The present dissertation deals with the analysis of rhetorical strategies of evaluation used in the "response" article in the field of applied linguistics. Based on a genre approach to discourse, our study shows how writers favour specific linguistic and rhetorical resources to produce critical comments in relation to another author's work. The results of this investigation show that patterns of praise and criticism are balanced within the genre of the "response" article to create a specific kind of interaction with the author of the reviewed text. Second, findings also reval that devices such as hedging, boosting and certain types of stance bundles are employed to convey the writer's deference, assertiveness and personal tone of comments. More specifically, the role and distribution of these devices is seen to vary in connection with different contexts of evaluation, ranging from positive to negative choices. In addition, our analysis emphasises the highly personal and controversial tone of the "response" article aimed at creating debate. Finally, our study suggests that the actual discourse context, the writer's preferences and the norms favoured within an academic community create a complex interplay of features that influences the subtlety of writer's critical comments.

The objective of this thesis is to study the combination of environmental Input-Output (IO) models with Life Cycle Inventory (LCI) into a common framework which allows for regional/national environmental analyses meanwhile conserving process details. Our results show that this is possible by "adapting" the two methods: compiling LCI in matrix form and disaggregating as much as possible the IO tables. Given the poor data availability for detailed analyses at regional/national level, the results of this work suggest starting with a "traditional" IO analysis together with a Structural Path Analysis to identify the most polluting sectors and the paths through which the pollution is propagated. For the identified most polluting sectors, LCA data should be collected and fed into a tiered-hybrid IO-LCA model which gives the regional picture meanwhile conserves process details.

In this work we try to analyse the dynamics of the Navier-Stokes equations in a problem without domain complexities as is the case of the plane Poiseuille flow. The Poiseuille problem is described as the flow of a viscous incompressible fluid, in a channel between two infinite parallel plates. We have considered it in two dimensions for the most common boundary conditions used to drive the fluid: mean constant pressure gradient or constant flux through the channel. We also specify the relation between this two formulations.We give the details of the direct numerical solution of the full two-dimensional, time-dependent, incompressible Navier-Stokes equations, formulated by means of spectral methods on the spatial variables and finite differences for time. Unlike other authors we have considered the classical formulation in terms of primitive variables for velocity and pressure. We also describe the approach adopted to eliminate the pressure and the cross-stream component of the velocity, obtaining thus a reduced system of ordinary differential equations from an original system of differential-algebraic equations. This is translated to a reduction of two thirds in the dimension of the original system and, in addition, it allows us to study the stability of fixed points by means of the analytical Jacobian matrix.We reproduce previous calculations on travelling waves (which are time-periodic orbits) and its stability to superharmonic disturbances. These solutions are observed as stationary in a Galilean reference in the streamwise direction. We begin by reviewing some results of the Orr-Sommerfeld equation which serve as a starting point to obtain the bifurcating solutions of time-periodic flows for several values of the periodic length in the streamwise direction. In turn, we also calculate several Hopf bifurcations that appear on the branch of periodic flows, for both cases of imposed constant flux and pressure.Likewise, for each unstable periodic flow, we study the connection of its unstable manifold to other attracting solutions.Starting at the Hopf bifurcations found for periodic flows, we analyse the bifurcating branches of quasi-periodic solutions at the two first Hopf bifurcations for the case of imposed constant pressure and the first one for constant flux. Those solutions are found as fixed points of an appropriate Poincaré map since, by the symmetry of the channel, they may be viewed as periodic flows in an appropriate moving frame of reference. We also study their stability by analysing the linear part of the Poincaré map. In the case of constant flux we have found a branch of quasi-periodic solutions which, on increasing the Reynolds number, changes from stable to unstable, giving rise to an attracting family of quasi-periodic flows with 3 frequencies. The results referring to the first Hopf bifurcation for constant pressure, are not in qualitative agreement with those of Soibelman & Meiron (1991),which yield a different bifurcation picture and stability properties for the obtained quasi-periodic flows. From the computed unstable flows we follow their unstable invariant manifold and describe what new attracting solution they are conducted to.

Se describen los principios de medida operativos para un banco fotoelástico automatizado basado en la adquisición de la imagen en una cámara CCD, digitalización en 256 niveles y 512x512 píxel, y su procesado con algoritmos específicos fotoelásticos. La secuencia del análisis queda configurada en las siguientes fases:1. Reconocimiento inteligente del contorno.2. Calculo del ángulo de isoclima corregido.3. Pseudoisostáticas y líneas de máxima cizalladura.4. Obtención directa del retardo absoluto.5. Resolución del estado tensional completo mediante aplicación del método de las diferencias finitas a las ecuaciones de equilibrio y compatibilidad.6. Postproceso de datos.Se realiza una aplicación práctica de la misma a los casos de: flexión pura.

