[ES] El principal objetivo de esta tesis fue evaluar el valor nutritivo de la pulpa granulada de remolacha (PR) producida en diferentes zonas azucareras de España. Inicialmente se caracterizó la composición química de PR procedentes del norte y sur de España, cosechadas en invierno y verano, respectivamente. Se compararon la composición química y el contenido de ácidos grasos y aminoácidos de 12 muestras de PR, agrupadas según su procedencia. La composición de la materia seca (MS) de la PR, se caracteriza por un bajo contenido en proteína cruda (8.7%), dentro del 62% de la fibra neutro detergente (FND), pero rica en FND (39.4%) y fibra soluble en detergente neutro (45.7%), y bajo en grasa bruta (1.2%) y almidón (0.9%). El análisis de componentes principales (CP) de los principales principios inmediatos indicó que ya los dos primeros CP explican el 62% de la variabilidad en la composición de la PR. Los valores de los autovectores de los CP indicaron un importante peso del contenido en almidón y FND en el primer CP y del contenido en cenizas en el segundo CP. Posteriormente se determinó la digestibilidad de un pienso control con sustitución de 20% de PR de cinco orígenes distintos, y su posible efecto en el valor nutritivo de estas PR para conejos de engorde. Se utilizaron 90 conejos de 42 días de edad con 1.49 ± 0.208 kg de peso vivo, alojados en jaulas metabólicas individuales y con alimentación ad libitum. La digestibilidad de los componentes de los piensos se determinó por el método convencional in vivo de recolección fecal total. La digestibilidad de cada una de las pulpas de remolacha se determinó mediante el método de sustitución. No se apreció efecto de la sustitución de componentes del pienso control por el 20% de PR de diferentes procedencias en el consumo voluntario de los conejos. La inclusión de PR en las dietas aumentó la digestibilidad de materia seca (MS), materia orgánica, energía bruta y de todas las fracciones fibrosas, y disminuyó la digestibilidad de la proteína bruta. Respecto al efecto de la procedencia, se observaron diferencias significativas (P<0.05) en la digestibilidad de todas las fracciones fibrosas, siendo la PR recolectada en verano la de mayor digestibilidad. El origen de la PR también afectó su valor nutritivo, con valores de energía digestible entre 11.8 y 14.5 MJ/kg MS y de proteína digestible entre 38 y 66 g/kg MS. Finalmente, para evaluar el efecto del nivel de inclusión de pulpa de remolacha, con o sin melaza, sobre el rendimiento del crecimiento, se utilizaron un total de 470 conejos de 28 días de edad, con 612.2 ± 103.4 gr. de peso vivo. Los animales fueron asignados aleatoriamente a cinco tratamientos dietéticos: Control, sin pulpa de remolacha; PR20 y PR40, con 20 y 40% de pulpa de remolacha sin melaza, respectivamente; y PRM20 y PRM40, con 20 y 40% de pulpa de remolacha con melaza, respectivamente. El consumo diario de alimento (CDA) y la ganancia media diaria (GMD) se controlaron a los 28, 49 y 59 días de edad. También se determinaron las características de la canal y del tracto digestivo a los 59 días de edad. La mortalidad y la morbilidad fueron controladas diariamente. La mortalidad durante el período de crecimiento fue mayor en los grupos PRM que en los PR (+9.2%; P<0,05). A mayor inclusión de PR, con o sin melaza, menor CDA y GMD de los animales, así como el rendimiento a la canal, la proporción de hígado y el porcentaje de grasa disecable de sus canales. Sin embargo, la mejor eficiencia alimenticia durante los últimos 10 días se obtuvo con el grupo PRM40. Respecto a los parámetros digestivos, cuanto mayor fue la inclusión de pulpa de remolacha, con o sin melaza, mayor el peso del tracto gastrointestinal vacío y ciego. De hecho, una mayor inclusión de pulpa de remolacha disminuyó el pH y la materia seca, y disminuyó el contenido total de ácidos grasos volátiles del ciego, más rico en ácido acético, pero más pobre en propiónico, isobutirico, isovalérico y valérico. / [CA] L'objectiu principal d'aquesta