exodus and a rapid population growth in urban centers. That circumstance was crucial to worsen the urban issues, and consequently, the living conditions and the current configuration of Brazilian cities. Among the urban environmental problems arising from this process, we highlight those related to the urban atmosphere, such as heat storage, pollution and flooding, which have caused discomfort and damage to the quality of life of residents. Therefore, the objective of this study was to detect the generation of the heat island and its intensity in the city of Penápolis/SP, considering the land use, land cover and urban built form. The research was based on the Urban Climate System theory proposed by Monteiro (1976), focusing on what the author called “thermodynamic subsystem”. The methodologies included mobile traverses, installation of two fixed stations, satellite images and remote sensing techniques. Satellite images were used to map the environmental and urban characteristics, such as vegetation, relief, surface temperature and building density. The selection of the two fixed points was based on bibliographical references, one located in downtown, a high-density area, and other situated in the rural area, both with similar altitudes. The measurements of climatological variables (temperature and humidity) was performed using mobile surveys along two traverses (north-south / east-west). The traverses were carried out during eight summer evenings (December 2014-January 2015) and eight winter evenings (June-July 2015), under calm conditions, with light winds and no precipitation. The results showed that under atmospheric stability, the urban heat island in Penápolis/SP reached a maximum intensity of 3.5ºC at the fixed points and 9.5ºC along the mobile traverses. During the fixed measures in December, the urban areas experienced up to 23h or 24h of heat island, while in January the duration was shorter, between 21h and 24h. Urban heat islands in June and July showed similar duration, about 15h and 16h. Analyzing the seasonal variability, the heat and dry islands were greater in the summer, with maximum in December (fixed points) and January (mobile survey). The results indicated the formation of an urban heat island characterized by higher temperatures in downtown and in densely built-up areas near the city center, and lower temperatures towards the periphery. Moreover, valley bottom areas with vegetation cover presented lower temperatures and higher humidity. Therefore, the intensity of the dry and heat islands related to the environmental characteristics and urban features, especially the tree cover and the building density. / La ciudad se ha consolidado como local de la vivienda de gran parte de la población mundial en el siglo XX. Según la ONU desde 1990, el mundo ha visto un incremento en la concentración de la población en las zonas urbanas. Este aumento puede estar asociado con los procesos de urbanización más recientes ocurridos en algunos países, como los ubicados en América Latina y el Caribe, que entre 1950 y 1990 vieron sus poblaciones urbanas crecer del 40% para el 70%. En Brasil, este fenómeno se manifestó principalmente a través de la apropiación del campo por la producción capitalista, que generó gran éxodo rural y rápido crecimiento de la población en los centros urbanos. Este hecho fue crucial para el agravamiento de los males urbanos, y consecuentemente, para las condiciones de vida y la configuración actual de las ciudades brasileñas. Entre los problemas ambientales urbanos de este proceso, se destacan los relacionados con la atmosfera urbana como la acumulación de calor, la contaminación del aire y las inundaciones, que han causado incomodidad y daños a la calidad de vida de los habitantes de las ciudades. En esta perspectiva, el objetivo de este estudio fue detectar el fenómeno de isla de calor en Penápolis/SP y sus magnitudes, considerando sus atributos geo-ambientales y geo-urbanos. La investigación tuvo como referencia la teoría del Sistema Clima Urbano propuesto por Monteiro (1976), con énfasis en lo que el autor denominó de subsistema termodinámico. Los procedimientos metodológicos adoptados se basaron en la realización de transectos móviles, en la instalación de dos puntos fijos y el uso de imágenes de satélite y técnicas de teledetección. Las imágenes de satélite fueron utilizadas para el mapeo de las características geo-ambientales y geo-urbanas, tales como la vegetación, relieve, temperatura de la superficie y la densidad de las construcciones. La elección de los dos puntos fijos se basó en las referencias bibliográficas, siendo que uno de esos puntos se ha localizado en la zona central de la ciudad que se caracteriza por un elevado grado de construcciones y el otro en la zona rural del municipio, ambos con altitudes similares. El monitoreo de las variables climáticas (temperatura y humedad) también se ha realizado a través de transectos móviles, lo que resultó en la realización de dos recorridos (nortesur/este-oeste). Los registros se hicieron en días con condiciones climáticas que se caracterizaron por la estabilidad, sin lluvia y sin viento, a las 21h y en meses representativos de verano y de invierno. De esta manera, los registros fueron realizados en dieciséis episodios distribuidos en ocho transectos en los meses de