La importancia de una industria como la de los textiles de uso técnico y, la relevancia de Catalunya como polo de esta industria, son algunos de los motivos que han llevado a la realización de esta tesis, en la que se ha pretendido aportar una primera aproximación a un sector industrial con unas perspectivas optimistas y del que se auguran nuevos aumentos de sus porcentajes de crecimiento. Ante la incertidumbre que existe en estos momentos en el sector textil-confección, como consecuencia de la desaparición del sistema de cuotas a la importación en enero de 2005, el sector textil tradicional puede hallar en la industria de los textiles de uso técnico una vía de desarrollo de su capacidad de creación e ingenio para la creación de nuevos productos, así como también la identificación de nuevos mercados en un entorno competitivo global. El análisis del sector industrial de los textiles de uso técnico, su diagnóstico competitivo y una propuesta de actuaciones y estrategias competitivas dirigidas a aquellas empresas que formen parte de este sector industrial, o deseen introducirse en él, constituyen las tres fases principales a partir de las cuales se realiza el desarrollo de esta tesis.La primera fase se lleva a cabo a partir de la aplicación de la metodología para el análisis estructural de los sectores industriales de M.E.Porter al sector industrial de los textiles de uso técnico en Cataluña. También se aporta un estudio a nivel económico y financiero para la muestra de empresas analizadas que pertenecen a este sector industrial. Dicho estudio económico muestra una descripción clara de esta industria y da un diagnóstico sobre la misma. Posteriormente, se identifican las causas y posibles consecuencias que se desprenden de este análisis previo a través de la situación financiera de las empresas y se presenta un análisis pormenorizado del rendimiento de los activos y sus consecuencias para la rentabilidad de los accionistas.En la segunda fase, el diagnóstico competitivo, se lleva a cabo a partir del análisis de posicionamiento, donde se evalúa la posición de la industria respecto a cada una de las claves o requerimientos futuros descritos previamente. A continuación, se realiza un análisis cluster a partir del benchmarking internacional con el cluster de Pas de Calais y se expone una diagnosis cluster final a partir de la comparación a nivel económico y financiero con las empresas de textiles de uso técnico líderes de Europa. La identificación de las ventajas competitivas y el análisis DAFO completan este capítulo.En la tercera y última fase se realiza la discusión. Para ello, se comparan las estrategias competitivas genéricas con las estrategias desarrolladas por las empresas de textiles de uso técnico de Catalunya, se presenta un análisis de necesidades de esta industria y se realiza una serie de propuestas de actuaciones en la dirección de las necesidades anteriormente identificadas.La tesis finaliza con la exposición de las seis conclusiones que responden a la justificación de la validación o no de cada una de las seis hipótesis planteadas en el comienzo de la misma. De ellas se destaca que existan oportunidades para la entrada de capital de riesgo y la realización de operaciones corporativas en un grupo de empresas textiles de uso técnico, que los productos de este sector industrial posean una capacidad de maniobra superior a la de los del sector textil-confección convencional ante la apertura de mercados más competitivos en costes, y que, de la comparativa con el cluster de Pas de Calais, se desprenda que es posible la estructuración de microclusters de empresas textiles de uso técnico en Catalunya.

La memòria d'aquesta tesi doctoral s'estructura en un primer capítol on es descriuen els objectius de la tesi i l'organització del treball de recerca. Després, el Capítol 2: Anàlisis factorials de dades es destina a presentar les eines utilitzades en les anàlisis factorials de dades. S'introdueix una anàlisi de tipus general, l'anàlisi canònica per a la comparació de dos grups de variables, i llavors es generalitza per a mes de dos grups. Presentem les anàlisis de correspondències, simples i múltiples, com un cas particular de les anàlisis canòniques, però també des d'una perspectiva més clàssica. Es proporcionen tècniques de representació gràfica - representacions simètriques i Biplots - i el concepte d'inèrcia.En el Capítol 3: Models loglineals i models gràfics es desenvolupen els models loglineals i els models gràfics, el concepte d'independència condicional i el seu ús. Es desenvolupen, a continuació, la formulació dels models loglineals, les restriccions que els caracteritzen -suma zero o còrner zero- i les relacions de transició. Es realitza un estudi de la influència dels paràmetres en la generació de models, sobretot de la importància del termes de les interaccions sobre els termes independents i els efectes principals. En aquest capítol s'introdueix la deviància, com a raó de versemblança entre dos models, la seva expressió i relació amb l'estadístic χ2 i altres indicadors de divergència de models.El Capítol 4: Estudi de les inèrcies en anàlisis de correspondències s'inicia amb la relació entre la inèrcia, el coeficient de contingència i la deviància. A continuació, s'estudien les descomposicions de la inèrcia com a contribucions dels individus, modalitats o variables i s'apliquen a l'estudi de matrius quadrades. En referència a les anàlisis de correspondències múltiples de la taula de Burt, es fa la descomposició de les inèrcies per blocs i s'estudia la problemàtica dels blocs diagonals. S'estudien metodologies de tractament i es fa una proposta de metodologia per al tractament de matrius quadrades no simètriques basada en una doble descomposició, per una part en l'anàlisi de la simetria-no simetria i per l'altra utilitzant la reconstitució factorial de la part simètrica, basada en un algorisme k-EM, on k és l'ordre de reconstitució. La reconstitució k-EM pot ser aplicada a les taules diagonals de Burt i ens porta a una anàlisi equivalent al Joint Correspondence Analysis.En el Capítol 5: ACM respecte un model i ACM condicional es dedica a presentar les ACM sobre un model i l'ACM condicional, on una variable qualitativa externa juga el paper de partició. L'aportació es basa en realitzar l'estudi de la inèrcia i la seva descomposició, en dues parts lligades