El agua dulce/salobre de los ríos, cuando desemboca en el mar, fluye sobre la salina formando un frente denominado pluma. Su extensión y morfología depende fundamentalmente de las condiciones hidrodinámicas (caudal del río, marea, oleaje y corrientes determinadas en gran medida por los vientos locales). Este estudio se ha llevado a cabo en la pluma del río Ebro. Se ha estudiado la distribución espacial de salinidad, nutrientes y clorofila a en la columna de agua. Para ello, en cada día de muestreo se tomaron muestras de agua en diversas estaciones de la pluma, con un dispositivo (denominado SWAS) que nos permite tener una alta precisión espacial en la capa más superficial de la columna de agua. El perfil de salinidad en esta capa superficial muestra claramente el reducido espesor de la pluma fluvial en condiciones de calma, con el incremento brusco de la salinidad en los primeros centímetros de la columna de agua a medida que aumenta la profundidad. Se ha detectado la existencia de discontinuidades en esta pauta, en especial cuando los vientos locales introducen aguas marinas de salinidad más elevada en la capa superior. Las concentraciones de nutrientes van disminuyendo gradualmente al aumentar la profundidad, la clorinidad y la influencia fluvial, aunque existen diversas desviaciones de esta pauta en dos zonas diferentes de la columna de agua (superficie y a mayor profundidad) que no se deben a variaciones en los aportes continentales, sino más bien a la actividad y movimiento de los organismos planctónicos en estas zonas. En el proceso de mezcla se dan dos tipos de comportamientos diferentes. Los del nitrato y nitrito son generalmente conservativos, aunque se producen algunas pérdidas debido fundamentalmente a la absorción planctónica. Este consumo planctónico da lugar a que los comportamientos del amonio y el PSR muestren claras pérdidas, llegando este último a valores cercanos al agotamiento en todas las estaciones del año al ser el nutriente limitante ...... / Romero Gil, I. (2004). Comportamiento de Nutrientes en la Pluma del Río Ebro [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2683 / Palancia

La Directiva Marco del Agua de la UE (2000/60/CE) tiene como objetivo establecer un marco para la protección de las aguas superficiales continentales, las aguas de transición, las aguas costeras y las aguas subterráneas que prevenga todo deterioro adicional, proteja y mejore el estado de los ecosistemas acuáticos. El fitoplancton es uno de los indicadores biológicos propuestos para establecer el estado ecológico de las masas de agua, que incluye diversos aspectos como la biomasa (clorofila a), para la cual ya han sido establecidos los criterios pertinentes para definir el estado ecológico de las diferentes masas, composición y abundancia fitoplanctónica todavía no desarrolladas por el MED-GIG. En este trabajo se desarrolla un índice multimétrico PHYMED de clasificación ecológica de las masas de aguas costeras basado en la composición, abundancia y biomasa de la comunidad fitoplanctónica. Para ello se han utilizado los datos de la red de monitoreo de la Comunidad Valenciana para el periodo comprendido entre agosto de 2005 a julio de 2008, en la que los recuentos de las comunidades fitoplanctónicas han sido llevados a cabo mediante microscopía de epifluorescencia, permitiendo diferenciar y contar un amplio grupo de organismos. En primer lugar, se establece el modelo conceptual para el desarrollo de un sistema de indicadores basados en la composición de la comunidad fitoplanctónica. Esto se ha llevado a cabo a partir del análisis de las correlaciones existentes entre los distintos parámetros relacionados con la composición y abundancia de la comunidad fitoplanctónica (principales grupos fitoplanctónicos y las variables relacionadas con éstos) y las variaciones en el contenido de clorofila a y fósforo total (indicadores de presión) de las diferentes masas de agua costeras. En función del análisis de presiones e impactos y de un análisis territorial, las condiciones de referencia para la Comunidad Valenciana son la Sierra de Irta (norte de Castellón) para la tipología II-A (con influencia continental moderada) y el cabo de San Antonio-Peñon de Ifach (norte de Alicante) para la tipología III (sin influencia continental). / Pachés Giner, MAV. (2010). PHYMED: Un sistema de indicadores ecológicos para la Directiva Marco del Agua basado en la composición de la comunidad fitoplanctónica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8347 / Palancia

[EN] Anaerobic membrane bioreactors for urban wastewater treatment present interesting advantages when compared with aerobic treatments, such as less sludge production, lower energy demand and biogas generation. However, the generated effluent cannot generally be discharged without further ammonium and phosphate elimination. This thesis studies the removal of these inorganic nutrients by means of microalgae cultivation. The main objective of this work is therefore to obtain an autochthonous microalgal culture and to investigate its ability to grow on an already existing anaerobic effluent, as well as to research the extent to which ammonium and phosphate can be removed. Moreover, this thesis aims at providing the kinetic expressions which reproduce the main processes involved, in order to provide the basis for process simulation and design. Microalgae were isolated from a local wastewater treatment plant and their ability to grow on the anaerobic effluent -while successfully removing ammonium and phosphate- was demonstrated. An excellent water quality was obtained with a semicontinuous cultivation mode under constant illumination. The Scenedesmus and Chlorococcum genus proliferated more efficiently and thus became predominant in the culture. Results also showed that phosphorus was the limiting nutrient in the anaerobic effluent to be treated. The influence of phosphorus limitation on ammonium and phosphate removal, as well as the influence of temperature in ammonium removal, were then studied under laboratory conditions. Kinetic expressions which reproduce the observed effects were proposed and validated, taking also into account the effect of light intensity. Additionally, a Scenedesmus-dominated culture was grown under varying light and temperature in an outdoor flat-plate photobioreactor, with constant monitoring of light intensity, temperature and ammonium concentration. Acceptable results were obtained in the reproduction of the experimental data, albeit with less accuracy than under laboratory conditions. The work here presented demonstrates the feasibility of coupling a microalgal cultivation system to an anaerobic membrane bioreactor for urban wastewater treatment. The basic factors affecting microalgal nutrient removal are researched, and mathematical