tesi era avaluar el valor nutritiu de la polpa granulada de remolatxa (PR) produïda en diferents zones de sucre d'Espanya. La composició química de PR del nord i del sud d'Espanya, recol·lectada a l'hivern i l'estiu, respectivament. Es va comparar la composició química i el contingut d'àcids grassos i aminoàcids de 12 mostres de PR, agrupades segons el seu origen. La matèria seca (MS) del PR es caracteritza per un baix contingut de proteïna crua (8,7%), dins del 62% de la fibra detergent neutra (FND), però ric en FND (39,4%) i fibra soluble en detergent neutre (45,7%) i baix en greixos bruts (1,2%) i midó (0,9%). L'anàlisi principal de components (CP) dels principals principis immediats va indicar que els dos primers CP ja expliquen el 62% de la variabilitat en la composició del PR. Els valors autovector CP van indicar un pes important del contingut de midó i FND al primer CP i del contingut de cendra al segon CP. Posteriorment, la digestibilitat d'un aliment de control es va determinar amb una substitució del 20% de PR de cinc orígens diferents i el seu possible efecte sobre el valor nutritiu d'aquests PR per engreixar conills. Es van utilitzar conills de 90 42 dies amb 1,49 ± 0,208 kg de pes corporal, allotjats en gàbies metabòliques individuals i amb alimentació ad libitum. La digestibilitat dels components dels pinsos va ser determinada pel mètode in vivo convencional de recol·lecció fecal total. La digestibilitat de cadascuna de les púlps de remolatxa es va determinar mitjançant el mètode de substitució. No hi va haver cap efecte apreciat de substituir els components de l'alimentació de control per un 20% de PR de diferents fonts sobre el consum voluntari de conills. La inclusió de PR en dietes va augmentar la digestibilitat de la matèria seca (MS), la matèria orgànica, l'energia crua i totes les fraccions fibroses i va disminuir la digestibilitat de la proteïna crua. Pel que fa a l'efecte de l'origen, es van observar diferències significatives (P < 0,05) en la digestibilitat de totes les fraccions fibroses, i el PR recollit a l'estiu és el que té la màxima digestibilitat. L'origen del PR també va afectar el seu valor nutritiu, amb valors d'energia digeribles entre 11,8 i 14,5 MJ / kg MS i proteïna digestible entre 38 i 66 g / kg MS. Finalment, sobre el rendiment del creixement, es van utilitzar un total de 470 conills de 28 dies, amb 612,2 ± 103,4 gr. de pes viu. Els animals van ser assignats aleatòriament a cinc tractaments dietètics: control, sense polpa de remolatxa; PR20 i PR40, amb polpa de remolatxa 20 i 40% sense melassa, respectivament; i PRM20 i PRM40, amb polpa de remolatxa de melassa del 20 i del 40%, respectivament. El consum diari d'aliments (CDA) i el benefici mitjà diari (GMD) es van controlar als 28, 49 i 59 dies d'edat. També es van determinar les característiques del canal i del tracte digestiu als 59 dies d'edat. La mortalitat i la morbiditat es controlaven diàriament. La mortalitat durant el període de creixement va ser superior als grups PRM que a la PR (+ 9,2%; P < 0,05). Com més gran sigui la inclusió de PR, amb o sense melassa, el CDA inferior i el GMD dels animals, així com el rendiment al canal, la proporció de fetge i el percentatge de greixos dissecables als vostres canals. Tanmateix, la millor eficiència alimentària durant els darrers deu dies es va obtenir amb el grup PRM40. Pel que fa als paràmetres digestius, com més gran sigui la inclusió de la polpa de remolatxa, amb o sense melassa, més gran sigui el pes del tracte gastrointestinal buit i cec. De fet, una major inclusió de la polpa de remolatxa va disminuir el pH i la matèria seca i va disminuir el contingut total d'àcids grassos volàtils al cec, més ric en àcid acètic, però més pobre en propionic, isobutiric, isoval I valeric, independentment de la temporada, proporciona un alt contingut de fibra, soluble i insoluble, tot i que no és una font important de proteïnes, aminoàcids o àcids grassos. / [EN] The main objective of this thesis was to evaluate