[EN] Honey is the quintessential natural sweetener; it is widely consumed due to its flavour and excellent properties. Legal and commercial requirements have defined its quality targets: it can't contain toxic substances, external substances can't be added to it, and it has to maintain its natural characteristics with minimum changes until consumption. Lose of natural freshness is due to the handling and ambient conditions that honey is exposed to from harvesting until it reaches the consumer. The general objective of this PhD work was to evaluate the influence that time and temperature have on the changes in honey quality. Conditions during industrial processing (liquefaction and pasteurization) and previous storage were studied. HMF, diastase activity and colour change significantly when honey is submitted to different time/temperature conditions. On the contrary, water content, acidity and electric conductivity have no significantly changes when honey is submitted to these conditions. HMF and diastase activity change with the loss of honey quality (differently for each honey), increasing and decreasing respectively. These changes are greater during storage than in liquefaction and pasteurization process. HMF can be considered to be the best parameter for the evaluation of the losses in quality as the initial value of this parameter in recently collected honey is zero. On the contrary, diastase activity has different initial values depending of the type of honey due to the differences in the botanic origin of nectars or honeydews. Colour changes depend on the initial colour of the honey, in clear honey the changes are greater than in dark honey. A long storage time (at temperatures between 25 and 40ºC) can affect honey quality parameters considerably (HMF, diastase activity and colour); much more than liquefaction and pasteurization. The conditions recommended for liquefaction and pasteurization are: 45ºC for a period of time no longer than 72 hours (depending on the type of honey), and 75ºC for 4 minutes, respectively. Using these conditions the objectives of each stage are satisfied, with minor losses of qualityThe predictive capacity of a good model to predict HMF behaviour, according to time and temperature, increases when storage, liquefaction and pasteurization conditions are considered individually (compared to considering all the values together). Modelling HMF at each stage and for each individual honey seems to be the best solution to obtain a useful, accurate model. However, more measurements are needed in all conditions and for all the types of honey under consideration, to be conclusive. In summary, the liquefaction and pasteurization stages during the process of industrial packaging of honey don't have to be a risk factor in the loss of honey quality, if these stages are controlled adequately. However, it is the stage previous to industrial processing which is the most problematic in terms of the loss of honey quality. Not only due to the difficulty in controlling the environmental conditions during this period (especially in summer when honey can be exposed to high temperatures for long periods of time) but also due to the lack of knowledge about this problem. / [ES] La miel de abejas, considerada el edulcorante natural por antonomasia, es ampliamente consumida por su sabor y sus excelentes propiedades. Los requisitos legales y comerciales han llevado a definir sus objetivos de calidad: no puede contener sustancias ni microorganismos nocivos, no está permitida la incorporación de sustancias ajenas a ella o la eliminación de alguno de sus componentes y además, la miel debe mantener hasta el consumo, sus características naturales intrínsecas mínimamente alteradas. La pérdida de su frescura natural está influenciada por la manipulación y los condicionantes ambientales a los que las mieles están expuestas desde que son recolectadas del panal, hasta que llegan al consumidor. En este sentido el objetivo general de la presente tesis doctoral ha sido evaluar la influencia que, en la variación de la calidad de las mieles, tiene el tiempo y la temperatura de exposición, tanto para condiciones correspondientes a su procesado industrial (licuación y pasterización) como previas a él (almacenamiento). El HMF, la actividad diastásica y el color varían de forma significativa al ser sometidas las mieles a diferentes condiciones tiempo/temperatura. Por el contrario, la humedad, la acidez y la conductividad eléctrica no experimentan variaciones significativas. El HMF y la actividad diastásica evolucionan con la pérdida de calidad de las mieles (de forma diferente según tipo de miel), aumentando y disminuyendo, respectivamente y de forma más importante en la etapa de almacenamiento, en comparación con la licuación o la pasterización. Sin embargo, el HMF se puede considerar mejor parámetro indicador del deterioro ya que su valor en todas las mieles recién recolectadas es cero; al contrario de lo que sucede para la actividad diastásica cuyos valores iniciales difieren considerablemente en función del origen botánico del que proceden los néctares o las secreciones de las plantas que visitan las abejas. En cuanto al color, el cambio producido está muy influenciado por la coloración propia de cada miel; las variaciones en mieles claras son mucho mayores que en mieles oscuras. En la etapa de almacenamiento, los tiempos de residencia prolongados (a temperaturas entre 25 y 40ºC) pueden afectar considerablemente a los parámetros de calidad de la miel (HMF, actividad diastásica y color), incluso en mayor medida que en las condiciones de licuación y pasteurización. Con respecto a la licuación y la pasterización, las condiciones de trabajo recomendables serían: 45ºC durante un periodo no superior a las 72 horas (en función del tipo de miel) y 75ºC durante 4 minutos, respectivamente. De esta manera, se consiguen los objetivos propios de cada etapa (sin alterar en gran medida la calidad en las mieles. La capacidad predictiva de un modelo que sea útil para conocer el comportamiento del HMF, en función del tiempo y la temperatura, mejora cuando se consideran individualmente las condiciones de almacenamiento, licuación y pasterización. La modelización del HMF en cada etapa y de forma individual para cada miel parece ser la solución en la obtención de un modelo útil y suficientemente preciso. No obstante, para ser concluyentes en esta afirmación sería necesario disponer de un mayor número de medidas en todas las condiciones y para aquellas mieles de interés. En definitiva, las etapas de licuación y pasterización, que tienen lugar en el proceso industrial de envasado de la miel, no tienen por qué entrañar un riesgo en la pérdida de calidad de la miel; siempre y cuando las empresas las controlen adecuadamente. Sin embargo, es la etapa previa al proceso industrial la más problemática en relación a la pérdida de calidad de la miel, no solo por la dificultad de controlar las condiciones ambientales a las que pueden estar expuestas las mieles durante este periodo, sino también por el desconocimiento en sí de este problema. / [CAT] La mel de abelles, considerada el edulcorant natural per antonomàsia, es àmpliament consumit pel seu sabor i les seus excel¿lents propietats. Els requisits legals i comercials han fet definir els seus objectius de qualitat: no pot contindre substàncies ni microorganismes nocius, no està permesa l'incorporació de substancies alienes a ella o l'eliminació d'algun dels seus components i a més a més, la mel deu mantindre fins al consum, les seues característiques naturals intrínseques mínimament alterades. La perduda de la seua frescor