La minería es considerada un motor clave para el desarrollo económico de un país. En este sector, el mejoramiento en la eficiencia de usos del agua es un punto crítico desde el punto de vista económico y ambiental, por ello se siguen implementando nuevos procesos en el tratamiento del agua en el sector minero. Por tal motivo, el objetivo de esta investigación es demostrar que es posible mejorar las PTAR (planta de tratamiento de aguas residuales) de uso minero, lo que implica el mejor funcionamiento del sistema, usando de la mejor forma los recursos que se tienen. Esta investigación se desarrolló bajo los lineamientos de una metodología experimental, donde se diseñó el coagulador, floculador y clarificador de agua de rastras y el diseño del sistema integrado de clarificación de agua de 3 procesos que lo reemplazaría. El propósito de esto es realizar un análisis comparativo entre ambos sistemas usado en la mina “Coimolache” Con los resultados de los cálculos realizados para ambos diseños, tanto el clarificador de rastras y el sistema integrado de clarificación de agua de 3 procesos se demostrará que es posible una reducción en área (m2) a ocupar en el terreno, y de volumen (m3) de movimiento de tierra para contribuir la reducción del impacto ambiental. Así mismo, se evaluó la variación de los costos de implementación, operación y mantenimiento. Finalmente se busca dar a conocer, documentar y demostrar que el uso del sistema integrado de clarificación de agua de 3 procesos tiene múltiples ventajas para promover su implementación al nivel nacional. / Mining is considered a key for the economic development of a country. In this sector, improvement in water use efficiency of use is a critical point from the economic and environmental point of view, is because this reason, new processes are being implemented in the treatment of water in the mining sector. For this reason, the principal objective of this research is to demonstrate that it is possible to optimize the WWTP (wastewater treatment plant) for mining even to get the best operation of the system using in the right way the resources that we have. This research was developed under the guidelines of an experimental methodology, where coagulator, flocculator, and dredge water clarifier were designed and the design of the integrated 3-process water clarification system that would replace them. The purpose is to realize a comparative analysis between these systems used in the "Coimolache" mine. With the results of the calculations carried out for both designs, dredge water clarifier and integrated 3-process water clarification system, it will demonstrate that a reduction in area (m2) to be occupied on the ground and volume (m3) of earth movement is possible to contribute to the reduction of environmental impact. Likewise, the variation in implementation, operation and maintenance costs it was evaluated. Finally, this research intends to make known, document, and demonstrate that the use of the integrated 3-process water clarification system has multiple advantages to promote its implementation at the national level. / Tesis

El presente trabajo de investigación expone uno de los diversos escenarios en donde dos ramas del derecho internacional, las inversiones y los derechos humanos se interrelacionan. Para ello, se parte del supuesto de una demanda interpuesta ante el CIADI por un inversionista extranjero contra un Estado alegando violación del estándar de trato justo y equitativo, ante lo cual, el Estado responde con argumentos relativos a obligaciones referentes al derecho al agua en cabeza del mismo Estado o del inversionista. A partir de ello, se establecen tres supuestos principales, que dichos argumentos sirvan para determinar que no existió violación del estándar, que si bien los mismos no logren ser suficientes para ello, si puedan fungir como un factor mitigante de la compensación a pagar al inversionista, y en ultima ratio, que ante la gravedad de los argumentos y pruebas, los mismo sirvan como base de una demanda reconvencional, en la cual el Estado no solo busque que se le nieguen las pretensiones al inversionista, sino incluso una compensación propia. El trabajo se basa en doctrina y jurisprudencia que permite analizar y determinar de que manera la invocación de obligaciones sobre el derecho al agua pueden incidir en el caso que se adelante ante este centro de arbitraje, partiendo de la identificación de la fuente de dichas obligaciones, el análisis de los elementos relevantes para la determinación de la violación del estándar TJE, la influencia y repercusión que estas obligaciones pudieran tener en la reducción de la compensación, y las reflexiones sobre la viabilidad de plantear demandas de reconvención, con lo cual se logra poner en evidencia la interconexión y complementariedad entre el derecho internacional de las inversiones y los derechos humanos, desde una perspectiva objetiva, cautelosa y fundamentada sobre los limites del método científico- cualitativo a través de una aproximación deductiva.

