Tesis por compendio / [ES] Se ha demostrado que los pavimentos permeables conforman una herramienta eficiente para la mejora de la calidad del agua de escorrentía urbana. No obstante, su funcionamiento puede verse afectado negativamente cuando reciben escorrentías con una elevada carga de sedimento en suspensión, llegando a colmatar la estructura. Además, la fuerte correlación que existe entre el comportamiento de sólidos en suspensión y microplásticos, sugiere pensar que los pavimentos permeables pueden representar un gran potencial para evitar que estos contaminantes alcancen el medio ambiente. De este modo, la presente Tesis Doctoral trata de profundizar en el conocimiento del comportamiento hidráulico de los pavimentos permeables, así como en su capacidad para el tratamiento de la escorrentía urbana, poniendo especial énfasis en la gestión de contaminantes emergentes como los microplásticos. La Tesis Doctoral se presenta en formato por compendio de 4 artículos. El Artículo 1 revisa el estado actual de las normas y criterios de diseño de estructuras de pavimento permeable que recogen las principales guías básicas españolas para el diseño de SUDS. Además, discute las principales y más recientes innovaciones llevadas a cabo en España en el ámbito de esta técnica. Por último, se identifican las principales barreras que impiden formalizar la implementación de los pavimentos permeables en las ciudades, y propone una serie de recomendaciones para ser incorporadas a los documentos de referencia para el diseño de estas estructuras. Con el objetivo de contribuir a resolver las limitaciones identificadas en el capítulo anterior, el Artículo 2 examina el comportamiento hidrológico y ambiental de un pavimento permeable de asfalto poroso, sometido a colmatación prolongada en el tiempo, empleando sedimentos reales de diferentes características físicas y ambientales. Finalmente, se estudia la movilización (distribución y destino) de los sedimentos empleados en la investigación, en función de los procesos de filtración, retención y producción de escorrentía superficial. Los SUDS se confirman como herramientas eficaces en la gestión de contaminantes presentes en las escorrentías urbanas. El reciente descubrimiento de la fuerte correlación entre uno de los contaminantes que más eficientemente retienen (sólidos en suspensión), y los microplásticos, plantea la cuestión sobre cómo responderán ante la presencia de este contaminante emergente. El Artículo 3, muestra una exhaustiva revisión y recopilación del potencial de las diferentes tipologías de SUDS para la gestión de microplásticos presentes en la escorrentía urbana. Además, analiza la capacidad de retención de microplásticos de las técnicas estudiadas, así como la distribución de partículas en su estructura. Por último, se identifican posibilidades de mejora en su diseño. A pesar de que todavía falta mucho por investigar en este campo, cada vez son más los trabajos que estudian los SUDS como herramienta de control de microplásticos. Humedales artificiales, estanques, o elementos de biorretención y filtración, son las tipologías de más analizadas hasta el momento, siendo muy escasos los estudios que se han centrado de los pavimentos permeables. Con el objetivo de ampliar y contribuir al conocimiento respecto de esta técnica, el Artículo 4 examina de manera experimental el comportamiento de varias estructuras piloto de pavimento permeable para el control de microplásticos. Además, determina la capacidad de retención de microplásticos, a nivel global y capa por capa, estudiando la influencia de varios factores como el modo de entrada de agua y de microplásticos en el pavimento permeable, el tipo de superficie permeable empleada, el número de capas de geotextil dispuestas, y la incorporación de material adsorbente en la estructura. / [CA] Ha quedat demostrat que els paviments permeables són una eina eficient per a millorar la qualitat de l'aigua de l'escorrentia urbana. No obstant això, el seu funcionament pot veure's afectat negativament quan reben escorrenties amb una elevada càrrega de sediments en suspensió, arribant a colmatar l'estructura. A més, la forta correlació que existeix entre el comportament dels sòlids en suspensió i els microplàstics suggereix que els paviments permeables poden representar un gran potencial per a evitar que aquests contaminants arriben al medi ambient. D'aquesta manera, aquesta Tesi Doctoral tracta d'aprofundir en el coneixement del comportament hidràulic dels paviments permeables, així com en la seua capacitat per al tractament de l'escorrentia urbana, posant especial èmfasi en la gestió de contaminants emergents com els microplàstics. La Tesi Doctoral es presenta en format de compendi de 4 articles. L'Article 1 revisa l'estat actual de les normes i criteris de disseny d'estructures de paviment permeable que recullen les principals guies bàsiques espanyoles per al disseny de SUDS. A més, discuteix les principals i més recents innovacions realitzades a Espanya en l'àmbit d'aquesta tècnica. Finalment, s'identifiquen les principals barreres que impedeixen formalitzar la implementació dels paviments permeables a les ciutats i es proposen una sèrie de recomanacions per a ser incorporades als documents de referència per al disseny d'aquestes estructures. Amb l'objectiu de contribuir a resoldre les limitacions identificades en el capítol anterior, l'Article 2 examina el comportament hidrològic i ambiental d'un paviment permeable d'asfalt porós, sotmès a colmatació prolongada en el temps, emprant sediments reals de diferents característiques físiques i ambientals. Finalment, s'estudia la mobilització (distribució i destí) dels sediments emprats en la investigació, en funció dels processos de filtració, retenció i producció d'escorrentia superficial. Els SUDS es confirmen com a eines eficaces en la gestió de contaminants presents en les escorrenties urbanes. El recent descobriment de la forta correlació entre un dels contaminants que més eficientment reté (sòlids en suspensió) i els microplàstics planteja la qüestió de com respondran davant la presència d'aquest contaminant emergent. L'Article 3 mostra una exhaustiva revisió i recopilació del potencial de les diferents tipologies de SUDS per a la gestió de microplàstics presents en l'escorrentia urbana. A més, analitza la capacitat de retenció de microplàstics de les tècniques estudiades, així com la distribució de partícules en la seua estructura. Finalment, s'identifiquen possibilitats de millora en el seu disseny. Malgrat que encara falta molt per investigar en aquest camp, cada vegada hi ha més treballs que estudien els SUDS com a eina de control de microplàstics. Aiguamolls artificials, estanys o elements de biorretenció i filtració són les tipologies més analitzades fins al moment, sent molt escassos els estudis que s'han centrat en els paviments permeables. Amb l'objectiu d'ampliar i contribuir al coneixement respecte d'aquesta tècnica, l'Article 4 examina de manera experimental el comportament de diverses estructures pilot de paviment permeable per al control de microplàstics. A més, determina la capacitat de retenció de microplàstics, a nivell global i capa per capa, estudiant la influència de diversos factors com el mode d'entrada d'aigua i de microplàstics en el paviment permeable, el tipus de superfície permeable emprada, el nombre de capes de geotèxtil disposades i la incorporació de material adsorbent en l'estructura. / [EN] Permeable pavements have been demonstrated as an efficient tool for improving the quality of urban runoff water. However, their performance can be negatively affected when they receive runoff with a high suspended sediment load, leading to clogging of the structure. Additionally, the strong correlation between the behavior of suspended solids and microplastics suggests that permeable pavements may hold significant potential in preventing these contaminants from reaching the environment. Thus, this doctoral thesis aims to deepen our understanding of the hydraulic behavior of permeable pavements, as well as their capacity for treating urban runoff, with a special focus on managing emerging contaminants such as microplastics. The thesis is presented in the form of a compendium of four articles. Article 1 reviews the current state of norms and design criteria for permeable pavement structures, based on the main Spanish guidelines for Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) design. It also discusses recent innovations in Spain related to this technique. Finally, it identifies key barriers hindering the implementation of permeable pavements in cities and proposes recommendations to be incorporated into reference documents for their design. To address the limitations identified in the previous chapter, Article 2 examines the hydrological and environmental behavior of porous asphalt permeable pavement subjected to prolonged clogging over time. Real sediments with different physical and environmental characteristics are used in the investigation. The study also analyzes the mobilization (distribution and fate) of sediments based on filtration, retention, and surface runoff production processes. SUDS are confirmed as effective tools for managing contaminants in urban runoff. The recent discovery of a strong correlation between one of the most efficient contaminants retained (suspended solids) and microplastics raises questions about how permeable pavements will respond to the presence of this emerging pollutant. Article 3 provides a comprehensive review and compilation of the potential of different SUDS typologies for managing microplastics in urban runoff. It also examines the microplastic retention capacity of the studied techniques and the distribution of particles within their structure. Finally, possibilities for improvement in their design are identified. Although much research remains to be done in this field, there is a growing body of work studying SUDS as a tool for microplastic control. With the aim of expanding knowledge in this area, Article 4 experimentally examines the behavior of several pilot permeable pavement structures for microplastic control. It determines the global and layer-by-layer microplastic retention capacity, studying the influence of factors such as water and microplastic entry mode, type of permeable surface used, number of geotextile layers, and the incorporation of adsorbent material into the structure. / García Haba, E. (2024). Análisis del comportamiento hidráulico y ambiental a largo plazo de pavimentos permeables y de su potencial para el control de microplásticos en la gestión avanzada de escorrentías urbanas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207352 / Compendio

[ES] La presente Tesis Doctoral se centra en la síntesis, caracterización y optimización de nanoestructuras de óxido de wolframio (WO3) y nanoestructuras híbridas de WO3-MoO3 mediante anodizado electroquímico. Estas nanoestructuras se emplean como fotocatalizadores para la degradación de contaminantes y como ánodos para baterías de ion de litio. El WO3 destaca por sus propiedades semiconductoras, ópticas y eléctricas excepcionales. En aplicaciones medioambiental, las nanoestructuras de WO3 son de gran interés para la fotoelectrocatalisis, un proceso prometedor para la degradación de contaminantes en el agua. El WO3 destaca como fotoánodo debido a su fotoestabilidad, alta conductividad eléctrica y capacidad de absorción de la luz visible. En el campo energético, el WO3 muestra un gran potencial como ánodo en baterías de ion de litio ya que su estructura cristalina permite la inserción y extracción eficiente de iones de litio, mejorando la capacidad de almacenamiento y la durabilidad de las baterías gracias a su estabilidad electroquímica. Para mejorar las nanoestructuras de WO3, se ha estudiado su combinación con óxido de molibdeno (MoO3). El molibdeno, con propiedades químicas y estructurales similares al wolframio, facilita la deposición efectiva en las nanoestructuras de WO3, ajusta el ancho de banda prohibida, mejora la conductividad, la difusión iónica y reduce la recombinación de portadores de carga. Esta combinación de óxidos resulta en una mayor eficiencia electroquímica, haciendo de las nanoestructuras híbridas WO3-MoO3 una solución prometedora para aplicaciones energéticas. En primer lugar, se sintetizaron las nanoestructuras de WO3, estudiando la influencia de la temperatura de calentamiento tras la síntesis y la adición de disolventes en el electrolito de síntesis. La temperatura óptima fue de 600 °C, obteniendo nanoestructuras cristalinas con excelentes propiedades fotoelectroquímicas. Además, se demuestra que la incorporación de disolventes en el electrolito de síntesis influye significativamente en las propiedades de las nanoestructuras, obteniendo que la adición de un 50 % de isopropanol en el electrolito mejora notablemente sus propiedades electroquímicas. En segundo lugar, se sintetizaron nanoestructuras híbridas de WO3- MoO3·añadiendo diferentes concentraciones de molibdato al electrolito de síntesis. La concentración de 0,1 M de molibdato produjo nanoestructuras con propiedades electroquímicas superiores, destacándolas como prometedoras para su uso como ánodo en baterías. Las nanoestructuras