La “Planta Recicladora de Plomo”, es una empresa de la rama de industrias manufactureras dedicadas a la actividad del reciclaje de plomo a partir de tierra de baterías, ubicada en el distrito Cercado de Lima con zonificación industrial I-2 (industria liviana), de acuerdo a lo dispuesto por el “Programa para la Actualización de la Zonificación de Lima Metropolitana”. En general el área de estudio se divide en dos sub-áreas, teniendo como Area Potencial de Estudio la “Planta Recicladora de Plomo” y el Area de Influencia, la cual comprende parte de la lotización industrial y zonas urbanas asentadas en el entorno de la “Planta Recicladora de Plomo”, abarcando un área de 1,21 Km2 aproximadamente. La Planta inició sus operaciones en 1988 produciendo aleaciones de zinc-aluminio (1600 TM/mes), en 1992 amplia sus líneas de producción mediante la fundición de concentrado de estaño (20 TM/mes), en 1996 se adecua la Planta sólo para realizar los procesos de recuperación de plomo a partir de chatarra de plomo y tierra de baterías, cuya capacidad de producción inicial fue de 1,5 TM/bach, ampliando la producción en 1998 a 2,5 TM/bach; actualmente la Planta opera con dos líneas de producción : Recuperación de Plomo Fino (240 TM/mes) y Recuperación de Plomo Antimonial (10 TM/mes). El análisis del proceso productivo, demuestra, que para la obtención de los productos mencionados, se realizan operaciones unitarias relacionadas a la separación de los elementos y compuestos que componen la tierra de batería, mediante la técnica de la Pirometalúrgia para la cual utilizan los combustibles, Residual No. 6 y Residual No. 4, en su proceso utilizan otros insumos como Virutas de Hierro, Carbón, Oxígeno Líquido, Carbonato de Sodio (NaCO3) y Soda Caústica (NaOH), sustancias que no generan residuos que represente mayores riesgos a la calidad ambiental. El proceso productivo de la Planta está en función de la disponibilidad de la materia prima (tierra de batería), así como de la demanda de Plomo Fino y del Plomo Antimonial.

La “Planta Recicladora de Plomo”, es una empresa de la rama de industrias manufactureras dedicadas a la actividad del reciclaje de plomo a partir de tierra de baterías, ubicada en el distrito Cercado de Lima con zonificación industrial I-2 (industria liviana), de acuerdo a lo dispuesto por el “Programa para la Actualización de la Zonificación de Lima Metropolitana”. En general el área de estudio se divide en dos sub-áreas, teniendo como Area Potencial de Estudio la “Planta Recicladora de Plomo” y el Area de Influencia, la cual comprende parte de la lotización industrial y zonas urbanas asentadas en el entorno de la “Planta Recicladora de Plomo”, abarcando un área de 1,21 Km2 aproximadamente. La Planta inició sus operaciones en 1988 produciendo aleaciones de zinc-aluminio (1600 TM/mes), en 1992 amplia sus líneas de producción mediante la fundición de concentrado de estaño (20 TM/mes), en 1996 se adecua la Planta sólo para realizar los procesos de recuperación de plomo a partir de chatarra de plomo y tierra de baterías, cuya capacidad de producción inicial fue de 1,5 TM/bach, ampliando la producción en 1998 a 2,5 TM/bach; actualmente la Planta opera con dos líneas de producción : Recuperación de Plomo Fino (240 TM/mes) y Recuperación de Plomo Antimonial (10 TM/mes). El análisis del proceso productivo, demuestra, que para la obtención de los productos mencionados, se realizan operaciones unitarias relacionadas a la separación de los elementos y compuestos que componen la tierra de batería, mediante la técnica de la Pirometalúrgia para la cual utilizan los combustibles, Residual No. 6 y Residual No. 4, en su proceso utilizan otros insumos como Virutas de Hierro, Carbón, Oxígeno Líquido, Carbonato de Sodio (NaCO3) y Soda Caústica (NaOH), sustancias que no generan residuos que represente mayores riesgos a la calidad ambiental. El proceso productivo de la Planta está en función de la disponibilidad de la materia prima (tierra de batería), así como de la demanda de Plomo Fino y del Plomo Antimonial.