[pt] O Pantanal sul-mato-grossense, no município de Corumbá, possui as denominadas Escola das Águas, assim chamadas por estarem situadas em regiões de difícil acesso e sofrerem a influência do ciclo das águas do pantanal, período marcado pela cheia dos rios, de dezembro a junho e a vazante dos mesmos, nos meses restantes. A tese tem o propósito de analisar a cultura lúdica das crianças de uma Escola das Águas, e sua relação com a experiência escolar tendo como questões norteadoras como é constituída a cultura lúdica de crianças das águas? Do que brincam e como brincam crianças pantaneiras, isoladas, temporariamente do meio urbano? Como aprendem os jogos e brincadeiras que realizam? Têm acesso a mídias? Como expressam sua cultura lúdica e sua aprendizagem do brincar no ambiente escolar? Como relacionam cultura lúdica e cultura escolar no período em que residem na escola? Foram realizadas observações, entrevistas, desenhos produzidos pelas crianças sobre jogos e brincadeiras e fotografias de jogos e brincadeiras realizados pelas crianças na escola na Escola Fazenda Santa Mônica. O levantamento dos dados teve a duração de 15 dias em agosto de 2016. Participaram do estudo 31 alunos, 04 professores e 02 monitores. Os dados foram analisados e categorizados em cinco eixos temáticos: 1. Tipologia do jogo/brincadeira empregado; 2. Preferência lúdica das crianças 3. Meios de transmissão da cultura lúdica; 4. Presença de mídias na cultura lúdica; e 5. Cultura lúdica e cultura escolar. A pesquisa apontou que a cultura escolar é um elemento limitador da cultura lúdica das crianças, principalmente no que diz respeito a brincadeiras feitas na natureza. A cultura pantaneira é quase inexistente nas atividades lúdicas desenvolvidas pelas crianças. / [en] The Pantanal in Mato Grosso do Sul, in Corumbá city, possesses the Escola das Águas (School of Waters), so called since they are located in an area that is difficult access because of the influence of the Pantanal water cycle. A period noted by rivers flooding from December to June and the low waters in the remaining months. The purpose of this thesis is to analyze the children s ludic culture in a Escola das Águas and its relationship with the school experience, with the primary question of how the children s ludic culture is comprised. What do Pantanal children do for play and how do they play being isolated during temporary occasions from the urban environment. How do they learn, and which games they play? Do they have access to media? How do they express their play culture and learning of play in the school environment? How do they relate ludic culture and school culture in the period in which they are in school? This thesis will include observations, interviews, drawings produced by the children about games and photographs of games made by the children in Escola Fazenda Santa Mônica. Data survey lasted 15 days in August 2016.Thirty-one students, four teachers and two monitors have participated in the study. The data was analyzed and categorized into five thematic axes: 1. Type of game / game used; 2. Children s playful preferences 3. Ludic cultures means of transmission; 4. Presence of media in the ludic culture; And 5. Ludic culture and school culture. The research pointed out that the school culture is a limiting element of the children s ludic culture, especially when it comes to games taking place in nature. Pantaneira s culture is almost non-existent in the game activities developed by children.

Actualmente, las plantas de tratamiento de aguas residuales se enfrentan a problemas de sostenibilidad de gran importancia como la reutilización de las aguas, el balance energético, las emisiones de gases de efecto invernadero y la eutrofización (Tchobanoglous et al., 2014; Organización de las Naciones Unidas, 2017). En torno de esta problemática, el objetivo de este trabajo es proponer y analizar alternativas de tratamiento de aguas residuales para el proyecto Parque Científico, Tecnológico y Social PUNKU (PCTS-PUNKU) desde un enfoque sostenible. De acuerdo a las necesidades del proyecto, se analizan diferentes tecnologías de tratamiento según sus características ambientales, energéticas, económicas y funcionales. Luego, se diseña preliminarmente los principales componentes de cada alternativa, los cuales se verifican mediante el simulador Biowin. Por último, se realiza un análisis multicriterio de las alternativas propuestas mediante un modelo analítico jerárquico, el cual evalúa los criterios ambientales, energéticos, económicos y funcionales de cada alternativa. Entre los resultados se proponen tres alternativas para el PCTS-PUNKU: lodos activados, biorreactor de membrana (MBR), y biorreactor anaerobio de membrana (AnMBR). De acuerdo con el diseño preliminar, las alternativas propuestas presentan la capacidad de cumplir con los Estándares de Calidad Ambiental para el riego de áreas verdes y las recomendaciones de la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos para algunos usos urbanos en edificaciones. El análisis multicriterio no muestra una preferencia marcada entre las alternativas, pero resalta sus principales fortalezas: la funcionalidad y economía de los lodos activados; la alta calidad del efluente del MBR; y la eficiencia energética del AnMBR. En conclusión, las alternativas propuestas representan oportunidades para la sostenibilidad del PCTS-PUNKU mediante la recuperación de recursos, enfoque de desarrollo en el tratamiento de las aguas residuales.