the nutritional value of granulated beet pulp (PR) produced in different sugar-growing areas of Spain. Initially the chemical composition of PR from the north and south of Spain, harvested in winter and summer, respectively, was characterized. The chemical composition and fatty acid and amino acid content of 12 PR samples, grouped according to their origin, were compared. The composition of the dry matter (DM) of the PR is characterized by a low crude protein content (8.7%), within 62% of neutral detergent fiber (NDF), but rich in NDF (39.4%) and fiber. soluble in neutral detergent (45.7%), and low in crude fat (1.2%) and starch (0.9%). The analysis of principal components (PC) of the main immediate principles indicated that the first two PCs already explain 62% of the variability in the composition of the PR. The values of the CP eigenvectors indicated an important weight of the starch and NDF content in the first CP and the ash content in the second CP. Subsequently, the digestibility of a control feed with 20% replacement of PR from five different origins was determined, and its possible effect on the nutritional value of these PR for fattening rabbits. Ninety 42-day-old rabbits with 1.49 ± 0.208 kg live weight were used, housed in individual metabolic cages and fed ad libitum. The digestibility of feed components was determined by the conventional in vivo method of total fecal collection. The digestibility of each of the beet pulps was determined using the substitution method. No effect was seen of replacing components of the control feed with 20% PR from different sources on the voluntary consumption of the rabbits. The inclusion of PR in the diets increased the digestibility of dry matter (DM), organic matter, gross energy and all fibrous fractions, and decreased the digestibility of crude protein. Regarding the effect of origin, significant differences (P<0.05) were observed in the digestibility of all fibrous fractions, with the PR collected in summer being the one with the highest digestibility. The origin of PR also affected its nutritional value, with digestible energy values between 11.8 and 14.5 MJ/kg DM and digestible protein between 38 and 66 g/kg DM. Finally, to evaluate the effect of the level of inclusion of beet pulp, with or without molasses, on growth performance, a total of 470 rabbits of 28 days of age were used, with 612.2 ± 103.4 gr. live weight. The animals were randomly assigned to five dietary treatments: Control, without beet pulp; PR20 and PR40, with 20 and 40% beet pulp without molasses, respectively; and PRM20 and PRM40, with 20 and 40% beet pulp with molasses, respectively. Daily feed intake (DAI) and average daily gain (ADG) were monitored at 28, 49 and 59 days of age. The characteristics of the carcass and digestive tract were also determined at 59 days of age. Mortality and morbidity were monitored daily. Mortality during the growth period was higher in the PRM than in the PR groups (+9.2%; P<0.05). The greater the inclusion of PR, with or without molasses, the lower the ADC and ADG of the animals, as well as the carcass yield, the proportion of liver and the percentage of dissectable fat in their carcasses. However, the best feed efficiency during the last 10 days was obtained with the PRM40 group. Regarding the digestive parameters, the greater the inclusion of beet pulp, with or without molasses, the greater the weight of the empty and blind gastrointestinal tract. In fact a greater inclusion of beet pulp decreased the pH and dry matter, and decreased the total content of volatile fatty acids of the caecum, richer in acetic acid, but poorer in propionic, isobutyric, isovaleric and valeric acids. Regarding the effect of the harvest season on the chemical characteristics of granulated sugar beet pulp, regardless of the season, it provides high fiber content, soluble and insoluble, although it is not an important source of protein / Arce Cabrera, ON. (2024). Utilización de pulpa granulada de remolacha en la alimentación de conejos en cebo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/206201