models are provided which reproduce these effects. This Ph.D. thesis is enclosed in a national research project funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness entitled "Estudio experimental de la recuperación como biogás de la energía de la materia orgánica y nutrientes del agua residual, acoplando un AnBRM y un cultivo de microalgas" (MINECO project CTM2011-28595-C02-01/02). This research was also supported by the Spanish Ministry of Education, Culture and Sport via a pre doctoral FPU fellowship to the author (AP2009-4903) / [ES] En el tratamiento de aguas residuales urbanas, los bioreactores anaerobios de membranas presentan ventajas interesantes frente a los tratamientos aerobios. Algunas de estas ventajas son la menor producción de fangos, un menor consumo energético y la producción de biogás. Sin embargo, y generalmente, el efluente obtenido no puede ser vertido al medio sin una etapa previa de eliminación de amonio y fosfato. La presente tesis estudia la eliminación de dichos nutrientes inorgánicos empleando para ello un cultivo de microalgas. El objetivo principal de este trabajo es, por tanto, la obtención de un cultivo autóctono de microalgas y la evaluación de la capacidad que éstas tienen tanto de crecer en un efluente anaerobio como de eliminar el amonio y el fosfato presentes. Asimismo, se pretenden proporcionar las bases para la simulación y el diseño del sistema de depuración propuesto, mediante la obtención de las expresiones cinéticas que reproducen los principales procesos involucrados. En primer lugar se ha demostrado la capacidad de las microalgas, aisladas en una estación depuradora de aguas residuales, de crecer en el efluente anaerobio y de eliminar con éxito el amonio y fosfato en éste presente. El agua tratada, obtenida a mediante un proceso semicontinuo y con iluminación constante, presenta una excelente calidad. Los géneros Scenedesmus y Chlorococcum han proliferado más eficientemente y han llegado a ser los predominantes en el cultivo. Los resultados obtenidos indican que el nutriente limitante en el efluente a tratar es el fósforo, y por tanto la influencia de la limitación de fósforo en la eliminación de nutrientes ha sido estudiada en condiciones de laboratorio, junto con la influencia de la temperatura en la velocidad de eliminación de amonio. Han sido propuestas y validadas las correspondientes expresiones cinéticas que reproducen los efectos observados, teniendo en cuenta en todo momento la influencia de la intensidad de la luz. Por otro lado, un cultivo de Scenedesmus ha sido cultivado en el exterior, bajo condiciones cambiantes de luz y temperatura, que a su vez han sido monitorizadas constantemente, junto con la concentración de amonio. Los datos obtenidos han sido reproducidos mediante modelación matemática con resultados aceptables, aunque la precisión obtenida es menor que en condiciones de laboratorio. La presente tesis demuestra la viabilidad de combinar un cultivo de microalgas con un bioreactor de membranas para el tratamiento de agua residual urbana. Se exponen asimismo los factores básicos que influyen en la velocidad de eliminación de nutrientes, y se presentan los modelos matemáticos necesarios para reproducir los efectos observados. La presente tesis doctoral se incluye en el marco de un proyecto nacional de investigación financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad de título "Estudio experimental de la recuperación como biogás de la energía de la materia orgánica y nutrientes del agua residual, acoplando un AnBRM y un cultivo de microalgas" (CTM2011-28595-C02-01/02). La presente tesis doctoral ha sido también financiada por el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte a través de una ayuda para contratos predoctorales de Formación del Profesorado Universitario (AP2009-4903). / [CAT] En el tractament d'aigües residuals urbanes, els bioreactors anaerobis de membrana tenen avantatges interessants respecte als tractaments aerobis. Alguns d'aquests avantatges són: menys producció de fangs, menys consum energètic i la producció de biogàs. No obstant això, i en general, l'efluent obtingut no es pot tornar al medi sense una etapa prèvia d'eliminació d'amoni i fosfat. Aquesta tesi estudia l'eliminació d'aquests nutrients inorgànics emprant per a fer-ho un cultiu de microalgues. L'objectiu principal d'aquest treball és, per tant, l'obtenció d'un cultiu autòcton de microalgues i l'avaluació de la capacitat que aquestes tenen tant de créixer en un efluent anaerobi com d'eliminar l'amoni i el fosfat presents. Així mateix, volem proporcionar les bases per a la simulació i el disseny del sistema de depuració proposat, mitjançant l'obtenció de les expressions cinètiques que reprodueixen els principals processos involucrats. En primer lloc, s'ha demostrat la capacitat de les microalgues, aïllades en una estació depuradora d'aigües residuals, de créixer en l'efluent anaerobi i d'eliminar amb èxit l'amoni i el fosfat presents. L'aigua tractada, obtinguda mitjançant un procés semicontinu i amb il·luminació constant, presenta una qualitat excel·lent. Els gèneres Scenedesmus i Chlorococcum han proliferat més eficientment i han arribat a ser els predominants en el cultiu. Els resultats obtinguts indiquen que el nutrient limitant en l'efluent per tractar és el fòsfor, i per tant la influència de la limitació de fòsfor en l'eliminació tant d'amoni com de fosfat ha sigut estudiada en condicions de laboratori, juntament amb la influència de la temperatura en la velocitat d'eliminació d'amoni. S'han proposat i validat les expressions cinètiques corresponents que reprodueixen els efectes observats, tenint en compte en tot moment la influència de la intensitat de la llum. D'altra banda, s'ha cultivat a l'exterior un cultiu predominat per Scenedesmus, sota condicions canviants de llum i temperatura, que al seu torn s'han monitorat constantment, juntament amb la concentració d'amoni. Les dades obtingudes s'han reproduït mitjançant simulació matemàtica amb resultats acceptables, encara que la precisió obtinguda és més baixa que en condicions de laboratori. La nostra tesi demostra la viabilitat de combinar un cultiu de microalgues amb un bioreactor de membrana per al tractament d'aigua residual urbana. La tesi exposa així mateix els factors bàsics que influeixen en la velocitat d'eliminació de nutrients, i presenta els models matemàtics necessaris per a reproduir els efectes observats. Aquesta tesi doctoral s'inclou en el marc d'un projecte nacional de recerca finançat pel Ministeri d'Economia i Competitivitat amb el títol "Estudio experimental de la recuperación como biogás de la energía de la materia orgánica y nutrientes del agua residual, acoplando un AnBRM y un cultivo de microalgas" (CTM2011-28595-C02-01/02). La tesi doctoral ha sigut també finançada pel Ministeri d'Educació, Cultura i Esport a través d'una ajuda per a contractes predoctorals de formació del professorat universitari (AP2009-4903). / Ruiz Martínez, A. (2015). Nutrient removal from an anaerobic membrane bioreactor effluent using microalgae. Study and modeling of the process [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59409 / TESIS