a la variable condicionadora externa: la inèrcia inter i la inèrcia intra. Es troba la formulació de la distribució i mitjançant aquesta, s'interpreta la importància o no del condicionament. Així doncs, usant l'ACM condicional i els models loglineals estudiem el comportament de la inèrcia en relació al model. El Capítol 6: ACM multicondicional considera les problemàtiques que genera la implementació de l'ACM multicondicional, ja que no es pot generalitzar trivialment del cas simple. Mitjançant l'estudi de les inèrcies condicionals i els models loglineals es desenvolupa una proposta d'anàlisi multicondicional. Aquests resultats són comparats amb els que s'obtenen en un procés de modelització loglineal. S'aplica la proposta a un exemple en el Capítol 7.El treball de recerca finalitza amb unes conclusions on es resumeixen les principals aportacions i s'indiquen quines podrien ser algunes línies de recerca futures en aquest camp i s'annexen les macros programades. / The research work memory is structured in a first chapter with the description of the objectives of the doctoral thesis and the research work organization. Then, the Chapter 2 Descriptive factorial analysis is exclusively dedicated to present the tools used in factorial analysis. A general analysis, the canonical analysis, to compare two groups of variables is introduced, and then it is generalized to more than two questions. We present correspondence analysis, simple and multiple, as a particular case of canonical analysis, but we present both methods also from a more classical point of view. We also introduce graphical techniques -symmetric displays and Biplots- and the inertia concept.Chapter 3 Loglinear and graphical models introduces briefly loglinear models and graphical models, the conditional independence concept and its use. Next, we develop the loglinear model formula and the constraints that characterize the model -zero sum or zero corner treatment- and the transition relations. We make a study of the influence of the parameters over the model generation, especially about the significance of interaction terms over principal and independent terms. In this chapter we introduce the deviance, as a likelihood ratio between two models, its expression and its relation with the χ2 statistic and other model divergence indicators. In Chapter 4 Study of the inertias in correspondence analysis we start with the relation among inertias, the contingence coefficient and deviance. Next, we study the inertia decomposition as the contribution of each individual, category or variable. It's applied to study the case of square matrices. With reference to the multiple correspondence analysis of the Burt table, we decompose inertia by blocks and we investigate the influence of the blocks of the diagonal. A summary of several treatment methodologies is done. We propose a new methodology to treat squared skew-symmetric matrices, based on a double decomposition, on the one hand, in the symmetry-skew-symmetry analysis and on the other using the factorial reconstitution of the symmetric part, based on a k-EM algorithm, where k is the reconstitution order. The k-EM reconstitution methodology can be applied to the diagonal tables of a Burt table, which leads a result equivalent to Joint Correspondence Analysis.In Chapter 5 - MCA with respect to a model and conditional MCA- firstly we start presenting MCA with respect to a model. Secondly we discuss conditional MCA, where an external variable plays a partitioning role. The contribution is based on studying the inertia and its decomposition in two parts linked to the external conditioning variables, the inter and intra inertia. Next, we find their distribution function and, by means of this, we can test the significance of the conditioning variable. Therefore, using the conditional MCA and loglinear models introduced before, we study the inertia behaviour with relation to the model and with different relation levels between the variables.The Chapter 6 -Multiconditional MCA- consideres problems generated by the implementation of multiple conditional analysis, since it is not possible to generalize this definition to the simple conditional case. By means of the study of conditional inertias and loglinear models, we develop our proposal for a multiconditional analysis. These results are compared with the results obtained in a loglinear modelling process. We apply our proposal to a data example in Chapter 7. The dissertation ends with a chapter of conclusions which sums up our principal contributions and suggests some future research lines in this field of investigation and with the macros programmed and used.

En aquest treball s'ha desenvolupat un model per a l'anàlisi no lineal i evolutiva, en servei, de pòrtics plans de formigó armat o pretensat, aplicable també a estructures mixtes, que incorpora els principals fenòmens que intervenen en el seu comportament. El model es basa en una extensió de la formulació matricial per a l'anàlisi de barres (Formulació Matricial Generalitzada - FMG) aplicada a estructures reticulars planes. La contribució del formigó traccionat entre fissures (tension stiffening) es contempla mitjançant un model de fissuració distribuïda que modifica la lleii constitutiva del formigó en tracció. S'ha realitzat un estudi detallat de l'esmentat model tant en comportament instantani com diferit i es presenta una proposta par a la determinació dels coeficients que el defineixen a partir de les característiques seccionals. S'ha contemplat la construcció evolutiva tant a nivell seccional com estructural, la variació de les propietats dels materials amb el temps i la variació temporal de les accions. La generalitat de la proposta permet la incorporació del comportament diferit dels materials segons diferents formulacions i la inclusió futura de lleis constitutives no lineals per a l'acer o el formigó en compressió. El model s'ha mostrat capaç de reproduir de manera adequada els resultats obtinguts de procediments analítics, d'altres models i els d'assaigs disponibles en bases de proves de referència (benchmarks). També s'ha contrastat satisfactòriament amb els assaigs realitzats. En els exemples presentats es mostra l'aptitud per a l'anàlisi d'estructures amb un nombre relativament elevat de nusos i de barres i amb processos constructius diversos i es posa de