A la luz de los resultados obtenidos, la Contaminación Sonora de Bellavista, debido al ruido de las aeronaves que pasan por esta zona urbana, son evidentes, dado que los Niveles del Ruido Equivalente Continuo Total “A” (LAeqT), exceden a los valores establecidos en el Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Ruidos aprobado por el D.S. Nº 085-2003-PCM, en su Anexo 1. Los Niveles de Exposición Sonora (SEL) medidos en cada estación de monitoreo oscilan entre 52 a 113 dB(A), valores tomados como datos para el cálculo de los LAeqT, cuyos resultados son valores por encima de los Límites Máximos Establecidos para Zona Residenciales, en cada una de las estaciones de la rede de monitoreo determinados el Distrito de Bellavista. Para calcular el LAeqT en cada estación de monitoreo se tomó como datos todos los valores de los SEL, obtenidos durante cada evento, es decir en cada paso de una aeronave por la estación; asimismo se consideró el tiempo total de todos los eventos o paso de las aeronaves. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza el diseño e implementación de una plataforma web, simple y didáctica, que permita visualizar y administrar una red de monitoreo continuo en área y evaluación de los CEM con respecto a los límites máximos permisibles (LMP), para informar a la población los niveles de las RNI, en términos de la intensidad de campo eléctrico (V/m), densidad de potencia radiada (W/m2 ) y coeficiente de exposición generadas por los servicios de telecomunicaciones a los cuales está siendo expuesta una determinada zona, con aplicación en la ciudad universitaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) en Lima. Estas redes son utilizadas para mejorar la comunicación del riesgo debido a la exposición a los CEM de las telecomunicaciones, de tal manera que la población cambie su percepción negativa y permita la instalación de las estaciones y el desarrollo de las redes de telecomunicaciones. La interfaz gráfica de la plataforma web se realizó utilizando HTML5, CSS y JavaScript, mientras que la lógica se desarrolló con PHP. Se realizaron pruebas a la plataforma utilizando una estación de ensayo llamada TESTFIEE01, esta estación contaba con un equipo de medición continua AMB-8059 y una sonda EP-1B-01. Se instaló en el techo de la Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Como resultado, la plataforma se encuentra en funcionamiento continuo, a través del portal http://www.girniunmsm.rf.gd, además se probó la compatibilidad de funcionamiento con todas las sondas compatibles con el equipo AMB-8059, permitiendo también la plataforma realizar evaluaciones con los tres estándares de evaluación RNI que se encuentran v en nuestra legislación. Como resultado de la evaluación de los CEM realizada en la estación TESTFIEE01, la plataforma arrojó un nivel máximo de 2.3% durante el tiempo de monitoreo continuo, esto demuestra que se cumple con los LMP con mucha holgura. Como conclusión, esta plataforma web y red de monitoreo puede utilizarse en lugares sensibles para mejorar la comunicación de los verdaderos niveles de los CEM a la población. Si bien el costo de la implementación de este sistema es un poco elevado en caso se requiera instalarse en muchos lugares, esto puede reducirse utilizando una cantidad menor de estaciones y realizando campañas de medición y concientización en estos lugares sensibles por periodos, reubicando luego a otros puntos las mismas estaciones pudiendo abarcar así más lugares con menos estaciones, reduciendo de esta manera el costo de implementación. / Tesis

El crecimiento industrial ha acarreado grandes avances tecnológicos para nuestra sociedad. Lamentablemente, el precio a pagar por estos avances ha sido un aumento significativo de los niveles de contaminación del aire en todo el mundo, afectando tanto a zonas urbanas como a las zonas rurales. Por lo general, la monitorización de la calidad aire se realiza mediante estaciones de monitorización fijas. Sin embargo, este método es demasiado costoso, poco escalable y difícil de implementar en nuestras ciudades, las cuales están cada vez más pobladas. El uso de Mobile CrowdSensing, paradigma en el cual la monitorización la realizan los propios usuarios, permite realizar monitorización ambiental utilizando sensores móviles integrados en vehículos. Los posibles escenarios se pueden dividir en dos: entornos urbanos, donde hay un amplio conjunto de vehículos disponibles, y entornos rurales o industriales, donde el tráfico vehicular es escaso y está limitado a las principales arterias de transporte. Teniendo en cuenta estos dos escenarios, esta tesis propone una arquitectura, llamada EcoSensor, que permite monitorizar la contaminación del aire utilizando pequeños sensores de bajo coste instalados en diferentes tipos de vehículos, tales como bicicletas, automóviles o autobuses del sistema de transporte público, en el caso de entornos urbanos, y en drones o UAS en entornos rurales. La arquitectura propuesta está compuesta por tres componentes: un sensor de bajo coste para capturar datos de contaminación, un smartphone para realizar un preprocesamiento de la información y para transmitir los datos hacia un servidor central, y el servidor central, encargado de almacenar y procesar la información de contaminación ambiental. Para entornos urbanos, analizamos diferentes alternativas con respecto al diseño de una unidad de monitorización de bajo coste basada en plataformas de prototipado comerciales como RaspberryPi o Arduino, junto con sensores también de precio reducido. En la tesis realizamos un análisis, y proponemos un proceso, para llevar a cabo la monitorización ambiental utilizando la arquitectura propuesta. Este proceso abarca cuatro operaciones básicas: captura de datos, conversión de unidades, reducción de la variabilidad temporal, e interpolación espacial. Para entornos rurales, proponemos el uso de drones como unidades de sensorización móviles. Específicamente, equipamos el drone con capacidades de monitorización a través de un microordenador RaspberryPi y sensores de calidad del aire de bajo coste. Finalmente, se propone un algoritmo llamado PdUC para controlar el vuelo del UAV con el objetivo de realizar monitorización ambiental, identificando las áreas más contaminadas, y tratando de ese modo de mejorar la precisión