[EN] Eutrophication is a form of water pollution that occurs when an excess of nutrients run into water ecosystems. This nutrient enrichment often induces changes in biota and its habitat. Specifically, in coastal ecosystems, the response of the phytoplankton community to nutrient inputs widely depends on the characteristic of the receiving waters, which encourages the growth of algae and eventually can lead to algal blooms, with negative environmental consequences for fisheries and recreational uses.The main objective of this thesis was to analyze and quantify the temporal and spatial variability in the phytoplankton community of the coastal area of Gandia, in the south of the Gulf of Valencia (Western Mediterranean Sea), as a response to physicochemical water variables during different environmental conditions and understand which species could proliferate in this area. The coastal area of Gandia constitute an excellent study area to implement this study as it presents most of the point and non-point nutrients inputs that usually affect coastal areas, such as wastewater discharges through submarine outfall, river discharges and groundwater discharges from a detritic aquifer. Furthermore, surface channels that drain the Safor wetland, which is used mainly for agricultural crops, outflow into the confined harbor.For this purpose, the taxonomic composition of the phytoplankton communities was determined in 32 sampling campaigns from July 2009 to July 2011. As novelty, this is the first time that the phytoplankton community of the coastal area of Gandia has been identified to species level and with such a high sampling frequency. The results indicate that nutrient inputs mainly from the river Serpis and channels that drain the wetland determine the composition and abundance of the phytoplankton community, and that several key environmental factors such as water temperature, radiation, hydrodynamism, and the molar ratios of nutrients influence seasonal phytoplankton assemblages. The phytoplankton community comprised two main groups: diatoms and dinoflagellates and a total of 126 taxa were identified. The diatom population primarily flourished in autumn and winter whereas in spring, dinoflagellate bloom occurred with high radiation and temperature. On the other hand, diatoms abundance was high even in summer; the key factor supporting this high diatom abundance seems to be the continuous availability of silica because of groundwater discharges, exchanges with the sediment interface in shallow areas and surface agriculture runoff, together with optimal light and temperature conditions. The discharges from the sewage treatment plant through the submarine outfall and the river Vaca did not appear to have a significant impact on the phytoplankton community because of a large water exchange with the oligotrophic Mediterranean waters. In the Venecia beach the highest levels of nutrient concentration and phytoplankton density were attributed to the greatest water residence time. The Gandia Harbor provide the proper conditions of confinement for the dinoflagellate blooms' development. Potentially harmful and blooming species were detected in these areas with some like Pseudo-nitzschia spp., Phaeocystis cf. cordata, and Alexandrium cf. minutum reaching high densities. This study has demonstrated that nutrient concentrations of the coastal area of Gandia are sufficient to allow high primary production and, under the proper conditions of confinement and water column stability, to promote the formation of microalgal blooms. Furthermore, the data obtained suggests that organic nutrients may exert an important role in the development of some microalgae like Pseudo-nitzschia. Future research, should to consider the role of the organic pool in the most confinement sections of this coastal area. / [ES] La eutrofización es una forma de contaminación marina que se da cuando un exceso de nutrientes llega a los ecosistemas acuáticos.El enriquecimiento puede inducir a cambios en la biota y su hábitat.En los ecosistemas costeros, la respuesta de la comunidad fitoplantónica a las entradas de nutrientes depende de las características de las aguas receptoras, se altera su composición como su densidad e incluso se puede llegar a procesos de proliferación de microalgas, con consecuencias ambientales negativas para la pesca y los usos recreativos.El objetivo principal de la tesis fue analizar y cuantificar la variabilidad temporal y espacial de la comunidad de fitoplancton del área costera de Gandia, en el sur del Golfo de Valencia (Mediterráneo occidental), como respuesta a las variaciones fisicoquímicas del agua bajo diferentes condiciones ambientales, y estudiar que especies pueden ser susceptibles de proliferar en la zona.Esta área constituye una excelente zona para desarrollar este estudio porque en ella se dan la mayoría de las entradas de nutrientes, tanto puntuales como difusas, que afectan las áreas costeras como son: las descargas de aguas residuales, aportes fluviales y descargas de aguas subterráneas de acuíferos costeros.Además, los canales superficiales que drenan el humedal de La Safor, cuyo uso fundamental es la agricultura, vierten en las aguas confinadas del Puerto de Gandía.Para conseguir este objetivo se determinó la composición taxonómica de la comunidad de fitoplancton mediante la realización de 32 muestreos desde julio de 2009 hasta julio de 2011.Es la primera vez que el fitoplancton de esta área costera ha sido estudiado a nivel de especie y con una frecuencia de muestreo tan elevada.Los resultados muestran que la entrada de nutrientes, principalmente a través del río Serpis y los canales que drenan el humedal, determinan la composición y abundancia de la comunidad de fitoplancton.Diversos factores ambientales como temperatura del agua, radiación, hidrodinamismo, y los ratios de nutrientes influyen en las asociaciones de fitoplancton y su proliferación.La comunidad estuvo formada principalmente por dos grupos, diatomeas y dinoflagelados, se identificaron 126 taxones.La población de diatomeas fue mayor en otoño e invierno, en primavera, crecieron los dinoflagelados influenciados por la alta radiación y temperatura.La abundancia de diatomeas fue elevada incluso en verano, el factor que soporta esta gran abundancia parece ser la disponibilidad continua de sílice por los aportes de aguas subterráneas, los intercambios en la interfase agua-sedimento en zonas