manifest la possibilitat de realitzar estudis paramètrics per a analitzar la influència de diferents variables. La part experimental ha consistit en la construcció, instrumentació i assaig d'una biga contínua de formigó armat de dos trams amb càrregues puntuals aplicades al centre de cadascun d'ells. Poden distingir-se tres fases: càrrega fins a les condicions de servei, descàrrega i reforç, finalment, càrrega fins a la ruptura. El reforç consisteix en la incorporació de xapes metàl·liques adherides amb resines epoxídiques. La instrumentació instal·lada i els mesuraments manuals realitzats han permès seguir l'evolució de tensions, deformacions i desplaçaments. Els resultats mostrat un alt grau de concordança amb els que s'han obtingut amb el model numèric desenvolupat. / En el presente trabajo se ha desarrollado un modelo para el análisis no lineal y evolutivo, en servicio, de pórticos planos de hormigón armado o pretensado, también aplicable a estructuras mixtas, que incluye los principales fenómenos que intervienen en su comportamiento. El modelo se basa en una extensión de la formulación matricial para el análisis de barras (Formulación Matricial Generalizada - FMG) aplicada a estructuras reticulares planas. La contribución del hormigón traccionado entre fisuras (tension stiffening) se contempla mediante un modelo de fisuración distribuida que modifica la ley constitutiva del hormigón en tracción. Se ha realizado un estudio detallado de dicho modelo tanto en comportamiento instantáneo como diferido y se presenta una propuesta para la determinación de los coeficientes que lo definen a partir de las características seccionales. Se ha contemplado la construcción evolutiva tanto a nivel seccional como estructural, la variación de las propiedades de los materiales con el tiempo y la variación temporal de las acciones. La generalidad de la propuesta permite la incorporación del comportamiento diferido de los materiales según distintas formulaciones y la inclusión futura de leyes constitutivas no lineales para el acero o el hormigón en compresión. El modelo se ha mostrado capaz de reproducir de manera adecuada los resultados obtenidos de procedimientos analíticos, de otros modelos y los de ensayos disponibles en bases de pruebas de referencia (benchmarks). Asimismo se ha contrastado satisfactoriamente con los ensayos realizados. En los ejemplos presentados se muestra la aptitud para el análisis de estructuras con un número relativamente elevado de nudos y de barras y con procesos constructivos diversos y se pone de manifiesto la posibilidad de realizar estudios paramétricos para analizar la influencia de distintas variables. La parte experimental ha consistido en la construcción, instrumentación y ensayo de una viga continua de hormigón armado de dos vanos con cargas puntuales aplicadas en el centro de cada uno de ellos. Pueden distinguirse tres fases: carga hasta condiciones de servicio, descarga y refuerzo y, finalmente, carga hasta la rotura. El refuerzo consiste en la incorporación de chapas metálicas adheridas con resinas epoxídicas. La instrumentación instalada y las mediciones manuales realizadas han permitido seguir la evolución de tensiones, deformaciones y desplazamientos. Los resultados han tenido un alto grado de concordancia con los obtenidos mediante el modelo numérico desarrollado. / A model for the non-linear analysis under serviceability conditions of plane concrete frames (suitable for composite concrete - steel structures) taking into account segmental construction has been developed. The model is based in an extension of the classical matrix theory for the analysis of frames (Generalized Matrix Formulation - GMF). The contribution of the tensioned concrete between cracks (tension stiffening) is simulated by a modified constitutive law for concrete in tension. A detailed study of the model for both instantaneous and long - time behavior has been performed, and a proposal to determine the coefficients defining the uniaxial tensioned concrete constitutive relationship from sectional characteristics is presented. Segmental construction (sectional and structural), load history and temporal changing in material properties are considered in the model. The generality of the proposal allows simulating the materials time - dependent behavior using several formulations. In future development, non - linear constitutive laws for the steel and for the compressed concrete will be incorporated. The model has been able to adequately reproduce the results obtained from analytical procedures, other models and from experiments available in benchmarks. Likewise good agreement has been obtained with results from specific tests carried out for this work. An objective of the thesis was to develop a scaled - up model suitable to analyze structures with many elements and with diverse construction processes. The examples included show it as well as the possibility to make parametrical studies to analyze the influence of several variables. The experimental part of the work has consisted in the construction, instrumentation and testing of a two - span continuous reinforced concrete beam with concentrated loads at the center of each span. Three phases can be distinguished: loading until serviceability conditions, unloading and strengthening and, finally, loading until collapse. Strengthening consists in bonded steel plates using epoxy resins. The installed instrumentation and the manual measurements have allowed registering the variation of stresses, strains and displacements. The results have showed a good agreement with those obtained from the numerical model.