Tesis por compendio / [ES] El rápido crecimiento de la acuicultura ha generado una serie de problemas relacionados con la disponibilidad de ingredientes marinos esenciales en la alimentación de peces, debido a su alto contenido en ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (LC-PUFAs) omega-3. Una estrategia altamente innovadora para la obtención de nuevos ingredientes ricos en LC-PUFAs, consiste en el cultivo intensivo de organismos que sean capaces de producirlos a partir de fuentes que carecen de éstos, como son los subproductos de industrias agroalimentarias. Este enfoque requiere entender la capacidad biosintética del organismo en cuestión, y cómo ésta se puede modular para aumentar la acumulación de estos compuestos. Esta Tesis Doctoral plantea una serie de estudios dirigidos a esclarecer el potencial de los gamáridos para aplicar esta estrategia. La biosíntesis de LC-PUFAs en animales requiere de la acción coordinada de enzimas elongasas y desaturasas, implicadas en la conversión de ácidos grasos relativamente cortos y poco insaturados, en LC-PUFAs de alto valor nutricional. Así pues, esta Tesis Doctoral ha investigado, por un lado, la presencia y la actividad de genes involucrados en la biosíntesis de LC-PUFAs en gamáridos tanto marinos como dulceacuícolas. Por otro lado, ha estudiado cómo diferentes dietas y temperaturas afectan al metabolismo de ácidos grasos, crecimiento y supervivencia, en el gamárido marino Gammarus locusta, tanto a nivel fisiológico y composicional, como a nivel molecular. Los resultados de la primera parte demuestran que los gamáridos tienen varias elongasas, pero carecen de desaturasas. Se identificaron tres tipos de elongasas (elovl4, elovl6, y elovl1/7-like) en el gamárido marino Echinogammarus marinus, siendo elovl4 y elovl1/7-like clave para la elongación de LC-PUFAs. Este mismo patrón de elongasas se repite también para los gamáridos dulceacuícolas. Sorprendentemente, se han encontrado desaturasas front-end (fed), methyl-end (wx-des), y una elongasa del tipo Elovl2/5 únicamente en transcriptomas de gamáridos dulceacuícolas. Posteriores análisis moleculares y filogenéticos han podido determinar que estas secuencias fed, wx-des, y elovl2/5 son propias de rotíferos bdeloideos, epibiontes de gamáridos dulceacuícolas. Estos hallazgos, más allá de apuntar el potencial biosintético de los rotíferos bdeloideos, revela una relación constante entre éstos y los gamáridos en ecosistemas dulceacuícolas. La segunda parte de la Tesis analiza cómo dieta y temperatura modulan el metabolismo de ácidos grasos, crecimiento y supervivencia en Gammarus locusta. Los resultados han mostrado que G. locusta experimenta un mayor crecimiento, aunque también mayores tasas de mortalidad, cuando se cultiva a temperaturas elevadas. La mortalidad en G. locusta también aumenta cuando este se alimenta con una dieta rica en ácidos grasos saturados (SFAs) y carente de LC-PUFAs. Los perfiles de ácidos grasos en gamáridos reflejan las dietas consumidas, independientemente de la temperatura; aunque cabe destacar que los gamáridos alimentados con dietas carentes de LC-PUFAs conservan niveles apreciables de estos compuestos en sus lípidos corporales. A nivel molecular, una dieta sin LC-PUFAs y rica en SFAs disminuye el catabolismo de ácidos grasos y favorece su acumulación modulando la expresión de genes involucrados en estos procesos. Además, estas mismas condiciones afectan negativamente el desarrollo y supervivencia al influir en genes relacionados con el ciclo de muda. Además, se ha observado que temperaturas altas aceleran el desarrollo e incrementan la mortalidad. Según estos resultados, puede concluirse que las temperaturas elevadas y dietas carentes de LC-PUFAs no son adecuadas para el cultivo de G. locusta cuando el objetivo final es la obtención de biomasa rica en estos compuestos, ya que dichas condiciones afectan negativamente al perfil