natural està influenciada por la manipulació i els condicionants ambientals als quals les mels estan exposats des que son recol¿lectades al rusc, fins que arriben al consumidor. En aquest sentit l'objectiu general de la present tesis doctoral ha sigut avaluar l'influencia que, en la variació de la qualitat de les mels, te el temps i la temperatura d'exposició, tant per a condicions corresponents al seu processat industrial (liquació i pasteurització) com prèvies a ell (emmagatzematge). El HMF, l'activitat diastásica i el color varien de forma significativa al ser sotmeses les mels a diferents condicions temps/temperatura. Per el contrari, la humitat, l'acidesa i la conductivitat elèctrica no experimenten variacions significatives. El HMF i l'activitat diastàsica evolucionen amb la pèrdua de qualitat de les mels (de forma diferent segons el tipus de mel), augmentant i disminuint, respectivament i de forma més important en l'etapa d'emmagatzematge, en comparació amb la liquació o la pasteurització. No obstant aixó, el HMF es pot considerar millor paràmetre indicador del deterior ja que el seu valor en totes les mels recent recol¿lectades es cero; al contrari del que passa amb l'activitat diastàsica, on els valors inicials varien considerablement en funció de l'origen botànic del que procedeixen els nèctars o las secrecions de les plantes que visiten les abelles. En quant al color, el canvi produït està molt influenciat per la coloració pròpia de cada mel, las variacions en mels clares son molt més grans que en mels obscures. En l'etapa d'emmagatzematge, els temps de residencia prolongats (a temperatures entre 25 y 40ºC) poden afectar considerablement als paràmetres de qualitat de la mel (HMF, activitat diastàsica y color), inclús en major mesura que en condicions de liquació i pasteurització. Respecto a la liquació i la pasteurització, les condicions de treball recomanables serien: 45ºC durant un període no superior a les 72 hores (en funció del tipus de mel) y 75ºC durant 4 minuts, respectivament. De esta manera, s'aconsegueixen els objectius propis de cada etapa, provocant la menor pèrdua de qualitat en les mels. La capacitat predictiva d'un model que siga útil per conèixer el comportament del HMF, en funció del tems i la temperatura, millora quan es consideren individualment les condiciones d'emmagatzematge, liquació i pasteurització (en comparació amb la consideració conjunta de totes les dades). La modelització del HMF en cada etapa y de forma individual per a cada mel pareix ser la solució en la obtenció d'un model útil y suficientment precís. No obstant, per a poder ser concloents en aquesta afirmació seria necessari disposar d'un major nombre de mesures en totes les condicions i per aquelles mels d'interès. En definitiva, les etapes de liquació i pasteurització, que tenen lloc en el procés industrial d'envasat de la mel, no tenen per què suposar un risc en la pèrdua de qualitat de la mel; sempre i quan les empreses les controlen adequadament. No obstant aixó, es l'etapa prèvia al proses industrial la mes problemàtica en relació a la pèrdua de qualitat de la mel, no sols per la dificultat de controlar les condicions ambientals a las que poden estar exposades les mels durant aquest període (especialment durant els mesos estivals en els que les temperatures poden arribar a ser elevades durant temps prolongats); si / Visquert Fas, M. (2015). Influencia de las condiciones térmicas en la calidad de la miel [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59393 / TESIS

La industria alimentaria, en respuesta a la demanda por parte de los consumidores de alimentos naturales, frescos y libres de conservantes químicos, ha desarrollado tecnologías de conservación no térmicas. El CO2 supercrítico (SC-CO2 ), representa una tecnología no térmica de inactivación prometedora, ya que está encaminada a producir el mínimo impacto sobre las propiedades nutricionales y organolépticas de los alimentos. Sin embargo, en algunos casos se requieren condiciones de presión o temperatura elevadas, así como tratamientos excesivamente largos para garantizar la seguridad y estabilidad de los alimentos. En este sentido, con el objetivo de obtener la letalidad requerida empleando procesos más cortos o de menor intensidad, en el presente trabajo se ha desarrollado una combinación del SC-CO2 con ultrasonidos de potencia (HPU) y de SC-CO2 con altas presiones hidrostáticas (HHP), para ser empleadas en procesos de inactivación microbiana y enzimática. El objetivo principal de la presente Tesis fue evaluar tecnologías no térmicas de conservación basadas en la combinación de SC-CO2 y HPU, y en la combinación de SC-CO2 y HHP. Respecto a la combinación de SC-CO2 con HPU, se estudio la influencia del estado de crecimiento de las células, de las condiciones del proceso, de la naturaleza del medio y del uso o no de HPU, sobre las cinéticas de inactivación de microorganismos (Escherichia coli (E. coli) y Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae)) y enzimas (pectin-metil-esterasa (PME)). Se emplearon modelos matematicos y técnicas de microscopia para describir las cinéticas y los mecanismos de inactivación, respectivamente. En cuanto a la combinación de SC-CO2 y HHP, se evaluó el efecto de la adición de diferentes niveles de CO2 en el envase sobre la eficacia del tratamiento con HHP para inactivar PME, peroxidasa (POD) y polifenol oxidasa (PPO) en feijoa pure. Se estudió la influencia del estado de crecimiento de las células de E. coli y S. cerevisiae inoculadas en medio de cultivo, LB e YPD Broth, respectivamente, sobre sus cinéticas de inactivación con SC-CO2 (350 bar, 35 ºC). Cultivos individuales de E. coli y S. cerevisiae se incubaron hasta que las células alcanzaron cuatro estados de crecimiento diferentes, desde la fase temprana exponencial hasta la fase estacionaria, para posteriormente ser tratadas con SC-CO2 a 350 bar y 35 ºC. Se comparó el proceso combinado de SC-CO2+HPU con el tratamiento de SC-CO2 para evaluar el efecto de los HPU sobre las cinéticas de inactivación con SC-CO2 de E. coli y S. cerevisiae en la fase temprana estacionaria, inoculados ambos microorganismos en medios de cultivo, y se determinó el efecto de diferentes temperaturas (31-41 ºC, 225 bar) y presiones (100-350 bar, 36 ºC). Con el objetivo de conocer los mecanismos de inactivación asociados a esta tecnología combinada (SC-CO2+HPU) se realizó un estudio morfológico. Se estudiaron las diferencias entre células de E. coli y S. cerevisiae no tratadas, tratadas con SC-CO2 (350 bar, 36 ºC, 5 min) y con SC-CO2+HPU (350 bar, 36 ºC, 5 min, 40 W) usando microscopía óptica (LM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Se seleccionó el zumo de manzana y de naranja para estudiar la inactivación de ambos microorganismos con SC-CO2+HPU en matrices reales; además, se estudió la inactivación de la enzima pectin-metil-esterasa (PME) del zumo de naranja. Las experiencias se llevaron a cabo a diferentes temperaturas (31-41 ºC, 225 bar) y presiones (100-350 bar, 36 ºC). Las condiciones de temperatura y presión seleccionadas superan el punto crítico del CO2 y son menores que las condiones letales para ambos microorganismos. Tanto E. coli como S. cerevisiae se han seleccionado para el presente trabajo porque son componentes habituales de la flora responsable del deterioro de alimentos y son comúnmente empleados como indicadores de contaminación en alimentos. Se investigó la combinación de los SC-CO2 con HHP para determinar el efecto de diferentes niveles de CO2 (solo HHP (HHP); carbonatación y HHP (HHPcarb); carbonatación + adición de 8.5 ml de CO2 / g puré en el espacio de cabeza del paquete