Alguns problemes clàssics sobre teoria analítica de polinomis estan relacionats amb un problema més general: determinar com estan ordenades les arrels reals d'un polinomi a coeficients reals i les arrels reals de totes les seves derivades. Si ens restringim a l'ordenació entre arrels de derivades consecutives d'un polinomi, aquest problema pot formular-se de la següent manera. Sigui n un nombre natural no nul. Per a cada j=0,1,.,n-1 considerem variables indeterminades xj,1,xj,2,...,xj,m(j), que anomenarem variables de derivació j, i que considerarem lligades per les desigualtats xj,1<xj,2<···<xj,m(j). Definir un ordre entre variables de derivacions consecutives significa especificar, per a dues variables qualssevol de derivacions consecutives, diguem xj,k i xj+1,s, una de les tres ordenacions següents: (i) xj,k<xj+1,s, (ii) xj,k=xj+1,s, o (iii) xj,k>xj+1,s. Llavors, el problema consisteix en determinar per a quines ordenacions entre variables de derivacions consecutives existeix un polinomi P(x), de grau n, de manera que si les arrels reals de cada derivada P(j), 0&#8804;j&#8804;n-1, són els nombres yj,1<yj,2<···<yj,r(j), aleshores r(j)=m(j) i entre arrels de derivades consecutives es verifiquen els lligams proposats. És a dir, si (i) xj,k<xj+1,s, (ii) xj,k=xj+1,s, o (iii) xj,k>xj+1,s, aleshores s'ha de complir (a) yj,k<yj+1,s, (b) yj,k=yj+1,s, o (c) yj,k>yj+1,s respectivament. Si tal polinomi existeix aleshores es diu que l'ordenació proposada és representable per un polinomi. El teorema de Rolle imposa restriccions a l'ordenació de les variables en el cas que aquesta ordenació sigui representable per polinomis. Concretament, si xj,k<xj,k' són dues variables de derivació j, aleshores ha d'existir una variable de derivació j+1, xj+1,s, tal que xj,k<xj+1,s<xj,k'. No obstant, les restriccions imposades pel teorema de Rolle no són suficients per a que una ordenació de les variables sigui representable per un polinomi.En aquest sentit, ens proposem assolir els tres objectius següents:(1) Caracteritzar les ordenacions entre variables de derivacions consecutives que són representables per polinomis.(2) Classificar els polinomis en base a l'ordenació de les arrels de derivades consecutives i trobar certs nombres d'interès relacionats amb aquesta classificació, com per exemple el nombre de classes en que queden classificats els polinomis de grau n i el nombre de classes obertes de grau n (classes estables per pertorbacions).(3) Estudiar què succeeix quan es consideren ordenacions que inclouen lligams entre variables de derivacions no consecutives.L'objectiu (1) s'ha assolit establint que les ordenacions entre variables de derivacions consecutives representables per polinomis coincideixen amb les ordenacions que satisfan les restriccions imposades per un resultat que generalitza el teorema de Rolle. Essencialment, s'ha obtingut el recíproc del teorema que diu que entre cada dues arrels reals consecutives d'un polinomi hi ha un nombre senar d'arrels de la derivada comptant multiplicitats.L'objectiu (2) s'ha assolit classificant els polinomis segons l'ordenació que presenten les arrels de les seves derivades consecutives. Els nombres d'interès relacionats amb aquesta classificació s'han obtingut a partir de fórmules recurrents.L'objectiu (3) s'ha assolit determinant els nombres n per als quals la mencionada generalització del teorema de Rolle és suficient per a que una ordenació de les variables que inclogui lligams entre variables de derivacions no consecutives sigui representable per un polinomi. / Some classical problems in analytic theory of polynomials are related to a more general one that consists in determining how the real roots of a real polynomial and the roots of all its derivatives are ordered.If we restrict our attention to the ordering amongst the roots of consecutive derivatives of a polynomial, this problem can be stated as follows: Let n be a nonzero natural number. For each j=0,1,.,n-1 we consider some indeterminate variables xj,1,xj,2,...,xj,m(j), called variables of derivative j, which will be linked by the inequalities xj,1<xj,2<···<xj,m(j). To define an order amongst variables of consecutive derivatives means to specify, for any two variables of consecutive derivatives, say xj,k and xj+1,s, one of the following three relations: (i) xj,k<xj+1,s, (ii) xj,k=xj+1,s, or (iii) xj,k>xj+1,s. Then, the problem consists in determining for which of those orderings amongst variables of consecutive derivatives there exists a polynomial of degree n, say P(x), so that if the real roots of each derivative P(j), 0&#8804;j&#8804;n-1, are the numbers yj,1<yj,2<···<yj,r(j), then r(j)=m(j) and between roots of consecutive derivatives the suggested connections hold. That is, if (i) xj,k<xj+1,s, (ii) xj,k=xj+1,s, or (iii) xj,k>xj+1,s, then (a) yj,k<yj+1,s, (b) yj,k=yj+1,s, or (c) yj,k>yj+1,s must hold respectively. If such a polynomial exists, then we say that the suggested ordering is represented by a polynomial.Rolle's theorem sets up restrictions to the ordering of the variables in the case when this ordering is represented by polynomials. More precisely, if xj,k<xj,k+1 are two consecutive variables of the same derivative j, then there must exist a variable of derivative j+1, namely xj+1,s, such that xj,k<xj+1,s<xj,k+1. However, the restrictions imposed by Rolle's theorem are not sufficient to ensure that an ordering of the variables is represented by a polynomial.In this sense, we intend to achieve the following goals:(1) To characterize the orderings amongst variables of consecutive derivatives that are represented by polynomials.(2) To classify the polynomials according to the ordering of the roots of consecutive derivatives and to find certain numbers of interest related to this classification, such as the number of classes of equivalence in which polynomials of degree n are classified and the number of classes of equivalence which are open as subsets of the space of polynomials of degree at most n.(3) To study what happens when we consider orderings that include connections between variables of non-consecutive derivatives.Goal (1) has been achieved by showing that the orderings amongst variables of consecutive derivatives that are represented by polynomials coincide with the orderings that satisfy the restrictions imposed by a result which generalizes Rolle's theorem. Essentially, we have obtained the inverse of the theorem that states that between every two consecutive real roots of a polynomial, there is an odd number of roots of its derivative counting their multiplicities.Goal (2) has been attained by classifying the polynomials according to the ordering of the roots of their consecutive derivatives. The numbers of interest related to this classification have been obtained by means of recurrent formulae.Goal (3) has been attained by determining all numbers n for which Rolle's theorem generalization, mentioned above, is sufficient to ensure that an ordering of the variables that include connections between variables of non-consecutive derivatives, be represented by a polynomial.