poco profundas y las escorrentías superficiales, junto con óptimas condiciones de luz y temperatura.Los vertidos de la planta de tratamiento de aguas residuales a través del emisario submarino y el río Vaca no tuvieron un impacto significativo en la comunidad de fitoplancton por la dilución con las aguas oligotróficas del Mediterráneo.En la playa Venecia se dieron las concentraciones más altas de nutrientes y fitoplancton por el mayor tiempo de residencia del agua.El Puerto tiene las condiciones adecuadas de confinamiento para la proliferación de dinoflagelados.En la playa Venecia y en el Puerto se detectaron especies potencialmente dañinas y formadoras de blooms, algunas como Pseudo-nitzschia spp., Phaeocystis cf. cordata, y Alexandrium cf. minutum llegaron a alcanzar altas densidades.Esta tesis demuestra que las concentraciones de nutrientes de la zona costera de Gandia pueden permitir una alta producción primaria e incluso en las condiciones adecuadas de confinamiento para promover la proliferación de microalgas, algunas de ellas potencialmente dañinas.Los datos sugieren que los nutrientes orgánicos pueden ejercer un papel importante en el desarrollo de algunas microalgas como las del género Pseudo-nitzschia.Es conveniente, tener en cuenta en futuras investigaciones el papel del reservorio de materia orgánica / [CAT] L'enriquiment en nutrients afecta globalment a tots els ecosistemes aquàtics i, especialment als estuaris i àrees costaneres.Esta fertilització indueix a canvis en la biota i el seu hàbitat. Aquests canvis variaran en funció de les característiques de les aigües receptores.La primera resposta a este enriquiment en nutrients s'observa en la comunitat fitoplantònica, veient-se alterada la seua composició i la seua densitat donant-se, fins i tot, processos de proliferació de microalgues amb conseqüències ambientals negatives, per a la pesca i per als usos recreatius.L'objectiu principal d'esta tesi va ser analitzar i quantificar la variabilitat temporal i espacial de la comunitat de fitoplàncton de l'àrea costanera de Gandia, al sud del Golf de València (Mediterrani occidental), com a resposta a les variacions fisicoquímiques de l'aigua, baix diferents condicions ambientals i, estudiar quines espècies podien ser susceptibles de proliferar.Aquesta àrea presenta la majoria de les entrades de nutrients, que afecten les àrees costaneres, descàrregues d'aigües residuals, aportacions fluvials i descàrregues d'aigües subterrànies procedents d'aqüífers.A més, els canals superficials que drenen l'aiguamoll de la Safor aboquen a les aigües confinades del Port.Per a aconseguir aquest objectiu, es va determinar la composició taxonòmica de la comunitat de fitoplàncton en 32 campanyes, des de juliol de 2009 fins a juliol de 2011.Es el primer treball realitzat en esta zona en què el fitoplàncton ha sigut estudiat fins al nivell d'espècie i amb una freqüència de mostratge tan elevada.Els resultats mostren que l'entrada de nutrients, principalment a través del riu Serpis i els canals que drenen l'aiguamoll, determinen la composició i abundància del fitoplàncton.Diversos factors ambientals com la temperatura de l'aigua, radiació, hidrodinamisme, així com les ràtios de nutrients influeixen en les diferents associacions de fitoplàncton i la seua dinàmica de proliferació.La comunitat va estar formada principalment per dos grups: diatomees i dinoflagel.lats, i es van identificar 126 tàxons.La concentració de dinoflagel.lats va augmentar en primavera com a conseqüència dels increments en la radiació i la temperatura de l'aigua.Les majors abundàncies de diatomees es van donar durant la tardor i l'hivern, i es van mantindre elevades a l'estiu.Probablement el factor que suporta esta abundància durant l'estació estival va ser la disponibilitat continuada de sílice per les aportacions d'aigües subterrànies, els intercanvis en la interfase aigua-sediment en zones poc profundes i els escolaments superficials, junt amb òptimes condicions de llum i temperatura.Els abocaments de la planta de tractament d'aigües residuals a través de l'emissari submarí i el riu Vaca no van tindre en general un impacte significatiu en el fitoplàncton degut a una major dilució amb les aigües del Mediterrani.A la platja Venècia es donaren les concentracions més altes de nutrients i fitoplàncton conseqüència del major temps de residència de l'aigua.El Port va proporcionar les condicions adequades de confinament per al desenvolupament de floracions de dinoflagel¿lats.A la platja Venècia i al Port es detectaren espècies potencialment danyonses i formadores de blooms, algunes com Pseudo-nitzschia spp., Phaeocystis cf. cordata, i Alexandrium cf. minutum van aconseguir concentracions per a les que hi ha precedents en quant a efectes tòxics o roïns sobre l'ecosistema o s'han iniciat mesures de mitigació o gestió en altres zones costaneres.Aquest estudi ha demostrat que les concentracions de nutrients en aquesta zona són suficients per a permetre una alta producció primària i, en condicions de confinament per a promoure la proliferació de microalgues tòxiques y/o potencialment danyoses.Els resultats indiquen la necessitat tindre en compte en futures investigacions el paper del reservori de matèria orgànic / Gadea Pérez, MI. (2016). Determinación de la influencia de los factores ambientales en las proliferaciones algales fitoplanctónicas en la zona costera de Gandia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63677 / TESIS

En Chile existe un aumento en la preocupación por proteger y conservar los ecosistemas acuáticos debido al elevado valor ecológico y, principalmente, al alto grado de endemismo de las especies. Lamentablemente, las acciones antrópicas sobres estos ecosistemas producen presiones que han ido deteriorando sus hábitats. Sin embargo, no se ha desarrollado una herramienta que actúe como marco espacial para la planificación en la conservación y protección de estos ecosistemas. A esto, se debe agregar que la información de las especies acuáticas es insuficiente, incompleta, fragmentada y poco actualizada. Por ello, se pensó que un sistema de clasificación, que incluyese aspectos climáticos, morfológicos, geológicos y que además permita trabajar bajo diversas escalas espaciales, podría ser herramienta adecuada para suplir esta falta de marco espacial y escasez de información. Existen varios tipos de clasificación, entre los cuales destacan las clasificaciones desarrolladas a partir de la deducción de factores controladores de los procesos fluviales, también denominadas como clasificaciones a priori, y aquellas clasificaciones desarrolladas a partir de datos, denominadas clasificaciones a posteriori. Entre las ventajas que presentan las clasificaciones a priori se encuentran la factibilidad de implementarlas en zonas con poca información, la interpretación de sus clases y la posibilidad de extrapolar su información a zonas desprovistas de ésta. Entendiendo que el caudal es la principal variable directora de la composición de ecosistemas fluviales, se ha desarrollado en esta tesis la clasificación Eco-Hidrológica de los ríos de Chile (REC-Chile) de tipo a priori basada en una superposición jerárquica de los factores controladores del patrón hidrológico. Esta clasificación es multiescalar dotándola de una versatilidad que permite, según los factores controladores seleccionados, clasificar los tramos de río según distintos patrones fluviales y a diversas escalas espaciales. / Peredo Parada, MM. (2010). Implementación de una clasificación Eco-Hidrológica de los ríos de Chile y su aplicación a la gestión ambiental [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11515 / Palancia

