[EN] This research work constitutes a first approximation to the study of the viability of carbonic fertirrigation in citrus fruits as a CO2 drain potential. To that effect, carbonic fertirrigation experiments were carried out with citrus fruits of the Nadarcott variety from the year 2010 to the year 2015. The study required the monitoring of parameters related to the leaf surface, the phenological state of the trees, the ground, the leaves and the fruits of the tested trees. The analysis of the results obtained showed there were no significant differences in the size and quality of the fruits irrigated with CO2. Differences were neither observed in the trees' vegetative development nor in the advance or delay of the blooming and formation of fruits. The analysis of the grounds revealed that the content in organic matter of the grounds irrigated with CO2 was higher than in the grounds used as reference in at least two tenths of a percentage. Similarly, it was noted that the content in iron in the leaves of the trees irrigated with CO2 was significantly higher than in the trees used as reference. The statistical analysis carried out confirmed these conclusions, noting a 24% increase over the average value in the case of the organic matter in the ground and of a 16% in the case of the iron content in the leaves. Both factors indicate that carbonic fertirrigation does have relevant agronomic repercussions, especially on the organic fraction of the ground and on the iron soluble fraction. Various authors confirm the mobilisation of the iron produced by the decrease in the pH of the irrigation water - this study confirms this fact and strengthens the usage of carbon dioxide as a potential substitute of strong acids normally used for this purpose. The increase in the content of the ground's organic matter is an especially interesting result, as it was not expected, even though some authors have related the decrease of soil respiration to different cultural practices that improve the ground's texture. The interaction between the CO2 of the irrigation water and the content in organic matter in the ground and, therefore, soil respiration must be studied in further detail in a future, with experiences specially aimed at valuing the repercussions of this practice on both parameters. / [ES] Este trabajo de investigación constituye una primera aproximación al estudio de viabilidad de la fertirrigación carbónica en cítricos como potencial sumidero de CO2. A tal efecto, se llevaron a cabos experimentos de fertirrigación carbónica con cítricos de la variedad Nadarcott desde el año 2010 hasta el año 2015. El estudio requirió la monitorización de parámetros relacionados con la superficie foliar, los estados fenológicos de los árboles, el suelo, las hojas y los frutos de los árboles ensayados. El análisis de los resultados obtenidos mostró que no había diferencias significativas en el tamaño y calidad de los frutos regados con CO2. Tampoco se observaron diferencias en el desarrollo vegetativo de los árboles ni en el avance o retraso de la floración y formación de los frutos. Los análisis de los suelos revelaron que el contenido en materia orgánica de los suelos regados con CO2 era más alto que los suelos tomados como referencia en al menos dos décimas porcentuales. De la misma manera, se observó que el contenido en hierro en las hojas de los árboles regados con CO2 era significativamente más alto que en los árboles tomados como referencia. Los análisis estadísticos realizados confirmaron estas conclusiones, observándose un incremento del 24% sobre el valor promedio en el caso de la materia orgánica del suelo y del 16% en el caso del contenido en hierro de las hojas. Ambos factores indican que la fertirrigación carbónica sí que tiene repercusiones agronómicas relevantes, especialmente sobre la fracción orgánica del suelo y sobre la fracción soluble de hierro. Diversos autores confirman la movilización del hierro producido por la disminución del pH del agua de riego; este estudio confirma este hecho y refuerza la utilización del dióxido de carbono como potencial sustituto de los ácidos fuertes normalmente utilizados para este cometido. El aumento en el contenido de materia orgánica del suelo es un resultado especialmente interesante, pues no era esperado pese a que algunos autores han relacionado la disminución de la respiración edáfica con diferentes prácticas culturales que mejoran la textura del suelo. La interacción entre el CO2 del agua de riego y el contenido en materia orgánica del suelo y, por tanto, la respiración edáfica deben de ser estudiados con más detalle, en un futuro con experiencias especialmente dirigidas a valorar las repercusiones de esta práctica sobre ambos parámetros. / [CA] Aquest treball d'investigació constitueix una primera aproximació a l'estudi de la viabilitat de la fertirrigació carbònica en cítrics com a potencial embornal de carboni. Amb aquesta finalitat es dugueren a terme experiments de fertirrigació carbònica amb cítrics de la varietat Nadorcott des de l'any 2010 fins l'any 2015. L'estudi va requerir la monitoratge de paràmetres relacionats amb la superfície foliar, els estat fenològics del arbres, el sòl, les fulles i el fruits dels arbres assatjats. L'anàlisi dels resultats obtinguts mostrà que no hi havia diferències significatives en el tamany i qualitat del fruits regats amb CO2. Tampoc es varen observar diferències en el desenvolupament vegetatiu dels arbres ni en l'avanç o retard de la floració i formació dels fruits. Les anàlisis dels sòls revelaren que el contingut de matèria orgànica dels sòls regats amb CO2 era més alt que els sòls considerats com a referència en, almenys, dues dècimes percentuals. De la mateixa manera, s'observà que el contingut de ferro en les fulles dels arbres regats amb CO2 era significativament més alt que en els arbres referència. Les anàlisis estadístiques realitzades confirmaren aquestes conclusions, observant-se un increment del 24% sobre el valor mitjà en el cas de la matèria orgànica del sòl i del 16% en el cas del contingut en ferro de les fulles. Tots dos factors indiquen que la fertirrigació carbònica sí que té repercusions agronòmiques rellevants, especialment, sobre la fracció orgànica del sòl i la fracció soluble de ferro. Diferents autors confirmen la mobilització del ferro produit per la disminució del pH de l'agua de reg; aquest estudi confirma aquest fet i reforça l'ús del diòxid de carboni com a potencial subsutitut dels àcids forts normalment gastats per a aquesta tasca. L'augment en el contingut de matèria orgànica del sòl és un resultat especialment interessant, ja que no era esperat, malgrat que alguns autors han relacionat la disminució de la respiració edàfica amb diferents pràctiques culturals que milloren la textura del sòl. La interacció entre el CO2 de l'aigua de reg i el contingut en matèria orgànica del sòl i, per tant, la respiració edàfica han de ser estudiats amb més detall en un futur amb experiències especialment dirigides a valorar les repercussions d'aquesta pràctica sobre tots dos paràmetres. / Tarazona Díez, JV. (2015). ANÁLISIS DEL POTENCIAL DE LA FERTIRRIGACIÓN CARBÓNICA EN CÍTRICOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59405

[ES] Se ha obtenido un método de estimación de la biomasa rápido, fiable y replicable en cualquier estructura forestal basado en un reducido y sencillo inventario forestal, imágenes de satélite de alta resolución espacial y resolución espectral en los rangos del visible y del infrarrojo cercano y medio y un vínculo entre las variables dependientes e independientes por medio de métodos de regresión por procesos gaussianos. Se han comparado los métodos utilizados para la estimación de la biomasa y se ha constatado tanto que no existe un método estandarizado como que la obtención de los datos de campo, la realización de los inventarios y el cálculo de la biomasa como verdad-terreno y variable dependiente no siempre recibe la importancia que necesita y, por tanto, los resultados no siempre son comparables. Se ha introducido también el uso de las ecuaciones alométricas de biomasa, que describen la relación del diámetro y de la altura con la biomasa, tanto de cada fracción arbórea como del total de cada pie y se han ensayado también otros métodos de adquisición de datos de campo para confrontarlos con esta metodología, aunque finalmente se ha determinado que la sencillez, rapidez y bajo coste de estos métodos deben ser incorporados a un protocolo único de obtención de la biomasa para que todos los análisis puedan ser homogéneos y comparables. Para conseguir la definición de un método replicable en diversas condiciones y estructuras forestales, se han seleccionado áreas de interés en montes jóvenes y maduros en condiciones de clima mediterráneo Csa y Csb según la clasificación de Köppen-Geiger. Sobre estas zonas se han experimentado diferentes métodos de estimación de la biomasa. Para sobrepasar los límites del aprendizaje clásico por métodos paramétricos, se ha ensayado el uso de métodos no paramétricos