El sector energético se está dirigiendo hacia un nuevo paradigma, favoreciendo la aparición de procesos de conversión más eficientes, el uso de las fuentes de energía renovables y la micro-generación. La bioenergía es una solución prometedora para la futura combinación de energías. Los conceptos de ingeniería deben de integrarse junto con los aspectos económicos, ambientales y sociales en el desarrollo de proyectos. Los sistemas de energía centralizados y distribuidos necesitan enfoques a medida para explotar las características de cada posible sistema. Esta tesis investiga el potencial del sector bioenergético, mediante el estudio de la gasificación de biomasa a través de técnicas avanzadas de modelización de procesos y de la incorporación de la gestión de la cadena de suministro, en el marco del diseño conceptual para la toma de decisiones. Los sistemas estudiados son: (i) gasificación integrada con ciclo combinado y con métodos de captura y almacenamiento de CO2 (IGCC-CCS, 285 MWe) para los sistemas de energía centralizados, y (ii) un gasificador de biomasa combinada con un motor de gas (BG-GE, 14 kWe) para los sistemas de energía distribuidos. La superestructura concebida puede ser utilizada en el diseño preliminar de alternativas para los diferentes procesos considerados, para adaptar los ya existentes y para adquirir conocimiento sobre las condiciones de operación de plantas de gasificación. El problema de optimización multi-objetivo considerado evalúa el equilibrio entre los criterios técnico-económicos y ambientales de 25 escenarios, con mezclas de diferentes materias primas y cambios topológicos: mezclas de carbón, coque y biomasa y la generación de electricidad a partir de gas de síntesis, la generación de electricidad a partir de H2 y la producción de H2 puro, considerando o no el uso del gas de purga del PSA en el ciclo combinado. El análisis de Pareto revela que como mejores escenarios el que utiliza coque de petróleo como materia prima para producir H2, con reciclo del gas de purga del PSA y el que utiliza biomasa residual sin reaprovechamiento del gas de purga del PSA. La implementación de la tecnología CCS conlleva una penalización en la eficiencia de un 8,7% en términos de potencia neta, si el H2 se utiliza en el ciclo combinado. La gestión de cadenas de suministro de sistemas centralizados, señalan que España tiene potencial de biomasa residual, invirtiendo en nuevas centrales IGCC-CCS, o para producir electricidad mediante co-combustión en las centrales térmicas de carbón ya existentes. Para el primer caso, el valor actual neto óptimo es 230 millones de € para un periodo considerado de 25 años. Para el segundo caso, se ha calculado que las políticas de subvención en este tipo de proyectos deben de tener en cuenta la sostenibilidad económica, cubriendo en un rango de 5,84% a 20,25% el aumento de los precios de la electricidad. El caso de estudio propuesto y optimizado como ejemplo de un sistema distribuido tiene en cuenta una comunidad de Ghana en el marco de la electrificación rural, a abastecer con peladuras de yuca y mediante sistemas BG-GE. Los resultados revelan una red inviable. De las cadenas de suministro resultantes como óptimas, se puede deducir que cierto nivel de centralización es necesario para que las propuestas sean sostenibles en el tiempo. El sector de la bioenergía cumple ofrece ventajas en términos de impacto ambiental y social. Su implementación es posible con el apoyo de las tecnologías actuales de conversión de energía. Los principales retos están en la mejora de los procesos de pretratamiento de la biomasa y en su almacenamiento. La conversión de la biomasa, junto con los métodos de captura y almacenamiento de CO2, necesitan de incentivos políticos para poder penetrar definitivamente en el mercado, como sería el caso de cualquier otra tecnología alternativa de conversión de energía / The energy sector faces a new energy paradigm, with more efficient conversion processes, renewable sources and micro-generation. Bioenergy is a promising solution. Engineering aspects must be integrated with economic, environmental and social aspects in bioenergy projects. Biomass properties enhancement is crucial. It concerns energy and matter densifications, for stabilisation and easier transport. Tailor-made approaches are needed to account for the characteristics of each potential system, being it centralised or distributed. This thesis has assessed the bioenergy potential using advanced modelling techniques, enlarged with supply chain management strategies, in the framework of conceptual design for decision-making. The studied energy systems are (i) an integrated gasification combined cycle power plant combined with carbon capture and storage (IGCC-CCS, 285 MWe) for centralised energy systems, and (ii) a biomass gasifier with a gas engine (BG-GE, 14 kWe) for distributed energy systems. Process system modelling and optimisation approaches are integrated with supply chain management to analyse co-gasification and co-production of electricity and hydrogen alternatives in IGCC-CCS, and co-combustion of biomass and coal in pulverised coal power plants in the light of economic and environmental considerations. Process modelling is integrated with supply chain management optimisation for rural electrification by BG-GE systems, considering economic, environmental and social issues. The superstructure can be used for the design of process alternatives, retrofit of existing ones and to gain knowledge on operation of IGCC-CCS. The multi-objective optimisation problem evaluates the trade-off between techno-economic and environmental criteria of 25 scenarios. Considerations comprise different coal, petcoke and biomass combinations and electricity generation from syngas, electricity generation from H2 and purified H2 production without and with PSA purge gas use in the combined cycle. The Pareto frontier analyses reveals that the scenario with petcoke as feedstock for H2 production with PSA flue gas profit is the best in terms of techno-economic optimisation. The scenario with residual biomass without PSA flue gas profit is the best in terms of environmental optimisation. CCS technology implementation leads to an efficiency penalty of 8.7% in net power terms if H2 is used in the IGCC. To maintain the same power level than that obtained with the combustion of syngas, the feedstock should be increased by 21% on a mass basis. Supply chain studies highlight, for Spain, a huge biomass waste potential for electricity and H2 production by investing on new IGCC-CCS power plants, or adaptation of existing plants. For the first case, the optimal NPV is around 230M€ for a period of 25 years. The sensitivity of the optimal solutions to changes in prices is demonstrated. For the second case, policy subsidies or alternatively price increases range from 5.84% to 20.25%. The investment is within 549M€ and 1640M€. A supply chain in a specific community from Ghana is proposed for rural electrification using cassava peels. Optimisations considers 9 communities and an overall electricity demand of 118 MWh/yr. The results reveal an unviable network. From the resulting networks, distributed approaches need a certain level of centralisation to be feasible on time. Bioenergy offers decisive advantages in terms of environmental and social impacts. Its deployment is straightforward to support with current energy conversion technologies. Challenges concern the biomass pre-treatment and storage. Despite all the striking advantages, political incentives are needed for definitive market entry, as would be the case for any energy conversion alternative.