y HHP (HHPcarb+CO2 )) sobre la eficacia del tratamiento con HHP para inactivar PME, peroxidasa (POD) y polifenol oxidasa (PPO) en puré de feijoa contenido en una bolsa de plástico, a diferentes presiones (300, 450 y 600 MPa, durante 5 min). Los resultados mostraron que la resistencia de ambos microorganismos a los tratamientos de inactivación con SC-CO2 aumentó progresivamente conforme la fase de crecimiento avanzó, lo cual podría deberse a la activación de sistemas de protección naturales que desarrollan los microorganismos conforme se acercan a la fase estacionaria de crecimiento. Las cinéticas de inactivación de E. coli y S. cerevisiae se ajustaron al modelo de Weibull (R2 = 0.93; RMSE = 0.59) y al modelo de Gompertz (R2 = 0.96; RMSE = 0.53), respectivamente, que fueron adaptados para considerar la fase de crecimiento como uno de los parámetros de dichos modelos. Empleando SC-CO2 , la velocidad de inactivación de ambos microorganismos aumentó progresivamente con la presión y la temperatura. El tiempo necesario para alcanzar una inactivación completa de E. coli (8 ciclos-log) se redujo de 60 a 25 min al aumentar la presión de 100 a 350 bar (36 ºC), y de 75 a 40 min al aumentar la temperatura de 31 a 41 ºC (225 bar). La inactivación completa de S. cerevisiae (7 ciclos-log) se alcanzó únicamente tras 140 min de proceso a 350 bar y 36 ºC. En general, presiones y temperaturas más elevadas mejoran la solubilización del SC-CO2 en el medio e incrementan la fluidez de la membrana celular, respectivamente, facilitando el contacto y la penetración del CO2 , lo que favorece el descenso del pH intracelular y la extracción de componentes vitales para la célula. Sin embargo, al aplicar HPU en los tratamientos de SC-CO2 en medios de cultivo, se observó una drástica inactivación microbiana, alcanzándose una reducción total (107 -108 ciclos-log) tras solo 1-2 min de tratamiento. Aplicando SC-CO2+HPU no se observó un efecto significativo en el nivel de inactivación al aumentar la presión o la temperatura debido a que los HPU generan una vigorosa agitación que acelera los mecanismos de inactivación asociados a los SC-CO2 y enmascara el efecto de estas variables del proceso. Además, la cavitación generada por los HPU podría dañar la pared celular de los microorganismos, acelerando su inactivación. El estudio de la existencia de un posible efecto sinérgico entre ambas tecnologías reveló que la combinación de SC-CO2 y HPU tuvo un mayor efecto en la inactivación que la adición de los efectos individuales de ambas. Para E. coli, se alcanzó una reducción de 0.3, 0.9 y 8 ciclos-log tras 5 min de tratamiento con SC-CO2 , HPU y SC-CO2+HPU, respectivamente; para S. cerevisiae se alcanzó una reducción de 6.83 ciclos-log tras 2 min de tratamiento con SC-CO2+HPU, mientras que tras el mismo periodo de tiempo con sólo SC-CO2 o HPU no se observó ninguna reducción en el número de microorganismos. En todos los tratamientos llevados a cabo, la levadura S. cerevisiae mostró mayor resistencia a los tratamientos con SC-CO2 que la bacteria E. coli, lo cual podría estar relacionado con el mayor espesor de la pared celular de S. cerevisiae comparado con el de E. coli, 124.8 nm frente a 17.7 nm, respectivamente. Sin embargo, al combinar el SC-CO2 y los HPU, la agitación vigorosa y la cavitación del medio enmascaró las diferentes resistencias mostradas por ambos microorganismos en los tratamientos con SC-CO2 . Las imágenes de LM y TEM mostraron que tras 5 min de tratamiento con SC-CO2 se produjo una distribución irregular del contenido citoplasmático y aparecieron pequeñas modificaciones en la envoltura celular, no siendo ninguno de estos cambios letales para las células de E. coli ni de S. cerevisiae. Además, las mayores diferencias entre ambos microorganismos se identificaron en el efecto sobre la envoltura celular: en S. cerevisiae se observaron ligeras modificaciones aunque no se apreció rotura de la pared celular, mientras que la pared de las células de E. coli aparecieron con un alto grado de disolución, pérdida de cohesividad, protuberancias y algunas áreas desintegradas. Sin embargo, 5 min de tratamiento con SC-CO2+HPU fueron suficientes para alcanzar una inactivación completa de ambos microorganismos. Las imágenes de LM y TEM revelaron mayor proporción de regiones vacías dentro de las células tratadas con SC-CO2+HPU, lo que indicó una clara reducción del contenido citoplasmático. La envoltura de las células de E. coli se desintegró totalmente, mientras que las paredes de las células de S. cerevisiae perdieron parcialmente su estructura laminada y se pudieron observar algunas paredes rotas. Por tanto, los mecanismos de inactivación asociados a los SC-CO2+HPU podrían estar relacionados con el fenómeno de cavitación generado por los HPU, el cual daña bruscamente la envoltura celular incrementando tanto la ruptura de la membrana celular como la desintegración del contenido intracelular. Los daños generados por el tratamiento de SC-CO2+HPU fueron tan severos que evitaron una posible recuperación de las células durante un almacenamiento posterior al tratamiento (6 semanas a 4 ºC). En promedio, la inactivación de ambos microorganismos con SC-CO2+HPU en zumo de manzana (5.3 min) fue más lenta que en zumo de naranja (4.6 min); y en ambos zumos más lenta que en medios de cultivo (1.5 min). Esto podría estar relacionado con el contenido de azúcar del medio y la solubilización del CO2 en el mismo. El azúcar se liga al agua del medio, por tanto, la cantidad de agua disponible donde el CO2 puede disolverse es menor en zumo de manzana (15.6 ºBrix) que en zumo de naranja (11.6 ºBrix); y menor en ambos zumos que en LB (2 ºBrix) o YPD (5 ºBrix) Broth. Además, empleando SC-CO2+HPU, la velocidad de inactivación de ambos microorganismos inoculados en zumos aumentó con la presión y la temperatura. Esto podría estar relacionado con la composición de los zumos, los cuales no se saturan rápidamente de CO2 en los tratamientos con SC-CO2+HPU como sí ocurre en las experiencias llevadas a cabo sobre medios de cultivo, de manera que un incremento de presión o temperatura puede facilitar la solubilización del CO2 . Contrariamente a los resultados obtenidos con SC-CO2+HPU sobre medios de cultivo, donde no se observaron diferencias entre E. coli y S. cerevisiae, en zumos E. coli mostró mayor resistencia que S. cerevisiae. En promedio, para alcanzar una completa inactivación de E. coli y S. cerevisiae se necesitó un tiempo de tratamiento de 6.6 y 3.3 min, respectivamente. En zumos, la vigorosa solubilización del CO2 generada por los HPU podría estar dificultada por un mayor contenido de azúcar, por tanto los mecanismos de inactivación podrían estar gobernados principalmente por el fenómeno de cavitación y el tamaño de los microorganismos. El tamaño de las células de S. cerevisiae es mucho mayor que el de las de E. coli, por tanto, la probabilidad de que las burbujas de cavitación afecten a la estructura celular será mayor para S. cerevisiae que para E. coli. Por otro lado, la inactivación de la enzima PME mediante SC-CO2+HPU aumentó con la presión y la temperatura, aunque su inactivación completa no se alcanzó en ninguna de las condiciones estudiadas. La inactivación de enzimas tratadas mediante SC-CO2 se debe a la bajada de pH, al efecto inhibitorio del CO2 sobre la actividad enzimática y a los cambios estructurales generados por el SC-CO2 . La enzima PME mostró mayor resistencia a los tratamientos con SC-CO2+HPU que los microorganismos E. coli o S. cerevisiae en zumo de naranja (se alcanzó una reducción del 18.9 %, 62.4 % y 88.1 %, a 36 ºC y 225 bar tras 2 min de tratamiento, respectivamente), lo