general y la velocidad de monitorización. Además, proponemos una mejora a este algoritmo, denominada PdUC-D, basada en la discretización del área a monitorizar dividiéndola en pequeñas áreas (tiles), donde cada tile se monitoriza una sola vez, evitando así realizar muestreos redundantes. En general, verificamos que la monitorización móvil es una aproximación eficiente y fiable para monitorizar la contaminación del aire en cualquier entorno, ya sea usando vehículos o bicicletas en entornos urbanos, o UAVs en entornos rurales. Con respecto al proceso de monitorización ambiental, validamos nuestra propuesta comparando los valores obtenidos por nuestros sensores móviles de bajo coste con respecto a los valores típicos de referencia ofrecidos por las estaciones de monitorización fijas para el mismo período y ubicación, comprobando que los resultados son semejantes, y están acuerdo a lo esperado. Además, demostramos que PdUC-D, permite guiar autónomamente un UAV en tareas de monitorización del aire, ofreciendo un mejor rendimiento que los modelos de movilidad típicos, reduciendo tanto los errores de predicción como el tiempo para cubrir el área completa, / Industrial growth has brought unforeseen technological advances to our society. Unfortunately, the price to pay for these advances has been an increase of the air pollution levels worldwide, affecting both urban and countryside areas. Typically, air pollution monitoring relies on fixed monitoring stations to carry out the pollution control. However, this method is too expensive, not scalable, and hard to implement in any city. The Mobile Crowdsensing (MCS) approach, a novel paradigm whereby users are in charge of performing monitoring tasks, allows environment monitoring to be made using small sensors embedded in mobile vehicles. The possible scenarios can be divided into two: urban scenarios, where a wide set of vehicles are available, and rural and industrial areas, where vehicular traffic is scarce and limited to the main transportation arteries. Considering these two scenarios, in this thesis we propose an architecture, called EcoSensor, to monitor the air pollution using small sensors installed in vehicles, such as bicycles, private cars, or the public transportation system, applicable to urban scenarios, and the use of an Unmanned Aerial System (UAS) in rural scenarios. Three main components compose our architecture: a low-cost sensor to capture pollution data, a smartphone to preprocess the pollution information and transmit the data towards a central server, and the central server, to store and process pollution information. For urban scenarios, we analyze different alternatives regarding the design of a low-cost sensing unit based on commercial prototyping platforms such as Raspberry Pi or Arduino, and Commercial Off-the-shelf (COTS) air quality sensors. Moreover, we analyze and propose a process to perform pollution monitoring using our architecture. This process encompasses four basic operations: data reading, unit conversion, time variability reduction, and spatial interpolation. For rural scenarios, we propose the use of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) as a mobile sensor. Specifically, we equip the UAV with sensing capabilities through a Raspberry Pi microcomputer and low-cost air quality sensors. Finally, we propose an algorithm, called Pollution-driven UAV Control (PdUC), to control the UAV flight for monitoring tasks by focusing on the most polluted areas, and thereby attempting to improve the overall accuracy while minimizing flight time. We then propose an improvement to this algorithm, called Discretized Pollution-driven UAV Control (PdUC-D), where we discretize the target area by splitting it into small tiles, where each tile is monitored only once, thereby avoiding redundant sampling. Overall, we found that mobile sensing is a good approach for monitoring air pollution in any environment, either by using vehicles or bicycles in urban scenarios, or an UAVs in rural scenarios. We validate our proposal by comparing obtained values by our mobile sensors against typical values reported by monitoring stations at the same time and location, showing that the results are right, matching the expected values with a low error. Moreover, we proved that PdUC-D, our protocol for the autonomous guidance of UAVs performing air monitoring tasks, has better performance than typical mobility models in terms of reducing the prediction errors and reducing the time to cover the whole area.Moreover, we analyze and propose a process to perform pollution monitoring using our architecture. This process encompasses four basic operations: data reading, unit conversion, time variability reduction, and spatial interpolation. / El creixement industrial ha implicat grans avanços tecnològics per a la nostra societat. Lamentablement, el preu que cal pagar per aquests avanços ha sigut un augment significatiu dels nivells de contaminació de l'aire a tot el món, que afecta tant zones urbanes com zones rurals. En general, el monitoratge de la qualitat aire es fa mitjançant estacions de monitoratge fixes. No obstant això, aquest mètode és massa costós, poc escalable i difícil d'implementar a les nostres ciutats, les quals estan cada vegada més poblades. L'ús de Mobile CrowdSensing (MCS), paradigma en el qual el monitoratge el duen a terme els mateixos usuaris, permet realitzar monitorització ambiental tenint sensors mòbils integrats en vehicles. Els possibles escenaris es poden dividir en dos: entorns urbans, on hi ha un ampli conjunt de vehicles disponibles, i entorns rurals o industrials, on el trànsit vehicular és escàs i està limitat a les principals artèries de transport. Tenint en compte aquests dos escenaris, aquesta tesi proposa una arquitectura, anomenada EcoSensor, que permet monitorar la contaminació de l'aire utilitzant petits sensors de baix cost instal·lats en diferents tipus de vehicles, com ara bicicletes, automòbils o autobusos del sistema de transport públic, en el cas d'entorns urbans, i en UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) en entorns rurals. L'arquitectura proposada està composta per tres components: un sensor de baix cost per a capturar dades de contaminació, un smartphone per a realitzar un preprocessament de la informació i per