nutricional del animal y a su supervivencia. / [CA] El ràpid creixement de l'aqüicultura ha generat una sèrie de problemes relacionats amb la disponibilitat d'ingredients marins essencials en l'alimentació de peixos, a causa del seu alt contingut en àcids grassos poliinsaturats de cadena llarga (LC-PUFAs) omega-3. Una estratègia altament innovadora per a l'obtenció de nous ingredients rics en LC-PUFAs, consistix en el cultiu intensiu d'organismes que siguen capaços de produir-los a partir de fonts que no els ténen, com són els subproductes d'indústries agroalimentàries. Aquesta estratègia requerix entendre la capacitat biosintètica de l'organisme en qüestió, i com aquesta es pot modular per a augmentar l'acumulació d'estos compostos. Esta Tesi Doctoral planteja una sèrie d'estudis dirigits a esclarir el potencial dels gammàrids per a aplicar esta estratègia. La biosíntesi de LC-PUFAs en animals requerix de l'acció coordinada d'enzims elongases i desaturases, implicats en la conversió d'àcids grassos relativament curts i poc insaturats, en LC-PUFAs d'alt valor nutricional. Així doncs, esta Tesi Doctoral ha investigat, d'una banda, la presència i l'activitat de gens involucrats en la biosíntesi de LC-PUFAs en gammàrids tant marins com dulciaqüícoles. D'altra banda, ha estudiat com diferents dietes i temperatures afecten el metabolisme d'àcids grassos, creixement i supervivència, en el gammàrid marí Gammarus locusta, tant a nivell fisiològic i composicional, com a nivell molecular. Els resultats de la primera part demostren que els gammàrids ténen diverses elongases, però manquen de desaturases. Es van identificar tres tipus d'elongases (elovl4, elovl6, i elovl1/7-like) en el gammàrid marí Echinogammarus marinus, sent elovl4 i elovl1/7-like clau per a l'elongació de LC-PUFAs. Este mateix patró d'elongases es repetix també per als gammàrids dulciaqüícoles. Sorprenentment, s'han trobat desaturases front-end (fed), methyl-end (wx-des), i una elongasa del tipus Elovl2/5 únicament en transcriptomes de gammàrids dulciaqüícoles. Posteriors anàlisis moleculars i filogenètics han pogut determinar que estes seqüències fed, wx-des, i elovl2/5 són pròpies de rotífers bdeloides, epibionts de gammàrids dulciaqüícoles. Estes troballes, més enllà d'apuntar el potencial biosintètic dels rotífers bdeloides, revela una relació constant entre estos i els gammàrids en ecosistemes dulciaqüícoles. La segona part de la Tesi analitza com dieta i temperatura modulen el metabolisme d'àcids grassos, creixement i supervivència en Gammarus locusta. Els resultats han mostrat que G. locusta experimenta un major creixement, encara que també majors taxes de mortalitat, quan es cultiva a temperatures elevades. La mortalitat en G. locusta també augmenta quan este s'alimenta amb una dieta rica en àcids grassos saturats (SFAs) i sense LC-PUFAs. Els perfils d'àcids grassos en gammàrids reflectixen les dietes consumides, independentment de la temperatura; encara que cal destacar que els gamàrids alimentats amb dietes mancants de LC-PUFAs conserven nivells apreciables d'estos compostos en els seus lípids corporals. A nivell molecular, una dieta sense LC-PUFAs i rica en SFAs disminuïx el catabolisme d'àcids grassos i afavorix la seua acumulació modulant l'expressió de gens involucrats en estos processos. A més, estes mateixes condicions afecten negativament el desenvolupament i supervivència al influir en gens relacionats amb el cicle de muda. A més, s'ha observat que temperatures altes acceleren el desenvolupament i incrementen la mortalitat. Segons estos resultats, pot concloure's que les temperatures elevades i dietes mancants de LC-PUFAs no són adequades per al cultiu de G. locusta quan l'objectiu final és l'obtenció de biomassa rica en estos compostos, ja que estes condicions afecten negativament el perfil nutricional de l'animal i a la seua supervivència. / [EN] The rapid growth of aquaculture has generated a series of problems related to the availability of essential marine ingredients