que puede atribuirse a la diferente naturaleza y tamaño de los microorganismos y las enzimas. El modelo de Peleg Tipo A (R 2 = 0.936; RMSE = 0.561) y el modelo de Weibull (R2 = 0.923; RMSE = 0.561) se adaptaron para describir las cinéticas de inactivación de E. coli y S. cerevisiae con SC-CO2+HPU en zumo de manzana, respectivamente, incluyendo la presión y la temperatura como parámetros de dichos modelos. El modelo Bifásico (R 2 = 0.960; RMSE = 0.391), el modelo de Peleg Tipo B (R 2 = 0.894; RMSE = 0.687) y el modelo fraccional (R2 = 0.931; RMSE = 0.085), se adaptaron para describir las cinéticas de inactivación de E. coli, S. cerevisiae y PME con SC-CO2+HPU en zumo de naranja, respectivamente, incluyendo como parámetros de dichos modelos la presión y la temperatura. Los resultados revelaron que la actividad residual de las enzimas PME, POD y PPO descendió conforme aumentó la presión, ya que la presión genera un desorden estructural que puede cambiar la estructura tri-dimensional de las enzimas. Las muestras tratadas con HHPcarb+CO2 mostraron un mayor grado de inactivación de las tres enzimas, comparado con las muestras tratadas con HHPcarb o HHP, en cualquier condición de presión seleccionada. Esto podría deberse a una mayor cantidad de CO2 disuelto, que provocaría una mayor caída de pH y la consecuente desnaturalización de las enzimas. Además, el CO2 disuelto en el puré durante el tratamiento de HHP, podría generar un repentino y significativo burbujeo durante la despresurización, que podría contribuir a generar mayores cambios estructurales responsables de la inactivación enzimática. Finalmente, se puede concluir que la combinación de SC-CO2 con HPU o HHP mejoró los mecanismos de inactivación de microorganismos y enzimas. La aplicación de HPU agiliza los tratamientos con SC-CO2 , acelerando la solubilización del CO2 en el medio, que es el primer paso en los tratamientos con SC-CO2 ; y generando el fenómeno de cavitación que daña las paredes celulares, facilitando tanto la penetración del SC-CO2 a las células como la extracción de componentes intracelulares, lo que acelera la muerte de las células microbianas. Además, la combinación de SC-CO2 con HHP aceleró la inactivación de enzimas en comparación con HHP. Empleando estas tecnologías combinadas, se pueden utilizar tiempos de proceso razonables para la industria alimentaria, así como condiciones de tratamiento suaves, lo que resultaría en una reducción del coste del proceso y en una minimización del impacto sobre las propiedades nutricionales y organolépticas de los productos tratados. Se recomienda llevar a cabo mas investigaciones para conocer detalladamente los mecanismos de inactivación de microorganismos y enzimas con SC-CO2+HPU y SC-CO2+HHP. Tambien sería interesante conocer el efecto de estas tecnologías no térmicas combinadas sobre las propiedades físico-químicas de los alimentos tratados y sobre la aceptación de los mismos por parte del consumidor. / Ortuño Cases, C. (2014). Aplicación de ultrasonidos de potencia para la mejora de procesos de inactivación con fluidos supercríticos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39344 / TESIS

[EN] The concept of competency has become more and more important in our educational system, partly due because of external tests assessing educational quality, as PISA, highlight the need not only to introduce methodological changes in the teaching of mathematics in the Secondary education, but also to design new tools in order to develop mathematical competence, understood as the ability of our students to mathematize real life situations. In this thesis we want to study the role that modelling tasks can play in the development of mathematical competency, and, particularly, in problem solving. For this aim, we have designed a series of modelling tasks based on three different perspectives and we have analysed the methodological changes needed to implement this activity into small working groups in a ninth grade classroom (14-15 years). With the research tools designed for this thesis, we will analyse both the resolution process of the modelling tasks performed by students, having as a reference the modelling cycle and the final production, the model, under the categories of procedures, languages and concepts. We will also consider the different roles played by the teacher when interacting with students. For this aim we will analyse two key moments: the debate between students of the same working group during the development of the modelling activity in the classroom (intragroup debate), and the discussion between students from different groups during the public presentation of their works to their fellows (intergroup debate). The statistical analysis of responses to a test of competencies will give us evidences about the positive influence of modelling tasks in the development of the necessary competencies to solve real problems. / [ES] La creciente importancia de las competencias en nuestro sistema educativo, debida en parte a las pruebas externas de evaluación de la calidad educativa, como PISA, pone de manifiesto la necesidad, no solo de introducir cambios metodológicos en el proceso de enseñanza de las Matemáticas en la Educación Secundaria Obligatoria, sino también en el diseño de nuevos instrumentos que permitan desarrollar la competencia matemática, entendida como la capacidad de nuestros alumnos de matematizar situaciones de la vida real. En la presente tesis nos proponemos estudiar el papel que la modelización puede desempeñar en el desarrollo de la competencia matemática, en general, y en la resolución de problemas reales, en particular. Para ello diseñaremos una serie de tareas de modelización basadas en tres perspectivas diferentes y analizaremos los cambios metodológicos necesarios para implementar una actividad basada en la resolución de tareas de modelización en pequeños grupos de trabajo, en un aula de tercero de secundaria (14-15 años). A partir de las herramientas de investigación propuestas, realizaremos un doble análisis de la producción de los alumnos: de su proceso de resolución, tomando como referencia el ciclo de modelización; y de su modelo final, a partir de la terna conceptos-procedimientos-lenguajes. Analizaremos también los distintos roles asumidos por el profesor cuando interactúa con sus alumnos en dos momentos clave: durante el debate intragupo, con los alumnos de un mismo grupo mientras trabajan en el aula, y durante el debate intergrupo, entre alumnos de distintos grupos, mientras exponen públicamente sus trabajos. Mediante el análisis estadístico de las respuestas dadas a un test de competencias, analizaremos asimismo si el trabajo basado en tareas de modelización repercute positivamente en el desarrollo de las competencias necesarias para resolver problemas reales. / [CAT] La creixent importància de les competències al nostre sistema educatiu, deguda en part a les proves externes d'avaluació de la qualitat educativa, com PISA, posa de manifest la necessitat, no solament d'introduir canvis metodològics al procés d'ensenyament de les Matemàtiques en l'Educació Secundària Obligatòria, sinó també pel que respecta al disseny de nous instruments que permeten desenvolupar la competència matemàtica, entesa com la capacitat dels nostres alumnes de "matematitzar" situacions de la vida real. En la present tesi ens proposem estudiar el paper que la modelització pot exercir en el desenvolupament de la competència matemàtica, en general, i en la resolució de problemes reals, en particular. Dissenyarem una sèrie de tasques de modelització basades en tres perspectives diferents i analitzarem els canvis metodològics