mediante procesos gaussianos, utilizando el término proceso para referirse a una colección de variables aleatorias que se pueden definir a través de una densidad de probabilidad como una gaussiana. Al existir esta densidad de probabilidad no es necesario ajustar al mismo tiempo un gran número de parámetros, lo que restringe la capacidad de modelar con flexibilidad los coeficientes de las variables. Este método de aprendizaje automático es capaz de explicar un alto porcentaje de la variabilidad de la biomasa en un monte con distintas clases de estructura por edad siempre que la entrada de datos se halle segmentada, es decir, que se clasifique no sólo por los valores de biomasa sino por las condiciones de cobertura y tipo de formación recogidas en el inventario. Al haberse validado el método con dos sensores diferentes se ha podido aplicar este mismo método en dos fechas separadas varios años para evaluar el crecimiento de las masas forestales según haya mediado un tipo de gestión forestal o su ausencia. Se han podido determinar diferencias estadísticamente significativas en el crecimiento a pesar de que la distribución de valores de reflectividad para cada fecha no las tiene. Se ha evaluado la capacidad de este método en áreas donde las diferencias estructurales, de edad y de biomasa no son tan marcadas como en las masas adultas. En un regenerado post-incendio se han podido determinar las zonas de más densidad con el mismo método y sin segmentación de clases. Este trabajo se ha enfocado en la obtención de un método replicable que pueda ser de fácil aplicación incluso por técnicos sin formación avanzada y con la intención de ser una herramienta cotidiana para la gestión forestal. Para poder ser implementado en condiciones reales de uso por administraciones y empresas se ha utilizado un lenguaje de programación de libre acceso. El programa se ha configurado para que el usuario realice el mínimo procesado posible y se obtengan automáticamente los mapas de biomasa de la zona deseada. / [CAT] S'ha obtingut un mètode d'estimació de la biomassa ràpid, fiable i *replicable en qualsevol estructura forestal basat en un reduït i senzill inventari forestal, imatges de satèl·lit d'alta resolució espacial i resolució espectral en els rangs del visible i de l'infraroig pròxim i mitjà i un vincle entre les variables dependents i independents per mitjà de mètodes de regressió per processos gaussians. S'han comparat els mètodes utilitzats per a l'estimació de la biomassa i s'ha constatat tant que no existeix un mètode estandarditzat com que l'obtenció de les dades de camp, la realització dels inventaris i el càlcul de la biomassa com a veritat-terreny i variable dependent no sempre rep la importància que necessita i, per tant, els resultats no sempre són comparables. S'ha introduït també l'ús de les equacions alométriques de biomassa, que descriuen la relació del diàmetre i de l'altura amb la biomassa, tant de cada fracció arbòria com del total de cada peu i s'han assajat també altres mètodes d'adquisició de dades de camp per a confrontar-los amb aquesta metodologia, encara que finalment s'ha determinat que la senzillesa, rapidesa i baix cost d'aquests mètodes han de ser incorporats a un protocol únic d'obtenció de la biomassa perquè totes les anàlisis puguen ser homogenis i comparables. Per a aconseguir la definició d'un mètode replicable en diverses condicions i estructures forestals, s'han seleccionat àrees d'interés en boscos joves i madures en condicions de clima mediterrani Csa i Csb segons la classificació de Köppen-Geiger. Sobre aquestes zones s'han experimentat diferents mètodes d'estimació de la biomassa. Per a sobrepassar els límits de l'aprenentatge clàssic per mètodes paramètrics, s'ha assajat l'ús de mètodes no paramètrics mitjançant processos gaussians, utilitzant el terme processe per a referir-se a una col·lecció de variables aleatòries que es poden definir a través d'una densitat de probabilitat com una gaussiana. En existir aquesta densitat de probabilitat no és necessari ajustar al mateix temps un gran nombre de paràmetres, la qual cosa restringeix la capacitat de modelar amb flexibilitat els coeficients de les variables. Aquest mètode d'aprenentatge automàtic és capaç d'explicar un alt percentatge de la variabilitat de la biomassa en un bosc amb diferents classes d'estructura per edat sempre que l'entrada de dades es trobe segmentada, és a dir, que es classifique no sols pels valors de biomassa sinó per les condicions de cobertura i tipus de formació recollides en l'inventari. En haver-se validat el mètode amb dos sensors diferents s'ha pogut aplicar aquest mateix mètode en dues dates separades diversos anys per a avaluar el creixement de les masses forestals segons haja mediat un tipus de gestió forestal o la seua absència. S'han pogut determinar diferències estadísticament significatives en el creixement a pesar que la distribució de valors de reflectivitat per a cada data no les té. S'ha avaluat la capacitat d'aquest mètode en àrees on les diferències estructurals, d'edat i de biomassa no són tan marcades com en les masses adultes. En un regenerat post-incendie s'han pogut determinar les zones de més densitat amb el mateix mètode i sense segmentació de classes. Aquest treball s'ha enfocat en l'obtenció d'un mètode replicable que puga ser de fàcil aplicació fins i tot per tècnics sense formació avançada i amb la intenció de ser una eina quotidiana per a la gestió forestal. Per a poder ser implementat en condicions reals d'ús per administracions i empreses s'ha utilitzat un llenguatge de programació de lliure accés. El programa s'ha configurat perquè l'usuari realitze el mínim processament possible i s'obtinguen automàticament els mapes de biomassa de la zona desitjada. / [EN] A fast, reliable and replicable biomass estimation method has been obtained for any forest structure based on a reduced and simple forest inventory, satellite images of high spatial resolution and spectral resolution in the visible and near and mid-infrared ranges, and a link between the dependent and independent variables by means of Gaussian process regression methods. The methods used for biomass estimation have been compared and it has been found that there is no standardized method and that the collection of field data, the making of inventories and the calculation of biomass as ground-truth and dependent variable are not always given the importance they need and, therefore, the results are not always comparable. It has been introduced introduced the use of allometric biomass equations, which describe the relationship of diameter and height with biomass, both of each tree fraction and of the total of each stand, and we have also tested other methods of field data acquisition to compare them with this methodology, although we have finally determined that the simplicity, speed and low cost of these methods should be incorporated into a single protocol for obtaining biomass so that all the analyses can be homogeneous and comparable. To achieve the definition of a replicable method in different conditions and forest structures, areas of interest have been selected in young and mature forests in Mediterranean climate conditions Csa and Csb according to the Köppen-Geiger classification. Different biomass estimation methods have been experimented on these areas. In order to overcome the limits of classical learning by parametric methods, the use of non-parametric methods using Gaussian processes has been tested, using the term process to refer to a collection of random variables that can be defined through a probability density as a Gaussian. Since this probability density exists, it is not necessary to fit a large number of parameters at the same time, which restricts the ability to flexibly model the coefficients of the variables. This machine learning method is able to explain a high percentage of the biomass variability in a forest with different age structure classes as long as the data input is segmented, i.e. classified not only by biomass values but also by the cover conditions and type of formation collected in the inventory. As the method has been validated with two different sensors, it has been possible to apply the same method on two separate dates several years apart to evaluate the growth of forest stands according to the type of forest management or its absence. Statistically significant differences in growth could be determined despite the fact that the distribution of reflectivity values for each date does not have them. The capacity of this method has been evaluated in areas where structural, age and biomass differences are not as marked as in adult stands. In a post-fire regeneration it has been possible to determine the most dense areas with the same method and without class segmentation. This work has focused on obtaining a replicable method that can be easily applied even by technicians without advanced training and with the intention of being a daily tool for forest management. In order to be implemented in real conditions of use by administrations and companies, a freely available programming language has been used. The program has been configured so that the user performs as little processing as possible and automatically obtains the biomass maps of the desired area. / This research was funded by the Interreg SUDOE Program through the European Regional Development Fund (ERDF): Interreg SUDOE REMAS project (SOE3/P4/E0954) “Greenhouse gas emissions risk management in forest fires” (2019–2022) / Vinué Visús, D. (2023). Estimación de la biomasa forestal con imágenes de Sentinel-2 para la mejora de la gestión forestal en zonas mediterráneas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192265