a transmetre les dades cap a un servidor central, i el servidor central, encarregat d'emmagatzemar i processar la informació de contaminació ambiental. Per a entorns urbans, analitzem diferents alternatives pel que fa al disseny d'una unitat de monitoratge (sensor mòbil) de baix cost basada en plataformes de prototipatge comercials com Raspberry Pi o Arduino, juntament amb sensors també de preu reduït. En la tesi fem una anàlisi, i proposem un procés, per a dur a terme el monitoratge ambiental utilitzant l'arquitectura proposada. Aquest procés abasta quatre operacions bàsiques: captura de dades, conversió d'unitats, reducció de la variabilitat temporal, i interpolació espacial. Per a entorns rurals, proposem l'ús de drons o Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) com a unitats de sensorització mòbils. Específicament, equipem el dron amb capacitats de monitoratge a través d'un microordinador Raspberry Pi i sensors de qualitat de l'aire de baix cost. Finalment, es proposa un algorisme anomenat PdUC (Pollution-driven UAV Control) per a controlar el vol del UAV amb l'objectiu de realitzar monitoratge ambiental, que identifica les àrees més contaminades i que, d'aquesta manera, tracta de millorar la precisió general i la velocitat de monitoratge. A més, proposem una millora a aquest algorisme, denominada PdUC-D, basada en la discretització de l'àrea a monitorar dividint-la en xicotetes àrees (tiles), on cada tile es monitora una sola vegada, fet que evita dur a terme mostrejos redundants. En general, verifiquem que el monitoratge mòbil és una aproximació eficient i fiable per a monitorar la contaminació de l'aire en qualsevol entorn, ja siga usant vehicles o bicicletes en entorns urbans, o UAVs en entorns rurals. Pel que fa al procés de monitoratge ambiental, validem la nostra proposta comparant els valors obtinguts pels nostres sensors mòbils de baix cost pel que fa als valors típics de referència oferits per les estacions de monitoratge fixes per al mateix període i ubicació, i es comprova que els resultats són semblants, i estan d'acord amb el resultat esperat. A més, es demostra que PdUC-D permet guiar autònomament un UAV en tasques de monitoratge de l'aire, oferint un millor rendiment que els models de mobilitat típics, reduint tant els errors de predicció com el temps per a cobrir l'àrea completa, i aconseguint una major precisió dins de les àrees més / Alvear Alvear, ÓP. (2018). Mobile Sensing Architecture for Air Pollution Monitoring [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/107928 / TESIS

La vigilancia ciudadana de los cuerpos de agua, con macroinvertebrados bentónicos, puede generar alertas tempranas de contaminación y acciones pertinentes de conservación. La cuenca del río Jequetepeque está amenazada por la contaminación minera y esta es una de las principales causas de los conflictos socioambientales que se presentan en el área. Atendiendo a esta importancia, se desarrolla y evalúa la efectividad de una herramienta de vigilancia ambiental ciudadana de la calidad del agua en cuencas con riesgo de contaminación minera. La metodología se inició realizando una caracterización socioambiental de la zona mediante visitas de campo, una colecta piloto y la obtención, a través de revisión bibliográfica, de una lista de taxones para la zona que sirvió de base para elaborar una Guía de Vigilancia Ambiental con Macroinvertebrados bentónicos (GVAM), la misma que en su versión impresa se denomina: “Guía de vigilancia ambiental con macroinvertebrados bentónicos en Cajamarca ‘El agua es vida’”. La guía fue validada en un río con riesgo de impacto minero (San Pablo, San Pablo, Cajamarca) en un taller con ciudadanos/as de 16 organizaciones vinculadas a la gestión del agua. Asimismo, se comparó los resultados de la evaluación ciudadana con una evaluación profesional realizada por un especialista. Finalmente, se realizó una guía de facilitación de procesos de vigilancia ambiental con macroinvertebrados bentónicos (MIB) (GFCM) mediante revisión bibliográfica y validación en un taller participativo en Cajamarca. Para la cuenca se obtuvo una lista de 37 familias (o sub clases) en 11 órdenes, la mayor parte con características adecuadas para su reconocimiento en campo. Luego, las evaluaciones ciudadana y profesional obtuvieron los mismos cuatro órdenes de Insecta y similar cantidad de familias: 11 y 14, respectivamente; así también, calificaciones similares respecto a calidad de agua: “Buena” y “Aceptable” en los índices ABI y BMWP/Col. Las familias más fácilmente identificadas por los ciudadanos fueron las de mayor tamaño (Leptophlebiidae), abundancia (Chironomidae) y de características particulares (Elmidae). Por su parte, la Guía de Fortalecimiento y Capacitación en vigilancia ambiental Ciudadana del agua con Macroinvertebrados bentónicos (GFCM), anexa a la GVAM, detalla sesiones y pautas de organización social en 10 sesiones y 15 presentaciones. Finalmente, se concluye que la GVAM es pertinente por las características de los MIB de la zona, la capacidad pedagógica de la propuesta y la voluntad de la ciudadanía de aplicarla. / Tesis

Aquesta tesi estudia com estimar la distribució de les variables regionalitzades l'espai mostral i l'escala de les quals admeten una estructura d'espai Euclidià. Apliquem el principi del treball en coordenades: triem una base ortonormal, fem estadística sobre les coordenades de les dades, i apliquem els output a la base per tal de recuperar un resultat en el mateix espai original. Aplicant-ho a les variables regionalitzades, obtenim una aproximació única consistent, que generalitza les conegudes propietats de les tècniques de kriging a diversos espais mostrals: dades reals, positives o composicionals (vectors de components positives amb suma constant) són tractades com casos particulars. D'aquesta manera, es generalitza la geostadística lineal, i s'ofereix solucions a coneguts problemes de la no-lineal, tot adaptant la mesura i els criteris de representativitat (i.e., mitjanes) a les dades tractades. L'estimador per a dades positives coincideix amb una mitjana geomètrica ponderada, equivalent a l'estimació de la mediana, sense cap dels problemes del clàssic kriging lognormal. El cas composicional ofereix solucions equivalents, però a més permet estimar vectors de probabilitat