Diciembre de 2014 y Enero de 2015 y otros ocho en los meses de Junio y Julio de 2015. Los resultados mostraron que en condiciones de estabilidad atmosférica, la isla de calor urbano en Penápolis/SP alcanzó intensidad máxima de 3,5ºC en medidas fijas y 9,5ºC en las medidas móviles. Para las mediciones fijas se ha observado una isla de calor casi constante entre 23h y 24h de duración en Diciembre, mientras que en Enero se ha presentado con menor duración, entre 21h y 24h. Los meses de Junio y Julio mostraron similitudes con duración entre las 15h y 16h. En lo que se refiere a la variación estacional, las islas de calor y sequedad mostraron una mayor expresión en el verano, con máxima en Diciembre para las medidas fijas y Enero para las medidas móviles. Las medidas móviles demostraron la formación de isla de calor urbano que se caracteriza por el patrón de calentamiento centro-periferia, con temperaturas más altas en el centro de la ciudad y en las zonas densamente ocupadas, cerca del centro y descenso de la temperatura alejándose desde el centro para la periferia. Las áreas de fondo del valle y con vegetación densa fueron favorables a las temperaturas más bajas y humedad más elevada. Por lo tanto, la intensidad de la isla de calor y sequedad estuvo condicionada a las características geo-ambientales y geo-urbanas de la ciudad, principalmente la cobertura arbórea y la densidad de edificación. / FAPESP: 2014/05824-4

Algunas rocas débiles son frecuentemente utilizadas como material de construcción en la ejecución de obra nueva o en la restauración de construcciones patrimoniales y constituyen el cimiento de numerosas edificaciones y vías de comunicación en el sudeste de España. Estos materiales suelen estar expuestos a ambientes húmedos y/o en contacto directo con el agua. Sin embargo, su caracterización mecánica suele realizarse en laboratorio en estado seco o sin control de la humedad. A este respecto, investigaciones recientes han demostrado que propiedades mecánicas como la resistencia a compresión uniaxial o el módulo de elasticidad estático de este tipo de rocas pueden sufrir importantes reducciones cuando se saturan completamente. Sin embargo, los efectos de la saturación parcial, de la humedad relativa ambiental o de la distribución del agua intersticial sobre éstos y otros parámetros mecánicos han sido escasamente estudiados. En esta tesis se realiza un estudio detallado de estos aspectos en varios tipos de rocas sedimentarias débiles presentes en la provincia de Alicante. Por un lado, se han empleado tres variedades de la denominada “Piedra Bateig”, que es una biocalcarenita que se utilizado en el pasado para la construcción de una gran cantidad de edificios históricos y emblemáticos de toda de España (especialmente de la Comunidad Valenciana y Madrid) y que actualmente se comercializa a nivel mundial debido a su abundancia, belleza y calidad para su empleo en revestimientos de fachadas, muros de mampostería o elementos ornamentales. Por otro lado, se han estudiado otras rocas carbonáticas (calcarenitas y limolitas amarillentas) y yesíferas, que se utilizan mayoritariamente en obra civil, principalmente para la construcción de muros de contención o como escollera. Los objetivos principales de la presente tesis doctoral son: (1) la caracterización petrológica y físico-mecánica de estos materiales pétreos sedimentarios porosos; (2) el análisis de los procedimientos de humectación existentes y el desarrollo de nuevas técnicas de saturación parcial; (3) la evaluación de la variación de las propiedades mecánicas de estos materiales con el grado de saturación y la humedad relativa ambiental; (4) el estudio del efecto de la distribución del agua intersticial en su comportamiento mecánico; (5) la propuesta de correlaciones entre las propiedades mecánicas y las propiedades físicas u otros parámetros de fácil y rápida determinación y; (6) la discusión de los principales mecanismos de deterioro mecánico causados por el agua que afectan a estos materiales. En primer lugar, se realizó un estudio petrológico y físico general de estas rocas mediante la determinación de: su composición química y mineralógica empleando las técnicas de difracción y fluorescencia de rayos X o el calcímetro de Bernard; su distribución del tamaño de poros, superficie específica, tortuosidad, porosidades intrapartícula e interpartícula y otras características de su red porosa mediante la realización de porosimetrías de intrusión de mercurio; su textura, ordenación de granos y cristales y morfología de los poros utilizando las técnicas de microscopía óptica y electrónica; sus densidades real y aparente, porosidades abierta y total, y capacidad de absorción de agua usando métodos tradicionales. En segundo lugar, se obtuvieron diversas propiedades físicas y mecánicas de estos materiales en los estados seco y completamente saturado, tales como: la velocidad de paso de las ondas P y S, el módulo de elasticidad y el coeficiente de Poisson dinámicos, las resistencias a compresión uniaxial y triaxial, el módulo de elasticidad estático, la resistencia a tracción indirecta, el índice de resistencia frente a carga puntual, el índice de resistencia frente a la penetración de aguja y los parámetros de resistencia al corte de la matriz rocosa. En tercer lugar, se evaluó la influencia de la saturación parcial