Tesis por compendio / Analyses of possible synergies between energy recovery and water management are essential for achieving sustainable improvements in the performance of pressurized irrigation networks. Improving the energy efficiency of water systems by hydraulic energy recovery is becoming an inevitable trend for energy conservation, emissions reduction, and increases in profit margins. This Ph.D. research is focused on the proposal and development of an optimization methodology that improves energy efficiency in pressurized irrigation networks. To develop this methodology, the main objective of this Ph.D. thesis, the research is supported by secondary objectives. The first secondary objective overviews the state-of-the-art for different hydropower systems, paying attention to those systems in which residual energy can be considered for energy improvement. Furthermore, the need to analyze this energy improvement in pressurized irrigation networks is justified through enumerating the main advantages and disadvantages of these energy recoveries. This first objective establishes the contextualization stage of the thesis. The second part of this Ph.D. research, which develops the rest of the objectives, is called the procedural stage. This phase contains the analytical and experimental development of this research. The analytical phase develops the main steps of the optimization strategy. Each step comprises one methodology or method that is focused on the following objectives: ¿ To propose a methodology to determine the circulating flow over time in pressurized irrigation networks in any line depending on the agronomist intrinsic parameters of the established crops ¿ To develop a calibration strategy for the flow assignment in lines, which indicates the success of the proposed methodology ¿ To establish the energy balance as well as the involved energy terms to quantify the theoretical recoverable energy in pressurized water networks, particularly in irrigation networks ¿ To present a new methodology to maximize the recovered energy considering the actual feasibility to allocate pumps working as turbines (PATs) within pressurized water networks by using simulated annealing as a water management tool. The analytical phase is complemented with an intensive experimental campaign in two different PATs (radial and axial) in steady and unsteady flow conditions. The campaign regarding steady flow conditions enables the study of the efficiency variations in the machine as a function of the flow and rotational speed. The experimental analysis as well as the modification of the classical affinity laws allows one to determine the best efficiency line (BEL) and the best efficiency head (BEH) based on Suter parameters. Both lines enable modelers to establish the optimal rotational speed as a function of the flow during each instant to maximize the recovered energy. These new lines (BEL and BEH) should be incorporated within the optimization strategy, developing a procedure to recover energy as a function of the number of installed machines. Finally, to complement the developed analysis for the installation of the recovery systems in pressurized water systems, the unsteady flow in these facilities is also analyzed. / El desarrollo de los análisis de las posibles sinergias entre los sistemas de recuperación de energía y la gestión del agua es esencial, para poder lograr mejoras en la eficiencia energética de las redes de riego presurizadas a través de medidas sostenibles. La mejora de la eficiencia energética, mediante la recuperación de la energía hidráulica, se está convirtiendo en una tendencia inevitable para la conservación de la energía, la reducción de las emisiones de gases efecto invernadero y el aumento de los márgenes de beneficio en los sistemas de distribución de agua presurizados. Esta tesis doctoral está centrada en la propuesta y desarrollo de una metodología de optimización, la cual, mejore la eficiencia energética en redes de riego presurizadas. Para desarrollar esta metodología, objetivo principal de esta tesis, la investigación está basada en diferentes objetivos secundarios. El primer objetivo secundario, estudia el estado del arte en los diferentes sistemas hidroeléctricos, prestando atención a aquellos sistemas en los que, la energía residual puede ser tenida en cuenta para mejorar la eficiencia energética. La necesidad de analizar esta mejora energética en las redes de riego presurizadas, se justifica mediante la enumeración de las principales ventajas y desventajas de estos sistemas de recuperación tienen sobre los sistemas de distribución. Este primer objetivo, establece la etapa de contextualización de la tesis. La segunda parte de la tesis, denominada fase procedimental o de procedimiento, desarrolla el resto de los objetivos y contiene, el desarrollo analítico y experimental de esta investigación. La fase analítica desarrolla los principales bloques que forman la estrategia de optimización. Estos bloques de contenido están constituidos, cada uno de ellos, por una metodología desarrollada o método aplicado, cubriendo los siguientes objetivos: ¿ Proponer una metodología que determine el caudal circulante a lo largo del tiempo, en cualquier línea, en función de los parámetros intrínsecos agronómicos. ¿ Desarrollar una estrategia de calibración para la asignación de caudales en líneas, que demuestre la bondad de la metodología propuesta. ¿ Establecer el balance energético, así como los términos energéticos involucrados, para cuantificar la energía recuperable teórica en redes presurizadas, particularmente en redes de riego. ¿ Presentar una nueva metodología de maximización de energía recuperada donde la viabilidad de asignar bombas trabajando como turbinas (PATs) dentro de redes de distribución sea considerada, mediante el uso de la herramienta 'simulated annealing' en la gestión del agua. La fase analítica se complementa con el desarrollo de una campaña experimental en dos PATs diferentes (una de tipo radial y otra de tipo axial). Ambas máquinas han sido ensayadas en condiciones de flujo permanente y transitorio. El análisis experimental en condiciones de flujo permanente ha permitido estudiar la variación de la eficiencia de la máquina en función del caudal y de la velocidad de rotación de la misma. Este análisis experimental, así como la modificación de las leyes clásicas de semejanza, han hecho posible la definición de la mejor línea de eficiencia (best efficiency line (BEL)) y la mejor eficiencia de altura recuperada (best efficiency head (BEH)). Ambas líneas están basadas en los parámetros de Suter, y permiten a los modeladores el establecimiento de la velocidad de giro óptima en función del caudal circulante en cada instante, maximizando la energía recuperada. Estas nuevas líneas (BEL y BEH) deben incorporarse a la estrategia de optimización, teniéndolas en cuenta a lo largo del proceso para recuperar energía en función del número de máquinas instaladas en el sistema. Finalmente, para complementar el análisis desarrollado de la instalación de sistemas de recuperación energética en redes de distribución, se ha anali / El desenvolupament de les anàlisis de les possibles sinergies entre els sistemes de recuperació d'energia i la gestió de l'aigua són essencials per a aconseguir millores en l'eficiència energètica de les xarxes de reg pressuritzades a través de mesures sostenibles. La millora de l'eficiència energètica, mitjançant la recuperació de l'energia hidràulica, s'està convertint en una tendència inevitable per a la conservació de l'energia, la reducció de les emissions de gasos efecte hivernacle i l'augment dels marges de benefici en els sistemes de distribució d'aigua pressuritzada. Aquesta tesi doctoral està centrada en la proposta i desenvolupament d'una metodologia d'optimització, la qual millore l'eficiència energètica en xarxes de reg pressuritzades. Per a desenvolupar aquesta metodologia, objectiu principal d'aquesta tesi, la recerca ha estat basada en diferents objectius secundaris. El primer objectiu secundari estudia l'estat de l'art en els diferents sistemes hidroelèctrics, centrant-se en aquells sistemes en els quals l'energia residual pot ser tinguda en compte per a millorar l'eficiència energètica. La necessitat d'analitzar aquesta millora energètica en les xarxes de reg pressuritzades es justifica