necessaris per a implementar una activitat basada en la resolució de tasques de modelització en xicotets grups de treball, en un aula de tercer de secundària (14-15 anys). A partir de les eines de recerca proposades, realitzarem una doble anàlisi de la producció dels alumnes: del seu procés de resolució, prenent com a referència el cicle de modelització; i del seu model final, a partir de la terna conceptes-procediments-llenguatges. Analitzarem també els diferents rols assumits pel professor quan interactua amb els seus alumnes en dos moments clau: durant el debat intragup, amb els alumnes d'un mateix grup mentre treballen en l'aula, i durant el debat *intergrup, entre alumnes de diferents grups, mentre exposen públicament els seus treballs. Mitjançant l'anàlisi estadística de les respostes donades a un test de competències, analitzarem així mateix si el treball basat en tasques de modelització repercuteix positivament en el desenvolupament de les competències necessàries per a resoldre problemes reals. / Gallart Palau, C. (2016). La Modelización como herramienta de evaluación competencial [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68492 / TESIS

[ES] En esta tesis se ha desarrollado una estrategia multidisciplinar que incluye la irradiación de complejos ligando/proteína junto con estudios de fluorescencia y/o espectroscopía de absorción transitoria, cromatografía de exclusión por tamaño seguida de espectroscopía de absorción y/o fluorescencia, análisis proteómico y modelización (docking y simulaciones de dinámica molecular) con el fin de profundizar y obtener información relevante en procesos relacionados con la formación de complejos irreversibles ligando-proteína. Ello ha permitido lograr la descripción del centro de reconocimiento molecular de albúminas séricas de distintas especies por el fármaco carprofeno, profundizar en procesos de fotoalergia producidos por el metabolito del fármaco triflusal y llevar a cabo el marcaje de residuos de lisina de la albúmina sérica humana por fotogeneración de electrófilos latentes "quinone methide". A continuación se describen brevemente cada uno de estos aspectos. En primer lugar, se ha estudiado la posible existencia de un centro de reconocimiento común en las albúminas séricas (AS) de diferentes especies empleando el fármaco antiinflamatorio no esteroideo (S)-carprofeno (CPF) como sonda fotoactiva. Así, se ha seguido la irradiación de los complejos de CPF/SA a ¿max = 320 nm por fluorescencia, mostrandose un aumento de la emisión debido a la deshalogenación. Tras la cromatografía de filtración en gel, la fracción proteica presentaba emisión proveniente del ligando, verificando la unión covalente del radical fotogenerado intermedio CBZ¿ a las AS. El análisis proteómico reveló la incorporación de CBZ¿ en varias posiciones en las diferentes albúminas. Se observaron modificaciones en la interfaz IB/IIIA en todos los casos (Tyr452 en las albúminas séricas humana, conejo y rata y Tyr451 en las albúminas séricas bovina, cerdo y oveja). Estudios de docking y de simulación de dinámica molecular el caso de albúmina sérica humana corroboraron las modificaciones covalentes observadas experimentalmente. Posteriormente, se ha investigado la unión fotoquímica del HTB, el metabolito del antiagregante plaquetario triflusal a albúmina sérica humana (ASH). El análisis proteómico de las disoluciones de HTB/ASH tras ser irradiadas mostró la adición de HTB en los grupos ¿-amino de los residuos Lys137, Lys199, Lys205, Lys352, Lys432, Lys541, Lys545 y Lys525 de la ASH. El mecanismo de reacción parece implicar la substitución del grupo CF3 del HTB por un nuevo residuo amida. Solo el residuo Lys199 se localiza en una cavidad interna de la proteína mientras que el resto de los residuos modificados resultaron estar situados en la parte externa. Los estudios computacionales revelaron que la unión supramolecular de HTB a ASH se produce en la región "V-cleft". Esta unión fotoquímica puede estar en la base de la aparición de efectos secundarios fotoalérgicos no deseados. Finalmente, se ha demostrado la utilidad de los 4-trifluorometilfenoles como pre-cursores de electrófilos latentes tipo "quinone methide" (QM) para la unión específica a residuos de lisina que se encuentran en los sitios de unión de la proteína. Así, se ha observado que estos aceptores de Michael, generados de modo fotoinducido, han sido capaces de realizar una modificación covalente específica de residuos de lisina en albúmina sérica humana (ASH). En concreto, los intermedios reactivos de tipo QM generados tras la irradiación de los complejos 4-trifluorometil-1-naftol o 4- (4-trifluorometilfenil) fenol con ASH exhibieron selectividad química hacia los residuos de lisina dando lugar a aductos de amida. Un estudio detallado realizado mediante análisis proteómico confirmó este hecho. Así, para el derivado de naftol se observó la modificación covalente de los residuos Lys106 y Lys414 (ubicados en los subdominios IA y IIIA, respectivamente), mientras que para el derivado de bife-nilol ocurrió la modificación / [CAT] En aquesta tesi s'ha desenvolupat una estratègia multidisciplinària que inclou la irradiació de complexos lligand/proteïna juntament amb estudis de fluorescència i/o espectroscopia d'absorció de transients, cromatografia d'exclusió de grandària se-guida d'espectroscòpia d'absorció i/o fluorescència, anàlisi i modelització proteòmica (docking i simulacions de dinàmica molecular) amb l'objectiu d'aprofundir i obtenir informació rellevant en els processos relacionats amb la formació de com-plexos lligand-proteïna irreversibles. Això ha permès la descripció del centre de reconeixement molecular d'albúmines sèriques de diferents espècies pel fàrmac carprofen, i aprofundir en processos de fotoal·lèrgia produïts pel metabolit del fàrmac triflusal i realitzar el marcatge de residus de lisina d'albúmina sèrica humana per fotogeneració d'electròfil "quinone methide" latent. Cadascun d'aquests aspectes es descriu breument a continuació. En primer lloc, s'ha estudiat la possible existència d'un centre de reconeixement comú en albúmines sèriques (AS) de diferents espècies utilitzant el fàrmac antiinflamatori no esteroïdal (S)-carprofèn (CPF) com a sonda fotoactiva. Així, s'ha se-guit la irradiació dels complexos de CPF/SA a un màxim de 320 nm per fluorescència, amb un augment de les emissions a causa de la deshalogenació. Després de la cromatografia de filtració de gel, la fracció de proteïna presentava emissió del lli-gand, verificant la unió covalent del radical fotogenerat intermedi CBZ¿ a les AS. L'anàlisi proteòmica va revelar la incorporació de CBZ¿ en diverses posicions en els diferents albúmines. En tots els casos s'han observat modificacions a la interfície IB/IIIA (Tyr452 en albúmina sèrica humana, conill i rata i Tyr451 en albúmines sèriques bovina, porc i ovella). Els estudis de docking i de simulació de dinàmiques moleculars en el cas d'albúmina sèrica humana van corroborar les modificacions covalents experimentalment observades. Posteriorment, s'ha investigat la unió fotoquímica del HTB, el metabòlit de l'antiagregant plaquetari triflusal a l'albúmina sèrica humana (ASH). L'anàlisi proteòmica de les solucions HTB/ASH després de ser irradiades mostraren l'addició de HTB en els grups ¿-amino dels residus Lys137, Lys199, Lys205, Lys352, Lys432, Lys541, Lys545 i Lys525 de la ASH . El mecanisme de reacció podria implicar la substitució del grup CF3 de la HTB amb un nou residu d'amida. Només el residu Lys199 està situat en una cavitat interna de la proteïna, mentre que la resta dels residus modificats van resultar estar situats a l'exterior. Els