y la distribución del agua intersticial en las propiedades mecánicas de algunas de estas rocas. Para ello, se prepararon probetas parcialmente saturadas con diferentes grados de saturación utilizando dos procedimientos distintos: (1) la inmersión de probetas completamente secas en agua a presión atmosférica durante diferentes periodos de tiempo, y (2) el secado progresivo de probetas inicialmente completamente saturadas en estufa a 50º C durante diferentes periodos de tiempo. A continuación, se determinó la distribución del agua intersticial en las probetas acondicionadas mediante ambos métodos a través de la obtención de imágenes de resonancia magnética nuclear (RMN) y se ensayaron mecánicamente para obtener su resistencia a compresión uniaxial, su módulo de elasticidad estático, su resistencia a tracción indirecta y su resistencia frente a carga puntual. En cuarto lugar, se estudió el impacto de la humedad relativa ambiental en el comportamiento mecánico de los materiales pétreos. Con este propósito, las muestras se sometieron a ambientes de humedad relativa controlada del 20, 40, 60, 80 y 98% usando una modificación de la técnica de equilibrio de vapor (VET). El método consistió en introducir las probetas de roca junto con disoluciones de glicerol de diferente concentración en recipientes cerrados herméticamente dentro de una estufa a temperatura constante, promoviendo el intercambio de agua en forma de vapor entre la atmósfera creada y las probetas hasta que se alcanzó el contenido de agua de equilibrio en las mismas. Tras ello, las muestras se ensayaron mecánicamente. Finalmente, se realizó un análisis de regresión para establecer relaciones entre las propiedades mecánicas y las propiedades físicas u otros parámetros de fácil obtención, menos costosos o no destructivos que pudiesen ser útiles desde un punto de vista ingenieril. Los resultados obtenidos mostraron que, en las rocas estudiadas, la saturación total generaba importantes variaciones de propiedades físicas como la velocidad de paso de las ondas P y S y de los parámetros dinámicos asociados, así como una reducción muy significativa de todas las propiedades mecánicas analizadas. Además, se observó que ocurría una importante caída de estos parámetros mecánicos cuando estos materiales se saturaban con contenidos de agua pequeños (grados de saturación inferiores al 50%) y que, posteriormente, el valor de estas propiedades se mantenía constante para contenidos de agua superiores (grados de saturación iguales o superiores al 75%). En consecuencia, las variaciones de las propiedades mecánicas con el contenido de agua se modelaron de manera precisa empleando funciones exponenciales decrecientes. Otro resultado relevante de la investigación fue que la distribución del agua intersticial y, por ende, el procedimiento empleado para saturar parcialmente las probetas jugaba un papel importante en el comportamiento mecánico observado. En concreto, para pequeños contenidos de agua, el debilitamiento mecánico experimentado por las muestras preparadas mediante el procedimiento de secado era frecuentemente superior al de las muestras acondicionadas a través del procedimiento de inmersión. Este hallazgo pudo explicarse en base a que en el primer caso las moléculas de agua ocupaban una región más amplia de la probeta (incluyendo la zona central de la misma), mientras que en el segundo caso el agua se encontraba concentrada exclusivamente en la zona más externa, permaneciendo el núcleo de la probeta en estado seco. En cambio, para elevados contenidos de agua, los valores de las propiedades mecánicas en las muestras preparadas por ambos procedimientos fueron parecidos, debido a que el agua intersticial ocupaba una región más amplia y similar. Además, se observó que las propiedades mecánicas de las rocas se reducían linealmente conforme aumentaba la humedad relativa del ambiente al que estaban expuestas, pues esto generaba un incremento del contenido de agua dentro de su red porosa. Por otro lado, el análisis de regresión realizado permitió obtener correlaciones entre las propiedades mecánicas y las propiedades físicas u otros índices de fácil determinación en los estados seco y saturado. Estas relaciones son de gran utilidad para seleccionar bloques de roca de alta calidad a nivel de cantera o para realizar auscultaciones preventivas en edificaciones patrimoniales de piedra de una forma rápida, sencilla, barata y no destructiva. Finalmente, el análisis conjunto de las características petrológicas y el impacto de la saturación total y parcial y la distribución de agua intersticial sobre las propiedades mecánicas permitió esclarecer que las causas del debilitamiento ocasionadas por el agua que afectaban a estos materiales eran variadas. Se podrían destacar la reducción de la succión capilar y efectos físico-químicos como el deterioro de la cementación entre los granos, la disolución de algunos minerales (calcita y clorita), el hinchamiento de la fracción arcillosa, la reducción de la energía superficial de fractura o la corrosión bajo tensión del cuarzo presente en estos materiales. / Esta tesis ha sido financiada por el Vicerrectorado de Investigación y Transferencia del Conocimiento de la Universidad de Alicante a través del Contrato Predoctoral FPUUA53-2018 y las Ayudas UAEEBB2018-09, UAUSTI18-21 y UAUSTI19-25.