This dissertation cope with unsteady state flow in a dual porosity aquifer. In our theoretical mainframe, a naturally fractured porous media saturated by a monophasic fluid (i.e. water at normal temperature and pressure conditions) was considered. Therefore, a practical review has been oriented to the following topics: first, geostatistical tools used to simulate aquifer parameters, specially, its double porosity; later, the incorporation of matrix-fracture transfer functions inside the governing system equations for those complex aquifers. Afterwards, a methodology was implemented with the aim to simulate both singular characteristics mentioned before; indeed, the stochastic representation for the always uncertain fracture network and the estimation of the matrix-fracture transfer function coefficients. To check its performance, this new methodology was then applied to a series of synthetic cases available in the literature. Also, it was then tested in a real field project. This last test was carried out in a cretaceous confined aquifer within the limits of a future uranium mine district at Cerro Solo, Province of Chubut, Argentina. Finally, a discussion is included about the comparison of the different outcomes against the registered results examples, the analytical solutions for a simplified double porosity model and the normal pumping test interpretation done for the real case problem. Conclusions mainly emphasize the importance to include the dual porosity equations when the analysis should consider a suspicious aquifer with this nature and suggest going forward with a solute transport model development by analogous methodology. / La modelación del flujo en medios geológicos naturalmente fracturados depende principalmente de la composición estructural de la relación matriz-fractura y de la forma en que se aproxime el intercambio de fluido entre ambas fases. Las dos características mencionadas (composición estructural de la doble porosidad y la función de transferencia de flujo) incorporan el mayor grado de incertidumbre en la modelación de los estados transitorios generados por bombeo. Para poder mejorar la interpretación del ensayo de bombeo y con el objetivo último de obtener parámetros característicos confiables del acuífero (tales como la conductividad y el coeficiente de almacenamiento para ambas fases), la metodología propuesta en esta tesis aprovecha las herramientas que brinda la geoestadística para simular realizaciones de campos de fisuras cuyo ensamble permite a su vez estimar los parámetros de forma de la función de transferencia matriz-fisura (FTMF). En efecto, los métodos clásicos disponibles para interpretar resultados de ensayos de bombeo en acuíferos heterogéneos, en especial aquellos que se presentan naturalmente fracturados y con una compleja relación entre las dos componentes porosas, no contienen una vinculación directa entre la estructura interna de un acuífero con doble porosidad y los parámetros hidrogeológicos que definen el flujo a través de ella. Esto sólo se ha logrado con geometrías muy simples de la estructura matriz-fisura o con modelos estocásticos de la red de fisuras que luego requieren un gran esfuerzo computacional al simularlos con modelos hidrodinámicos. Lo que se presenta en este trabajo de tesis es una metodología sencilla y práctica para lograr mejorar la estimación de los parámetros de un ensayo de bombeo en este tipo de acuíferos confinados naturalmente fracturados, incorporando por primera vez la estructura y la proporción de las familias de fisuras en las ecuaciones de pozo a través de la estimación directa del factor de forma de la función de transferencia, incidiendo principalmente en las etapas tempranas del régimen transitorio del bombeo. Para verificar su funcionamiento, la metodología desarrollada fue puesta a prueba en algunos casos sintéticos orientados a la interpretación de ensayos de bombeo en régimen variable. Además, se aplicó dicha metodología a la interpretación de las características hidrodinámicas de un acuífero cretácico confinado del Distrito uranífero Cerro Solo, en la provincia de Chubut, Argentina. A partir de las aplicaciones mencionadas, se discuten los resultados obtenidos por comparación con los ejemplos tomados de la literatura presentando el contraste con soluciones analíticas desarrolladas para casos particulares de acuíferos con doble porosidad y con la re-interpretación de la evolución temporal de las depresiones observadas en el acuífero ensayado. En las conclusiones se destaca la importancia de la consideración de la doble porosidad en las ecuaciones de flujo, alentando a su aplicación concreta en la práctica de interpretación de los ensayos de bombeo con la metodología presentada en esta tesis y a proseguir su evolución en etapas de desarrollo vinculadas al transporte de solutos en este tipo de acuíferos complejos. / La modelación del flux en mitjans geològics naturalment fracturats depèn principalment de la composició estructural de la relació matriu-fractura i de la forma en què s'aproxime l'intercanvi de fluid entre ambdues fases. Les dues característiques esmentades (composició estructural de la doble porositat i la funció de transferència de flux) incorporen el major grau d'incertesa en la modelación dels estats transitoris generats per bombament. Per a poder millorar la interpretació de l'assaig de bombament i amb l'objectiu últim d'obtenir paràmetres característics confiables de l'aqüífer (tals com la conductivitat i el coeficient d'emmagatzematge per a ambdues fases), la metodologia proposada en aquesta tesi aprofita les eines que brinda la geoestadística per a simular realitzacions de camps de fissures que el seu assemble permet al seu torn estimar els paràmetres de forma de la funció de transferència matriu-fissura (FTMF). En efecte, els mètodes clàssics disponibles per a interpretar resultats d'assajos de bombament en aqüífers heterogenis, especialment aquells que es presenten