estudis computacionals van revelar que la unió supramolecular de HTB a ASH es produeix a la regió "V-cleft". Aquesta unió fotoquímica pot ser la base de l'aparició d'efectes secundaris fotoal·lèrgics no desitjats. Finalment, s'ha demostrat la utilitat de 4-trifluorometilfenols com a precursors d'electròfils latents "quinone methide" (QM) per a la unió específica a residus de lisina trobats en els llocs d'unió de la proteïna. Per tant, s'ha observat que els acceptors de Michael, generats de manera foto-induïda han pogut fer una modificació covalent específica de residus de lisina en albúmina de sèrica humana (ASH). Concretament, els intermedis reactius del tipus QM generats després de la irradiació dels complexos 4-trifluoromethyl-1-naftol o 4-(4-trifluoromethylphenyl) fenol amb ASH exhibiren selectivitat química als residus de lisina resultant en aductes ami-da. Un estudi detallat realitzat mitjançant anàlisi proteòmica confirmà aquest fet. Així, pel derivat del naftol, es va observar la modificació covalents de residus Lys106 i Lys414 (localitzada en subdominis IA i IIIA, respectivament), mentre que per al derivat de bifenil la modificació es va produir en el Lys195 (en subdomini IIA). Els estudis teòrics proporcionen una visió molecular més profunda de la selectivitat observada / [EN] In this thesis a multidisciplinary strategy has been developed that includes irradiation of ligand/protein complexes along with fluorescence and/or transient absorption spectroscopy, size-exclusion chromatography followed by absorption and/or fluorescence spectroscopy, proteomic analysis and modelling (docking and molecular dynamics simulations) in order to deepen and obtain relevant information in processes related to the formation of irreversible ligand-protein complexes. This has made it possible to achieve the description of the molecular recognition centre of serum albumin of different species by the carprofen drug, to deepen in photoallergy processes produced by the metabolite of the triflusal drug and to carry out the la-belling of lysine residues of human serum albumin by photogeneration of latent electrophiles "quinone methide". Each of these aspects is briefly described below. First, the possible existence of a common recognition centre in serum albumin (SA) of different species has been studied using the non-steroidal antiinflammatory drug (S)-carprofen (CPF) as a photoactive probe. Thus, irradiation of the CPF/SA complexes at ¿max = 320 nm has been followed by fluorescence, showing an increase in emission due to dehalogenation. After gel filtration chromatography, the protein fraction presented emission from the ligand, verifying the covalent bonding of the CBZ¿ intermediate photogenerated radical to the SA. Proteomic analysis revealed the incorporation of CBZ¿ in various positions in the different albumins. Modifications in the IB/IIIA interface were observed in all cases (Tyr452 in human, rabbit and rat serum albumin and Tyr451 in bovine, porcine and sheep serum albumin). Docking and molecular dynamics simulation studies in the case of human serum albumin corroborated the experimentally observed covalent modifications. Subsequently, the photochemical binding of HTB, the metabolite of the triflusal platelet antiaggregant to human serum albumin (HSA), has been investigated. Proteomic analysis of the HTB/HSA solutions after being irradiated showed the addition of HTB in the ¿-amino groups of residues Lys137, Lys199, Lys205, Lys352, Lys432, Lys541, Lys545 and Lys525 of the HSA. The reaction mechanism seems to involve replacing the CF3 group of HTB with a new amide residue. Only the Lys199 residue is located in an internal cavity of the protein whilst the rest of the modified residues were found to be located on the outside. Computational studies revealed that supramolecular binding of HTB to HSA occurs in the "V-cleft" region. This photochemical binding may be at the base of the appearance of unwanted photoallergic side effects. Finally, the utility of 4-trifluoromethylphenols as precursors of latent "quinone methide" (QM) type electrophiles for specific binding to lysine residues found at the protein binding sites has been demonstrated. Thus, it has been observed that these photogenerated Michael acceptors, have been able to perform a specific covalent modification of lysine residues in human serum albumin (HSA). Specifically, the QM type reactive intermediates generated after irradiation of the 4-trifluoromethyl-1-naphthol or 4- (4-trifluoromethylphenyl) phenol complexes with HSA exhibited chemical selectivity towards lysine residues giving rise to amide adducts. A detailed study conducted by proteomic analysis confirmed this fact. Thus, for the naphthol derivative the covalent modification of residues Lys106 and Lys414 (located in subdomains IA and IIIA, respectively) was observed, while for the biphenyl derivative the modification occurred in Lys195 (in subdomain IIA). Theoretical studies provided a deeper insight at the molecular level of the experimentally observed selectivity. / Molins Molina, Ó. (2020). Unión fotoquímica irreversible de ligandos a albúminas séricas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/139676 / TESIS

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La falta de recursos hídricos en las últimas décadas en varias regiones del planeta ha propiciado el desarrollo de distintas técnicas de desalinización. Para satisfacer la demanda de agua potable en la Cuenca Mediterránea, el proceso que se ha implantado mayoritariamente ha sido la desalinización mediante ósmosis inversa debido a la reducción en el consumo energético y en el tamaño de las instalaciones con respecto a otras tecnologías. La salmuera o agua de rechazo proveniente de las plantas desalinizadoras de ósmosis inversa se caracteriza principalmente por su alta salinidad y densidad. Normalmente es vertida directamente al mar, dispersándose sobre el fondo marino y formando una pluma de salmuera que se desplaza a favor de la batimetría de la zona receptora a lo largo de varios centenares de metros, lo que puede producir efectos negativos sobre las comunidades bentónicas. Para minimizar estos efectos se utilizan distintos métodos de descarga como los emisarios submarinos, que favorecen la mezcla del vertido con el agua de mar. El desarrollo de modelos de mezcla como herramientas predictivas que permiten realizar simulaciones matemáticas del comportamiento del vertido de salmuera ha permitido avanzar en el estudio hidrodinámico de los vertidos hipersalinos y así diseñar configuraciones óptimas de descarga a la hora de construir emisarios submarinos para favorecer el proceso de mezcla de la pluma de salmuera. Además, existen elementos que aumentan la eficiencia del proceso de dilución de los vertidos de salmuera como son los difusores. Algunos autores han comprobado mediante estudios de campo que los efectos negativos de los vertidos sobre ciertas comunidades marinas se han visto reducidos cuando se han utilizado estos elementos. El estudio hidrodinámico de la salmuera vertida a través de un emisario submarino se realiza en dos regiones muy diferenciadas conocidas como campo cercano y campo lejano. Los procesos de mezcla de las dos regiones son totalmente distintos y se estudian a diferentes escalas, tanto es así que se utilizan modelos de mezcla específicos para cada una de ellas. Los modelos normalmente son validados con experimentos de laboratorio en los que las condiciones ambientales están controladas, aunque en algunos estudios también se han comparado las simulaciones de los modelos con datos obtenidos directamente de mediciones en el campo.