fueron exhaustivamente caracterizadas morfológica, estructural, química, electroquímica y fotoelectroquímicamente. Por último, las nanoestructuras con mejores propiedades fotoelectroquímicas y electroquímicas se emplearon como ánodo en aplicaciones medioambientales y energéticas, respectivamente. En el ámbito medioambiental, se evaluó la eficiencia de las nanoestructuras en la degradación de disruptores endocrinos pertenecientes a diferentes familias químicas, así como sus mezclas y su toxicidad. Las nanoestructuras de WO3 demostraron ser efectivas, logrando una degradación del 100 % de pesticidas, parabenos y fenoles en menos de 4 horas. Sin embargo, la técnica no fue eficiente para eliminar ftalatos, generando productos finales más tóxicos. En el ámbito energético, se estudió el rendimiento de las nanoestructuras como ánodos en baterías de ion de litio, considerando también el impacto del electrolito. La nanoestructura híbrida WO3-MoO3 mostró el mejor rendimiento cuando se utilizó un electrolito que combinaba bisoxalato borato de litio (LiBOB) con aditivos y solventes adicionales. Este trabajo ofrece una contribución significativa al desarrollo de soluciones sostenibles para problemas medioambientales y energéticos, subrayando el potencial de las nanoestructuras de WO3 y WO3-MoO3. / [CA] La present Tesi Doctoral se centra en la síntesi, caracterització i optimització de nanoestructures d'òxid de wolframi (WO3) i nanoestructures híbrides de WO3-MoO3 mitjançant anodització electroquímica. Aquestes nanoestructures s'utilitzen com a fotocatalitzadors per a la degradació de contaminants i com a ànodes per a bateries d'ió de liti. El WO3 destaca per les seues propietats semiconductores, òptiques i elèctriques excepcionals. En aplicacions mediambientals, les nanoestructures de WO3 són de gran interès per a la fotoelectrocatalisi, un procés prometedor per a la degradació de contaminants en l'aigua. El WO3 destaca com a fotoànode per la seua fotoestabilitat, alta conductivitat elèctrica i capacitat d'absorció de la llum visible. En el camp energètic, el WO3 mostra un gran potencial com a ànode en bateries d'ió de liti ja que la seua estructura cristal·lina permet la inserció i extracció eficient d'ions de liti, millorant la capacitat d'emmagatzematge i la durabilitat de les bateries gràcies a la seua estabilitat electroquímica. Per a millorar les nanoestructures de WO3, s'ha estudiat la seua combinació amb òxid de molibdè (MoO3). El molibdè, amb propietats químiques i estructurals similars al wolframi, facilita la deposició efectiva en les nanoestructures de WO3, ajusta l'amplada de banda prohibida, millora la conductivitat, la difusió iònica i redueix la recombinació de portadors de càrrega. Això resulta en una major eficiència electroquímica, fent de les nanoestructures híbrides WO3-MoO3 una solució prometedora per a aplicacions energètiques. En primer lloc, es van sintetitzar les nanoestructures de WO3, estudiant la influència de la temperatura de calentament després de la síntesi i l'addició de dissolvents en l'electròlit de síntesi. La temperatura òptima va ser de 600 °C, obtenint nanoestructures cristal·lines amb excel·lents propietats fotoelectroquímiques. A més, es demostra que la incorporació de dissolvents en l'electròlit de síntesi influeix significativament en les propietats de les nanoestructures, obtenint que l'addició d'un 50 % d'isopropanol en l'electròlit millora notablement les seues propietats electroquímiques. En segon lloc, es van sintetitzar nanoestructures híbrides de WO3-MoO3 afegint diferents concentracions de molibdat a l'electròlit de síntesi. La concentració de 0,1 M de molibdat va produir nanoestructures amb propietats electroquímiques superiors, destacant-les com a prometedores per al seu ús com a ànode en bateries. Les nanoestructures van ser exhaustivament caracteritzades morfològicament, estructuralment, químicament, electroquímicament i fotoelectroquímicament. Finalment, les nanoestructures amb millors propietats fotoelectroquímiques i electroquímiques s'utilizaren com a ànode en aplicacions mediambientals i energètiques, respectivament. En l'àmbit mediambiental, s'avaluà l'eficiència de les nanoestructures en la degradació de disruptors endocrins pertanyents a diferents famílies químiques, així com una mescla d'ells i la seua toxicitat. Les nanoestructures de WO3 demostraren ser efectives, aconseguint una degradació del 100 % de pesticides, parabens i fenols en menys de 4 hores. No obstant això, la tècnica no va ser eficient per a eliminar ftalats, generant productes finals més tòxics. En l'àmbit energètic, s'estudià el rendiment de les nanoestructures com a ànodes en bateries d'ió de liti, considerant també l'impacte de l'electròlit. La nanoestructura híbrida WO3-MoO3 mostrà el millor rendiment quan s'utilitzà un electròlit que combinava bis(oxalat)borat de liti (LiBOB) amb additius i dissolvents addicionals. Aquest treball ofereix una contribució significativa al desenvolupament de solucions sostenibles per a problemes mediambientals i energètics, subratllant el potencial de les nanoestructures de WO3 i WO3-MoO3. / [EN] This Doctoral Thesis focuses on the synthesis, characterization, and optimization of tungsten oxide (WO3) nanostructures and hybrid WO3-MoO3 nanostructures through electrochemical anodization. These nanostructures are used as photocatalysts for contaminant degradation and as anodes for lithium-ion batteries. WO3 stands out for its exceptional semiconductor, optical, and electrical properties. In environmental applications, WO3 nanostructures are of great interest for photoelectrocatalysis, a promising process for contaminant degradation in water. WO3 is highly effective as a photoanode due to its photostability, high electrical conductivity, and visible light absorption capacity. In the energy field, WO3 shows great potential as an anode in lithium-ion batteries because its crystalline structure allows efficient insertion and extraction of lithium ions, improving storage capacity and battery durability thanks to its electrochemical stability. To improve WO3 nanostructures, their combination with molybdenum oxide (MoO3) has been studied. Molybdenum, with chemical and structural properties similar to tungsten, facilitates effective deposition in WO3 nanostructures, adjusts the bandgap, improves conductivity, ionic diffusion, and reduces charge carrier recombination. This results in greater electrochemical efficiency, making hybrid WO3-MoO3 nanostructures a promising solution for energy applications. Firstly, WO3 nanostructures were synthesized, studying the influence of the annealing temperature and the addition of solvents to the synthesis electrolyte. The optimal temperature was 600 °C, obtaining crystalline nanostructures with excellent photoelectrochemical properties. Additionally, it was demonstrated that the incorporation of solvents in the synthesis electrolyte significantly influences the properties of the nanostructures, showing that the addition of 50 % isopropanol in the electrolyte notably improves their electrochemical properties. Secondly, hybrid WO3-MoO3 nanostructures were synthesized by adding different concentrations of molybdate to the synthesis electrolyte. The concentration of 0.1 M molybdate produced nanostructures with superior electrochemical properties, making them promising for use as anodes in batteries. The nanostructures were exhaustively characterized morphologically, structurally, chemically, electrochemically, and photoelectrochemically. Finally, the nanostructures with the best photoelectrochemical and electrochemical properties were used as anodes in environmental and energy applications, respectively. In the environmental field, the efficiency of the nanostructures in the degradation of endocrine disruptors from different chemical families, as well as their mixtures and toxicity, was evaluated. WO3 nanostructures proved to be effective, achieving 100 % degradation of pesticides, parabens, and phenols in less than 4 hours. However, the technique was not efficient in eliminating phthalates, generating more toxic final products. In the energy field, the performance of the nanostructures as anodes in lithium-ion batteries was studied, also considering the impact of the electrolyte. The hybrid WO3-MoO3 nanostructure showed the best performance when an electrolyte combining Lithium bis(oxalate)borate (LiBOB) with additional additives and solvents was used. This work offers a significant contribution to the development of sustainable solutions for environmental and energy problems, highlighting the potential of WO3 and WO3-MoO3 nanostructures. / Agradezco al Ministerio de Universidades por la ayuda predoctoral recibida para la realización de la presente Tesis Doctoral (FPU19/02466). También al Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, por la concesión de los proyectos CTQ2016-79203-R (2016) y PID2019-105844RB-I00 (2019) en los cuales he podido participar durante la Tesis Doctoral. Además, agradezco la financiación a la Red Española de Investigación E3TECH-PLUS (RED2022- 134552-T, MICINN/AEI). / Cifre Herrando, M. (2024). Nanotecnología con WO3 y aplicaciones: Degradación fotoelectroquímica de disruptores endocrinos y ánodos avanzados para baterías de ion de litio [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211319

[ES] La industria vitivinícola contemporánea enfrenta varios desafíos clave: optimizar la producción, minimizar la huella ambiental, reducir costos y mejorar la calidad del vino. La integración de la tecnología y herramientas de teledetección ha demostrado ser una solución eficiente para estos problemas. La agricultura de precisión, que incluye el manejo del riego, evaluación y control del follaje, y la identificación de los mejores emplazamientos para cada variedad de uva, es especialmente beneficiosa para esta industria. Un aspecto crucial en la producción de vino es el seguimiento de la madurez de las bayas de uva, mediante la determinación del contenido de azúcar y acidez, lo cual permite establecer la fecha óptima de vendimia. Tras la producción del vino, se evalúan su color y contenido de polifenoles, indicadores de calidad. Las imágenes satelitales son fundamentales en la teledetección para la agricultura de precisión, permitiendo monitorear la salud de los viñedos y controlar las condiciones meteorológicas. Este estudio utilizó imágenes satelitales para relacionar parámetros de calidad del vino (pre y poscosecha) con índices y bandas espectrales derivadas de las imágenes Sentinel-2 obtenidas antes de la cosecha. La investigación abarcó las temporadas de vendimia de 2017 y 2018, estudiando 135.8 hectáreas de viñedos de uvas Cabernet Sauvignon en la comuna de Marchigüe, Valle de Colchagua, Chile Central. El objetivo principal fue desarrollar modelos utilizando índices y variables espectrales de imágenes Sentinel-2 para aproximar parámetros de calidad de uva y vino, como °Brix y pH, así como índice de color, antocianinas totales y fenoles totales del vino. Se espera que estos modelos, aplicados en toda la superficie de trabajo, permitan una gestión diferenciada del cultivo, mejorando la calidad del vino al predecir indicadores pre y poscosecha que influyen en las características sensoriales y la diferenciación de marcas. En las variables precosecha, las bandas de onda corta y el índice de vegetación son más frecuentes, mientras que en las variables poscosecha destacan las bandas de borde rojo, infrarrojo cercano y el índice de humedad. Estos resultados sugieren la necesidad de realizar más estudios o explorar otras especies. Las imágenes satelitales se valoran como herramientas valiosas para mejorar el proceso artesanal y obtener vinos de mejor calidad, destacando la metodología de trabajo adaptable a diversas condiciones ambientales. Uno de los hallazgos más interesantes es la determinación del periodo fisiológico óptimo para el análisis predictivo, específicamente la quincena previa a la vendimia, permitiendo una planificación precisa y oportuna del proceso de cosecha y proporcionando datos esenciales para los enólogos. En cuanto a los coeficientes de determinación obtenidos para °Brix, índice de color y antocianinas totales en la primera temporada, los resultados son altamente positivos, con valores entre 65% y 77%, lo que sugiere una predicción fiable y contribuye a la definición de la cosecha selectiva. Otras variables muestran relaciones menos concluyentes, con coeficientes de determinación entre 42% y 57% en las campañas 2017 y 2018, indicando la necesidad de mejorar el estudio mediante un mayor número de muestras o refinando el proceso de muestreo. Los resultados positivos y la disponibilidad de imágenes satelitales ofrecen la oportunidad de identificar áreas para estudios detallados y cosechas diferenciadas. La selección precisa de uvas con características similares es crucial para mejorar la calidad y productividad del vino. Este estudio resalta la viabilidad de la teledetección y la vendimia selectiva como herramientas clave para gestionar la calidad y estilo del vino, proporcionando nuevas perspectivas en la viticultura. / [CA] La indústria vitivinícola contemporània enfronta diversos reptes clau: optimitzar la producció, minimitzar la petjada