multinomial. Amb una aproximació bayesiana preliminar, el kriging de composicions esdevé també una alternativa consistent al kriging indicador. Aquesta tècnica s'empra per estimar funcions de probabilitat de variables qualsevol, malgrat que sovint ofereix estimacions negatives, cosa que s'evita amb l'alternativa proposada. La utilitat d'aquest conjunt de tècniques es comprova estudiant la contaminació per amoníac a una estació de control automàtic de la qualitat de l'aigua de la conca de la Tordera, i es conclou que només fent servir les tècniques proposades hom pot detectar en quins instants l'amoni es transforma en amoníac en una concentració superior a la legalment permesa. / This Thesis presents an estimation procedure for the distribution of regionalized variables with sample space and scale admitting an Euclidean structure. We apply the principle of working on coordinates: choose an orthonormal basis; do statistics on the coordinates of your observations on that basis; and, by applying the output to the basis, you will recover a result within the original space. Applying this procedure to regionalized variables, we obtain a unified, consistent method, with the same properties of classical linear kriging techniques, but valid for several sample spaces: real data, positive data and compositions (vectors of positive components summing up to a constant) are regarded as particular cases. In this way we generalize the linear kriging techniques, and offer a solution to several well-known problems of the non-linear ones, by adapting the measure of the space and the averaging criterion (the way means are computed) to the data. The obtained estimator for positive variables is a weighted geometric mean, equivalent to estimate the median, which has none of the drawback of classical lognormal kriging. For compositional data, equivalent results are obtained, but which also serve to treat multinomial probability vectors. By combining this with a preliminary Bayesian estimation, our kriging for compositions become also a valid alternative to indicator kriging, without its order-relation problems (i.e. the rather-usual negative estimates of some probabilities). These techniques are validated by studying the ammonia pollution hazard in an automatic water quality control station placed in a small Mediterranean river. Only the proposed techniques allow us to assess when the secondary pollution by ammonia exceeds the existing legal threshold.

[EN] The study, monitoring and control of environmental phenomena such as the air pollution, climate control or homogenization temperature and humidity indoors, or understanding and extinguishing forest fires pose a constant challenge to the personnel responsible and especially to the researchers. Compete this problematic economic sectors where greenhouse crops, post-harvest cameras, chillers tractor ruminant farms, smart buildings, urban environmental studies, among many others used. In all of them there is a concern for consistency in production, for energy efficiency and environmental impact generated. It is for this homogenization, dispersion and stratification of climate variables and gases, closely related to the ventilation of outdoor spaces and venues of interest. For the understanding of physical phenomena that are generated and subsequent improvement in the structural design and automatic systems, we need a modeling and energy analysis, there are currently several methods: tracer gas techniques, intensive data collection accompanied with box-empirical modeling Black and resolution simulation of physical laws that govern the behavior of study spaces. Previous techniques independently are insufficient to provide practical solutions and are costly or highly particularized to the case study. That is why the technique Fluid Dynamics Computer (CFD), as a tool that is used to numerically solve the equations of continuity and momentum that govern energy exchange system in order to obtain the fields of speed and direction airflow, the distribution of temperature, humidity and specific gases, becomes viable for later models were used with advanced control systems. However, the CFD technique requires a validation of the results with intensive shooting (space-time) data. Most published studies refer in their conclusions to the need for such validation of the data produced and how it is done. This document, by means of case studies, seeks to address the complexity of some environmental phenomena using models with the technique of CFD, whose validation also requires a protocol systematically executed a System Data Acquisition (DAS) spatially distributed and temporally controlled, which is achieved with the design and installation of a Wireless Sensor Network (WSN). Then it finds a first justification case where having the need to study the homogenization of the microclimate of a greenhouse, a DAS is created through the integration of different technologies wired. It shows in addition to extensive technical development, an urgent need to move to a non-wired technology to achieve the spatial coverage required in rooms or spaces with greater volume. It is followed by a case study in the laboratory, which seeks to understand the distribution and stratification of a gas in a chamber with controlled ventilation. Using a CFD model, which in turn feeds and validated with a database generated from a gas sensor WSN becomes. Then, a case study where space analysis moves to a real environment and highly complex, as it is a street in the city of Valencia, Spain. / [ES] El estudio, monitoreo y control de fenómenos ambientales como lo es la contaminación atmosférica, el control del clima o la homogenización de la temperatura y la humedad en recintos cerrados, o el entendimiento y extinción de incendios forestales, plantean un reto constante a el personal responsable y especialmente a los investigadores. Compete esta problemática a sectores económicos donde se utilice cultivos bajo invernadero, cámaras de pos-cosecha, cámaras de refrigeración de tractores, explotaciones de rumiantes, edificaciones inteligentes, estudios ambientales urbanos, entre muchos otros. En todas ellas existe una preocupación por la uniformidad en la producción, por una eficiencia energética y por el impacto ambiental que se genera. Se encuentra