naturalment fracturats i amb una complexa relació entre les dues components poroses, no contenen una vinculació directa entre l'estructura interna d'un aqüífer amb doble porositat i els paràmetres hidrogeológicos que defineixen el flux a través d'ella. Açò només s'ha aconseguit amb geometries molt simples de l'estructura matriu-fissura o amb models estocàstics de la xarxa de fissures que després requereixen un gran esforç computacional en simular-los amb models hidrodinàmics. El que es presenta en aquest treball de tesi és una metodologia senzilla i pràctica per a aconseguir millorar l'estimació dels paràmetres d'un assaig de bombament en aquest tipus d'aqüífers confinats naturalment fracturats, incorporant per primera vegada l'estructura i la proporció de les famílies de fissures en les equacions de pou a través de l'estimació directa del factor de forma de la funció de transferència, incidint principalment en les etapes primerenques del règim transitori del bombament. Per a verificar el seu funcionament, la metodologia desenvolupada va ser posada a prova en alguns casos sintètics orientats a la interpretació d'assajos de bombament en règim variable. A més, es va aplicar aquesta metodologia a la interpretació de les característiques hidrodinàmiques d'un aqüífer cretàcic confinat del Districte uranífero Cerro Solament, en la província de Chubut, Argentina. A partir de les aplicacions esmentades, es discuteixen els resultats obtinguts per comparació amb els exemples presos de la literatura presentant el contrast amb solucions analítiques desenvolupades per a casos particulars d'aqüífers amb doble porositat i amb la re-interpretació de l'evolució temporal de les depressions observades en l'aqüífer assajat. En les conclusions es destaca la importància de la consideració de la doble porositat en les equacions de flux, encoratjant a la seua aplicació concreta en la pràctica d'interpretació dels assajos de bombament amb la metodologia presentada en aquesta tesi i a prosseguir la seua evolució en etapes de desenvolupament vinculades al transport de soluts en aquest tipus d'aqüífers complexos. / Romanazzi, P. (2017). Modelación geoestadística de medios geológicos naturalmente fracturados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90580 / TESIS

Las salinas son masas de agua situadas normalmente en el litoral, cuyo objeto es la obtención de sal a través de la evaporación del agua de mar (o en algunos casos de aguas salinas continentales). Generalmente están constituidas por un sistema de balsas someras cuya salinidad es mayor que la del agua marina y su ubicación, modo de explotación y la salinidad de las balsas, especialmente las que se dan al final del circuito, marcan la pauta para el desarrollo de las condiciones ambientales. Las elevadas concentraciones salinas hacen que estos sistemas presenten unas condiciones ambientales extremas a las que sólo unos pocos organismos especializados han podido adaptarse. En la presente tesis doctoral se realiza un estudio exhaustivo de los principales parámetros físico-químicos de estos ecosistemas tan extremos de la Comunidad Valenciana (salinas de Santa Pola, La Mata-Torrevieja y Calpe) que en gran medida están determinados por las condiciones de gestión humana. El principal parámetro considerado en el estudio de estos sistemas lógicamente es la salinidad, que presenta diferencias significativas entre las salinas dadas las condiciones particulares de cada una de ellas. Además, se estudia el comportamiento de diversos parámetros físico-químicos (pH, amonio, nitrito, nitrato, NID, PSR, relación NID/PSR, PT y ácido ortosilícico) así como las variaciones que estos parámetros presentan estacionalmente, a lo largo del gradiente salino, e incluso en diferentes zonas dentro de una misma salina. Se revisa si el estado de los diferentes parámetros físico-químicos deriva del sistema de explotación salinero o de causas distintas, y se realiza una comparación entre salinas con el fin de determinar si existen pautas de comportamiento similares entre ellas, o por el contrario, particularidades propias de cada una. Finalmente, se procede a revisar los principales criterios a tener en cuenta para el establecimiento del potencial ecológico en las salinas de la Comunidad Valenciana. / Martí Insa, CM. (2010). CARACTERIZACIÓN ECOLÓGICA Y ESTABLECIMIENTO DE LOS CRITERIOS PARA DETERMINAR EL POTENCIAL ECOLÓGICO EN LAS SALINAS DE LA COMUNIDAD VALENCIANA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9034 / Palancia

[EN] In this thesis, transport and fate of organophosphate pesticides - azinphos-methyl and chlorpyrifos- in productive soils from the valley of the Neuquén River in the Patagonia Argentina are analysed. Climate of the region is arid, so traditional fruit production is under flood irrigation. The soils in the floodplain are predominant Aridisols with textures from sandy loam to clay loam. Methodologically, the thesis was based on: field experiments and data and information processing conducted over a period of about 7 years. Dominant soil sites were selected in a transect perpendicular to the axis of the valley. In each place, pits were performed in order to describe horizons present in the profile. Samples were collected to determine textural composition and water retention curve in laboratory. Field experiments were done with the dye tracer FD & C Blue N° 1, applying water depth similar to those used in the production irrigation, to describe the mechanisms of preferential flow present in A and B horizons of soil. Through principal component analysis, the selected four sites were grouped in two types with different hydraulic and textural characteristics. Field studies and laboratory tests along with bibliographic information allowed the parametrization of the dual-permeability model MACRO. Calibration was done with groundwater level data and azinphos-methyl concentration data measured in the soil horizons, while validation was performed with chlorpyrifos determined in the same samples as azinphos-methyl. The modelling of the dynamics of azinphos-methyl and chlorpyrifos in the profiles of both types of soil corroborated the existence of preferential flow as a mechanism that occurs in short time intervals and facilitates the entry of pesticides into the soil. The preferential migration occurs mainly through biopores, structures that form soil aggregates and heterogeneities- such as boundaries between horizons- in both types of soil. In the clay loam soil, preferential migration is also produced through desiccation cracks. Boundary conditions, surface irrigation and water table swing at the base of the profile, link the dynamic of preferential transport. Pesticides transport through the soil micropores is performed with a slower flow, in balance, enabling retention and