ambiental, reduir costos i millorar la qualitat del vi. La integració de la tecnologia i les eines de teledetecció ha demostrat ser una solució eficient per a aquests problemes. L'agricultura de precisió, que inclou el maneig del reg, avaluació i control del fullatge, i la identificació dels millors emplaçaments per a cada varietat de raïm, és especialment beneficiosa per a aquesta indústria. Un aspecte crucial en la producció de vi és el seguiment de la maduresa de les baies de raïm, mitjançant la determinació del contingut de sucre i acidesa, cosa que permet establir la data òptima de verema. Després de la producció del vi, se n'avaluen el color i el contingut de polifenols, indicadors de qualitat. Les imatges satel·litàries són fonamentals en la teledetecció per a l'agricultura de precisió, permetent monitoritzar la salut de les vinyes i controlar les condicions meteorològiques. Aquest estudi va utilitzar imatges satelitals per relacionar paràmetres de qualitat del vi (pre i postcollita) amb índexs i bandes espectrals derivades de les imatges Sentinel-2 obtingudes abans de la collita. La investigació va abastar les temporades de verema de 2017 i 2018, estudiant 135.8 hectàrees de vinyes de raïm Cabernet Sauvignon a la comuna de Marchigüe, Vall de Colchagua, Xile Central. L'objectiu principal va ser desenvolupar models utilitzant índexs i variables espectrals d'imatges Sentinel-2 per aproximar paràmetres de qualitat de raïm i vi, com °Brix i pH, així com índex de color, antocianines totals i fenols totals del vi. S'espera que aquests models, aplicats a tota la superfície de treball, permetin una gestió diferenciada del cultiu, millorant la qualitat del vi en predir indicadors pre i postcollita que influeixen en les característiques sensorials i la diferenciació de marques. A les variables precollita, les bandes d'ona curta i l'índex de vegetació són més freqüents, mentre que a les variables postcollita destaquen les bandes de vora vermella, infraroig proper i l'índex d'humitat. Aquests resultats suggereixen la necessitat de fer més estudis o explorar altres espècies. Les imatges satel·litàries es valoren com a eines valuoses per millorar el procés artesanal i obtenir vins de millor qualitat, destacant la metodologia de treball adaptable a diverses condicions ambientals. Una de les troballes més interessants és la determinació del període fisiològic òptim per a l'anàlisi predictiva, específicament la quinzena prèvia a la verema, permetent una planificació precisa i oportuna del procés de collita i proporcionant dades essencials per als enòlegs. Pel que fa als coeficients de determinació obtinguts per a °Brix, índex de color i antocianines totals a la primera temporada, els resultats són altament positius, amb valors entre 65% i 77%, cosa que suggereix una predicció fiable i contribueix a la definició de la collita selectiva. Altres variables mostren relacions menys concloents, amb coeficients de determinació entre 42% i 57% a les campanyes 2017 i 2018, indicant la necessitat de millorar l'estudi mitjançant un nombre més gran de mostres o refinant el procés de mostreig. Els resultats positius i la disponibilitat d'imatges satel·litals ofereixen l'oportunitat d'identificar àrees per a estudis detallats i collites diferenciades. La selecció precisa de raïms amb característiques similars és crucial per millorar la qualitat i la productivitat del vi. Aquest estudi ressalta la viabilitat de la teledetecció i la verema selectiva com a eines clau per gestionar la qualitat i estil del vi, proporcionant noves perspectives a la viticultura. / [EN] The contemporary wine industry faces several key challenges: optimizing production, minimizing the environmental footprint, reducing costs and improving wine quality. The integration of remote sensing technology and tools has proven to be an efficient solution to these problems. Precision agriculture, which includes irrigation management, canopy assessment and control, and the identification of the best sites for each grape variety, is especially beneficial for this industry. A crucial aspect of wine production is the monitoring of grape berry maturity by determining the sugar and acidity content, which allows the optimal harvest date to be established. After the wine is produced, its color and polyphenol content, quality indicators, are evaluated. Satellite imagery is fundamental in remote sensing for precision agriculture, allowing the health of vineyards to be monitored and weather conditions to be controlled. This study used satellite imagery to relate wine quality parameters (pre- and post-harvest) to indices and spectral bands derived from Sentinel-2 images obtained prior to harvest. The research covered the 2017 and 2018 harvest seasons, studying 135.8 hectares of Cabernet Sauvignon grape vineyards in the commune of Marchigüe, Colchagua Valley, Central Chile. The main objective was to develop models using indices and spectral variables from Sentinel-2 images to approximate grape and wine quality parameters, such as °Brix and pH, as well as color index, total anthocyanins and total phenols of the wine. It is expected that these models, applied across the entire work area, will allow for differentiated crop management, improving wine quality by predicting pre- and postharvest indicators that influence sensory characteristics and brand differentiation. In the pre-harvest variables, shortwave bands and vegetation index are more frequent, while in the post-harvest variables, red-edge bands, near infrared and moisture index stand out. These results suggest the need to conduct further studies or explore other species. Satellite images are valued as valuable tools to improve the artisanal process and obtain better quality wines, highlighting the work methodology adaptable to diverse environmental conditions. One of the most interesting findings is the determination of the optimal physiological period for predictive analysis, specifically the fortnight prior to harvest, allowing precise and timely planning of the harvest process and providing essential data for winemakers. Regarding the coefficients of determination obtained for °Brix, color index and total anthocyanins in the first season, the results are highly positive, with values between 65% and 77%, suggesting a reliable prediction and contributing to the definition of selective harvesting. Other variables show less conclusive relationships, with coefficients of determination between 42% and 57% in the 2017 and 2018 seasons, indicating the need to improve the study by increasing the number of samples or refining the sampling process. The positive results and the availability of satellite images offer the opportunity to identify areas for detailed studies and differentiated vintages. Accurate selection of grapes with similar characteristics is crucial to improve wine quality and productivity. This study highlights the feasibility of remote sensing and selective harvesting as key tools for managing wine quality and style, providing new perspectives in viticulture. / Fredes Castro, SN. (2024). Modelación de parámetros de calidad de uva vinífera con índices satelitales provenientes de imágenes de resolución espacial media para el manejo diferenciado de viñedos en Chile [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211473

[ES] La fabricación aditiva, de sus siglas en inglés AM (Additive Manufacturing) es un proceso que construye objetos sólidos tridimensionales mediante la superposicióon de materiales basados en un modelo de diseño asistido por ordenador. La AM está llamada a convertirse en la próxima revolución industrial, transformando el panorama del desarrollo y la producción. La AM ofrece numerosas ventajas, como posibilidades de diseño complejas y flexibles, la eliminación de procesos intermedios como el mecanizado, la independencia de los costes de producción del tamaño de los lotes, la reducción de los residuos de material, las estructuras ligeras, las reparaciones personalizadas de las máquinas y la capacidad de desarrollar nuevos materiales, entre otras ventajas. En las tecnologías de fabricación aditiva que emplean un rayo láser como fuente de energía, la materia prima inicial (en forma de polvo o cable) es fundida por la fuente de calor láser de forma controlada, capa a capa, hasta crear un componente con dimensiones finales o casi finales. Estas tecnologías implican someter el material impreso a un proceso térmico único, en el que el material se funde en un área muy específica y luego se enfría rápidamente a velocidades extremadamente altas de hasta 10^6 K/s. Por lo tanto, las microestructuras que surgen de los procesos de fabricación en AM difieren significativamente de las que se consiguen en los procesos tradicionales. Además, los materiales que se emplean principalmente en la AM no se han diseñado explícitamente para estas tecnologías. Las características específicas de los procesos de AM pueden utilizarse para lograr microestructuras y propiedades distintas en aceros que han sido adaptados para aprovechar las rápidas velocidades de enfriamiento y la historia térmica del proceso, entre otros factores. Por el momento, el número de calidades de acero comerciales disponibles en el mercado de la AM es limitado. Diversas industrias demandan nuevos grados de acero con menor densidad para disminuir el peso sin comprometer las propiedades mecánicas. Los aceros con alto contenido en manganeso se consideran materiales muy prometedores para aplicaciones estructurales debido a su excepcional combinación de resistencia y ductilidad, con una baja densidad. Sin embargo, a pesar de sus excepcionales propiedades, los aceros con alto contenido en manganeso se enfrentan a diversas limitaciones o retos durante las técnicas de procesado convencionales. Afortunadamente, la solidificación rápida puede resolver estos problemas. En este sentido, las tecnologías de AM basadas en láser proporcionan velocidades de enfriamiento rápidas, así como flexibilidad en términos de diseño geométrico. Los nuevos retos de estas tecnologías implicarán la microsegregación y el agrietamiento en caliente o hot cracking en inglés, que se producen durante la solidificación. Esta tesis está dedicada a explotar el método CALPHAD para realizar cálculos termodinámicos con el fin de diseñar varios aceros con alto contenido en manganeso que puedan prevenir eficazmente los problemas de solidificación rápida en AM. Las composiciones de acero diseñadas se produjeron en forma de polvo para AM mediante atomización con gas. Se analizaron los polvos para determinar su microestructura en relación con la química y la velocidad de enfriamiento. Ajustando adecuadamente los parámetros de impresión, estos polvos de acero con alto contenido en manganeso se imprimieron con éxito en AM, dando lugar a densidades relativas superiores al 99.9%. Se analizó la microestructura de estas muestras totalmente densas y se comparó con sus respectivos polvos, con el fin de identificar cualquier diferencia resultante de las variaciones en la velocidad de enfriamiento y los ciclos térmicos. Por último, tras definir el mejor conjunto de condiciones de impresión para cada composición de polvo, se produjeron varias muestras para evaluar las propiedades mecánicas. / [CA] La fabricació additiva, de les seues sigles en anglés AM (Additive Manufacturing) és un procés que construïx objectes sòlids tridimensionals mitjançant la superposició de materials basats en un model de disseny assistit per ordinador. L'AM està cridada a convertir-se en la pròxima revolució industrial, transformant el panorama del desenvolupament i la producció. L'AM oferix nombrosos avantatges, com a possibilitats de disseny complexes i flexibles, l'eliminació de processos intermedis com el mecanitzat, la independència dels costos de producció de la grandària dels lots, la reducció dels residus de material, les estructures lleugeres, les reparacions personalitzades de les màquines i la capacitat de desenvolupar nous materials, entre altres avantatges. En les tecnologies de fabricació additiva que empren un raig làser com a font d'energia, la matèria primera inicial (en forma de pols o filferro) és fosa per la font de calor làser de manera controlada, capa a capa, fins a crear un component amb dimensions finals o quasi finals. Estes tecnologies impliquen sotmetre el material imprés a un procés tèrmic únic, en el qual el material es funde en una àrea molt específica i després es refreda ràpidament a velocitats extremadament altes de fins a 10^6 K/s. Per tant, les microestructures que sorgixen dels processos de fabricació en AM diferixen significativament de les que s'aconseguixen en els processos tradicionals. A més, els materials que s'empren principalment en l'AM no s'han dissenyat explícitament per a estes tecnologies. Les característiques específiques dels processos d'AM poden utilitzar-se per a aconseguir microestructures i propietats diferents en acers que han sigut adaptats per a aprofitar les ràpides velocitats de refredament i la història tèrmica del procés, entre altres factors. De moment, el nombre de qualitats d'acer comercials disponibles en el mercat de l'AM és limitat. Diverses indústries demanden nous graus d'acer amb menor densitat per a disminuir el pes sense comprometre