En los últimos años, han sido muchos los estudios que han pretendido abordar el conocimiento de los diferentes mecanismos e interacciones que determinan el comportamiento y la presencia de las diferentes especies en los ecosistemas marinos. En este sentido, la modelización ecosistémica ha demostrado ser fundamental a la hora de explicar el efecto de la pesca, no únicamente sobre sus especies objetivo, sino también en el conjunto de las especies que conforman dicho ecosistema sometido a explotación. Desde su concepción, esta tesis tuvo como objetivo la actualización de los estudios existentes relacionados con las redes tróficas que caracterizan la zona de estudio, la costa este del Mediterráneo español (denominada como GSA6 por la Comisión General de Pesquerías del Mediterráneo, CGPM). Además de la actualización y ampliación del conocimiento de la ecología trófica del área de estudio, se ha construido un modelo de redes tróficas mediante el empleo del software Ecopath para la zona del Golfo de Alicante (GoA), un ecosistema marino incluido dentro de la zona de estudio. Así pues, a lo largo de la tesis se ha podido articular y comprobar una hipótesis que siempre visitaba nuestro pensamiento: que existen ciertas características en el ecosistema marino del GoA que lo diferencian de sus ecosistemas vecinos, debido en gran medida a sus singularidades tanto oceanográficas como biológicas y ecológicas. Con esta motivación, se estudiaron los hábitos alimenticios de 61 especies de peces existentes en la zona de estudio pertenecientes a diferentes niveles tróficos. La mayoría de las muestras fueron analizadas durante las prospecciones anuales llevadas a cabo durante las campañas oceanográficas de arrastre de fondo denominadas MEDITS en la zona de estudio. El estudio comprendió el periodo 2011-2018, durante el cual se analizaron un total de 16588 contenidos estomacales. En el captítulo II, el primer paso consistió en determinar la idoneidad del tamaño mínimo muestral necesario para describir la dieta de cada una de las especies. Este proceso se hizo mediante el uso de curvas de acumulación de presas. Así pues, se aplicó la metodología de curvas de presas acumuladas para determinar si el número de estómagos analizados era suficiente para representar el espectro trófico de cada uno de los depredadores estudiados. Es más, para dar una mayor consistencia y robustez a este método, se aplicó una aproximación matemática mediante el uso de la función de Clench. Es importante resaltar que éste es el primer estudio en el que se aplica dicha aproximación matemática en especies marinas en el Mediterráneo. En el capítulo III, una vez descritas las dietas de cada una de las especies analizadas, se identificaron los principales grupos de especies que explotan recursos tróficos similares. Seguidamente, el estudio se centró en cómo los factores ambientales tales como el tipo de hábitat, la latitud y la profundidad, afectaron a la estructura y organización de estos grupos tróficos. Para ello se utilizaron cuatro indicadores principales; el índice de diversidad de Shannon, la biomasa, el nivel trófico promedio y la composición específica de la comunidad de peces. Los principales hallazgos destacaron cómo los factores ambientales estudiados condicionaron la estructura de la composición específica de la comunidad íctica. Con respecto a las tres variables investigadas, la profundidad pareció afectar particularmente a la diversidad y la composición de la comunidad de peces. En el caso del gradiente latitudinal, éste sólo pareció afectar a la composición de la comunidad de peces, mostrando consistencia a lo largo de un eje latitudinal norte-sur. Además, se encontró que el tipo de hábitat es significativo en la estructura de la comunidad de peces, mientras que el nivel trófico promedio fue el único indicador que no se vio afectado significativamente por las variables ambientales investigadas. Por otro lado, en el capítulo IV, investigamos el caso particular de siete especies pertenecientes al orden de los Gadiformes con el propósito de explorar aspectos importantes de la ecología trófica tales como los cambios ontogenéticos en su dieta, las interacciones tróficas (tanto inter- como intra-específicas), así como sus estrategias de alimentación. Las especies estudiadas fueron: marujito (Gadiculus argenteus), barbada (Gaidropsarus biscayensis), maruca azul (Molva macrophthalma), merluza europea (Merluccius merluccius), bacaladilla (Micromesistius poutassou), brótola de fango (Phycis blennoides) y la faneca (Trisopterus minutus). Los resultados mostraron que las siete especies estudiadas experimentaron cambios en su estrategia trófica ligados al desarrollo ontogenético. En consecuencia, se observó un aumento en el nivel trófico de la especie con el crecimiento, exceptuando el caso de Gaidropsarus biscayensis y Trisopterus minutus. Del mismo modo, se comprobó cómo las especies son capaces de ocupar diferentes nichos tróficos, desarrollando desde estrategias oportunistas hasta los comportamientos piscívoros más altamente especializados. De esta forma se pudieron distinguir cuatro estrategias de alimentación dentro de las especies coexistentes así como entre las diferentes clases de talla seleccionadas a lo largo del área de estudio. Igualmente resultó interesante el estudio del grado de solapamiento de las diferentes estrategias tróficas, arrojando luz sobre los patrones ecológicos existentes dentro de la comunidad de peces. Finalmente, en el capítulo V se desarrolló un modelo trófico para caracterizar el ecosistema del Golfo de Alicante e investigar sus singularidades con respecto a sus ecosistemas vecinos. Es decir, el modelo ecosistémico localizado en el Golfo de Cádiz (GoC), al suroeste de GoA y el modelo del Mediterráneo Noroccidental (NWM), ubicado al norte de GoA. Este modelo de balance de masas se ha implementado siguiendo el enfoque incorporado en el software Ecopath, uno de los modelos más utilizados a la hora de representar las redes tróficas marinas, abordando cuestiones relevantes para la gestión pesquera. El área de estudio modelada para el año 2011 abarcó una superficie total de 7085 km2, incluyendo la plataforma continental y el talud superior, cubriendo profundidades a partir de los 50 m hasta los 800 m. Para construir el modelo, se seleccionaron un total de 45 grupos funcionales que incluyeron todos los componentes de la red trófica (peces, mamíferos marinos, aves marinas, invertebrados, productores primarios y grupos de detrito). La aproximación realizada en el Golfo de Alicante reveló la peculiar organización de este ecosistema. Esto contrasta con los resultados obtenidos en los ecosistemas vecinos comparados, poniendo de manifiesto que las principales diferencias encontradas están relacionadas con la baja producción primaria existente en el GoA. A pesar de los altos valores tanto de eficiencias ecotróficas como de tasas de mortalidad, los resultados del Golfo de Alicante evidenciaron una menor presión pesquera, lo cual apunta a un nivel de sobreexplotación moderado en el Golfo de Alicante. Por tanto, estos resultados sugieren que GoA es un ecosistema estable y maduro, donde la eficiencia se logra principalmente a partir de un uso eficiente de los detritos. Por tanto, podría decirse que el GoA se caracteriza por tratarse de un sistema maduro pero pobre en nutrientes, lo que sugiere la existencia de un delicado equilibrio entre el aporte de nutrientes y la explotación del detrito. Por consiguiente, el Golfo de Alicante presenta un mayor nivel de complejidad de los flujos internos, lo cual se correlaciona con una situación de estabilidad y madurez. Esto indica que el sistema se parece más a una red, en contraste con la mayor linealidad detectada en la red trófica de los ecosistemas vecinos del NWM y GoC. De ahí la evidencia, según Odum, que el GoA se encuentre en una etapa de desarrollo superior, donde se mantiene eficiente y estable dentro de sus pobres condiciones, pero al mismo tiempo delicado y vulnerable, ya que depende del uso eficiente y circular de su biomasa.