pues dicha homogenización, dispersión y estratificación de las variables climáticas y de los gases, íntimamente relacionada con la ventilación de los espacios exteriores y los recintos de interés. Para la comprensión de los fenómenos físicos que se generan y posterior mejora del diseño estructural y de los sistemas automáticos, es necesario un modelado y estudio energético, existiendo actualmente varias metodologías: Técnicas con gas trazador, toma intensiva de datos acompañada con modelado empírico tipo caja negra, y simulación por resolución de las leyes físicas que gobiernan el comportamiento de los espacios de estudio. Las anteriores técnicas de forma independiente resultan insuficientes para dar soluciones prácticas, y resultan costosas o altamente particularizadas al caso de estudio. Es por ello que la técnica de Dinámica de Fluidos Computacionales (CFD), como herramienta que se emplea para resolver numéricamente las ecuaciones de continuidad y de momento que rigen los intercambios energéticos de un sistema con el fin de obtener los campos de velocidad y de dirección del flujo de aire, la distribución de la temperatura, de la humedad y de gases específicos, se hace viable para obtener los modelos que posteriormente se utilizaran con sistemas de control avanzado. Sin embargo, la técnica CFD requiere de una validación de los resultados con una toma (espacio-tiempo) intensiva de datos. La mayoría de los trabajos publicados hacen referencia en sus conclusiones a la necesidad de dicha validación de los datos arrojados y la forma en la que se hace. El presente documento, por medio de unos casos de estudio, busca abordar la complejidad de algunos fenómenos ambientales haciendo uso de modelos con dicha técnica de CFD, cuya validación exige además de un protocolo sistemáticamente ejecutado, un Sistema de Adquisición de Datos (DAS) espacialmente distribuido y temporalmente controlado, lo cual se alcanza con el diseño e instalación de una Red Inalámbrica de Sensores (WSN). Se encuentra entonces un primer caso justificativo, donde teniendo la necesidad del estudio de la homogenización del microclima de un invernadero, se genera un DAS gracias a la integración de diferentes tecnologías cableadas. Demuestra además de un extenso desarrollo técnico, una imperiosa necesidad de pasar a una tecnología no cableada para lograr la cobertura espacial requerida en recintos o espacios con mayor volumen. Le sigue un caso de estudio a nivel de laboratorio, donde se busca entender la distribución y estratificación de un gas en un recinto con ventilación controlada. Se hace uso de un modelo con CFD, que a su vez se alimenta y valida con un banco de datos generado gracias a una WSN con sensores de gases. Luego, un caso de estudio donde el espacio de análisis se traslada a un ambiente real y con alta complejidad, como lo es una calle de la ciudad de Valencia, España. / [CAT] L'estudi, monitoratge i control de fenòmens ambientals com és la contaminació atmosfèrica, el control del clima o l'homogeneïtzació de la temperatura i la humitat en recintes tancats, o l'enteniment i extinció d'incendis forestals, plantegen un repte constant al personal responsable i especialment als investigadors. Competeix aquesta problemàtica a sectors econòmics on s'utilitza cultius sota hivernacle, càmeres de pos-collita, cambres de refrigeració de tractors, explotacions de remugants, edificacions intel ligents, estudis ambientals urbans, entre molts altres. En totes elles hi ha una preocupació per la uniformitat en la producció, per una eficiència energètica i per l'impacte ambiental que es genera. Es troba doncs aquesta homogeneïtzació, dispersió i estratificació de les variables climàtiques i dels gasos, íntimament relacionada amb la ventilació dels espais exteriors i els recintes d'interès. Per a la comprensió dels fenòmens físics que es generen i posterior millora del disseny estructural i dels sistemes automàtics, cal un modelatge i estudi energètic, existint actualment diverses metodologies: Tècniques amb gas traçador, presa intensiva de dades acompanyada amb modelatge empíric tipus caixa negra, i simulació per resolució de les lleis físiques que governen el comportament dels espais d'estudi. Les anteriors tècniques de forma independent resulten insuficients per donar solucions pràctiques, i resulten costoses o altament particularitzades al cas d'estudi. És per això que la tècnica de dinàmica de fluids Computacionals (CFD), com a eina que s'uilitilza per resoldre numèricament les equacions de continuïtat i de moment que regeixen els intercanvis energètics d'un sistema per tal d'obtindre els camps de velocitat i de direcció del flux d'aire, la distribució de la temperatura, de la humitat i de gasos específics, es fa viable per obtindre els models que posteriorment s'utilitzaran amb sistemes de control avançat. No obstant això, la tècnica CFD requereix d'una validació dels resultats amb una presa (espai-temps) intensiva de dades. La majoria dels treballs publicats fan referència en les seves conclusions a la necessitat d'aquesta validació de les dades llançats i la forma en què es fa. El present document, per mitjà d'uns casos d'estudi, busca abordar la complexitat d'alguns fenòmens ambientals fent ús de models amb aquesta tècnica de CFD, la validació exigeix a més d'un protocol sistemàticament executat, un Sistema d'Adquisició de Dades (DAS) espacialment distribuït i temporalment controlat, la qual cosa s'aconsegueix amb el disseny i instal lació d'una Xarxa Sense fil de Sensors (WSN). Es troba llavors un primer cas justificatiu, on tenint la necessitat de l'estudi de l'homogeneïtzació del microclima d'un hivernacle, es genera un DAS gràcies a la integració de diferents tecnologies cablejades. Demostra a més d'un extens desenvolupament tècnic, una imperiosa necessitat de passar a una tecnologia no cablejada per aconseguir la cobertura espacial requerida en recintes o espais amb més volum. El segueix un cas d'estudi a nivell de laboratori, on es busca entendre la distribució i estratificació d'un gas en un recinte amb ventilació controlada. Es fa ús d'un model amb CFD, que al seu torn s'alimenta i valida amb un banc de dades generat gràcies a una WSN amb sensors de gasos. Després, un cas d'estudi on l'espai d'anàlisi es trasllada a un ambient real i amb alta