les propietats mecàniques. Els acers amb alt contingut en manganés es consideren materials molt prometedors per a aplicacions estructurals a causa de la seua excepcional combinació de resistència i ductilitat, amb una baixa densitat. No obstant això, malgrat les seues excepcionals propietats, els acers amb alt contingut en manganés s'enfronten a diverses limitacions o reptes durant les tècniques de processament convencionals. Afortunadament, la solidificació ràpida pot resoldre estos problemes. En este sentit, les tecnologies d'AM basades en làser proporcionen velocitats de refredament ràpides, així com flexibilitat en termes de disseny geomètric. Els nous reptes d'estes tecnologies implicaran la microsegregació i l'esquerdament en calent, o hot cracking en anglés, que es produïxen durant la solidificació. Esta tesi està dedicada a explotar el mètode CALPHAD per a realitzar càlculs termodinàmics amb la finalitat de dissenyar diversos acers amb alt contingut en manganés que puguen previndre eficaçment els problemes de solidificació ràpida en AM. Les composicions d'acer dissenyades es van produir en forma de pols per a AM mitjançant atomització amb gas. Es van analitzar les pólvores per a determinar la seua microestructura en relació amb la química i la velocitat de refredament. Ajustant adequadament els paràmetres d'impressió, estes pólvores d'acer amb alt contingut en manganés es van imprimir amb èxit en AM, donant lloc a densitats relatives superiors al 99.9%. Es va analitzar la microestructura d'estes mostres totalment denses i es va comparar amb les seues respectives pólvores, amb la finalitat d'identificar qualsevol diferència resultant de les variacions en la velocitat de refredament i els cicles tèrmics. Finalment, desprès de definir el millor conjunt de condicions d'impressió per a cada composició de pols, es van produir diverses mostres per a avaluar les propietats mecàniques. / [EN] Additive manufacturing (AM) is a process that builds three-dimensional solid objects by layering materials based on a computer-aided design model. AM is set to become the next industrial revolution, transforming the landscape of development and production. AM provides numerous benefits, including complex and flexible design possibilities, the elimination of intermediate processes like machining, production cost independence from batch size, reduced material waste, lightweight structures, customized machine repairs, and the ability to develop new materials, among other advantages. In additive manufacturing technologies that employ a laser beam as an energy source, the initial raw material (in the form of powder or wire) is melted by the laser heat source in a controlled manner, layer by layer, until a component with final or nearly final dimensions is created. These technologies involve subjecting the printed material to a unique thermal process, where the material is melted in a very specific area and then rapidly cooled at extremely high rates of up to 10^6 K/s. Hence, the microstructures that arise from the manufacturing processes in AM differ significantly from those achieved in traditional processes. Moreover, the materials predominantly employed in AM have not been explicitly designed for these technologies. The specific characteristics of AM processes can be utilized to achieve distinct microstructures and properties in steels that have been tailored to take advantage of the rapid cooling rates and thermal history of the process, among other factors. For the moment, the number of commercial steel grades available in the AM market is limited. Various industries are demanding new steel grades with lower density to decrease weight without compromising mechanical properties. High manganese steels are regarded as highly promising materials for structural applications due to their exceptional combination of strength and ductility, with low density. Nevertheless, despite the exceptional properties of high manganese steels, they encounter various limitations or challenges during conventional processing techniques. Fortunately, rapid solidification may solve these issues. In this sense, laser-based AM technologies provide rapid cooling rates, as well as flexibility in terms of geometric design. The new challenges of these technologies will involve micro-segregation and hot cracking occurring during solidification. This thesis is dedicated to exploiting the CALPHAD method to perform thermodynamic calculations in order to design various high manganese steels that can effectively prevent fast solidification issues in AM. The steel compositions designed were produced in the form of powder for AM using gas atomization. Powders were analyzed to determine their microstructure in relation to the chemistry and cooling rate. By adjusting properly, the printing parameters, these high manganese steel powders were successfully printed in AM, resulting in relative densities exceeding 99.9%. The microstructure of these fully dense samples was analyzed and compared to their respective powders, in order to identify any difference resulting from variations in cooling rate and thermal cycling. Lastly, after defining the best set of printing conditions for each powder composition, various samples were produced to evaluate the mechanical properties, to determine the correlation between the composition, microstructure and properties of these steels. In addition, lattice structures that are close to final part geometries were constructed to quantify the energy absorbed during compression by one of these high manganese steels. The results were then compared to those of 316L, revealing that the high manganese steel absorbs roughly twice as much the specific energy in compression. This finding demonstrates the potential of these novel AM steels for use in industrial applications. / Sánchez Poncela, M. (2024). Design of High Mn Fe-Mn-Al-C Low Density Steels for Additive Manufacturing [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205174

[ES] En los últimos años, la preocupación mundial con el aumento de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero ha motivado a las industrias del transporte y la energía a moverse hacia el desarrollo de tecnologías sostenibles con bajas o nulas emisiones de contaminantes de plantas de generación de potencia. Con este escenario, la oxicombustión surge como uno de los métodos más prometedores para mitigar la huella ambiental de plantas de generación de potencia, al erradicar sus emisiones contaminantes del tubo de escape, además de permitir la captura de dióxido de carbono (CO2) de sus gases producidos en la combustión. De esta manera, el oxígeno puro (O2) se diluye con el gas de escape recirculado para que reaccione con el combustible en el proceso de combustión y, de este modo, la corriente de gases de escape, compuesta principalmente por CO2 y vapor de agua, puede ser sometida a etapas elementales de enfriamiento y presurización para capturar CO2 de alta pureza a temperatura ambiente. Dado este contexto, en esta tesis, se desarrolla un modelo de sistema autosostenible a oxicombustión con captura de carbono para un motor policilíndrico de encendido por compresión (MEC) de 2,2 litros turboalimentado y de inyección directa como demostración de viabilidad de este concepto propuesto, considerando su aplicación potencial para el desarrollo de plantas de potencia de altas prestaciones con cero emisiones. En tales circunstancias, se emplea una membrana conductora mixta iónica-electrónica para generar O2 a partir del aire local. Para ello, se recupera la energía residual de los gases de escape mediante un ciclo Brayton adaptado con el fin de proporcionar las condiciones adecuadas para el correcto funcionamiento de la membrana en términos de temperatura y relación de presión alimentación-permeado. Asimismo, se diseña un sistema de captura de carbono (CC) local, compuesto esencialmente por dos compresores alternativos, tres unidades de refrigeración con separación de líquidos (flashes) y un tanque de almacenamiento de CO2, teniendo en cuenta las temperaturas de salida de los flashes y la presión de funcionamiento de la última etapa de purificación del CO2. En primer lugar, se diseña el modelo del sistema de oxicombustión con el motor y sus componentes auxiliares (intercambiadores de calor y turbocompresores) y, a continuación, el sistema es evaluado bajo condiciones de oxicombustión para la curva de plena carga del motor desde 1250 rpm hasta 3500 rpm en ausencia del CC, contrastando sus resultados con el comportamiento del MEC convencional de referencia. En segundo lugar, se amplía el mapa de funcionamiento de carga del motor de oxicombustión hasta los límites de estabilidad del sistema modificando el dosado oxígeno-combustible y la temperatura de los gases de escape para tres regímenes del motor. Por último, se diseña el CC y se lo acopla a la unidad de generación de O2, reciclando el agua y el exceso de O2 del CC de nuevo a la admisión del motor. A este respecto, un barrido es llevado a cabo sobre el inicio de la inyección y el flujo másico de agua recirculada para encontrar el punto de funcionamiento óptimo a 3500 rpm con respeto a la compensación entre las prestaciones del motor y la potencia de refrigeración adicional. A continuación, se mejora y adapta el modelo del sistema completo de oxicombustión con captura de carbono para una aplicación realista a escala de laboratorio y una prueba de concepto experimental, siguiendo la misma filosofía de compensación. Aunque el diseño final del motor de oxicombustión con captura de carbono presenta un ligero empeoramiento de prestaciones comparado con el MEC convencional de referencia a 3500 rpm, este nuevo concepto propuesto puede seguir siendo competitivo desde el punto de vista de la eficiencia energética como tecnología emergente que puede contribuir a la concepción de plantas de generación de potencia con emisiones cero a escala industrial comercial. / [CA] En els darrers anys, la preocupació mundial amb l'augment de les emissions antropogèniques de gasos d'efecte hivernacle ha motivat les indústries del transport i l'energia a moure's cap al desenvolupament de tecnologies sostenibles amb baixes o nul·les emissions de contaminants de plantes de generació de potència. Amb aquest escenari, l'oxicombustió sorgeix com un dels mètodes més prometedors per mitigar l'empremta ambiental de plantes de generació de potència, en eradicar les emissions contaminants del tub d'escapament, a més de permetre la captura de diòxid de carboni (CO2) dels seus gasos produïts a la combustió. D'aquesta manera, l'oxigen pur (O2) es dilueix amb el gas d'escapament recirculat perquè reaccioni amb el combustible en el procés de combustió i així el corrent de gasos d'escapament, compost principalment per CO2 i vapor d'aigua , pot ser sotmesa a etapes elementals de refredament i pressurització per capturar CO2 d'alta puresa a temperatura ambient. Atès aquest context, en aquesta tesi, es desenvolupa un model de sistema autosostenible a oxicombustió amb captura de carboni per a un motor policilíndric d'encesa per compressió (MEC) de 2,2 litres turboalimentat i d'injecció directa com a demostració de viabilitat d'aquest concepte proposat , considerant la seva aplicació potencial per al desenvolupament de plantes de potència d'altes prestacions amb zero emissions. En aquestes circumstàncies, es fa servir una membrana conductora mixta iònica-electrònica per generar O2 a partir de l'aire local. Per això, es recupera l'energia residual dels gasos d'escapament mitjançant un cicle Brayton adaptat per tal de proporcionar les condicions adequades per al funcionament correcte de la membrana en termes de temperatura i relació de pressió alimentació-permeat. Així mateix, es dissenya un sistema de captura de carboni (CC) local, compost essencialment per dos compressors alternatius, tres unitats de refrigeració amb separació de líquids (flaixos) i un tanc d'emmagatzematge de CO2, tenint en compte les temperatures de sortida dels flaixos i la pressió de funcionament de l'última etapa de purificació del CO2. En primer lloc, es dissenya el model del sistema d'oxicombustió amb el motor i els seus components auxiliars (intercanviadors de calor i turbocompressors) i, a continuació, el sistema és avaluat sota condicions d'oxicombustió per a la corba de plena càrrega del motor des de 1250 rpm fins a 3500 rpm en absència del CC, contrastant els resultats amb el comportament del MEC convencional de referència. En segon lloc, s'amplia el mapa de funcionament de càrrega del motor d'oxicombustió fins als límits d'estabilitat del sistema modificant el dosatge oxigen-combustible i la temperatura dels gasos d'escapament per a tres règims del motor. Finalment, es dissenya el CC i l'acobla a la unitat de generació d'O2, reciclant l'aigua i l'excés d'O2 del CC de nou a l'admissió del motor. Quant a això, un escombrat és dut a terme sobre l'inici de la injecció i el flux màssic d'aigua recirculada per trobar el punt de funcionament òptim a 3500 rpm respecte a la compensació entre les prestacions del motor i la potència de refrigeració addicional. A continuació, es millora i s'adapta el model del sistema complet d'oxicombustió amb captura de carboni per a una aplicació realista a escala