mitjançant l'enumeració dels principals avantatges i desavantatges que aquests sistemes de recuperació tenen sobre els sistemes de distribució. Aquest primer objectiu estableix l'etapa de contextualització de la tesi. La segona part de la tesi, denominada fase procedimental o de procediment, desenvolupa la resta dels objectius i conté(, )el desenvolupament analític i experimental d'aquesta recerca. La fase analítica desenvolupa els principals blocs que formen l'estratègia d'optimització. Aquests blocs de contingut estan constituïts cadascun d'ells per una metodologia desenvolupada o mètode aplicat, els quals cobreixen els següents objectius: ¿ Proposar una metodologia que determine el cabal circulant al llarg del temps, en qualsevol línia, en funció dels paràmetres intrínsecs agronòmics. ¿ Desenvolupar una estratègia de calibratge per a l'assignació de cabals en línies, que demostre la bondat de la metodologia proposada. ¿ Establir el balanç energètic, així com els termes energètics involucrats, per a quantificar l'energia recuperable teòrica en xarxes pressuritzades, particularment en xarxes de reg. ¿ Presentar una nova metodologia de maximització d'energia recuperada, on la viabilitat d'assignar bombes treballant com a turbines (PATs) dins de xarxes de distribució siga considerada, mitjançant l'ús de l'eina "simulated annealing" en la gestió de l'aigua. La fase analítica es complementa amb el desenvolupament d'una campanya experimental en dues PATs diferents (una de tipus radial i una altra de tipus axial), les quals han sigut assajades en condicions de flux permanent i transitori. L'anàlisi experimental, en condicions de flux permanent, ha permès estudiar la variació de l'eficiència de la màquina en funció del cabal i de la velocitat de rotació de la mateixa. Aquesta anàlisi experimental, així com la modificació de les lleis clàssiques de semblança, han fet possible la definició de la millor línia d'eficiència (best efficiency line (BEL)) i la millor eficiència d'altura recuperada (best efficiency head (BEH)). Ambdues línies estan basades en els paràmetres de Suter i permeten als modeladors l'establiment de la velocitat de gir òptima, en funció del cabal circulant en cada instant, maximitzant l'energia recuperada. Aquestes noves línies (BEL i BEH) han d'incorporar-se a l'estratègia d'optimització, tenint-les en compte al llarg del procés per a recuperar energia en funció del nombre de màquines instal·lades en el sistema. Finalment, per a complementar l'anàlisi desenvolupada de la instal·lació de sistemes de recuperació energètica en xarxes de distribució, s'ha analitzat el règim transitori en aquests sistemes quan es produeix / Pérez Sánchez, M. (2017). METHODOLOGY FOR ENERGY EFFICIENCY IMPROVEMENT ANALYSIS IN PRESSURIZED IRRIGATION NETWORKS. PRACTICAL APPLICATION [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/84012 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Tesis por compendio / The mixing processes are present in the hydraulics engineering field as well as in the environmental field, and they appear in many different situations that are of great interest for humankind. The mechanisms that rule these processes can be very diverse and complex, these being able to interact with each other. However, when a fluid has a turbulent behavior, it is highly unstable and three-dimensional, modifying greatly the other mixing processes. In these cases, the resolution for the fluid mechanics with classical methods can be extremely difficult, making the use of approximations and models necessary. On the other hand, in the last few years, numerical simulation techniques have advanced a lot, and with the velocity increase and the computational capacity, Computational Fluids Dynamics (CFD) allows the development of simulations of these complex processes. This doctoral thesis is motivated by the importance of analyzing the physics of the turbulent flow by numerical methods in different mixing processes of interest in the field of hydraulics engineering and the environmental fluid mechanics. It is intended to illustrate the utility and potentiality of the CFD through the application and analysis in four specific steps, grouped together in two groups of mixing processes: the ones influenced by a turbulent jet in a water tank, and the ones influenced by the turbulent structures due to the curved geometry of the meander channels. The four studied cases are: i) mixing processes in drinking water storage tanks, ii) inlet influence in the thermal stratification in hot water storage tanks, iii) turbulent flow and mixing in a meandering channel, and iv) turbulent flow and mixing in compound meandering channels. The developed work is focused in a practical context. To that effect, test simulations on each studied case have been developed. The experimental data is useful for validating the models and, overall, to thoroughly study the problem. Two CFD techniques are used to solve the Navier-Stokes equations, together with turbulence models, dispersion and/or heat transference, depending on the case. For the jet mixing cases, the chosen technique was the URANS (Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes). In the meander cases the LES (Large Eddy Simulation) technique was required. The first work shows a procedure for the study of the fluid dynamic in the mixing processes in potable water tanks. The procedure can be applied in the design and improvement of these elements by using the URANS technique together with experimental methods. In the second case, the URANS simulations in the hot water tank could determine the distribution of the temperature in the whole computational domain. Besides, the model, validated with a high level of adjustment, was developed for the study of the influence of some inlet configurations and to improve the degree of stratification. With respect to the third study, the suitability of the LES technique has been proved in the thorough study of the flow and the turbulence in meanders, even by using relatively coarse grids. The great influence of the secondary flows (due to the curved shape of the channel) on the mixing process has been clarified. Finally, the LES technique was very effective upon adding information about the flow and the turbulence in meanders with different flooding levels. A very good consistency with the experimental data was obtained, despite the use of relatively coarse grids. The mixing process between the flooding flow and the meander has been observed with more clarity. / Los procesos de mezcla están presentes tanto en el campo de la ingeniería hidráulica como en el del medio ambiente y aparecen en infinidad de situaciones que son de gran interés para el ser humano. Los mecanismos que gobiernan estos procesos pueden ser muy diversos y complejos, pudiendo interaccionar entre sí. Sin embargo, cuando un fluido tiene un comportamiento turbulento, éste es altamente inestable y tridimensional, modificando en gran medida los otros mecanismos de mezcla. En estos casos, la resolución con métodos clásicos de la mecánica de fluidos puede llegar a ser extremadamente difícil, siendo necesario utilizar aproximaciones o modelos. Por otro lado, en los últimos años, se ha avanzado mucho en las técnicas de simulación numérica, y junto con el aumento de la velocidad y capacidad computacional, la Dinámica de Fluidos Computacional (en inglés Computational Fluid Dynamics, CFD) permite desarrollar simulaciones de estos complejos procesos. Esta Tesis Doctoral está motivada por la importancia de analizar mediante métodos numéricos la física del flujo turbulento en diferentes procesos de mezcla de interés en el campo de la ingeniería hidráulica y la mecánica de fluidos medioambiental. Se pretende ilustrar la utilidad y potencialidad de la CFD a través de la aplicación y análisis a cuatro casos concretos, agrupados en dos grupos de procesos de mezcla: los dominados por un chorro turbulento de entrada en un tanque de agua y los dominados por las estructuras turbulentas debidas a la propia geometría curva de los canales meándricos. Los cuatro casos de estudio son: i) procesos de mezcla en tanques de agua potable, ii) influencia del chorro de entrada en la estratificación térmica en tanques de agua caliente, iii) flujo turbulento y mezcla en canales con meandros, y iv) flujo turbulento y mezcla en canales con meandros inundables. El trabajo desarrollado está centrado en un contexto práctico donde, a partir de casos concretos, se buscan los métodos y modelos más adecuados en cada uno de ellos. A tal efecto, se han desarrollado simulaciones de ensayos llevados a cabo en cada uno de los casos de estudio. Aunque los datos experimentales empleados fueron generados por diferentes equipos de investigación, en todo momento existió una estrecha relación y colaboración con todos los grupos. Dichos datos experimentales sirvieron para validar los modelos y, en conjunto, para estudiar en profundidad el problema. El trabajo en el que se analiza el primero de los cuatro casos muestra un procedimiento para