Las empresas que vierten sus efluentes industriales al alcantarillado sanitario, ocasionan impactos negativos en la infractuctura del alcantarillado, lo cual hace más costoso su mantenimiento y también afecta la eficiencia de la plantas de tratamiento, a cargo de las Empresas Prestadoras de Servicio de Saneamiento (EPS). En ese contexto, se aprobaron los Valores Máximos admisibles (VMA) de las descargas de las aguas residuales no domésticas en el sistema de alcantarillado sanitario, estableciéndose que en caso de superar los VMA, el usuario deberá efectuar un pago adicional por exceso de concentración; no obstante, actualmente los impactos negativos al alcantarillado persisten. Por ello, resulta importante conocer si la referida regulación ha logrado que las empresas cumplan con los VMA. En es sentido, en el presente trabajo de investigación se analiza la aplicación de la regulación de los VMA en las empresas de la industria de curtiembre, por ser una de la más representativas en la generación de efluentes con alta carga contaminante y se centra en la ciudad de Lima por ser una de las ciudades que concentra el mayor porcentaje de curtiembres a nivel nacional. Para ello, se ha identificado a las empresas de curtiembre en Lima que se encuentran sujetas a la regulación de VMA y se ha realizado un análisis de los resultados de los monitoreos de los efluentes que vierten al alcantarillado público y del volumen promedio de agua consumido, durante el periodo 2014-2021, así como, de la información de sus instrumentos de gestión ambiental aprobados, sobre el volumen promedio agua consumido, el tipo de tecnología que emplean para tratar sus efluentes industriales, entre otros. En base a los resultados obtenidos, se realizan recomendaciones al marco regulario actual de los VMA.

En la actualidad, el agua es esencial para el desarrollo de una vida sostenible, y se considera el principal recurso natural para uso doméstico, industrial y agrícola (Higa Laura E. & Chen Weiqi, 2009). A pesar de su importancia, se tiene diversos problemas: la escasez, reparto no equitativo y el uso erróneo y desmesurado. Por ello, una buena alternativa es el incluir en la gestión del agua a las aguas residuales. Las aguas residuales poseen un alto valor energético, por lo que muchos países alrededor del mundo están reincorporándolos al ciclo productivo del agua (Crespi et al., 2005). Para que esto suceda, se empezó con el uso de plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) que mejoren la calidad del agua residual obteniendo valores que cumplan la legislación de cada país. En el Perú se empezó con la utilización de PTAR en el siglo XX con el sistema de lagunas facultativas (Moscoso C. Julio, 2011). Actualmente el 32.3% de las aguas residuales reciben un tratamiento previo y solo el 3.84% es reutilizado (SUNASS, 2015). Por lo que se plantea el diseño de PTAR que brinde tratamiento a una fracción de las aguas residuales provenientes de Los Olivos para su posterior aprovechamiento en el riego de áreas verdes en el mismo distrito. Para llevar a cabo el diseño de la PTAR se utiliza la siguiente metodología basada en el enfoque de Bozkurt et al., 2015: estimar los caudales de diseño, corroborar que dichos caudales sean abastecidos por los pobladores del lugar de estudio, caracterizar el agua residual, establecer los límites máximos permisibles para realizar el diseño través de método empíricos y el software BioWin 5.0. Para la selección de las tecnologías se hace uso del Análisis de Decisión Multicriterio (MCDA) priorizando el factor técnico. Los resultados obtenidos en cuanto a los grados de remoción de la materia orgánica y los sólidos en suspensión han sido satisfactorios, ya que se logra cumplir con los límites máximos permisibles establecidos (LMP) en el D.S. N°003-2010-MINAM. Para lograr cumplir con la Directiva Ambiental Europea EC 1998 será necesario mejorar la configuración y para ello se agregará un sistema anaerobio-aerobio, el tratamiento secundario estará constituido por reactores anaerobios de flujo ascendente y filtros percoladores, con esta tecnología se obtendría remociones de materia orgánica cercanas al 100%. Por lo que, esta configuración podrá ser utilizada como una buena opción para implementar una planta en Los Olivos.