degradation of the solutes in the surface layers. Uncertainty in predicting pesticide leaching into the aquifer was analysed by sensitivity analysis of the 35 model parameters. In addition to the sensitivity of the model to the soil hydraulic and geochemical pesticides parameters, the irrigation depth is the main source of uncertainty in estimating both types of soil and substances. Productive management alternatives were simulated to reduce leaching into the underlying unconfined aquifer. Among these, the incorporation of organic matter was the best alternative. Finally, aware of the complexity of the phenomenon studied and its modelling, the most relevant aspects that would improve the application of MACRO to study the impact of pesticides leaching in the valley production systems are cited. The model parameterization for the types of soil present in the region facilitates the use of this tool both at the profile and basin scale. The implementation of the parameterized model with GIS will be able to classify the productive area in pollution sensitive areas of unconfined aquifer by the application of pesticides. / [ES] En esta tesis doctoral se analiza el transporte y destino de los plaguicidas organofosforados -metil azinfos y clorpirifós- en suelos productivos del valle del Río Neuquén en la Patagonia Argentina. La región es de clima árido por lo que la producción frutícola tradicional se realiza bajo riego por gravedad. Los suelos presentes en la llanura aluvial son aridisoles con texturas predominantes desde franca arenosa a franca arcillosa. Metodológicamente, la tesis se basó en dos instancias, una de campo y otra de procesamiento de datos e información en gabinete, realizadas durante un período de unos 7 años. En una transecta perpendicular al eje del valle se seleccionaron sitios con suelos dominantes donde se realizaron calicatas para la descripción de los horizontes presentes en el perfil. Se extrajeron muestras para determinar en laboratorio la composición textural y la curva de tensión humedad. Ensayos de campo con colorante FD&C Blue N°1 aplicando láminas de riego semejantes a las utilizadas en la producción, permitieron describir los mecanismos de flujo preferencial presentes en los horizontes A y B del suelo. Mediante análisis de componentes principales se agruparon los cuatro suelos seleccionados a priori, en dos grupos con diferentes características hidráulicas y texturales. Los estudios de campo y de laboratorio realizados junto con información bibliográfica, permitieron parametrizar el programa MACRO de flujo y transporte en un medio de porosidad dual (microporos y macroporos). La calibración se realizó con datos de nivel freático y con datos de concentración de metil azinfos medidos en los horizontes del suelo, mientras que la validación se efectuó con clorpirifós determinados en las mismas muestras que metil azinfos. La modelación de la dinámica de metil azinfos y clorpirifós en el perfil de ambos tipos de suelos, permitió corroborar la existencia de flujo preferencial como mecanismo que ocurre en pequeños intervalos de tiempo y que facilita el ingreso de los plaguicidas hacia el subsuelo. La migración preferencial se produce principalmente a través de bioporos, de estructuras que forman los agregados del suelo y de heterogeneidades -como límites entre horizontes- en ambos tipos de suelos. En el suelo franco arcilloso se produce además a través de grietas de desecación. La dinámica del transporte preferencial está vinculada a las condiciones de borde: el riego en la superficie y la oscilación del nivel freático en la base del perfil. El transporte de los plaguicidas a través de los microporos del suelo, se realiza con flujo más lento, en equilibrio, que posibilita la retención y degradación de los solutos en las capas superficiales. Se analizó la incertidumbre en la predicción de la lixiviación de plaguicidas al acuífero mediante análisis de sensibilidad de 35 parámetros del modelo. Además de la sensibilidad del modelo a los parámetros hidráulicos del suelo y los geoquímicos de los plaguicidas, se comprueba la importancia de la lámina de riego que se transforma en la principal fuente de incertidumbre en la estimación en ambos tipos de suelos y sustancias. Para disminuir la lixiviación hacia el acuífero libre subyacente, se simularon alternativas de manejo productivo siendo la incorporación de materia orgánica la que se presenta como la mejor alternativa. Por último, conscientes de la complejidad del fenómeno estudiado y su modelación, se señalan los aspectos más relevantes que permitirían mejorar la aplicación de MACRO para estudiar el impacto de la lixiviación de plaguicidas en los sistemas productivos del valle. La parametrización del modelo para los tipos de suelos presentes en la región, facilitaría la utilización de esta herramienta tanto a escala del perfil como de cuenca. La implementación del modelo parametrizado con Sistemas de Información Geográfica permitirá clasificar el área productiva en zonas de susceptibilidad a la con / [CAT] En esta tesi doctoral s'analitza el transport i destí dels plaguicides organofosforats -metil azinfos i clorpirifós- en sòls productius de la vall del Riu Neuquén en la Patagònia Argentina. La regió és de clima àrid pel que la producció frutícola tradicional es realitza baix reg per gravetat. Els sòls presents en la plana al¿luvial són aridisols amb textures predominants des de franca arenosa a franca argilosa. Metodològicament, la tesi es va basar en dos instàncies, una de camp i una altra de processament de dades i informació en gabinet, realitzades durant un període d'uns 7 anys. En un transecte perpendicular a l'eix de la vall es van seleccionar llocs amb sòls dominants on es van realitzar sondatges per a la descripció dels horitzons presents en el perfil. Es van extraure mostres per a determinar en laboratori la composició textural i la corba de tensió humitat. Assajos de camp amb colorant FD&C Blue N °1 aplicant làmines de reg semblants a les utilitzades en la producció, van permetre descriure els mecanismes de flux preferencial presents en els horitzons A i B del sòl. Per mitjà d'anàlisi de components principals es van agrupar els quatre sòls seleccionats a priori, en dos grups amb diferents característiques hidràuliques i texturales. Els estudis de camp i de laboratori realitzats junt amb informació bibliogràfica, van permetre parametritzar el programa MACRO de flux i transport en un mitjà de porositat dual (microporus i macroporus) . El calibratge es va realitzar amb dades de nivell freàtic i amb dades de concentració de metil azinfos mesurats en els horitzons del sòl, mentres que la validació es va efectuar amb clorpirifós determinats en les mateixes mostres que metil azinfos. La modelació de la dinàmica de metil azinfos i clorpirifós en el