el estudio de dinámica de fluidos de los procesos de mezcla en tanques de agua potable. El procedimiento puede aplicarse en el diseño y mejora de de estos elementos mediante la técnica URANS junto con métodos experimentales. En el segundo caso, las simulaciones URANS en el tanque de agua caliente permitieron determinar la distribución de temperatura en todo el dominio computacional. Además, el modelo, validado con un alto nivel de ajuste, fue desarrollado para el estudio de la influencia de algunas configuraciones de entrada y mejorar el grado de estratificación inicial. Con el tercer caso de estudio, se ha mostrado la idoneidad de la técnica LES en el estudio en profundidad del flujo y la turbulencia en meandros, incluso habiendo empleado mallas relativamente gruesas. La mayor influencia de los flujos secundarios (resultado de la forma curva del canal) sobre el proceso de mezcla ha podido ser clarificada. Por último, la técnica LES resultó ser muy eficaz a la hora de ampliar la información disponible sobre el flujo y la turbulencia en meandros con diferentes planos de inundación. Se obtuvo una muy buena concordancia con los datos experimentales, pese al uso de mallas relativamente gruesas. El proceso de mezcla entre el flujo de la inundación y el del meandro ha podido ser observado con mayor claridad. / Els processos de mescla estan presents tant en el camp de l'enginyeria hidràulica com en el del medi ambient i apareixen en infinitat de situacions que són de gran interès per a l'ésser humà. Els mecanismes que governen aquests processos poden ser molt diversos i complexos, podent interaccionar entre si. No obstant això, quan un fluid té un comportament turbulent, aquest és altament inestable i tridimensional, modificant en gran mesura els altres mecanismes de mescla. En aquests casos, la resolució amb mètodes clàssics de la mecànica de fluids pot arribar a ser extremadament difícil, sent necessari utilitzar aproximacions o models. D'altra banda, en els últims anys, s'ha avançat molt en les tècniques de simulació numèrica, i juntament amb l'augment de la velocitat i capacitat computacional, la Dinàmica de Fluids Computacional (en Anglès Computational Fluids Dynamics, CFD) permet desenvolupar simulacions d'aquests complexos processos. Aquesta Tesi Doctoral està motivada per la importància d'analitzar mitjançant mètodes numèrics la física del flux turbulent en diferents processos de mescla d'interès en el camp de l'enginyeria hidràulica i la mecànica de fluids mediambiental. Es pretén il¿lustrar la utilitat i potencialitat de la CFD a través de l'aplicació i anàlisi a quatre casos concrets, agrupats en dos grups de processos de mescla: els dominats per un doll turbulent d'entrada en un tanc d'aigua i els dominats per les estructures turbulentes degudes a la pròpia geometria corba dels canals meàndrics. Els quatre casos d'estudi són: i) processos de mescla en tancs d'aigua potable, ii) influència del doll d'entrada en l'estratificació tèrmica en tancs d'aigua calenta, iii) flux turbulent i mescla en canals amb meandres, i iv) flux turbulent i mescla en canals amb meandres inundables. El treball desenvolupat està centrat en un context pràctic on, a partir de casos concrets, es busquen els mètodes i models més adequats en cadascun d'ells. A aquest efecte, s'han desenvolupat simulacions d'experiments duts a terme en cadascun dels casos d'estudi. Tot i que les dades experimentals emprats van ser generats per diferents equips d'investigació, en tot moment va existir una estreta relació i col¿laboració amb tots els grups. Aquests dades experimentals varen servir per validar els models i, en conjunt, per estudiar en profunditat el problema. El treball en el qual s'analitza el primer dels quatre casos mostra un procediment per a l'estudi de dinàmica de fluids dels processos de mescla en tancs d'aigua potable. El procediment pot aplicar-se en el disseny i millora d'aquests elements mitjançant la tècnica URANS juntament amb mètodes experimentals. En el segon cas, les simulacions URANS en el tanc d'aigua calenta van permetre determinar la distribució de temperatura en tot el domini computacional. A més, el model, validat amb un alt nivell d'ajust, va ser desenvolupat per a l'estudi de la influència d'algunes configuracions d'entrada i millorar el grau d'estratificació inicial. En el tercer cas d'estudi, s'ha mostrat la idoneïtat de la tècnica LES en l'estudi en profunditat del flux i la turbulència en meandres, fins i tot havent emprat malles relativament gruixudes. La major influència dels fluxos secundaris (resultat de la forma corba del canal) sobre el procés de mescla ha pogut ser aclarida. Per últim, la tècnica LES va resultar ser molt eficaç a l'hora d'ampliar la informació disponible sobre el flux i la turbulència en meandres amb diferents plànols d'inundació. Es va obtenir una molt bona concordança amb les dades experimentals, malgrat l'ús de malles relativament gruixudes. El procés de mescla entre el flux de la inundació i el del meandre ha pogut ser observat amb major claredat. / Moncho Esteve, IJ. (2017). Procesos de Mezcla en Flujos Turbulentos con Técnicas de la Mecánica de Fluidos Computacional (CFD) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90573 / Compendio

[EN] In modern agriculture, the widespread use of chemicals is common, but the possible presence of residues in food is an issue of increasing importance for public health opinion. The germicidal effect of UV-C irradiation has been successfully tested in different foods but not at an industrial scale as a method for surface disinfection at room temperature of fresh citrus fruit without leaving residues on the product, which is considered a good alternative for food preservation. Postharvest diseases affect the fruit from harvest to the consumer table, and cause significant economic losses to the citrus industry. Losses from disease are highly variable and depend on the production area, species, cultivar, age and condition of the trees; weather conditions throughout the season, the time and method of harvest, postharvest handling of the fruit, storage conditions and destination market. At the global level, important economic losses are caused by strict wound pathogens such as Penicillium digitatum (Pers.: Fr.) Sacc, and Penicillium italicum Wehmer that cause, respectively, citrus postharvest green and blue molds. UV-C irradiation has a maximum emission peak at 254 nm and has been found that this wavelength provides the greatest germicidal action, which has been extensively studied in various plant tissues. Depending on the intensity and wavelength, UV irradiation can induce a biological stress in plants and activate some defense mechanisms of plant tissues, with the consequent production of phytoalexins. Irradiation with UV-C is considered a potential additional tool in CINCEP strategies for the control of citrus decay, although UV-C alone cannot achieve the high efficacy of the fungicides used nowadays for disease control. The results obtained with the prototypes, showed that the best prototype is number III, in which the UV light is applied over rotating rollers. The results indicate that UV light has an indirect hormetic effect on the fruit in preventive trials. The combination with hot water also improves the results when applied in the sequence of hot water followed by application of UV-C in the rotating UV-C applicator prototype III, but not vice versa. Fruit ripening conditions along the season influence the efficacy of the applied dose of UV-C and higher doses can cause undesirable phytotoxic, which can be minimized by the combination with hot water. The studied doses that have been more effective for mandarins and oranges at different ripening stages are: 2.5kJ/m2 on fruit at commercial maturity and subjected to degreening, and the range 5 to 10kJ/m2 on fruit that has reached physiological maturity, which varies depending on the characteristics of the fruit along the season and always in combination with hot water. / [ES] En una agricultura moderna, difícilmente se puede prescindir del uso de productos químicos, pero la posible presencia de residuos en los alimentos es una cuestión que, cada vez, por mínima que ésta sea, preocupa más a la opinión pública, si resulta desfavorable para su salud. El efecto germicida de la irradiación UV-C se ha ensayado con éxito en diferentes alimentos, pero no a escala industrial en la manipulación de cítricos, como un método de desinfección superficial a temperatura ambiente que no deja residuos en el producto, por lo que se considera una buena alternativa para la conservación de alimentos. Las enfermedades de postcosecha, es decir, aquellas enfermedades que afectan a los frutos desde que son recolectados hasta que llegan al consumidor, provocan pérdidas económicas importantes al sector citrícola. Las pérdidas provocadas por las enfermedades son muy variables y dependen del área productora, la especie, el cultivar, la edad y condición de los árboles; las condiciones climatológicas durante toda la campaña, la