El agua es indispensable para el desarrollo humano; sin embargo, año a año, su acceso se ha vuelto más limitado por los distintos factores externos que lo afectan, como el cambio climático y las actividades antropogénicas que inciden directamente en su cantidad y calidad. De ese modo, se han establecido diversos mecanismos para su conservación. En el Perú, a través de la Política y Estrategia Nacional de Recursos Hídricos, se ha establecido líneas de acción para conservar y recuperar la calidad de los recursos hídricos a fin de lograr su gestión integrada a nivel nacional. De ese modo, en el año 2016, se promulgó el Decreto Legislativo N.° 1285, el cual establece “un plazo no mayor a nueve (9) años para la adecuación progresiva de los prestadores de servicios de saneamiento a lo establecido en los artículos 79, 80, 81 y 82 de la Ley N.° 29338, Ley de Recursos Hídricos (LRH)”. Al respecto, los prestadores de servicios de saneamiento que se inscriban en el Registro Único para el Proceso de Adecuación Progresiva no están sujetos a las sanciones que se hayan generado o generen como consecuencia del incumplimiento de los artículos 79, 80, 81 y 82 de la LRH, es decir, son sujetos que no pueden ser fiscalizados por la Autoridad Nacional del Agua por realizar vertimientos o reúso de agua residual tratada o sin tratar. Sin embargo, a un año de culminar dicha implementación del DL N.° 1285, no se ha logrado el objetivo de adecuar los vertimientos del sector saneamiento a la normativa ambiental vigente. Ello se evidencia en la parte baja de la cuenca Chira, cuya calidad no ha mejorado y continúa siendo afectada por los vertimientos de aguas residuales municipales sin tratamiento de la Empresa Prestadora de Servicios de Saneamiento Grau S. A., ya que a la fecha no cuenta con ninguna autorización de vertimientos emitida por la Autoridad Nacional del Agua. / Water is an essential resource for human development; however, year after year, its access has become more limited due to the different external factors that affect it, such as climate change and anthropogenic activities that directly affect its quantity and quality. In this way, various mechanisms have been established for its conservation. In Peru, through the National Water Resources Policy and Strategy, lines of action have been established to conserve and recover the quality of water resources at the national level in order to achieve their integrated management at the national level. In that way, in 2016, Legislative Decree N.° 1285 was promulgated, which establishes a period of no more than nine (9) years for the progressive adaptation of sanitation service providers to the provisions of articles 79. , 80, 81 and 82 of Law No. 29338, Water Resources Law (WRL). In this regard, sanitation service providers who register in the Single Registry for the Progressive Adaptation Process are not subject to the sanctions that have been generated or generated as a consequence of non-compliance with articles 79, 80, 81 and 82 of the WRL, that is, are subjects that cannot be supervised by the National Water Authority for discharging or reusing treated or untreated wastewater. However, one year after completing said implementation of Legislative Decree N.° 1285, the objective of adapting wastewater from the sanitation sector to current environmental regulations has not been achieved. This is evident in the lower part of the Chira basin, whose quality has not improved and continues to be affected by the discharge of municipal wastewater without treatment by the Sanitation Services Provider Company Grau S. A., since to date it does not have any discharge authorization issued by the National Water Authority.