complexitat, com ho és un carrer de la ciutat de València, Espanya. / Marulanda Tobón, A. (2016). MODELOS EN DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL PARA APLICACIONES AMBIENTALES Y SU VALIDACIÓN CON SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS BASADOS EN REDES DE SENSORES INALÁMBRICAS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63461 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] Las playas son espacios costeros que desarrollan numerosas funciones ambientales. Éstas proporcionan importantes beneficios a la sociedad y a las comunidades costeras, entre las que destacan la función ecológica, el suministro de protección para los territorios costeros y el hecho de que constituyen un recurso básico de la industria turística. De forma ligada al cambio climático, así como a acciones humanas que alteran el dinamismo natural de la costa, las playas están experimentando procesos erosivos cada vez más dañinos que afectan a su integridad física y al mantenimiento de sus funciones. La gestión de las playas en muchas ocasiones no se encuentra adaptada a las particularidades de los diferentes segmentos costeros. La toma de decisiones no se sustenta en información suficiente sobre las características, el dinamismo y el estado actual de las playas, dando lugar a soluciones cortoplacistas o ineficaces. Las características geomorfológicas son esenciales en el desarrollo de sus funciones al condicionar sus dimensiones físicas y su comportamiento frente a la acción del mar. Por ello, su caracterización de forma detallada y actualizada es necesaria para llevar a cabo acciones eficientes, permitiendo virar hacia una gestión costera más ecosistémica y sostenible. Las técnicas de teledetección presentan una gran capacidad para la adquisición de datos de la superficie terrestre. En concreto, los satélites Sentinel-2 y Landsat (5, 7 y 8) permiten disponer de forma gratuita imágenes de resolución media con cobertura mundial y alta frecuencia de revisitado. Los algoritmos de extracción de la línea de costa desarrollados recientemente por el Grupo de Cartografia GeoAmbiental y Teledetección (CGAT - UPV) permiten definir sobre estas imágenes la posición de la línea de costa, constituyendo datos potencialmente útiles para describir la morfología de las playas y su dinamismo. Universalizar su aplicación requiere su testeo y validación en diferentes tipos de costa. Para ello, el proceso de extracción ha sido adaptado para su explotación en entornos mareales, y las líneas de costa resultantes han sido evaluadas ante diferentes condiciones oceanográficas ofreciendo una precisión cercana a los 5 m RECM (raíz del error cuadrático medio). Teniendo en cuenta las necesidades de información para la gestión existentes, a partir de estas líneas de costa se propone derivar indicadores que permitan caracterizar la geomorfología de las playas y monitorizar sus cambios. Para ello, las metodologías propuestas aseguran una gestión eficiente de grandes volúmenes de líneas de costa, siendo así capaces de caracterizar las playas cubriendo grandes territorios y periodos de tiempo. Así se derivan el ancho de playa y el tamaño de los granos de sedimento como indicadores objetivos y fácilmente comprensibles de la geomorfología de la playa. La modelización espacio-temporal del estado y los cambios de la línea de costa y de la anchura posibilita monitorizar la respuesta de las playas a temporales y a actuaciones antrópicas, permitiendo analizar los cambios ocurridos cada pocos días hasta cubrir décadas. Su cobertura espacial junto a la integración con otras bases de datos cartográficas permite caracterizar la influencia de la geomorfología de la playa en el desempeño de sus funciones, permitiendo un análisis holístico de la costa a escala regional. Las metodologías desarrolladas en esta tesis y los indicadores derivados desde la teledetección brindan apoyo para dotar de criterios y priorizar las acciones de los gestores. Se contribuye así a llenar el espacio existente entre la disponibilidad de técnicas para obtener información remota y su aplicación en los procesos de toma de decisiones sobre la costa. / [CA] Les platges són espais costaners que desenvolupen nombroses funcions ambientals. Aquestes proporcionen importants beneficis a la societat i comunitats costaneres, entre les quals destaquen la funció ecològica, el subministrament de protecció per als territoris costaners i el fet que constitueixen un recurs bàsic de la indústria turística. De forma lligada al canvi climàtic, així com a accions humanes que alteren el dinamisme natural de la costa, les platges estan experimentant processos erosius cada vegada més nocius que afecten la seua integritat física i al manteniment de les seues funcions. La gestió de les platges en moltes ocasions no es troba adaptada a les particularitats dels diferents segments costaners. La presa de decisions no es sustenta en informació suficient sobre les característiques, el dinamisme i l'estat actual de les platges, donant lloc a solucions curtterministes o ineficaces. Les característiques geomorfològiques són essencials en el desenvolupament de les seues funcions en condicionar les seues dimensions físiques i el seu comportament enfront de l'acció de la mar. Per això, la seua caracterització de manera detallada i actualitzada és necessària per a dur a terme accions eficients, permetent virar cap a una gestió costanera més ecosistèmica i sostenible. Les tècniques de teledetecció presenten una gran capacitat per a l'adquisició de dades de la superfície terrestre. En concret, els satèl·lits Sentinel-2 i Landsat (5, 7 i 8) permeten disposar de manera gratuïta d'imatges de resolució mitjana amb cobertura mundial i alta freqüència de captura d'informació a un mateix punt. Els algorismes d'extracció de la línia de costa desenvolupats recentment pel Grup de Cartografia Geo-Ambiental i Teledetecció (CGAT - UPV) permeten definir sobre aquestes imatges la posició de la línia de costa, constituint dades potencialment útils per descriure la morfologia de les platges i el seu dinamisme. Universalitzar la seua aplicació requereix el seu testatge i validació en diferents tipus de costa. Per a això, el procés d'extracció ha sigut adaptat per a la seua explotació en entorns mareals, i les línies de costa resultants han