época y forma de recolección; el manejo de los frutos en postcosecha, las condiciones de almacenamiento y el mercado de destino. En el ámbito mundial destacan las pérdidas producidas por patógenos de herida estrictos como Penicillium digitatum (Pers.:Fr.) Sacc. o Penicillium italicum Wehmer, causantes, respectivamente, de las podredumbres verde y azul. La irradiación UV-C tiene su máximo pico de emisión a 254 nm y se ha comprobado que es en esta longitud de onda donde presenta su mayor acción germicida, por lo que ha sido ampliamente estudiada en varios tejidos vegetales. En función de la intensidad y longitud de onda, la irradiación UV puede inducir un estrés biológico en plantas y activar algunos mecanismos de defensa de los tejidos vegetales, con la consecuente producción de fitoalexinas. La irradiación con UV-C se considera una potencial herramienta adicional en la estrategia de tratamientos combinados para el control del podrido de los cítricos, aunque la radiación UV-C por sí mismo no puede alcanzar la alta eficiencia de control del podrido de los fungicidas utilizados en la actualidad. De los resultados obtenidos en los distintos prototipos, el que ha proporcionado mejores resultados ha sido el prototipo número III , en el que se aplica la UV-C sobre la rulada en movimiento. Los resultados obtenidos indican que el efecto de la UV produce un efecto de hormesis indirecto sobre el fruto en ensayos preventivos. La combinación con agua caliente mejora también los resultados en la estrategia combinada de agua caliente seguida de aplicación de UV-C, en el aplicador de UV sobre rulada (prototipo número III), y no viceversa. Las condiciones de maduración a lo largo de la campaña influyen en los resultados de las dosis aplicadas. A dosis más altas la UV puede provocar efectos no deseados, minimizando los daños con la aplicación combinada de agua caliente. Las dosis estudiadas que han dado buenos resultados en las distintas épocas de la maduración de las variedades de mandarina y naranja son las siguientes: 2,5 kJ/m2 en fruta con la madurez comercial, sometida a desverdización, y en un rango entre 5 y 10 kJ/m2 cuando el fruto alcanza la maduración fisiológica, que varía en función de las características de fruto a lo largo de la campaña, y siempre en combinación con agua caliente. / [CA] En una agricultura moderna, difícilment es pot prescindir de l'ús de productes químics, però la possible presència de residus en els aliments és una qüestió que, cada vegada, per mínima que aquesta siga, preocupa més a l'opinió pública, si resulta desfavorable per a la seua salut. L'efecte germicida de la irradiació UV-C s'ha assajat amb èxit en diferents aliments, però no a escala industrial en la manipulació de cítrics, com un mètode de desinfecció superficial a temperatura ambient que no deixa residus en el producte, per la qual cosa es considera una bona alternativa per a la conservació d'aliments.Les malalties de postcollita, és a dir, aquelles malalties que afecten als fruits des que són recol·lectats fins que arriben al consumidor, provoquen pèrdues econòmiques importants al sector citrícola. Les pèrdues provocades per les malalties són molt variables i depenen de l'àrea productora, l'espècie, el cultivar, l'edat i condició dels arbres; les condicions climatològiques durant tota la campanya, l'època i forma de recol·lecció; la manipulació dels fruits en postcollita, les condicions d'emmagatzematge i el mercat de destí. En l'àmbit mundial destaquen les pèrdues produïdes per patògens de ferida estrictes com Penicillium digitatum (Pers.:Fr.) Sacc. o Penicillium italicum Wehmer, causants, respectivament, de les podridures verda i blava. La irradiació UV-C té el seu màxim pic d'emissió a 254 nm i s'ha comprovat que és en aquesta longitud d'ona on presenta la seua major acció germicida, per la qual cosa ha sigut àmpliament estudiada en diversos teixits vegetals. En funció de la intensitat i longitud d'ona, la irradiació UV pot induir un estrès biològic en plantes i activar alguns mecanismes de defensa dels teixits vegetals, amb la consequ¿ent producció de fitoalexinas. La irradiació amb UV-C es considera una potencial eina addicional en l'estratègia de tractaments combinats per al control del podrit dels cítrics, encara que la radiació UV-C per si mateix no pot aconseguir l'alta eficiència de control del podrit dels fungicides utilitzats en l'actualitat. Dels resultats obtinguts en els diferents prototips, el que ha proporcionat millors resultats ha sigut el prototip número III, en el qual s'aplica la UV-C sobre rodets en moviment. Els resultats obtinguts indiquen que l'efecte de la UV produeix un efecte de hormesis indirecte sobre el fruit en assajos preventius. La combinació amb aigua calenta millora també els resultats en l'estratègia combinada d'aigua calenta seguida d'aplicació d'UV-C, en l'aplicador d'UV sobre rodets (prototip número III), i no viceversa. Les condicions de maduració al llarg de la campanya influeixen en els resultats de les dosis aplicades. A dosis més altes la UV pot provocar efectes no desitjats,minimitzants els danys amb l'aplicació combinada d'aigua calenta. Les dosis estudiades que han donat bons resultats en les diferents èpoques de maduració de les varietats de mandarina i taronja són les següents: 2,5 kJ/m2 en fruta amb maduresa comercial sotmesa a desverdització, i en un rang entre 5 i 10 kJ/m2 quan el fruit aconsegueix la maduració fisiològica, que varia en funció de les característiques de fruit al llarg de la campanya, i sempre en combinació amb aigua calenta. / Ibiza Mauri, S. (2016). DESARROLLO DE PROTOTIPOS PARA EL TRATAMIENTO POSTCOSECHA DE CÍTRICOS CON RADIACIÓN UV-C Y AGUA CALIENTE PARA EL CONTROL DE LA PODREDUMBRE VERDE CAUSADA POR PENICILLIUN DIGITATUM [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62169

[EN] A rational and correct usage of available water resources in irrigation entails access to infrastructures that utilise pressurised pipelines to carry the required volumes of water from the catchment to the plant. The pressurised irrigation systems, whether at collective or smallholding level, permit a high degree of control over the water applied, and guarantee a high rate of application efficiency. Over the last 30 years, the adoption of these irrigation systems have led to the construction and start-up of numerous collective pressurised irrigation networks. In the Mediterranean region, where the production model is based on the intensive farming of small and medium-sized plots of land (areas not exceeding 0.5 hectares), the water distribution systems from the network to the allotment is normally via so-called multi-user hydrants. These devices have unique features that make them difficult to characterise and model. Traditionally their design and configuration has been the responsibility of the engineering design team who use their own experience as a criterion of design, disregarding the fact in many cases, of how the design and configuration affects the hydraulic response of these devices as well as the influence this will have on the infrastructure works connected downstream from these devices. This thesis deals with the study of these multi-user hydrants. Firstly it analyses their current state of operation, compiling the problems encountered at present, highlighting the metrological blocking of meters, corrosion, leaks, excessive load losses, unsuitable materials and equipment, etc. Problems that impair the equipment and make it impossible for them to perform the functions for which they were installed. Secondly, an attempt to organise the devices based on their configuration is done, classifying them according to the position of the water meter, in horizontal and vertical. Analyses of the regulations that define the characteristics of the hydrants (UNE-EN14267) is carried out, demonstrating that it is insufficient for these types of elements. Therefore, through the experience gained in the LHIR of UPV (The Hydraulics and Irrigation Laboratory of the Politechnic University of Valencia), and from the hydraulic trials of 13 of these devices, we propose tests of hydraulic characterisation that allow us to assess the correct configuration and operation of the aforementioned devices, analysing and proposing solutions for the main problem that was encountered - the blocking of metrological meters. Thirdly, once the situation of the multi-user hydrants is analysed, and after the problems encountered in the field and laboratory are compiled, a design protocol is developed that culminates in a draft of the Technical Specifications of the types of devices. The application of this draft with the collaboration of SEIASA (Spanish Society of Agricultural Infrastructures) leads to the development of a hydrant configuration type called "Costella", where the main challenges that were encountered ultimately are solved. This part of the thesis ends with validation through hydraulic tests in the laboratory (LHIR), of three hydrants with this configuration. The fourth and last part of the thesis