Como consecuencia de los problemas derivados de la escasez de agua, se está despertando un gran interés en el desarrollo de nuevas técnicas para la depuración de aguas. Una de estas novedosas técnicas es la fotocatálisis que puede emplear la radiación solar como fuente de energía. Con intención de ampliar las posibilidades en la aplicación de la fotocatálisis se va ha estudiar la posibilidad de emplear sensibilizadores orgánicos como fotocatalizadores: el catión 2,4,6-trifeniltiopirilio y el amarillo de acridina G. Ambos fotocatalizadores han conseguido importantes porcentajes de degradación (entre 60 y 80 %) de contaminantes fenólicos modelo como los ácidos ferúlico y cafeico logrando incluso mejores resultados que el dióxido de titanio. Se han escalado estas reacciones a planta piloto empleando la radiación solar directa demostrando la efectividad de estos procesos a escala pre-industrial. Además, los estudios de toxicidad y biodegradabilidad demuestran la total detoxificación del efluente e importantes aumentos en su biodegradabilidad; del orden de entre 6 y 10 veces. Se ha descartado la participación de especies transitorias como el radical hidroxilo o el oxígeno singlete en la oxidación de los contaminantes tratados, mientras que los estudios fotofísicos han demostrado la desactivación de los estados excitados singlete y triplete de los fotocatalizadores a estudio. Conocidos los rendimientos cuánticos de cada estado se han calculado las constantes de desactivación que están en todos los casos limitadas por la difusión en el disolvente. La termodinámica desde cada uno de los estados excitados ha demostrado que el proceso de transferencia electrónica es favorable. Se ha comprobado que la oxidación de los compuestos se lleva a cabo mediante un proceso de transferencia electrónica mayoritariamente desde los estados excitados triplete de los fotocatalizadores. / Santos-Juanes Jordá, L. (2008). Compuestos orgánicos como fotocatalizadores solares para la eliminación de contaminantes en medios acuosos: aplicaciones y estudios fotofísicos [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2642

Esta Tesis Doctoral se ha basado en el estudio de la fotodegradación de plaguicidas comerciales seleccionados por su amplio uso en el cultivo de cítricos en la Comunidad Valenciana (Laition, Ultracid, Sevnol y Metasystox) y de sus respectivos principios activos (Dimetoato, Metidatión, Carbaril y Metil oxidemetón). Se han empleado dos técnicas de oxidación avanzada: la fotocatálisis solar con TiO2 y el proceso foto-Fenton como pre-tratamiento para detoxificación y aumento de biodegradabilidad de dichos contaminantes persistentes. En el tratamiento de las disoluciones, el proceso foto-Fenton se muestra más efectivo que la fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio. Los estudios de fotodegradación de los plaguicidas se han realizado a escala de laboratorio para determinar las condiciones de trabajo en cada caso y a escalapre-industrial (planta piloto de tipo CPC). Se han empleado diversas técnicas para el seguimiento de la degradación de los compuestos como el COD; HPLC, IC, CG-MS, etc. que han permitido proponer cinéticas de reacción y principales intermedios del proceso. Se ha observado que los plaguicidas de tipo carbamato se degradan mucho más lentamente que los organofosforados y que las formulaciones comerciales necesitan mayores tiempos detratamiento para eliminar la misma cantidad de principio activo debido a la presencia de aditivos de distinta naturaleza. La eliminación de los principios activos requiere en todos los casos tiempos de tratamiento mucho más cortos que la mineralización de las muestras y está directamente relacionada con la detoxificación de las disoluciones. Por esta razón se han realizado estudios de toxicidad (inhibición de fangos activos, de la DBO5 y de la luminiscencia de Vibrio Fischeri) complementados con análisis de biodegradabilidad (relación DBO5/DQO, DBOst y el test de Zahn-Wellens) durante el proceso de fotocatálisis con objeto de determinar el tiempo mínimo de tratamiento necesario. / García Ripoll, A. (2008). Aumento de biodegradabilidad y eliminación de plaguicidas en efluentes acuosos mediante métodos de oxidación avanzada (fotocatálisis solar) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2928

[ES] El tema de la investigación se centra en técnicas avanzadas para manejar problemas de aguas subterráneas y superficiales relacionados con métodos inversos y cambio climático. Los filtros de Kalman, con especial atención en Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), se analizan y mejoran para la solución de diferentes tipos de problemas inversos. En particular, la principal novedad es la aplicación de estos métodos para la identificación de series temporales. La primera parte de la tesis, luego de la descripción del método, presenta el desarrollo de un software escrito en Python para la aplicación de la metodología propuesta. El software cuenta con un flujo de trabajo flexible que puede adaptarse fácilmente para implementar diferentes variantes del filtro de Kalman y ser aplicado para la solución de varios tipos de problemas. Un paquete de herramientas proporciona varias funcionalidades que permiten de configurar el algoritmo de acuerdo con el problema específico analizado. La primera aplicación se refiere a la solución del problema inverso de flujo en