sigut avaluades davant diferents condicions oceanogràfiques oferint una precisió pròxima als 5 m RMSE (arrel de l'error quadràtic mitjà). Tenint en compte les necessitats d'informació per a la gestió existents, a partir d'aquestes línies de costa es proposa derivar indicadors que permeten caracteritzar la geomorfologia de les platges i monitorar els seus canvis. Per a això, les metodologies proposades asseguren una gestió eficient de grans volums de línies de costa, sent així capaces de caracteritzar les platges cobrint grans territoris i períodes de temps. Així es deriven l'ample de platja i la grandària dels grans de sediment com a indicadors objectius i fàcilment comprensibles de la geomorfologia de la platja. La modelització espai-temporal de l'estat i els canvis de la línia de costa i de l'amplària possibilita monitorar la resposta de les platges a temporals i a actuacions antròpiques, permetent analitzar els canvis ocorreguts cada pocs dies fins a cobrir dècades. La seua cobertura espacial al costat de la integració amb altres bases de dades cartogràfiques permet caracteritzar la influència de la geomorfologia de la platja en l'acompliment de les seues funcions, permetent una anàlisi holística de la costa a escala regional. Les metodologies desenvolupades en aquesta tesi i els indicadors derivats des de la teledetecció brinden suport per a dotar de criteris i prioritzar les accions dels gestors. Es contribueix així a omplir l'espai existent entre la disponibilitat de tècniques per a obtenir informació remota i la seua aplicació en els processos de presa de decisions sobre la costa. / [EN] Beaches are coastal spaces that perform numerous environmental functions. They provide important benefits to society and coastal communities, including the ecological function, the provision of protection for coastal territories, and constitute a basic resource for the tourism industry. Due to climate change and human actions that alter the natural dynamism of the coast, beaches are experiencing increasingly harmful erosive processes that affect their physical integrity and the maintenance of their ecological functions. Beach management is often not adapted to the particularities of the different coastal segments. Decision-making is not based on sufficient information about characteristics, dynamism, and current state of beaches, resulting in short or ineffective solutions. Geomorphological characteristics are essential in the development of beach functions as they condition their physical dimensions and their behavior in response to the action of the sea. Therefore, their detailed and updated characterization is necessary to carry out efficient actions, allowing a more ecosystemic and sustainable coastal management. Remote sensing techniques have a great capacity for acquiring data from the land surface. In particular, Sentinel-2 and Landsat (5, 7, and 8) satellites freely provide medium resolution images with global coverage and high-revisit frequency. The algorithms for extracting the water/land interface recently developed by the Geo-Environmental Cartography and Remote Sensing Group (CGAT - UPV) allow defining the position of the shoreline on these images, constituting potentially useful data to describe beach morphology and dynamics. Universalizing their application requires testing and validation at different coastal types. For this purpose, the extraction process has been adapted for exploitation in tidal environments, and the resulting shorelines have been assessed under different oceanographic conditions offering an accuracy close to 5 m RMSE (Root-Mean-Square Error). From these shorelines, and taking into account the existing information needs for management, it is proposed to derive indicators to characterize the geomorphology of the beaches and to monitor their changes. To this end, the proposed methodologies ensure the efficient management of large volumes of shorelines, being able to characterize the beaches along broad coastal segments and periods. Thus, beach width and sediment grain size are derived as objective and easily understandable indicators of the beach geomorphology. Spatial-temporal modeling of the state and changes of shoreline position and beach width makes it possible to monitor the response to storms and anthropogenic actions, allowing to analyze changes that occur every few days or over decades. The large spatial coverage together with the integration with other cartographic databases allows characterizing the influence of beach geomorphology in the performance of its functions, offering a holistic view of the coast from a regional scale. The methodologies developed in this thesis and the indicators derived from remote sensing provide support and criteria for prioritizing the actions of managers. This contributes to fill the gap between the availability of techniques to obtain remote information and its application in the coastal decision-making process. / This research integrates findings and results obtained within the framework of the contract FPU15/04501 granted to the author by the Spanish Ministry of Education, Culture, and Sports, which has allowed this doctoral thesis to become a reality. The research has been supported by the funds of the project RESETOCOAST, by the Ministry of Economy, Industry, and Competitiveness (chapters 2 to 5), and the project MONOBESAT PID2019-111435RB-I00 by the Ministry of Science, Innovation, and Universities (chapter 6). About my stay in Portugal, it was possible with the funds of the Erasmus+ program. The contribution of Ó. Ferreira was funded by EW-COAST (PTDC/CTA-OHR/28657/2017) and by FCT and Univ. Algarve through the grant UID/MAR/00350/2013, while S. Costas’ was funded by IF/01047/2014. The following institutions have provided free access to essential data for the development of the publications that constitute this thesis: ESA and USGS for the satellite imagery; Puertos del Estado, and the Portuguese Hydrographic Institute in collaboration with CIMA for supplying oceanographic data; Ministry MITECO and DGSCM for data regarding beach sedimentology and nourishments. / Cabezas Rabadán, C. (2021). Beach Morphology and its Dynamism from Remote Sensing for Coastal Management Support [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/165076 / TESIS / Compendio