in fish feed, due to their high content of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFAs). A highly innovative strategy for obtaining new ingredients rich in LC-PUFAs relies on the intensive culture of organisms that are capable of producing LC-PUFAs from sources that lack them, such as the by-products of agri-food industries. This approach requires understanding the biosynthetic capacity of the organism, and how this can be modulated to increase the accumulation of these compounds. This Doctoral Thesis proposes a series of studies aimed at clarifying the potential of gammarids to apply this strategy. LC-PUFA biosynthesis requires the coordinated action of elongase and desaturase enzymes, involved in the conversion of relatively short and poorly unsaturated fatty acids into LC-PUFAs of high nutritional value. Thus, this Doctoral Thesis has investigated, on one hand, the presence and activity of genes involved in the LC-PUFAs biosynthesis in both marine and freshwater gammarids. On the other hand, we have studied how different diets and temperatures affect fatty acid metabolism, growth and survival, in the marine gammarid Gammarus locusta, both at a physiological and compositional level, and at a molecular level. The results of the first part demonstrate that gammarids have several elongases, but lack desaturases. Three types of elongases (elovl4, elovl6, and elovl1/7-like) were identified in the marine gammarid Echinogammarus marinus, being elovl4 and elovl1/7-like key for LC-PUFA elongation. This same pattern of elongases is also present in their freshwater counterparts. Surprisingly, front-end desaturases (fed), methyl-end (wx-des), and an Elovl2/5-type elongase have been found only in transcriptomes built from freshwater gammarids. Subsequent molecular and phylogenetic analyses have been able to determine that these fed, wx-des, and elovl2/5 sequences are typical of bdelloid rotifers, which are epibionts of freshwater gammarids. These findings, beyond pointing out the biosynthetic potential of bdelloid rotifers, reveal a constant relationship between them and gammarids in freshwater ecosystems. The second part of the Thesis focuses on how diet and temperature modulate fatty acid metabolism, growth and survival in Gammarus locusta. The results have shown that G. locusta experiences greater growth, but also higher mortality rates, when grown at higher temperatures. Mortality in G. locusta also increases when it is fed with a diet rich in saturated fatty acids (SFAs) and lacking LC-PUFAs. Fatty acid profiles in gammarids reflect the diets consumed, regardless of temperature; although it is worth noting that gammarids fed with diets lacking LC-PUFAs still show levels of these compounds in their body lipids. At a molecular level, a diet lacking LC-PUFAs and rich in SFAs decreases the catabolism of fatty acids and enhances their accumulation by modulating the expression of genes involved in these processes. Furthermore, these same conditions negatively affect development and survival by influencing genes related to the molting cycle. In addition, it has been observed that higher temperatures accelerate development and increase mortality. According to these results, it can be concluded that higher temperatures and diets lacking LC-PUFAs are not suitable for the culture of G. locusta when the final outcome is to obtain a biomass rich in these compounds, since these conditions negatively affect the nutritional profile of the animal and its survival. / This research was supported by the ERA-NET BlueBio COFUND Project SIDESTREAM (Grant ID 68), co-funded through national funds provided by the Agencia Estatal de Investigación, Spain, grant no. PCI2020-111960/MCIN/AEI/10.13039/501100011033, the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF), FKZ161B0950B, and the Fundação para a Ciência e a Tecnologia, Por- tugal (BLUEBIO/0005/2019). Additional funding was received through the project IMPROMEGA Agencia Española de Investigación, Spain, grant no. RTI2018-095119-B-100, MCIU/AEI/FEDER/UE/ MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ and FEDER ‘A way to make Europe / Ribes Navarro, A. (2024). Biosíntesis de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga en gamáridos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207006 / Compendio