Resum La societat es cada dia més conscient de la escassetat i els canvis ambientals. Per això les empreses químiques han d’adaptar i desarrollar processos químics més sostenibles. En aquest sentit, hi ha una clara demanda dins de la comunitat científica per desenvolupar eines sistemàtiques per aconseguir reduccions en els costos de producció i en l’impacte ambiental en els processos químics. Aquesta Tesis introdueix un nou mecanisme pel disseny de processos químics més sostenibles. El sistema que es presenta està basat en l’ús combinat de simulació de processos, eines d’optimització multi-objectiu, anàlisis econòmic, anàlisis de cicle de vida i sistemes de suport a la presa de decisions. L’estratègia presentada s’utilitza en la resolució de problemes complexos, pel que també serà necessari desenvolupar nous algoritmes i estratègies de descomposició per dividir el problema original, en sub-problemes més manejables, per obtindre el disseny òptim del procés. La Tesis es presenta utilitzant sis articles que han estat publicats en revistes científiques. La primera part, que inclou dues publicacions, està enfocada en el disseny de bioprocessos sostenibles, ja que aquests processos han guanyat molt interès al mercat degut al seu alt valor afegit. En el primer treball, s’ha estudiat la maximització del Valor Actual Net en la producció de l’amino-acid L-lisina. El cas es formulat com un problema d’optimització dinàmica entera mixta, i es soluciona mitjançant un mètode de descomposició que itera entre els sub-problemes esclau i el mestre. L’optimització dinàmica del problema esclau es resolta mitjançant un algoritme seqüencial que integra el simulador de procés (SuperPro Designer®) amb un solver de problemes de programació no lineal implementat en Matlab®. En el segon article, el problema d’optimització permet una resolució conjunta dels aspectes econòmics i ambientals del procés. En aquest cas s’optimitza el Valor Actual Net conjuntament amb diversos indicadors ambientals. La solución del problema es presentada mitjançant diverses corbes de Pareto, i en elles s’aplica l’anàlisi de components principals per tal de trobar objectius redundants entre els diversos indicadors ambientals. Degut a que la demanda d’energia s’ha incrementat dràsticament durant els últims anys, l’anàlisi energètic en els processos industrial ha guanyat molt interès. Es per això, que la segona part de la Tesis està enfocada en el disseny òptim de cicles termodinàmics. En aquesta secció s’han publicat dos articles. En el primer dels articles d’aquesta segona part es presenta un mètode per el disseny òptim de cicles d’absorció d’amoni-aigua, tenint en compte l’anàlisi econòmic i ambiental. El problema es planteja com un problema de programació no-lineal entera amb multiples objectius i es resol amb l’estratègia d’aproximació exterior. Al segon article, s’aplica una estratègia similar però incloent diversos cicles termodinàmics. En aquest article es demostren les capacitats del mètode amb diversos cicles termodinàmics, com un cicle Rankine de 10 MW modelat en Aspen Hysys® i un cicle d’absorció d’ammonia-aigua de 90 kW modelat en Aspen Plus®. La producció de biocombustibles segueix creixent a nivell mundial a una gran velocitat. A la tercera part d’aquesta Tesis, hem aplicat tècniques matemàtiques per desenvolupar processos de producció de biocombustibles. Aquesta tercera part inclou novament dos publicacions. En la primera s’adreça el problema de reduir l’impacte ambiental de les plantes de producció de biodiesel mitjançant la inclusió de panells solars per la generació del vapor utilitzat en la planta. Per dur a terme l’estudi s’utilitza un model de sistemes d’energia solar que inclou emmagatzematge d’energia implementat en GAMS®. Aquest model es combinat amb un model de simulació rigorós desenvolupat amb Aspen Plus® de la planta de biodiesel. En el problema el sistema d’energia solar té en compte la minimització del cost i del potencial d'escalfament global de la planta. En el segon treball, el problema adreça el disseny multi-objectiu d’una planta de producció de bio etanol combinada amb un sistema de panels solars per la generació de vapor en la planta. Globalment es pot considerar que la Tesis presenta un nou marc en l’àmbit del disseny òptim de processos sostenibles. Els resultants numèrics mostren que es possible aconseguir millores ambientals i econòmiques utilitzant aquest enfoc rigorós. Addicionalment, aquest mètode ha estat aplicat a diferents tipus de processos com: bioprocesos, cicles termodinàmics i biocombustibles. Aquest mètode serà molt útil per els prenedors de decisions a fi d'avaluar la topologia i les condicions de funcionament en l'enginyeria de procés. / Resumen La sociedad es cada día más consciente de la escasez y los cambios ambientales. Por lo que las empresas químicas tienen la necesidad de adaptarse y desarrollar procesos químicos más sostenibles. Por lo tanto, se ha creado una clara demanda dentro de la comunidad científica para desarrollar herramientas sistemáticas que consigan reducciones en el coste y en el impacto ambiental de los procesos químicos. Esta Tesis introduce un nuevo mecanismo para el diseño de procesos químicos más sostenibles. El sistema que se presenta está basado en el uso combinado de simulación de procesos, herramientas de optimización multi-objetivo, análisis económico, análisis de ciclo de vida y sistemas de soporte a la toma de decisiones. La estrategia presentada se utiliza en la resolución de problemas complejos, por lo que será también necesario desarrollar nuevos algoritmos y estrategias de descomposición para dividir el problema original, en sub-problemas más manejables, para obtener el diseño óptimo del proceso. La Tesis se presenta utilizando seis artículos que se han publicado en revistas científicas. La primera parte, que incluye dos publicaciones, está enfocada en el diseño de bioprocessos sostenibles, ya que han ganado mucho interés en el mercado debido a su alto valor. En el primer trabajo, se ha estudiado la maximización del Valor Actual Neto en la producción del amino-ácido L-lisina. El problema se formula como un problema de optimización dinámica entera mixta, solucionándolo mediante un método de descomposición que itera entre los sub-problemas esclavo y maestro. La optimización dinámica del problema esclavo es resuelta mediante un algoritmo secuencial que integra el simulador de proceso (SuperPro Designer®) con un solver de problemas de programación no lineal implementado en Matlab®. En el segundo artículo, el problema de optimización permite una resolución conjunta de los aspectos económicos y ambientales del proceso. En este caso se optimiza el Valor Actual Neto conjuntamente con diferentes indicadores ambientales. La solución del problema se presenta mediante diferentes curvas de Pareto, a las que se aplica el análisis de componentes principales. Debido a que la demanda de energía a incrementado drásticamente durante los últimos años, el análisis energético en los procesos industriales ha ganado mucho interés. Es por