perfil d'ambdós tipus de sòls, va permetre corroborar l'existència de flux preferencial com a mecanisme que ocorre en xicotets intervals de temps i que facilita l'ingrés dels plaguicides cap al subsòl. La migració preferencial es produeix principalment a través de bioporus, d'estructures que formen els agregats del sòl i d'heterogeneïtats -com límits entre horitzons- en ambdós tipus de sòls. En el sòl franc argilós es produeix a més a través de clavills de dessecació. La dinàmica del transport preferencial està vinculada a les condicions de contorno: el reg en la superfície i l'oscil¿lació del nivell freàtic en la base del perfil. El transport dels plaguicides a través dels microporus del sòl, es realitza amb flux més lent, en equilibri, que possibilita la retenció i degradació dels soluts en les capes superficials. Es va analitzar la incertesa en la predicció de la lixiviació de plaguicides a l'aqüífer per mitjà d'anàlisi de sensibilitat de 35 paràmetres del model. A més de la sensibilitat del model als paràmetres hidràulics del sòl i els geoquímics dels plaguicides, es comprova la importància de la làmina de reg que es transforma en la principal font d'incertesa en l'estimació en ambdós tipus de sòls i substàncies. Per a disminuir la lixiviació cap a l'aqüífer lliure subjacent, es van simular alternatives de gestió productiva sent la incorporació de matèria orgànica la que es presenta com la millor alternativa. Finalment, conscients de la complexitat del fenomen estudiat i la seua modelació, s'assenyalen els aspectes més rellevants que permetrien millorar l'aplicació de MACRO per a estudiar l'impacte de la lixiviació de plaguicides en els sistemes productius de la vall. La parametrització del model per als tipus de sòls presents en la regió, facilitaria la utilització d'esta ferramenta tant a escala del perfil com de conca. La implementació del model parametritzat amb Sistemes d'Informació Geogràfica permetrà classificar l'àrea productiva en zones de susceptibilitat a la contaminació de l'aqüífer lliure per l'aplicació de plaguicides. / Dufilho, ACA. (2016). Caracterización y modelación del transporte preferencial de plaguicidas organofosforados en suelos productivos bajo riego. Aplicación al Distrito Colonia Centenario, Patagonia Argentina [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62587 / TESIS

El conocimiento de los procesos hidrológicos es esencial para la gestión de los recursos hídricos tanto desde el punto de vista cuantitativo (crecidas o sequías) como desde el punto de vista cualitativo (contaminación). El funcionamiento hidrológico de las cuencas mediterráneas es aún bastante desconocido a pesar de los diferentes estudios realizados desde hace una veintena de años. Los progresos realizados en la identificación y modelización de los procesos hidrológicos corresponden casi en la totalidad a investigaciones realizadas en clima templado-húmedo (Bonell y Balek, 1993; Buttle, 1994). Esta falta de información, fuerza según Bonell (1993) a la "transferencia de resultados", a pesar de la necesidad evidente de desarrollar aproximaciones diferentes, principalmente en el ámbito de la modelización (Pilgrim et al. 1988). Por lo que se refiere a la modelación hidrológica, los estudios disponibles (Durand et al., 1992; Parkin et al., 1996; Piñol et al., 1997 entre otros) muestran serias dificultades para reproducir las primeras crecidas de otoño, después del periodo estival seco. Para estas cuencas parece difícil modelizar correctamente uno o más años hidrológicos completos con un solo juego de parámetros (Piñol et al., 1997, Bernal et al., 2004). El clima mediterráneo está caracterizado por una dinámica estacional muy marcada del régimen de precipitaciones y de la evapotranspiración, que favorece la alternancia durante el año de periodos secos y húmedos. Esto modifica fuertemente el estado hidrológico de la cuenca, de lo que deriva un comportamiento hidrológico complejo y no-lineal (Piñol et al. 1999). La necesidad de comprender el funcionamiento hidrológico de un sistema responde a dos cuestiones importantes: por un lado es el procedimiento más indicado para proporcionar elementos útiles a la gestión integrada de los recursos hídricos y por otro lado es fundamental para la modelación del comportamiento de nutrientes por ejemplo como el nitrato. / Medici ., C. (2010). Progressive development of a hydrologic and inorganic nitrogen conceptual model to improve the understanding of small Mediterranean catchments behaviour [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8428 / Palancia

Los procesos biológicos en una EDAR consisten en transformaciones bioquímicas que realizan los microorganismos durante su crecimiento. La modelación matemática de estos procesos de crecimiento es fundamental para el diseño, simulación y control óptimo de una EDAR. Habitualmente, el proceso de nitrificación era modelado como una única etapa en la que el amonio era oxidado a nitrato. Sin embargo, con el desarrollo de nuevas tecnologías y la aparición de problemas de acumulación de nitrito en algunas EDARs ha surgido la necesidad de considerar el nitrito como un nuevo componente en la modelación de los procesos biológicos. Esto ha llevado a la aparición de modelos en los que se divide el proceso de nitrificación en dos etapas. Aunque son varios los modelos de nitrificación en dos etapas propuestos, aun no hay un modelo ampliamente aceptado, apropiado para tratar las cuestiones mencionadas y proporcionar un rango de valores de parámetros fiable para reproducir adecuadamente las transformaciones del nitrito en los sistemas de fangos activos. Además, tampoco se ha definido una metodología de calibración para estos modelos que facilite la determinación de los valores de los parámetros incluidos en estos. Por ello, los objetivos generales de esta tesis son el desarrollo de un modelo general del proceso de nitrificación vía nitrito que considere tanto la oxidación de amonio a nitrito como del nitrito a nitrato y la metodología de calibración para los parámetros de las bacterias implicadas. Como se pretende validar el modelo en dos sistemas de operación con características completamente diferentes, un reactor SHARON a escala de laboratorio y una planta piloto de fangos activados, ha sido necesario el desarrollo de una metodología de calibración adaptada a cada uno de los sistemas. La metodología de calibración aplicada al reactor SHARON incluye únicamente la determinación de los valores de los parámetros correspondientes a las bacterias amonioxidantes (AOB). / Jiménez Douglas, E. (2010). Modelación matemática del proceso de nitrificación en dos etapas. Desarrollo de metodologías de calibración del modelo para un reactor SHARON y un proceso de fangos activados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8499 / Palancia