proposes a method of analysis, based on the EPANET 2.0 application, which makes it possible to verify and configure this type of hydrant validating its operation before its installation in the network. Utilising all the experimental framework a model has been constructed using Computational Fluid Dynamics (CFD) from the collectors of the trialed hydrants. In paralllel every type of hydrant has been characterised by means of EPANET adjusting the resitance coefficients of the different unique components that constitute each hydrant. These CFD models have made it possible to validate the models in EPANET that simulate with great precision the real response of the collectors and therefore apply to the simulation of the whole hydrant. / [ES] Un aprovechamiento racional y ajustado de los recursos hídricos disponibles en el regadío implica la necesidad de disponer de infraestructuras que mediante conducciones a presión permitan llevar desde captación hasta la planta los volúmenes requeridos. Los sistemas de riego a presión, tanto a nivel colectivo como en parcela, permiten un alto control sobre el agua aplicada y garantizan una alta eficiencia de aplicación. La adopción de estos sistemas de riego ha conllevado en los últimos 30 años la construcción y puesta en marcha de numerosas redes colectivas de riego a presión. En el arco mediterráneo donde el modelo productivo se basa en una agricultura intensiva de parcelas de tamaño pequeño y medio (superficies medias no superiores a 0,5 ha), el sistema de distribución del agua desde la red a la parcela se realiza normalmente a través de hidrantes denominados multiusuario. Estos dispositivos presentan unas características singulares que los hacen difíciles de caracterizar y modelizar. Tradicionalmente su diseño y configuración ha corrido a cargo de los ingenieros proyectistas utilizando la propia experiencia como criterio de diseño, desconociendo, en muchos casos, cómo afecta el diseño y configuración a la respuesta hidráulica de estos dispositivos, y la influencia que éstos tendrán en las obras de infraestructura conectadas aguas abajo de los mismos. Esta Tesis aborda el estudio de estos hidrantes multiusuario. En primer lugar analizando su estado actual de funcionamiento, recopilando los problemas que se encuentran en la actualidad, resaltando el bloqueo metrológico de contadores, oxidaciones, fugas, pérdidas de carga excesivas, materiales y equipos no adecuados, etc. Problemas que deterioran estos equipos e imposibilitan que realicen las funciones para los que fueron instalados. En segundo lugar se intenta organizar, los dispositivos en función de su configuración, clasificándolos según la posición del contador de agua, en horizontales y verticales. Se analiza la normativa que define las características de los hidrantes (UNE-EN 14267), demostrando que es insuficiente para este tipo de elementos. Por lo que a través de la experiencia recogida en el LHIR (Laboratorio de Hidráulica y Riegos) de la UPV, y del ensayo hidráulico de 13 de estos dispositivos, se proponen ensayos de caracterización hidráulica que permitan evaluar la correcta configuración y funcionamiento de los mismos, analizando y proponiendo soluciones al principal problema encontrado, el bloqueo metrológico de contadores. Una vez analizada la situación de estos hidrantes multiusuario, y tras la recopilación de los problemas encontrados en campo y en laboratorio, se desarrolla un protocolo de diseño que culmina con la redacción de un Pliego de Condiciones Técnicas para este tipo de dispositivos. La aplicación de este pliego junto con la colaboración de SEIASA (Sociedad Española de Infraestructuras Agrarias) desemboca en el desarrollo de una configuración de hidrante tipo denominado "Costella", donde se solucionan los principales problemas planteados. Esta parte finaliza con la validación a través de ensayos hidráulicos en el laboratorio (LHIR), de tres hidrantes con esta configuración.La cuarta y última parte propone un método de análisis, basado en la aplicación EPANET, que permita verificar y realizar configuraciones de este tipo de hidrantes validando su funcionamiento antes de su instalación en la red. Utilizando toda la base experimental se ha construido un modelo mediante Técnicas Computacionales de Fluidos (CFD) de los colectores de los hidrantes ensayados. Paralelamente se ha caracterizado cada tipo de hidrante mediante EPANET ajustando los coeficientes de resistencia de los diferentes elementos singulares que configuran cada hidrates. Estos modelos CFD han permitido validar los modelos en EPANET que simulen con gran precisión la respuesta real de los colectores y por tanto aplicarlos a la s / [CA] Un aprofitament racional i ajustat dels recursos hídrics disponibles en el regadiu implica la necessitat de disposar d'infraestructures que, mitjançant conduccions a pressió, permeten portar els volums requerits des de la captació fins a la planta. Els sistemes de reg a pressió, tant en l'àmbit col·lectiu com en parcel·les, permeten un alt control sobre l'aigua aplicada i garanteixen una alta eficiència d'aplicació. L'adopció d'aquests sistemes de reg ha comportat en els últims trenta anys la implantació de nombroses xarxes col·lectives de reg a pressió. En l'arc mediterrani, on el model productiu es basa en una agricultura intensiva de parcel·les de dimensions petites i mitjanes (superfícies mitjanes no superiors a 0,5 ha), el sistema de distribució de l'aigua des de la xarxa fins a la parcel·la es du a terme normalment a través de hidrant denominades multiusuari. Aquests dispositius presenten unes característiques singulars que els fan difícils de caracteritzar i modelitzar. Tradicionalment, el disseny i la configuració han anant a càrrec dels enginyers projectistes utilitzant la pròpia experiència com a dissenyadors, i desconeixent, en molts casos, com afecta el disseny i la configuració a la resposta hidràulica d'aquests dispositius, i la influència que aquests tindran en les obres d'infraestructura connectades aigües avall. Aquesta tesi aborda l'estudi d'aquestes hidrants multiusuari. En primer lloc, analitzant-ne l'estat actual de funcionament, recopilant els problemes que hi ha en l'actualitat, ressaltant el bloqueig metrològic de comptadors, oxidacions, fuites, pèrdues de càrrega excessives, materials i equips no adequats, etc. Problemes que deterioren aquests equips i impossibiliten que duguen a terme les funcions per a les quals van ser instal·lats. En segon lloc, s'intenta organitzar els dispositius en funció de la configuració, i així es classifiquen, segons la posició del comptador d'aigua, en horitzontals i verticals. S'analitza la normativa que defineix les característiques de les hidrants (UNE-EN 14267), i es demostra que és insuficient per a aquesta classe d'elements. Per això, a través de l'experiència arreplegada en el LHIR (Laboratori d'Hidràulica i Regs) de la UPV, i de l'assaig hidràulic de 13 d'aquests dispositius, es proposen assajos de caracterització hidràulica que permeten avaluar-ne la configuració i el funcionament correctes, s'analitza el bloqueig metrològic de comptadors i es proposen solucions a aquest problema, que és el principal problema detectat. Una vegada analitzada la situació d'aquestes hidrants multiusuari de reg, i després de la recopilació dels problemes trobats en camp i en laboratori, es desenvolupa un protocol de disseny que culmina amb la redacció d'un plec de condicions tècniques per a aquest tipus de dispositius. L'aplicació d'aquest plec juntament amb la col·laboració de SEIASA (Societat Espanyola d'Infraestructures Agràries) desemboca en el desenvolupament d'una configuració de hidrant tipus denominat "Costella", en què se solucionen els principals problemes plantejats. Aquesta part finalitza amb la validació, a través d'assajos hidràulics en el laboratori (LHIR), de tres hidrants amb aquesta configuració. La quarta i última part proposa un mètode d'anàlisi, basat en l'aplicació EPANET 2.0, que permeta verificar i fer configuracions d'aquest de tipus hidrants validant-ne el funcionament abans d'instal·lar-los en la xarxa. Utilitzant tota la base experimental, s'ha construït un model mitjançant tècniques computacionals de fluids (CFD) dels col·lectors de les hidrants assajades. Paral·lelament, s'ha caracteritzat cada tipus d'hidrant mitjançant EPANET ajustant els coeficients de resistència dels diversos elements singulars que configuren cada hidrant. Aquests models CFD han permès validar els models en EPANET que simulen amb gran precisió la resposta real dels col·lectors y per tant aplicar-los a la / Balbastre Peralta, I. (2016). Análisis, caracterización y diseño de Hidrantes multiusuario para riego [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62214