El desarrollo tecnológico que se ha producido en los últimos cincuenta años ha configurado una sociedad en la cual la materia prima es “la información". La creación de contenidos inmateriales, la compartición instantánea de éstos entre todos los sectores (culturales, económicos, educativos, industriales…) con una gran interconexión entre sí y la automatización de estos procesos constituyen hoy el motor de esta nueva sociedad. La propagación de la información a través de las redes informáticas es por tanto una cuestión vital de nuestros tiempos. Controlar esta cuestión constituye un reto para los investigadores y, por ello, existe gran interés por aportar conocimiento, modelos y soluciones. En el trabajo de investigación presentado en esta tesis doctoral se propone un modelado comportamental de la propagación de la información basado en el paradigma de expansión de enfermedad infecto- contagiosa, con distintas modalidades compartimentales: Susceptible–Infectado (SI), Susceptible- Infectado-Recuperado (SIR), Susceptible-Infectado-Susceptible (SIS) y Susceptible-Expuesto- Infectado-Recuperado-Susceptible (SEIRS). Estos modelos, tradicionalmente resueltos por ecuaciones diferenciales ordinarias (ODE), han sido abordados en esta investigación desde una perspectiva espacio-temporal en la que la evolución de la expansión viene determinada por un tipo de vecindad (4-vecinos, 8-vecinos y salto del caballo de ajedrez), junto con una regla local binaria de actualización, que define el resultado de la interacción entre vecinos en términos de contagio. Este modelo discreto ha sido analizado y comparado con el modelo continuo (ODE), llegando a encontrar los parámetros de ajuste homólogos entre ambos planteamientos. Así, se han podido caracterizar las velocidades de expansión y recuperación, la duración de la enfermedad, los valores umbral y los valores de equilibrio de las poblaciones en cada compartimento y para cada combinación (vecindad, regla local). Ciertamente, el modelo continuo describe la evolución de la expansión como un hecho global mientras que la aproximación propuesta en esta tesis tiene la estructura idónea para admitir particularidades individuales de los elementos que interaccionan para expandir el contagio. Este modelo teórico ha sido probado con éxito con algunos casos particulares reales como propagación de plagas conocidas, de virus informáticos, en los cuales el poder considerar individualmente los nodos ha permitido modelar el impacto del factor humano en la evolución del proceso.

La tesis doctoral propone como objeto de estudio las llamas de un incendio forestal (forma, tamaño, intensidad de radiación, temperatura, etc.). Mediante su modelización matemática se propone la aplicación de un problema práctico (zonas de seguridad). Para ello se basa en la experiencia previa con incendios de balsas de hidrocarburos de gran tamaño y a la relativa similitud en el comportamiento de las llamas de incendios de hidrocarburos y de incendios forestales. Se han analizado diversos modelos de radiación térmica y de vulnerabilidad. Como parte de dicho análisis se han estudiado las diversas ecuaciones existentes para el cálculo del factor de vista correspondiente a distintas situaciones, relativas básicamente a frente de llama plano y diversas posiciones de la superficie irradiada; también se ha analizado el caso de cuerpo irradiante cilíndrico, de utilidad para estudiar la radiación desde el propio incendio a una parte del combustible. El estudio comparativo efectuado ha permitido seleccionar las ecuaciones más adecuadas para el cálculo del factor de vista para las disposiciones geométricas llama/objetivo más frecuentes y características; las ecuaciones seleccionadas han sido las de McGuire, cuyo carácter analítico garantiza una mayor exactitud que en el caso de las metodologías numéricas.La utilización del conjunto de modelos y ecuaciones seleccionados, junto con la aplicación de los valores de vulnerabilidad, ha permitido el establecimiento -para unas condiciones meteorológicas rigurosas y para las trece tipologías de combustible de Rothermel- de distancias de seguridad. Estos valores pueden aplicarse en el establecimiento de zonas de seguridad, vías de acceso y escape, etc., pudiendo ser de gran utilidad tanto en la planificación de tipo preventivo como en las actuaciones en emergencias / This doctoral thesis is focussed on the study of the forest fire flames (shape, size, radiation intensity, temperature, etc.). A proposal of a practical application (security zones) is carried out by the mathematical modelling of the flames. In order to attain such a goal, the previous experience in hydrocarbon pool fires of big size and the relative similarity between the behaviour of the hydrocarbon and forest fire flames have been very useful.Several thermal radiation and vulnerability models have been analysed. One of the main parts of such analysis has been the study of diverse existing equations for the calculation of the view factor corresponding to a different situations basically related to the plane flame front and to the diverse positions of the irradiated surface; moreover, the case of the irradiating cylindrical shape has been analysed, being very useful in order to study the radiation from the very fire to a part of the fuel. The comparative study carried out has allowed to choose the proper equations for the view factor calculation and also for the most common geometrical and characteristic flame/target dispositions; the McGuire equations have been selected, whose analytic character guarantees higher accuracy than the ones used in numerical methodologies.The use of the set of the selected models and equations together with the application of the vulnerability values have allowed the establishment -for strict meteorological conditions and for the thirteen Rothermel fuel categories- of safety distances. These values can be used to establish safety zones, access and escape routes, etc, and can be very useful not only in the preventive planning but also in the emergency response.

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