[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] El cambio climático ha aumentado la exposición de los cultivos a estreses como la sequía o la salinidad y, por tanto, tiene un impacto negativo en el rendimiento de las plantas y los cultivos en un mundo con una población en aumento en el que la seguridad alimentaria está amenazada. Existe un interés en desarrollar variedades y cultivares con mayor tolerancia a estreses abióticos. Con esta finalidad desarrollamos un abordaje, en cultivos con un alto valor económico y nutricional como brócoli y melón, para identificar rasgos fisiológicos y bioquímicos posiblemente limitantes de estrés abiótico y, por tanto, podrían ser dianas biotecnológicas para mejorar la tolerancia a estrés abiótico o que pueden ser útiles para predecir la tolerancia de variedades no caracterizadas previamente. En la presente tesis, empleamos fisiología y metabolómica para identificar como rasgos distintivos de tolerancia a estrés por sequía en brócoli, la fotosíntesis neta, la eficiencia en el uso del agua, la conductancia estomática, el ácido abscísico, metabolitos relacionados con el metabolismo del azufre y otras moléculas como la urea, el ácido quínico y el ácido glucónico lactona. Por otra parte, en melón encontramos el potencial hídrico y varios aminoácidos como serina, fenilalanina, glicina, isoleucina, asparagina y triptófano como rasgos distintivos entre cultivares tolerantes o sensibles bajo estrés por sequía. Al respecto del estrés salino, identificamos el ratio Na+/K+ como rasgo distintivo tanto para brócoli como para melón mientras que sólo en brócoli, la transpiración y la conductancia estomática como rasgos fisiológicos útiles y, en cuanto a rasgos bioquímicos, hormonas como el ácido abscísico, el ácido jasmónico y el ácido indol-3-acético así como metabolitos del ciclo de Krebs y el contenido total de los relacionados glutatión, cisteína y metionina y prolina, se mostraron como indicadores de respuestas a estrés salino en brócoli. Sin embargo, en melón, encontramos prolina, fenilalanina e histidina como rasgo distintivo de tolerancia a estrés salino. También utilizamos herramientas metabolómicas para identificar que el ácido γ-aminobutírico correlaciona con un mejor sabor del brócoli. Además, dada la importancia del metabolismo del azufre y la tolerancia al estrés, así como su relación con las propiedades nutricionales del brócoli, llevamos a cabo la caracterización de las enzimas serina O-acetiltransferasas de brócoli. La evidencia que encontramos sugiere que las dianas biotecnológicas más prometedoras para mejorar la tolerancia al estrés son los parálogos BoSAT1d y BoSAT3. / [CA] El canvi climàtic ha augmentat l'exposició dels cultius a estressos com la sequera o la salinitat i, per tant, té un impacte negatiu en el rendiment de les plantes i els cultius en un món amb una població en augment on la seguretat alimentària està amenaçada . Hi ha un interès a desenvolupar varietats i cultivars amb més tolerància a estressos abiòtics. A aquest efecte desenvolupem un abordatge, en cultius amb un alt valor econòmic i nutricional com ara bròquil i meló, per identificar trets fisiològics i bioquímics possiblement limitants d'estrès abiòtic i, per tant, podrien ser dianes biotecnològiques per millorar la tolerància a estrès abiòtic o que poden ser útils per predir la tolerància de varietats no prèviament caracteritzades. En aquesta tesi, utilitzem fisiologia i metabolòmica per identificar com a trets distintius de tolerància a estrès per sequera en bròquil, la fotosíntesi neta, l'eficiència en l'ús de l'aigua, la conductància estomàtica, l'àcid abscísic, metabòlits relacionats amb el metabolisme del