Se propone y estudia la viabilidad del trasplante en suelo a punto de marchitamiento permanente (PMP) con riego sectorizado posterior, con el objeto de diseñar y construir una trasplantadora de plantas a raíz desnuda para suelos acolchados, que realice el trasplante en las condiciones mencionadas. Se realiza un estudio donde las plantas de fresa son sometidas a estrés hídrico para determinar el tiempo máximo permitido para que la nascencia no se vea afectada. También se estudia el corte parcial de raíz que facilite el trasplante mecánico. Se han estudiado diferentes combinaciones en el corte del film de plástico haciendo intervenir los siguientes factores: tipo de cuchilla; velocidad de corte, constante o caída libres; masa de la cuchilla cortadora; grosor del plástico; textura, humedad y compactación del suelo de asiento. Del estudio del proceso de corte de plástico sobre suelo, se ha deducido la influencia de esos factores en la calidad y eficiencia del corte, la energía requerida y el desplazamiento ocasionado hasta la rotura. En base a los resultados obtenidos en los estudios anteriores, se ha diseñado y construido un prototipo de módulo de trasplante, y un dispositivo de pruebas. Se evaluaron el desempeño del cortador, gancho y pinza, componentes principales del módulo. El módulo presenta un comportamiento satisfactorio en términos generales, comprobando la viabilidad técnica del concepto propuesto. / Gutiérrez Vaca, C. (2008). Estudio y diseño del módulo de transplante de una transplantadora para suelos acolchados en el cultivo de la fresa [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2922

La aportación de productos químicos en el agua, operación conocida como quimigación, es una técnica muy extendida hoy día en los sistemas de riego a presión, tanto en los sistemas de aspersión como de riego localizado, presentando ventajas importantes. Un equipo de inyección muy utilizado, en pequeñas y medianas explotaciones, es el inyector tipo Venturi. El inyector se instala sobre la solución madre, trabajando con presiones negativas en su garganta. Este sistema es económico, robusto y su funcionamiento es hidráulico, sin requerir aporte externo de energía. Sin embargo las pérdidas de carga que origina son como mínimo el 30% de la presión de entrada, además de presentar problemas de regulación, inyección de aire o cavitación. El planteamiento de partida, que se pretende estudiar en esta tesis, es que los problemas señalados pueden mitigarse modificando la forma típica de instalación. La forma de inyección propuesta sitúa el inyector en serie y se invierte la posición relativa de la superficie libre de la solución madre y la garganta del Venturi. Además podría lograrse, incluso, un funcionamiento semiautomático de la inyección. Se establecería un nivel mínimo en el depósito de la solución, condicionado por la presión requerida en la garganta, siendo ahora mayor que la atmosférica. Se han ensayado en laboratorio cuatro prototipos de inyector con diferentes dimensiones en sus secciones principales, registrando datos de funcionamiento para cada uno en tres situaciones distintas. Los ensayos se han realizado sin inyección, con inyección y presiones negativas en garganta y con inyección y presiones positivas en garganta. Simultáneamente se pretende comprobar si las técnicas Dinámica de Fluidos Computacional (Computational Fluid Dynamics - CFD) son suficientemente adecuadas para el diseño de nuevos inyectores y predicción del funcionamiento de modelos comerciales, así como el grado de fiabilidad de la formulación teórica actual. Las técnicas de CFD son una herramienta / Manzano Juarez, J. (2008). Análisis del inyector Venturi y mejora de su instalación en los sistemas de riego localizado [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3901

No hay suficientes datos sobre el porcentaje de pérdidas poscosecha durante el manejo de la fresa en la región de Irapuato, ni de los principales factores que reducen la calidad de la fruta. Por lo que el objetivo de este trabajo fue estimar los daños físicos y evaluar la calidad de la fresa durante el manejo poscosecha y el transporte simulado, así como identificar los principales factores que la afectan. Para ello, se procedió a cuantificar las pérdidas en el proceso de producción-expedición de las fresas de la variedad Chandler y Camarosa, así como a evaluar el efecto del manejo sobre la calidad de las fresas durante la recolección, la comercialización y la venta al detalle. Se identificaron los daños y defectos mediante una evaluación visual y se determinó el porcentaje en peso de fresa con daños y defectos. Se estimaron los daños por transporte simulado y la calidad de las fresas sometidas a vibración con tres frecuencias (8 Hz, 12 Hz y 18 Hz) en una plataforma de vibración. Los factores que afectaron la calidad de las fresas fueron: a). El daño mecánico infringido por los propios trabajadores durante la recolección. b). La manipulación excesiva y las altas temperaturas que prevalecen, provocando el suavizamiento de la piel haciéndola más susceptible a los daños, al oscurecimiento del color y a la pérdida de agua que provoca que luzca marchita. c). El transporte que provocó abrasiones y magulladuras. El parámetro de calidad más indicativo del daño mecánico de las fresas fue la firmeza, sin embargo, también se afectó el valor nutricional (contenido de vitamina C), el dulzor (contenido de azúcares), y el peso (contenido de humedad). Por lo que se recomienda implementar un programa de capacitación a los trabajadores para reducir las pérdidas poscosecha de las fresas en la región de estudio. / Alcántara González, MDL. (2009). Estimación de los daños físicos y evaluación de la calidad de la fresa durante el manejo poscosecha y el transporte simulado [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6473

En este trabajo de tesis doctoral se ha desarrollado una nueva metodología para monitorizar un viñedo en diferentes fases de cultivo y mejorar su gestión en campo. El núcleo del método propuesto es la confección de mapas de cultivo con origen local único, resolución variable, y sistema de coordenadas global pero con geometría plana. El sistema desarrollado, además, permite la integración de información proveniente tanto de sistemas de adquisición totalmente automáticos como manuales, así como la comparación y correlación de medidas efectuadas en diferentes etapas de crecimiento e incluso a lo largo de diferentes años. El objetivo último consiste en la proposición de modelos predictivos sobre la producción de uva y potencial enológico del futuro vino. Para ello se aplican nuevas tecnologías en una arquitectura de coste moderado, dotada de la flexibilidad y versatilidad necesaria para que un productor promedio del área mediterránea pueda adaptar el sistema propuesto a sus necesidades particulares, utilizando para ello un vehículo convencional de uso agrícola. La arquitectura propuesta, implementada, y validada en campo consiste en un sistema de percepción basado en visión artificial, un sistema de posicionamiento global con corrección diferencial, y un ordenador de abordo que, mediante la metodología propuesta, combina toda la información adquirida y la transforma en mapas de cultivo compatibles entre sí. El sistema de visión ofrece una técnica simple basada en una cámara monocromática sensible en el rango UV-NIR y acondicionada mediante filtros ópticos que optimizan la ejecución del algoritmo de segmentación dinámica. El programa desarrollado e implementado a bordo de un tractor estándar combina imágenes y posicionamiento del vehículo para generar la información para los mapas en tiempo real de vegetación relativa, que serán posteriormente relacionados con otros mapas de interés, tanto generados de forma automática (desnivel del terreno) como manual (rendimiento, compactación del terreno, acidez, etc.). El control de los sistemas de percepción y posicionamiento también se ha simplificado a través de una única interfaz gráfica, que permite la utilización del sistema por operarios no versados en nuevas tecnologías. Los resultados obtenidos indican que un planteamiento simplificado de la agricultura de precisión es informativo siempre y cuando se cuente con un sistema de gestión de información óptimo. Los mapas de cultivo propuestos sirvieron para establecer correlaciones estadísticamente significativas entre variables clave, cuantificando de manera objetiva la variabilidad espacial en cuanto a cantidad de vegetación, producción de uva, compactación del terreno, o propiedades químicas del mosto. La posibilidad de enriquecer los modelos presentados con información proveniente de campañas sucesivas resulta atractivo para el viticultor, que puede contar con modelos predictivos específicamente adaptados a su explotación y que cada vez serán más precisos. Esta metodología está al alcance de pequeños y medianos productores, ya que prescinde de la compra de imágenes digitales de origen aéreo o remoto, y además no requiere la adquisición de un vehículo específico, lo que facilita la generación de mapas de cultivo mientras se efectúan otras labores agrícolas gracias al uso de redes con referencias globales. / Sáiz Rubio, V. (2013). Mapas para mejorar la producción de vino combinando tecnologías de la información y vehículos convencionales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31522