de laboratori i una prova de concepte experimental, seguint la mateixa filosofia de compensació. Tot i que el disseny final del motor d'oxicombustió amb captura de carboni presenta un lleuger empitjorament de prestacions comparat amb el MEC convencional de referència a 3500 rpm, aquest nou concepte proposat pot continuar sent competitiu des del punt de vista de l'eficiència energètica com a tecnologia emergent que pot contribuir a la concepció de plantes de generació de potència amb emissions zero a escala industrial comercial. / [EN] In recent years, a worldwide concern with respect to an increase in anthropogenic greenhouse gas emissions has pushed transport and energy industries towards the development of sustainable technologies with low or zero pollutant emissions from powerplants. Within this scenarios, oxy-fuel combustion arises as one of the most promising methods to mitigate the environmental footprint of powerplants, by eradicating their pollutant tailpipe emissions, in addition to enabling carbon dioxide (CO2) capture from their flue gas. In this case, pure oxygen (O2) is diluted with recirculated exhaust gas to react with fuel for the combustion process and, thereby, the exhaust stream, mainly composed of CO2 and water vapor, may be subjected to elementary cooling and pressurizing steps for capturing high-purity CO2 at ambient temperature. Therefore, in this thesis, a self-sustaining oxy-fuel carbon-capture layout model is developed for a 2.2 liter turbocharged and direct-injection multicylinder compression ignition engine (CIE) as a feasibility demonstration of this proposed concept considering its potential application for development of zero-emission high-duty powerplants. In such circumstances, a mixed ionicelectronic conducting membrane is employed to generate O2 from air in-situ. For this purpose, exhaust gas wasted energy is recovered via a tailored Brayton cycle in order to provide suitable conditions for proper membrane operation in terms of temperature and feed-permeate pressure ratio. Also, an in-situ carbon capture system (CC), composed essentially of two reciprocating compressors, three cooling units with liquid separation (flashes) and a CO2 storage tank, is designed taking into account the flash out temperatures and operating pressure of the last CO2 purification step. Firstly, the oxy-fuel layout model with engine and its auxiliary components (heat exchangers and turbochargers) is designed and then assessed under oxyfuel combustion conditions for the engine full-load curve from 1250 rpm to 3500 rpm in the absence of the CC, contrasting its outputs against the baseline conventional multi-cylinder CIE behavior. Secondly, the oxy-fuel powerplant load operation map is extended until system stability limits by modifying oxygen-fuel ratio and exhaust gas temperature for three engine speeds. Finally, the CC is designed and then coupled to the O2 generation unit, recycling water and excess of O2 from CC back to engine intake. In this regard, start of injection and recirculated water mass flow are swept in order to find out optimum operating point concerning the trade-off between powerplant performance and additional cooling power at 3500 rpm. Thereafter, the complete oxy-fuel carbon-capture layout model is enhanced and adapted for realistic application at laboratory scale and experimental proof of concept, following same trade-off philosophy. Although the final oxyfuel carbon-capture engine layout presents slight deterioration in performance if compared to the baseline conventional multi-cylinder CIE at 3500 rpm, this proposed novel concept may be still energy-efficient competitive as an emerging technology which might contribute for conception of zero-emission powerplant on commercial industrial scale. / Farias Da Silva, VH. (2024). Study of oxy-fuel combustion-based power plants with in-situ O2 production and carbon capture [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207281

[ES] Los edificios históricos tienen un gran valor arquitectónico y cultural y son un bien muy preciado de nuestra civilización. Por ello, no es de extrañar que se hagan grandes esfuerzos para conservarlos. Sin embargo, a pesar de los avances en la investigación, el fuego sigue siendo una amenaza importante para lograr la conservación del patrimonio construido. Además, los códigos de incendios actuales no suelen proporcionar directrices o métodos específicos que tengan en cuenta las características únicas de los edificios históricos. En consecuencia, conseguir que estos edificios cumplan la normativa de seguridad contra incendios evitando al mismo tiempo la pérdida de patrimonio supone un gran reto. En este contexto, la presente tesis doctoral se centra en el análisis de la resistencia frente al fuego de los forjados de viguetas de madera y revoltones de ladrillos, que pueden encontrarse en muchos edificios históricos de todo el mundo, utilizando enfoques deterministas y probabilistas basados en el rendimiento. Además, la tesis propone modelos probabilísticos para caracterizar las propiedades físicas y mecánicas de la madera contemporánea e histórica a temperatura ambiente y a temperaturas elevadas, que se adoptan en dichos enfoques probabilistas. Debido a la singular geometría y configuración estructural de estos forjados históricos, los métodos establecidos por los códigos de incendios actuales para verificar su resistencia frente al fuego no son aplicables. Por ello, se propone una nueva metodología basada en el "Método de la sección reducida" de la actual EN 1995-1-2. A continuación, la metodología se aplica a un amplio número de forjados que abarcan diferentes luces, resistencias a flexión de la madera y exposiciones al fuego para evaluar la influencia de estos parámetros en la resistencia frente al fuego. Posteriormente, debido al considerable número de parámetros de entrada con una alta incertidumbre que influyen en la resistencia frente al fuego de los forjados de viguetas de madera y revoltones de ladrillos, se adopta un enfoque probabilístico. El análisis asume diferentes secciones transversales y luces para los forjados históricos, así como múltiples geometrías del sector de incendio. Además, considera la incertidumbre de las cargas permanentes y variables aplicadas, así como de las propiedades físicas y mecánicas de la madera a temperatura ambiente y a altas temperaturas. De este modo, en base a un gran número de simulaciones numéricas, se desarrollan curvas de fragilidad y se obtienen los índices de fiabilidad de los forjados históricos frente al fuego. Los resultados muestran que, aunque los enfoques probabilísticos pueden ayudar a preservar un número significativamente mayor de forjados históricos de viguetas de madera y revoltones de ladrillos, muchos de ellos pueden no cumplir los requisitos de resistencia frente al fuego establecidos por los códigos actuales, lo que es motivo de preocupación. Por lo tanto, llevar a cabo estos análisis resulta esencial para garantizar su resistencia frente al fuego y tomar medidas en caso necesario. En definitiva, esta tesis doctoral pretende promover la conservación racional de las estructuras históricas de madera y, en consecuencia, del patrimonio construido. Además, se prevé que los modelos deterministas y probabilistas propuestos también permitan el diseño de estructuras de madera más fiables y eficientes. Así, fomentando la rehabilitación frente a la demolición y la nueva construcción e incentivando el uso de la madera en nuevas estructuras, se puede contribuir también a la mejora de la sostenibilidad del sector de la construcción. Por último, se espera que esta tesis sirva para concienciar sobre la alta vulnerabilidad de los edificios históricos frente al fuego y, en última instancia, para fomentar futuras investigaciones encaminadas a la búsqueda de soluciones que permitan cumplir los requisitos de seguridad contra incendios sin comprometer el patrimonio existente. / [CA] Els edificis històrics tenen un gran valor arquitectònic i cultural i són un bé molt preuat de la nostra civilització. Per això, no és d'estranyar que es facen grans esforços per a conservar-los. No obstant això, malgrat els avanços en la investigació, el foc continua sent una amenaça important per a aconseguir la conservació del patrimoni construït. A més, els codis d'incendis actuals no solen proporcionar directrius o mètodes específics que tinguen en compte les característiques úniques dels edificis històrics. En conseqüència, aconseguir que estos edificis complisquen la normativa de seguretat contra incendis evitant al mateix temps la pèrdua de patrimoni suposa un gran repte. En este context, la present tesi doctoral se centra en l'anàlisi de la resistència al foc dels forjats de biguetes de fusta i revoltons de rajoles, que poden trobar-se en molts edificis històrics de tot el món, utilitzant enfocaments deterministes i probabilistes basats en el rendiment. A més, la tesi proposa models probabilístics per a caracteritzar les propietats físiques i mecàniques de la fusta contemporània i històrica a temperatura ambient i a temperatures elevades, que després s'adopten en els enfocaments probabilistes. A causa de la singular geometria i configuració estructural d'estos forjats històrics, els mètodes establits pels codis d'incendis actuals per a verificar la seua resistència al foc no són aplicables. Per això, es proposa una nova metodologia basada en el "Mètode de la secció reduïda" de l'actual EN 1995-1-2. A continuació, la metodologia s'aplica a un ampli nombre de forjats que abasten diferents llums, resistències a flexió de la fusta i exposicions al foc per a avaluar la influència d'estos paràmetres en la resistència al foc. Posteriorment, a causa del considerable nombre de paràmetres d'entrada amb una alta incertesa que influïxen en la resistència al foc dels forjats de biguetes de fusta i revoltons de rajoles, s'adopta un enfocament probabilístic. L'anàlisi assumix diferents seccions transversals i llums per als forjats històrics, així com múltiples geometries del sector d'incendi. A més, considera la incertesa de les càrregues permanents i variables aplicades, així com de les propietats físiques i mecàniques de la fusta a temperatura ambient i a temperatures elevades. D'esta manera, a partir d'un gran nombre de simulacions numèriques, es desenvolupen corbes de fragilitat i s'obtenen els índexs de fiabilitat dels forjats històrics davant del foc. Els resultats mostren que, encara que els enfocaments probabilístics poden ajudar a preservar un nombre significativament major de forjats històrics de biguetes de fusta i revoltons de rajoles, molts d'ells poden no complir els requisits de resistència al foc establits pels codis actuals, la qual cosa és motiu de preocupació. Per tant, dur a terme estes anàlisis resulta essencial per a garantir la seua resistència al foc i prendre mesures en cas necessari. En definitiva, esta tesi doctoral pretén promoure la conservació racional de les estructures històriques de fusta i, en conseqüència, del patrimoni construït. A més, es preveu que els models deterministes i probabilistes proposats també permeten el disseny d'estructures de fusta més fiables i eficients. D'esta manera, fomentant la rehabilitació per sobre de la demolició i la nova construcció i incentivant l'ús de la fusta en noves estructures, es pot contribuir també a la millora de la sostenibilitat del sector de la construcció. Finalment, s'espera que la present tesi doctoral servisca per a conscienciar sobre l'alta vulnerabilitat dels edificis històrics davant del foc i, en última instància, per a fomentar futures investigacions encaminades a la cerca de solucions que permeten complir els requisits de seguretat contra incendis sense comprometre el patrimoni existent. / [EN] Historic buildings hold significant architectural and cultural value and are a precious asset of our civilisation. It is therefore not surprising that great efforts are being made to preserve them. However, despite advances in research, fire remains a major threat to achieve the conservation of the built heritage. In addition, current fire codes generally do not provide specific guidelines or methods that address the unique characteristics of historic buildings. Consequently, bringing these buildings into compliance with fire safety regulations while avoiding heritage loss is a great challenge. In this context, the present doctoral thesis focuses on the analysis of the fire resistance of timber jack arch flooring systems, which can be found in many historic buildings around the world, using deterministic and probabilistic performance-based approaches. Furthermore, the thesis proposes probabilistic models to characterise the physical and mechanical properties of contemporary and historic timber at ambient and elevated temperatures, which are then adopted in such probabilistic approaches. Due to the singular geometry and structural configuration of these historic flooring systems, the methods established by current fire codes to verify their fire resistance are not applicable. Thus, a new methodology based on the "Reduced cross-section method" of the current EN 1995-1-2 is proposed. Then, the methodology is applied to a wide number of flooring systems covering different