ríos. Este es un procedimiento inverso destinado a estimar el flujo de entrada a un sistema hidráulico en función de información recopilada abajo. El procedimiento se prueba mediante dos ejemplos sintéticos y un estudio de caso real; se investiga el impacto de los tamaños de los conjuntos y la aplicación de técnicas de localización e inflación de covarianzas. Los resultados muestran la capacidad del método propuesto de resolver este tipo de problemas; el rendimiento de ES-MDA mejora, especialmente para tamaños de conjuntos pequeños, cuando se aplican técnicas de inflación y localización de covarianza. La segunda aplicación en el campo de las aguas superficiales se refiere a la calibración de un modelo hidrológico-hidráulico que simula los mecanismos de formación de eventos de inundación. ES-MDA se acopla al modelo numérico de forma paralela para la estimación de los coeficientes de rugosidad e infiltración en base al conocimiento de un hidrograma de flujo en una sección del dominio. Los resultados de dos casos sintéticos y un estudio de caso real demuestran la capacidad del método propuesto para calibrar el modelo hidrológico-hidráulico con un tiempo computacional razonable. En el campo de aguas subterráneas, ES-MDA se aplica por primera vez para identificar simultáneamente la ubicación de la fuente y el historial de liberación de un contaminante en un acuífero a partir de datos de concentración detectados en diferentes puntos del dominio. Se realizaron numerosas pruebas para evaluar la influencia de la distribución espacial y temporal de los datos de concentración, el número del conjunto y el uso de técnicas de localización e inflación; además, se presenta un nuevo procedimiento para realizar una localización iterativa espacio-temporal. La metodología se valida mediante un ejemplo analítico y un estudio de caso que utiliza datos obtenidos en el laboratorio mediante una caja de arena. ES-MDA conduce a una buena estimación de los parámetros investigados; una red de monitoreo bien diseñada y la aplicación de correcciones de covarianza mejoran el rendimiento del método y ayudan a mitigar el posible problema de no unicidad de la solución. Otro propósito de la tesis es investigar el efecto del cambio climático en las aguas subterráneas. Se presenta un modelo simplificado que describe la respuesta de los niveles de agua subterránea a las variables meteorológicas hasta 2100. Es un enfoque estadístico sencillo basado en las correlaciones entre los niveles de agua subterránea y dos índices de sequía que dependen de los datos de precipitación y temperatura. El método se utiliza para evaluar el impacto del cambio climático en los recursos de agua subterránea en un área de estudio ubicada en el norte de Italia utilizando datos históricos y de modelos climáticos regionales. Los resultados m / [CA] El tema de la investigació se centra en tècniques avançades per a manejar problemes d'aigües subterrànies i superficials relacionats amb mètodes inversos i canvi climàtic. Els filtres de Kalman, amb especial atenció en Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), s'analitzen i milloren per a la solució de diferents tipus de problemes inversos. En particular, la principal novetat és l'aplicació d'aquests mètodes per a la identificació de sèries temporals. La primera part de la tesi presenta el desenvolupament d'un programari escrit en Python per l'aplicació de la metodologia presentada. El programari compta amb un flux de treball flexible que pot adaptar-se fàcilment per a implementar diferents variants del filtre de Kalman i ser aplicat per a la solució de diversos tipus de problemes. Un paquet complementar d'eines proporciona diverses funcionalitats que permeten de configurar l'algorisme d'acord amb el problema específic analitzat. La primera aplicació es un nou enfocament per la solució del problema invers de flux en rius. Aquest és un procediment invers destinat a estimar el flux d'entrada a un sistema hidràulic en funció d'informació recopilada aigües avall. El procediment es prova mitjançant dos exemples sintètics i un estudi de cas real; s'investiga l'impacte de les grandàries dels conjunts i l'aplicació de tècniques de localització i inflació de covariàncies. Els resultats mostren la capacitat del mètode proposat de resoldre aquest tipus de problemes; el rendiment de ES-MDA millora, especialment per a grandàries de conjunts xicotets, quan s'apliquen tècniques d'inflació i localització de covariància. La segona aplicació en el camp de les aigües superficials es refereix al calibratge d'un model hidrològic-hidràulic que simula els mecanismes de formació d'esdeveniments d'inundació a partir de sollicitació hidrometeorológicas i la seua posterior propagació. ES-MDA s'acobla al model numèric de manera paral·lela per l'estimació dels coeficients de rugositat i infiltració sobre la base del coneixement d'un hidrograma de flux en una secció del domini. Els resultats de dos casos sintètics i un estudi de cas real demostren la capacitat del mètode proposat per calibrar el model hidrològic-hidràulic amb un temps computacional raonable. En el camp d'aigües subterrànies, ES-MDA s'aplica per primera vegada per identificar simultàniament la ubicació de la font i l'historial d'alliberament d'un contaminant en un aqüífer a partir d'un conjunt de dades de concentració detectats en diferents punts del domini. Es van realitzar nombroses