eso que en la segunda parte de la Tesis nos enfocamos en el diseño óptimo de ciclos termodinámicos. En esta sección se han publicado dos artículos. En el primero de esta segunda parte se presenta un método para el diseño óptimo de ciclos de absorción de amoníaco-agua, teniendo en cuenta el análisis económico y ambiental. El caso se plantea como un problema de programación no-lineal entera con múltiples objetivos. En el segundo, se aplica una estrategia similar al primero pero a diversos ciclos termodinámicos. En este trabajo se demuestran las capacidades del método con diversos ciclos termodinámicos. Entre ellos un ciclo Rankine de 10 MW simulado en Aspen Hysys® y un ciclo de absorción de amoníaco-agua de 90 kW simulado en Aspen Plus®. La producción de biocombustibles sigue creciendo a nivel mundial a una gran velocidad. En la tercera parte de la Tesis, hemos aplicado herramientas matemáticas a desarrollar procesos de producción de biocombustibles. Esta tercera parte incluye nuevamente dos publicaciones. En el primer trabajo el problema es reducir el impacto ambiental de las plantas de producción de biodiesel mediante la inclusión de paneles solares para la generación del vapor utilizado en dicha planta. Para realizar este estudio se utiliza un modelo de sistemas de energía solar en GAMS®. Este modelo se combina con un modelo de simulación riguroso en Aspen Plus® de la planta de biodiesel. En el problema el sistema de energía solar tiene en cuenta la minimización del coste y del potencial de calentamiento global. En el segundo trabajo, el problema es el diseño multi-objectivo de una planta de producción de bioetanol combinada con un sistema de paneles solares para la generación de vapor en la planta. En general, se puede considerar que la Tesis presenta un marco interesante en el ámbito del diseño optimo de procesos sostenibles. Los resultados numéricos muestran cómo es posible conseguir mejoras ambientales y económicas utilizando estos modelos rigurosos. Además, este método ha sido aplicado a diferentes tipos de procesos como: los bioprocesos, los ciclos termodinámicos y los biocombustibles. Este método será muy útil para los tomadores de decisiones a fin de evaluar la topología y las condiciones de funcionamiento en la ingeniería de proceso. / The society is every day more conscious about the scarce of resources, the global economy, and the environmental changes. Hence, chemical companies have the necessity to be adapted and develop more sustainable processes. There is a clear demanding to the scientific community to develop systematic tools to achieve reductions in the production costs as well as the associated environmental impact in order to develop decision support tools for the design of chemical plants. This thesis introduces a novel framework for the optimal design of sustainable chemical processes. Our approach combines process simulation, multi-objective optimization tools (MOO), economic analysis, life cycle assessment (LCA) and decision support systems (DSS). The developed strategy will be used to solve very complex problems. For that it will be necessary to develop new algorithms and decomposition strategies to divide the original problem in more manageable sub-problems, to obtain the optimum design of the process. The capabilities of the methodology have been tested in different processes along the Ph.D Thesis. This PhD dissertation is presented using six articles that have been published in international peer reviewed journals. The first part, which includes two publications, is focused in the development of sustainable bioprocesses, as these processes have recently gained wider interest for their potential to produce high-value products. In the first work, we studied the maximization of the Net Present Value (NPV) in the production of the amino acid L-lysine. The design task is mathematically formulated as a mixed-integer dynamic optimization (MIDO) problem, which is solved by a decomposition method that iterates between primal and master sub-problems. The dynamic optimization primal sub-problems are solved via a sequential approach that integrates the process simulator SuperPro Designer® with an external non-linear programming (NLP) solver implemented in Matlab®, while the task of the master problem is to decide on the value of the integer variables. In the second paper, the optimization allows for the simultaneous consideration of economic and environmental concerns. We optimize in this case the economic (NPV) and different environmental indicators. The solution is given by various bi-objective Pareto sets, and then we applied principal component analysis (PCA) in order to find redundant objective functions between the environmental indicators. Because the energy demand has drastically increased over the last few years, the energetic analysis of industrial processes has gained wider interest. Hence, we focused in the second part of the thesis in the optimal design of thermodynamic cycles. In this section, we published two papers. In the first article of the second part we present a method for the optimal design of ammonia-water absorption cycles for cooling and refrigeration applications with economic and environmental concerns. The design task is posed as multi-objective mixed-integer non-linear programming (MINLP). In the second article, we expand our work to different thermodynamic cycles. We demonstrate the capabilities of the approach with a 10 MW Rankine cycle simulated in Aspen Hysys® and a 90 kW ammonia-water absorption cycle in Aspen Plus®. Biofuels production worldwide is continuing to grow at very rapid pace. Hence, in the third part of the thesis, we applied the techniques developed in different biofuels production processes. This third part includes two publications. In the first work we address the problem of reducing the environmental impact of biodiesel plants through their integration with a solar thermal energy system that generates steam. A mathematical model of the solar energy system that includes energy storage is programmed and coupled with a rigorous simulation model of the biodiesel facility developed in Aspen Plus®. The solar energy system accounts for the simultaneous minimization of cost and global warming potential. In the second work, we address MOO of a corn-based bioethanol plant coupled with solar assisted steam generation system with heat storage. Our approach relies on the combined use of process simulation, rigorous optimization tools and, economic and energetic plant analysis. Overall, we can consider that this thesis presents a promising framework for the optimal design of sustainable chemical processes. Numerical results show that it is possible to achieve environmental and cost saving using this rigorous approach. Additionally, this approach has been applied in very different type of processes, such as: bioprocesses, thermodynamic cycles and biofuels. This methodology will be very useful for decision-makers in order to evaluate the topology and operating conditions in process system engineering