span lengths, timber bending strengths, and fire exposures to evaluate the influence of these parameters on the fire resistance. Subsequently, due to the considerable number of input parameters with high uncertainty that influence the fire resistance of timber jack arch flooring systems, a probabilistic approach is adopted. The analysis assumes different cross-sections, span lengths and geometries of the compartment where the fire occurs. Moreover, uncertainty in the applied permanent and live loads, as well as in the physical and mechanical properties of timber at ambient and elevated temperatures, is considered. Thus, based on a large number of numerical simulations, fire fragility functions are developed and the reliability indices of the historic flooring systems against fire are derived. The results of the fire resistance analyses show that, although probabilistic approaches can help to preserve significantly more historic timber jack arch flooring systems, many of them may not meet the fire resistance requirements set by current codes, which is a cause for concern. Conducting these analyses is therefore essential to ensure their fire resistance and take action where necessary. In summary, this doctoral thesis aims to promote the rational conservation of historic timber structures and, consequently, of the built heritage. Moreover, it is envisaged that the proposed deterministic and probabilistic models will also enable the design of more reliable and efficient timber structures. Thus, by fostering rehabilitation over demolition and new construction and by encouraging the use of timber in new structures, a more sustainable construction can also be achieved. Finally, the present doctoral thesis is expected to raise awareness of the high vulnerability of historic buildings to fire and, ultimately, encourage future research aimed at finding solutions that allow fire safety requirements to be met without compromising the existing heritage. / García Castillo, E. (2024). Analysis of the fire resistance of traditional timber flooring systems in historic buildings [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207365

[ES] La presente investigación desarrolla un marco teórico que incluye, por una parte, elementos conceptuales referidos a los fenómenos de la innovación, de los sistemas de innovación (especialmente regionales) y de la gobernanza; y por otra, un esquema analítico de cuatro dimensiones (quién, qué, cómo y para qué) que permite entender mejor cómo funciona una gobernanza. Cada una de estas dimensiones es vinculada a algún tipo de componentes del sistema, como los estructurales (actores, redes e instituciones), los procesos clave y los bloqueos, los instrumentos de gobernanza y los propósitos. De esta forma se construye un conjunto coherente y robusto de instrumental de análisis. En un paso siguiente, se consigna la contrastación empírica basada en los elementos desarrollados en el marco teórico, aportando primeramente una contextualización de los sistemas regionales en Chile y agregando posteriormente una propuesta de variables para cada elemento conceptual, con datos de las regiones chilenas. Del mismo modo, utilizando la metodología del análisis cualitativo comparado de conjuntos difusos (fsQCA), que admite el uso de datos asimétricos y la información contextual para obtener generalizaciones, se propone un esquema operacional del cual se obtienen diversos modelos explicativos en función de determinados resultados esperados y, con ello, una serie de trayectorias de éxito y casos. Por último, una serie de conclusiones y recomendaciones son formuladas, luego de revisar el modo en que se ha dado respuesta a las preguntas de investigación y el grado de cumplimiento de los objetivos. Se destacan una serie aspectos teóricos, en tanto unificar diversos aspectos de los sistemas de innovación mediante los elementos estructurales, los procesos claves (además de los bloqueos), los instrumentos de gobernanza y los propósitos en un modelo más holístico y comprensivo. Así mismo, en términos metodológicos, el enfoque de fsQCA muestra una gran capacidad para la definición de trayectorias de éxito (combinaciones de componentes de cada dimensión) con diferentes propósitos, para la descripción de un conjunto de casos destacables (con resultados destacables o problemáticos) y la sugerencia de una serie de posibles propuestas de política en distintos contextos regionales. También se establecen las implicancias generales para el diseño e implantación de las gobernanzas de sistemas regionales de innovación, así como se destaca el rol de la colaboración, el impacto de la inversión en investigación y desarrollo para las regiones, además de la relevancia de los instrumentos estratégicos de gobernanza, en especial de ciertos organismos que pueden asimilares a agencias regionales. / [CA] This research develops a theoretical framework that includes, on the one hand, conceptual elements referring to the phenomena of innovation, innovation systems (mainly regional), and governance; and, on the other hand, a four-dimensional analytical scheme (who, what, how and why) that allows us to understand better how governance works. Each of these dimensions is linked to some type of system components, such as structural components (actors, networks, and institutions), key processes and blockages, governance instruments, and purposes. In this way, a coherent and robust set of analysis instruments is built. In the next step, the empirical contrast is recorded based on the elements developed in the theoretical framework, first providing a contextualization of the regional systems in Chile and subsequently adding a proposal of variables for each conceptual element, with data from the Chilean regions. Likewise, using the methodology of qualitative comparative analysis of fuzzy sets (fsQCA), which admits the use of asymmetric data and contextual information to obtain generalizations, an operational scheme is proposed from which various explanatory models are obtained based on specific results expected and, with it, a series of success stories and cases. The discussion of this evidence allows us to categorize the Chilean regional innovation systems, in addition to establishing the solidity of the analytical tools formulated in this research. Finally, a series of conclusions and recommendations are formulated after reviewing the way in which the research questions have been answered and the degree of fulfillment of the objectives. A series of theoretical aspects are highlighted while unifying various aspects of innovation systems through structural elements, key processes (as well as blockages), governance instruments, and purposes in a more holistic and comprehensive model. Interestingly, in methodological terms, the fsQCA approach shows an excellent capacity for defining success trajectories (combinations of components of each dimension) with different purposes for the description of a set of notable cases (with notable or problematic results), and the suggestion of a series of possible policy proposals in different regional contexts. The general implications for the design and implementation of the governance of regional innovation systems are also established, as well as the role of collaboration, the impact of investment in research and development for the regions, in addition to the relevance of the instruments, governance strategies, especially of certain organizations that can be assimilated into regional agencies. / [EN] La present investigació desenvolupa un marc teòric que inclou, d'una banda, elements conceptuals referits als fenòmens de la innovació, dels sistemes d'innovació (especialment regionals) i de la governança; i per una altra, un esquema analític de quatre dimensions (qui, que, com i per qué) que permet entendre millor com funciona una governança. Cadascuna d'estes dimensions és vincula a alguna mena de components del sistema, com els estructurals (actors, xarxes i institucions), els processos clau i els bloquejos, els instruments de governança i els propòsits. D'esta manera, es construeix un conjunt coherent i robust d'instrumental d'anàlisi. En un pas següent, es consigna la contrastació empírica basada en els elements desenvolupats en el marc teòric, aportant, primerament, una contextualització dels sistemes regionals a Xile i agregant, posteriorment, una proposta de variables per a cada element conceptual, amb dades de les regions xilenes. Igualment, utilitzant la metodologia de l'anàlisi qualitativa comparada de conjunts difusos (*fsQCA), que admet l'ús de dades asimètriques i la informació contextual per a obtindre generalitzacions, es proposa un esquema operacional del qual s'obtenen diversos models explicatius en funció de determinats resultats esperats i, amb això, una sèrie de trajectòries d'èxit i casos. La discussió d'eixa evidència permet categoritzar els sistemes regionals d'innovació xilens, a més d'establir la solidesa de les eines analítiques formulades en la present investigació. Finalment,es formulen una sèrie de conclusions i recomanacions, després de revisar el mode amb el qual s'ha donat resposta a les preguntes d'investigació i el grau de compliment dels objectius. Es destaquen una sèrie d'aspectes teòrics, amb el quan s'unifiquen diverses característiques dels sistemes d'innovació mitjançant els elements estructurals, els processos claus (a més dels bloquejos), els instruments de governança i els propòsits en un model més holístic i comprensiu. Així mateix, en termes metodològics, l'enfocament de *fsQCA mostra una gran capacitat per a la definició de trajectòries d'èxit (combinacions de components de cada dimensió) amb diferents propòsits, per a la descripció d'un conjunt de casos destacables i el suggeriment d'una sèrie de possibles propostes de política en diferents contextos regionals. També s'estableixen les implicancions generals per al disseny i implantació de les governances de sistemes regionals d'innovació, així com es destaca el rol de la col·laboració, l'impacte de la inversió en recerca i desenvolupament per a les regions, a més de la rellevància dels instruments estratègics de governança, especialment d'uns certs organismes que poden assimilar-se a agències regionals. / Sandoval Nehme, JY. (2024). Sistemas regionales de innovación y dimensiones de gobernanza. Evidencia desde Chile [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/208294

Tesis por compendio / [ES] Los ecosistemas proveen al ser humano de múltiples servicios ecosistémicos, es decir, beneficios que tanto directa como indirectamente aportan bienestar a la sociedad. Sin embargo, los espacios naturales están sufriendo un retroceso de gran parte de sus servicios ecosistémicos a través de su progresiva degradación debida, entre otros factores, a las transformaciones intensivas sufridas las últimas décadas. Este hecho se debe, en gran medida, a que solamente algunos servicios ecosistémicos, mayormente los que forman parte del mercado económico, son comúnmente valorados por la población. La valoración económica de servicios ecosistémicos resulta fundamental como punto de partida para la posterior toma de decisiones y la instauración de políticas ambientales en busca del desarrollo sostenible de los ecosistemas. Como alternativa a los métodos clásicos de valoración ambiental y agraria, la utilización de técnicas de decisión multicriterio, especialmente los de comparación pareada, permite la priorización de los servicios ecosistémicos como paso previo a su valoración. En esta tesis doctoral se pretende acercar el uso de estas técnicas al ámbito de la valoración económica de servicios ecosistémicos. Para ello, se han realizado una serie de casos de estudio para, en primer lugar, comprobar que las técnicas en red son más acordes al objeto de estos estudios. En segundo lugar, la investigación realizada tiene por objeto analizar, y en su caso mejorar, dichas técnicas para intentar simplificar los procedimientos desde un punto de vista práctico, manteniendo en cualquier caso el rigor metodológico y la consistencia de los resultados obtenidos. Dentro de estas técnicas, el Proceso Analítico Jerárquico (Analytic Hierachy Process, en inglés) es el más utilizado. Sin embargo, y como se ha comprobado en los dos primeros casos de estudio realizados, este método no resulta el más apropiado en ámbitos de estudio complejos en los que los criterios están total o parcialmente interconectados entre sí al no ser capaz de capturar dichas relaciones debido a su estructura jerárquica. Alternativamente, las técnicas multicriterio en red, especialmente el Proceso Analítico en Red (Analytic Network Process, en inglés), si son capaces de capturar todas estas interacciones. Sin embargo, el Proceso Analítico en Red también presenta algunos inconvenientes a la hora de ponerlo en la práctica Entre ellos, destaca su mayor complejidad y el tiempo que deben invertir los expertos en la realización de los cuestionarios con las comparaciones por pares de cada elemento, especialmente cuantos más criterios deban priorizarse, lo cual provoca muchas veces una sensación de cansancio y repetición que puede llegar en ocasiones a alterar los resultados obtenidos. Por ello, en los siguientes casos de estudio, se ha estudiado el