proves per avaluar la influència de la distribució espacial i temporal de les dades de concentració, el número del conjunt i l'ús de tècniques de localització i inflació; a més, es presenta un nou procediment per realitzar una localització iterativa espaciotemporal. La metodologia es valguda mitjançant un exemple analític i un estudi de cas per al qual s'utilitzen dades obtingudes en el laboratori mitjançant una caixa d'arena. ES-MDA condueix a una bona reconstrucció dels paràmetres investigats; una xarxa de monitoratge ben dissenyada i l'aplicació de correccions de covariància milloren el rendiment del mètode i ajuden a mitigar el possible problema de no unicitat de la solució. Un altre propòsit de la tesi és investigar l'efecte del canvi climàtic en les aigües subterrànies. Es presenta un model simplificat que descriu la resposta dels nivells d'aigua subterrània a les variables meteorològiques fins a 2100. És un enfocament estadístic senzill basat en les correlacions entre els nivells d'aigua subterrània i dos índexs de sequera que depenen de les dades de precipitació i temperatura. El mètode s'utilitza per a avaluar l'impacte del canvi climàtic en els recursos d'aigua subterrània en una àrea d'estudi situada en el nord d'Itàlia utilitzant dades històriques i de models climàtics regionals. / [EN] This work focuses on the investigation of advanced techniques to handle groundwater and surface water problems in the framework of inverse methods and climate change. The Ensemble Kalman filter methods, with particular attention to the Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), are extensively analyzed and improved for the solution of different types of inverse problems. In particular, the main novelty is the application of these methods for the identification of time series function. In the first part of the thesis, after the description of the ES-MDA method, the development of a Python software package for the application of the proposed methodology is presented. It is designed with a flexible workflow that can be easily adapted to implement different variants of the Ensemble Kalman filter and to be applied for the solution of various types of inverse problems. A complemented tool package provides several functionalities that allow to setup the algorithm configuration suiting the specific analyzed problem. The first novelty application of the ES-MDA method aimed at solving the reverse flow routing problem. The objective of the inverse procedure is the estimation of an unknown inflow hydrograph to a hydraulic system on the basis of information collected downstream and a given forward routing model that relates inflow hydrograph and downstream observations. The procedure is tested by means of two synthetic examples and a real case study; the impact of ensemble sizes and the application of covariance localization and inflation techniques are also investigated. The tests show the capability of the proposed method to solve this type of problem; the performance of ES-MDA improves, especially for small ensemble sizes, when covariance localization and inflation techniques are applied. The second application, in the context of surface water, concerns the calibration of a hydrological-hydraulic model that simulates rainfall-runoff processes. The ES-MDA is coupled with the numerical model by parallel way for the estimation of roughness and infiltration coefficients based on the knowledge of a discharge hydrograph at the basin outlet. The results of two synthetic tests and a real case study demonstrate the capability of the proposed method to calibrate the hydrological-hydraulic model with a reasonable computational time. In the groundwater field, ES-MDA is applied for the first time to simultaneously identify the source location and the release history of a contaminant spill in an aquifer from a sparse set of concentration data collected in few points of the aquifer. The impacts of the concentration sampling scheme, the ensemble size and the use of covariance localization and covariance inflation techniques are tested; furthermore, a new procedure to perform a spatiotemporal iterative localization is presented. The methodology is tested by means of an analytical example and a study case that uses real data collected in a laboratory sandbox. ES-MDA leads to a good estimation of the investigated parameters; a well-designed monitoring network and the use of covariance corrections improve the performance of the method and help to minimize ill-posedness and equifinality. A part of the thesis investigates the impact of climate change on the groundwater availability. A surrogate model that describes the response of groundwater levels to meteorological variables up to 2100 is presented. It is a simple statistical approach based on the correlations between groundwater levels and two drought indices that depend on precipitation and temperature data. The presented method is used to evaluate the impact of climate change on groundwater resources in a study area located in Northern Italy using historical and regional climate model data. The results denote a progressive increase of groundwater droughts in the investigated area. / Todaro, V. (2021). Advanced techniques for solving groundwater and surface water problems in the context of inverse methods and climate change [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166439