uso de un método multicriterio en red híbrido alternativo, DANP como alternativa. Metodológicamente, esta técnica resulta mucho más sencilla siendo fácilmente entendible por todos los decisores y expertos, si bien su diseño metodológico no permite la medición de la consistencia en comparación con los otros métodos estudiados. Aunque a grandes rasgos, los resultados al usar esta técnica mantienen cierta correlación con los obtenidos por el Proceso Analítico en Red, no son totalmente compatibles. En cualquier caso, en los casos de estudio realizados la mayoría de los expertos participantes han mostrado su preferencia hacia los los resultados obtenidos por este método híbrido. Por otro lado, se presenta también un estudio de la influencia de los factores socioculturales y geográficos sobre los estudios de priorización y valoración económica de los servicios ecosistémicos. Vistos los resultados y conclusiones obtenidas a lo largo de la disertación, en el último capítulo se propone un nuevo enfoque, manteniendo el uso del método híbrido DANP, como alternativa a las técnicas actuales, abriendo el camino hacia nuevas líneas de investigación futuras. / [CA] Els ecosistemes proveeixen a l'ésser humà de múltiples serveis ecosistèmics, és a dir, beneficis que tant directa com indirectament aporten benestar a la societat. No obstant això, els espais naturals estan patint un retrocés de gran part dels seus serveis ecosistèmics a través de la seua progressiva degradació deguda, entre altres factors, a les transformacions intensives patides les últimes dècades. Aquest fet es deu, en gran mesura, al fet que solament alguns serveis ecosistèmics, majorment els que formen part del mercat econòmic, són comunament valorats per la població. La valoració econòmica de serveis ecosistèmics resulta fonamental com a punt de partida per a la posterior presa de decisions i la instauració de polítiques ambientals a la recerca del desenvolupament sostenible dels ecosistemes. Com a alternativa als mètodes clàssics de valoració ambiental i agrària, la utilització de tècniques de decisió multicriteri, especialment els de comparació per pars, permet la priorització dels serveis ecosistèmics com a pas previ a la seua valoració. En aquesta tesi doctoral es pretén apropar l'ús d'aquestes tècniques a l'àmbit de la valoració econòmica de serveis ecosistèmics. Per a això, s'han realitzat una sèrie de casos d'estudi per a, en primer lloc, comprovar que les tècniques en xarxa són més concordes a fi d'aquests estudis. En segon lloc, la investigació realitzada té per objecte analitzar, i si és el cas millorar, aquestes tècniques per a intentar simplificar els procediments des d'un punt de vista pràctic, mantenint en qualsevol cas el rigor metodològic i la consistència dels resultats obtinguts. Dins d'aquestes tècniques, destaca el Procés Analític Jeràrquic (Analytic Hierachy Process, en anglés) com al més utilitzat. No obstant això, i com s'ha comprovat en els dos primers casos d'estudi realitzats, aquest mètode no resulta el més apropiat en àmbits d'estudi complexos en els quals els criteris estan totalment o parcial interconnectats entre si al no ser capaç de capturar aquestes relacions a causa de la seua estructura jeràrquica. Alternativament, les tècniques multicriteri en xarxa, especialment el Procés Analític en Xarxa (Analytic Network Process, en anglés), si són capaços de capturar totes aquestes interaccions. No obstant això, aquest mètode també presenta alguns inconvenients a l'hora de posar-lo en la pràctica Entre ells, destaca la seua major complexitat i el temps que han d'invertir els experts en la realització dels qüestionaris amb les comparacions per parells de cada element, especialment quants més criteris hagen de prioritzar-se, la qual cosa provoca moltes vegades una sensació de cansament i repetició que pot arribar a vegades a alterar els resultats obtinguts. Per això, en els següents casos d'estudi, s'ha estudiat l'ús d'un mètode multicriteri en xarxa híbrid, DANP, com a alternativa. Metodològicament, aquesta tècnica resulta molt més senzilla sent fàcilment comprensible per tots els decisors i experts, si bé el seu disseny metodològic no permet el mesurament de la consistència en comparació amb els altres mètodes estudiats. Encara que a grans trets, els resultats en usar aquesta tècnica mantenen una certa correlació amb els obtinguts pel Procés Analític en Xarxa, no són totalment compatibles. En qualsevol cas, en els casos d'estudi realitzats la majoria dels experts participants han mostrat la seua preferència cap als resultats obtinguts per aquest mètode híbrid. Finalment, es presenta també un estudi de la influència dels factors socioculturals i geogràfics sobre els estudis de priorització i valoració econòmica dels serveis ecosistèmics. Vistos els resultats i conclusions obtinguts al llarg de la dissertació, en l'últim capítol es proposa un nou enfocament, mantenint l'ús del mètode híbrid DANP, com a alternativa a les tècniques actuals, obrint el camí cap a noves línies d'investigació futures sobre aquest tema. / [EN] Ecosystems provide humans with multiple ecosystem services; these benefits directly and indirectly contribute to the well-being of society. However, natural spaces are suffering a decline in a large part of their ecosystem services through their progressive degradation due, among other factors, to the intensive transformations suffered in recent decades. This is mainly because only some ecosystem services, particularly those that are part of the economic market, are commonly valued by the population. The economic valuation of ecosystem services is essential as a starting point for subsequent decision-making and implementing environmental policies in pursuit of sustainable ecosystem development. As an alternative to the classical methods of environmental and agricultural valuation, multi-criteria decision techniques, especially those of paired comparison, allow the prioritization of ecosystem services as a step before their valuation. This doctoral thesis aims to bring the use of these techniques to the field of economic valuation of ecosystem services. To this end, a series of case studies have been carried out to verify that the network techniques align with the object of these studies. Secondly, the research aims to analyze and, if necessary, improve these techniques to simplify the procedures from a practical point of view while maintaining methodological rigor and consistency in the results obtained. Within these techniques, the Hierarchical Analytical Process is the most widely used. However, as shown in the first two case studies, there are more appropriate methods in complex study areas where the criteria are totally or partially interconnected, as they cannot capture these relationships due to their hierarchical structure. Alternatively, multi-criteria network techniques can capture all these interactions, especially the Analytical Network Process. However, this method also has some drawbacks when putting it into practice. Among them, it is more complex, and the time experts must invest in carrying out the questionnaires with the pairwise comparisons of each element, especially the more criteria to be prioritized, which often leads to a feeling of fatigue and repetition that can sometimes alter the results obtained. Accordingly, a hybrid multi-criteria network method, DANP, has been studied as an alternative in the following case studies. Methodologically, this technique is much more straightforward and can be easily understood by all decision-makers and experts. However, its methodological design does not allow consistency measurement compared to the other methods studied. Although this technique's results sustain a certain correlation with those obtained by the Analytical Network Process, they are only partially compatible. In any case, in the case studies carried out, most of the participating experts have shown their preference for the results obtained by this hybrid procedure. Eventually, this dissertation also delves into the influence of sociocultural and geographic factors on the prioritization and economic valuation of ecosystem services. Building on the insights gained, the final chapter proposes a new approach, maintaining the use of the hybrid DANP method. This novel approach challenges the current techniques and paves the way for new research in this field. / Funding for open access charge: CRUE-Universitat Politècnica de València. / Jorge García, D. (2024). Analysis and application of Multi-Criteria Decision-Making methods for the prioritization and economic valuation of ecosystem services [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/210935 / Compendio

[ES] De natura sonora. Propuestas de exploración desde la materia, espacio y territorio La presente investigación parte de la premisa de que la materia, el espacio y el territorio, de manera interrelacionada, constituyen ámbitos epistemológicos fundamentales para la exploración sonora, entendiendo esta última como una determinada actitud hacia la práctica artística -basada en la motivación, la percepción directa y la creatividad-, que propone el proceso como eje principal de la creación. Para ello, se aproxima a estas interrelaciones generando propuestas de instalación sonora interactivas e interdisciplinarias, que aborden tanto el fenómeno sonoro en la naturaleza y sus posibilidades creativas como la naturaleza del sonido. El objetivo principal de esta tesis consiste en realizar una investigación desde las interrelaciones entre la materia, el espacio y el territorio, como ámbitos cognitivos, basándose en la exploración sonora como eje procesual y a través de seis propuestas interactivas e interdisciplinares de instalación, para abordar tanto el fenómeno sonoro en la naturaleza y sus implicaciones epistémicas como la naturaleza del sonido en estos ámbitos. Los elementos conceptuales y discursivos que confluyen en esta investigación son diversos: la naturaleza y su entorno como ámbitos contextuales e integrativos; la exploración sonora como como una actitud desde la cual establecer planteamientos epistemológicos hacia la realidad; la instalación sonora como herramienta discursiva e interdisciplinariedad de lenguajes; y la materia, el espacio y el territorio como ámbitos cognitivos desde la práctica artística sonora. Cómo resultados de esta investigación, además de la indagación bibliográfica y el desarrollo de un marco teórico sólido para la misma, se planteó un proceso de praxis artística que arrojara información hacia la consecución de los objetivos planteados en el proyecto, desde seis propuestas específicas: Und du? an invitation to sound exploration (2020-2022); Árboles (2021-2022); Dialogues (2022); Water Forest Water (2022-2023); Belongings (2023); y En-Context (2023). Cada una de estas obras constituye en sí misma una exploración sonora, en sus propios procesos. Por ello, las estrategias metodológicas derivadas de cada una de las propuestas artísticas resultan diversas. Sin embargo, generalmente se contemplaron tres fases en su consecución: desarrollo de una perspectiva teórica y conceptual en cuanto al proceso de exploración sonora; y proyección de instalaciones sonoras interactivas en espacios públicos; contraste de los resultados derivados de la praxis artística con los planteamientos iniciales de la propuesta. / [CA] De natura sonora. Exploration proposals from matter, space and territory This research turns from the basis that matter, space and territory, in an interrelated way, constitute fundamental epistemological fields for sound exploration, understanding the latter as a certain attitude towards artistic practice -based on motivation, direct perception and creativity-, which proposes the process as the main axis of creation. To this end, it approaches these interrelationships by generating interactive and interdisciplinary sound installation proposals that address both the sound phenomenon in nature and its creative possibilities and the nature of sound. The main objective of this thesis is to carry out an investigation from the interrelationships between matter, space and territory, as cognitive fields, based on sound exploration as a processual axis and through six interactive and interdisciplinary installation proposals, to address both the sound phenomenon in nature and its epistemic implications as well as the nature of sound in these areas. The conceptual and discursive elements that converge in this research are diverse: nature and its environment as contextual and integrative environments; sound exploration as an attitude from which to establish epistemological approaches to reality; sound installation as a discursive tool and interdisciplinary languages; and matter, space and territory as cognitive environments from the artistic practice of sound. As a result of this research, in addition to the bibliographic research and the development of a solid theoretical framework for it, a process of artistic praxis was proposed to provide information towards the achievement of the objectives set out in the project, from six specific proposals: Und du? an invitation to sound exploration (2020-2022); Árboles (2021-2022); Dialogues (2022); Water Forest Water (2022-2023); Belongings (2023); and En-Context (2023). Each of these works constitutes in itself a sound exploration, in its own processes. Therefore, the methodological strategies derived from each of the artistic proposals are diverse. However, three phases were generally contemplated in their achievement: development of a theoretical and conceptual perspective regarding the sound exploration process; projection of interactive sound installations in public spaces; and contrast of the results derived from the artistic praxis with the initial approaches of the proposal. / [EN] De natura sonora. Propostes d'exploració des de la matèria, espai i territori La present investigació partix de la premissa que la matèria, l'espai i el territori, de manera interrelacionada, constituïxen àmbits epistemològics fonamentals per a l'exploració sonora, entenent esta última com una determinada actitud cap a la pràctica artística - basada en la motivació, la percepció directa i la creativitat-, que proposa el procés com a eix principal de la creació. Per a això, s'aproxima a estes interrelacions generant proposades d'instal·lació sonora interactives i interdisciplinàries, que aborden tant el fenomen sonor en la naturalesa i les seues possibilitats creatives com la naturalesa del so. L'objectiu principal d'esta tesi consistix a realitzar una investigació des de les interrelacions entre la matèria, l'espai i el territori, com a àmbits cognitius, basant-se en l'exploració sonora com a eix procesual i a través de sis propostes interactives i interdisciplinàries d'instal·lació, per a abordar tant el fenomen sonor en la naturalesa i les seues implicacions epistèmiques com la naturalesa del so en estos àmbits. Els elements conceptuals i discursius que confluïxen en esta investigació són diversos: la naturalesa i el seu entorn com a àmbits contextuals i integratius; l'exploració sonora com com una actitud des de la qual establir plantejaments epistemològics cap a la realitat; la instal·lació sonora com a ferramenta discursiva i interdisciplinarietat de llenguatges; i la matèria, l'espai i el territori com a àmbits cognitius des de la pràctica artística sonora. Com resultats d'esta investigació, a més de la indagació bibliogràfica i el desenvolupament d'un marc teòric sòlid per a esta, es va plantejar un procés de praxi artística que llançara informació cap a la consecució dels objectius plantejats en el projecte, des de sis propostes específiques: Und du? an invitation to sound exploration (2020-2022); Árboles (2021-2022); Dialogues (2022); Water Forest Water (2022-2023); Belongings (2023); i En-Context (2023). Cadascuna d'estes obres constituïx en si mateixa una exploració sonora, en els seus propis processos. Per això, les estratègies metodològiques derivades de cadascuna de les propostes artístiques resulten diverses. No obstant això, generalment es van contemplar tres fases en la seua consecució: desenvolupament d'una perspectiva teòrica i conceptual quant al procés d'exploració sonora; i projecció d'instal·lacions sonores interactives en espais públics; contrast dels resultats derivats de la praxi artística amb els plantejaments inicials de la proposta. / Palacios Mateos, F. (2024). De natura sonora. Propuestas de exploración desde la materia, espacio y territorio [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211320

[ES] El Sistema agroalimentario es uno de los principales causantes del complejo entramado de problemáticas que conforman la actual crisis ecosocial, desde el cambio climático a la pérdida de biodiversidad, pasando por la disrupción de los ciclos biogeoquímicos, los cambios de uso del suelo, la contaminación o la sobre-explotación de los recursos hídricos. En el origen de estos graves desequilibrios ambientales subyacen unos estilos de vida alta y crecientemente demandantes de materiales y energía, completamente ajenos a los límites finitos del planeta en que habitamos. Hasta ahora, en el ámbito de la alimentación, el desarrollo de estrategias para minimizar la contrapartida ambiental al consumismo de una parte del mundo se ha centrado mayoritariamente en soluciones tecnológicas (por ejemplo, la reducción de la intensidad de las emisiones de la producción mediante diferentes manejos agronómicos). Sin embargo, son escasas las probabilidades de que este tipo de medidas sea suficiente para cubrir las necesidades mínimas de la población global sin poner en riesgo el equilibrio de los ecosistemas y la vida en el planeta Tierra. La adopción de hábitos alimentarios sostenibles es una medida potencialmente al alcance de todas las personas, no solamente asociada a la reducción de la presión ambiental, sino también a una mejor salud humana. No obstante, pese a la creciente toma de conciencia social sobre las implicaciones de la alimentación sobre la salud humana y planetaria, las intenciones personales de mejorar los hábitos alimentarios se ven frustradas por la existencia de múltiples barreras de muy diversa índole. Por ello, y dada la urgencia de la situación en que nos encontramos, resulta necesaria la implementación de intervenciones que impulsen cambios a gran escala. Esta Tesis Doctoral pretende contribuir a mejorar el conocimiento sobre cómo los hábitos alimentarios sostenibles - focalizando en dietas ricas en productos vegetales y productos ecológicos, locales y de temporada - pueden ser impulsados y facilitados. Para ello, se emplea un enfoque transdisciplinar, explorando tres estrategias diferentes. En un primer lugar se analiza el potencial mitigador del cambio climático de los huertos urbanos, mediante su función de catalización de hábitos alimentarios sostenibles y la reducción de la huella de carbono de las personas que interactúan en este tipo de espacios. En segundo lugar, se realiza una segmentación de audiencias respecto a varios criterios de sostenibilidad ambiental y determinantes psico-sociales del consumo alimentario correspondientes a varios niveles cognitivos. Por último, se describe el proceso de diseño de una aplicación móvil para facilitar la adopción de hábitos alimentarios sostenibles y saludables, en la que se han integrado conocimientos de las ciencias sociales y naturales. La Tesis se presenta en formato de compendio de artículos. El primero de los capítulos corresponde a un artículo publicado en una revista de alto impacto (D1). Por otro lado, esta Tesis se ha desarrollado en el marco del programa de Doctorados Industriales de la Agencia Española de Investigación, con referencia DIN2018-009975. El desarrollo experimental ha sido realizado en la empresa ICATALIST, S.L., y corresponde al diseño de la aplicación móvil descrita en el capítulo 4. / [CA] El Sistema agroalimentari és un dels principals causants del complex entramat de problemàtiques que conformen l'actual crisi ecosocial, des del canvi climàtic a la pèrdua de biodiversitat, passant per la disrupció dels cicles biogeoquímics, els canvis d'ús del sòl, la contaminació o la sobre-explotació dels recursos hídrics. En l'origen d'estos greus desequilibris ambientals subjauen uns estils de vida alta i creixentment demandants de materials i energia, completament aliens als límits finits del planeta en què habitem. Fins ara, en l'àmbit de l'alimentació, el desenvolupament d'estratègies per a minimitzar la contrapartida ambiental al consumisme d'una part del món s'ha centrat majoritàriament en solucions tecnològiques (per exemple, la reducció de la intensitat de les emissions de la producció mitjançant diferents manejos agronòmics). No obstant això, són escasses les probabilitats que este tipus de mesures siga suficient per a cobrir les necessitats mínimes de la població global sense posar en risc l'equilibri dels ecosistemes i la vida en el planeta Terra. L'adopció d'hàbits alimentaris sostenibles és una mesura potencialment a l'abast de totes les persones, no solament associada a la reducció de la pressió ambiental, sinó també a una millor salut humana. No obstant això, malgrat la creixent presa de consciència social sobre les implicacions de l'alimentació sobre la salut humana i planetària, les intencions personals de millorar els hàbits alimentaris es veuen frustrades per l'existència de múltiples barreres de molt diversa índole. Per això, i donada la urgència de la situació en què ens trobem, resulta necessària la implementació d'intervencions que impulsen canvis a gran escala. Esta Tesi Doctoral pretén contribuir a millorar el coneixement sobre com els hàbits alimentaris sostenibles - focalitzant en dietes riques en productes vegetals i productes ecològics, locals i de temporada - poden ser impulsats i facilitats. Per a això, s'empra un enfocament transdisciplinar, explorant tres estratègies diferents. En un primer lloc s'analitza el potencial mitigador del canvi climàtic dels horts urbans, mitjançant la seua funció de *catalización d'hàbits alimentaris sostenibles i la reducció de la petjada de carboni de les persones que interactuen en esta mena d'espais. En segon lloc, es realitza una segmentació d'audiències respecte a diversos criteris de sostenibilitat ambiental i determinants psicosocials del consum alimentari corresponents a diversos nivells cognitius. Finalment, es descriu el procés de disseny d'una aplicació mòbil per a facilitar l'adopció d'hàbits alimentaris sostenibles i saludables, en la qual s'han integrat coneixements de les ciències socials i naturals. La Tesi es presenta en format de compendi d'articles. El primer dels capítols correspon a un article publicat en una revista d'alt impacte (D1). D'altra banda, esta Tesi s'ha desenvolupat en el marc del programa de Doctorats Industrials de l'Agència Espanyola d'Investigació, amb referència DIN2018-009975. El desenvolupament experimental ha sigut realitzat en l'empresa *ICATALIST, S.L., i correspon al disseny de l'aplicació mòbil descrita en el capítol 4. / [EN] The agri-food system is one of the main causes of the complex and tangling problems that make up the current eco-social crisis, from climate change to biodiversity decline, including the disruption of biogeochemical cycles, changes in land use, pollution or the over-exploitation of water resources. At the origin of these serious environmental disturbances lie the expansion of lifestyles that are highly and increasingly demanding of materials and energy, completely unconnected to the finite limits of the planet we inhabit. Until now, in the food domain, the development of strategies to minimize the environmental repercussions of consumerism in one part of the world has mainly focused on technological solutions (for example, the intensity reduction of production emissions through different agronomic management techniques). However, the chances that these types of measures will be sufficient to cover the minimum needs of the global population without putting at risk ecosystems' balance and life on planet Earth are low. The adoption of sustainable eating habits is a measure potentially within the reach of all people, not only associated with the reduction of environmental pressure but also with better human health. However, despite the growing social awareness of the implications of diet on human and planetary health, personal intentions to improve eating habits can be frustrated by the existence of multiple barriers of very diverse kinds. For this reason, and given the urgency of mitigating current environmental problems, the implementation of interventions that promote large-scale changes is necessary. This Doctoral Thesis aims to increase existing knowledge about how the adoption of sustainable eating habits - focusing on plant-rich diets based on organic, local, and seasonal products - can be promoted and eased. To do this, a transdisciplinary approach is used, exploring three different methodologies. First, the climate change mitigating potential of urban gardens is analysed, through the catalysing of sustainable eating habits and reducing the carbon footprint of the people who interact in these types. Secondly, a segmentation of audiences is carried out with a multi-criteria sustainability scope and psychosocial determinants of food consumption corresponding to various cognitive levels. Finally, the design process of a mobile application to facilitate the adoption of sustainable and healthy eating habits is described, in which knowledge from social and natural sciences has been integrated. The Thesis is presented in the format of a compendium of articles. The first chapter corresponds to an article published in a high-impact journal (D1). On the other hand, this Thesis has been developed within the framework of the Industrial Doctorate program of the Spanish Research Agency, with reference DIN2018-009975. The experimental development has been carried out in the company ICATALIST, S.L., and corresponds to the design of the mobile application described in Chapter 4. / This thesis has been developed within the framework of the Industrial Doctorate program of the Spanish Research Agency, with reference DIN2018-009975. / Puigdueta Bartolomé, I. (2024). Strategies for Climate Change Mitigation and Environmental Sustainability through Changes in Food Behaviour Increasing the Adoption of Plant-Rich Diets Based on Organic and Local Food Products [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205587