sofre i altres molècules com la urea, l'àcid quínic i l'àcid glucònic lactona. D'altra banda, en meló trobem el potencial hídric i diversos aminoàcids com a serina, fenilalanina, glicina, isoleucina, asparagina i triptòfan com a trets distintius entre cultivars tolerants o sensibles sota estrès per sequera. Pel que fa a l'estrès salí, identifiquem la ràtio Na+/K+ com a tret distintiu tant per a bròquil com per a meló mentre que només en bròquil, la transpiració i la conductància estomàtica com a trets fisiològics útils i, quant a trets bioquímics, hormones com l'àcid abscísic , l'àcid jasmònic i l'àcid indol-3-acètic així com metabòlits del cicle de Krebs i el contingut total dels relacionats glutatió, cisteïna i metionina i prolina, es van mostrar com a indicadors de respostes a estrès salí en bròquil. Tot i això, en meló, trobem prolina, fenilalanina i histidina com a tret distintiu de tolerància a estrès salí. També utilitzem eines metabolòmiques per identificar que l'àcid γ-aminobutíric correlaciona amb un millor sabor del bròquil. A més, atesa la importància del metabolisme del sofre i la tolerància a l'estrès, així com la seva relació amb les propietats nutricionals del bròquil, duem a terme la caracterització dels enzims serina O-acetiltransferases de bròquil. La seva evidència suggereix que les dianes biotecnològiques més prometedores per millorar la tolerància a l'estrès són els paràlegs BoSAT1d i BoSAT3. / [EN] Climate change has increased the exposure of crops to stresses like drought and salinity and, thus, it has a negative impact on plant performance and crop yield in a world with an increasing population. This threatens food security. There is an interest in developing new varieties and cultivars of crops with enhanced tolerance to abiotic stresses. With this aim, we developed an approach in crops with high economic and nutritional values, such as broccoli and melon, to identify physiological and biochemical traits that could be limiting factors for abiotic stress and, thus are likely biotechnological targets for improving abiotic stress tolerance or may be useful for predicting tolerance of uncharacterized varieties. In the present thesis, we used physiology and metabolomics to identify as distinctive traits for drought stress tolerance in broccoli, net photosynthesis, water use efficiency, stomatal conductance, abscisic acid, metabolites related to sulfur metabolism and other molecules such as urea, quinic acid and gluconic acid lactone. On the other hand, in melon, we found water potential and several amino acids as serine, phenylalanine, glycine, isoleucine, asparagine and tryptophan to be differential traits among tolerant and sensitive cultivars under drought stress. Regarding salt stress tolerance, we identified Na+/K+ ratios as a distinctive trait for both broccoli and melon whereas in broccoli, but not melon, transpiration, and stomatal conductance were useful physiological traits. Concerning biochemical traits, hormones, such as abscisic acid, jasmonic acid and indole-3-acetic acid, metabolites of the Krebs cycle and total content of the related glutathione, cysteine and methionine and proline proved to be indicative of saline stress responses in broccoli. However, in melon, we found only proline, phenylalanine and histidine as a distinctive trait of salt stress tolerance. We also used metabolomic tools to identify that γ-Aminobutyric acid correlates with a better taste in broccoli. Given the importance of sulfur metabolism in stress tolerance, as well as its link with the nutritional properties of broccoli, we also carried out the characterization of the serine O-acetyltransferase enzymes in broccoli. Among the eight isoforms found in this species, our data suggest that the most promising biotechnological targets for enhancing stress tolerance are the BoSAT1d and the BoSAT3 paralogues. / I am a recipient of the FPU19/01977 grant from the Spanish Ministerio de Universidades. This work was funded by the RTC-2017-6468-2-AR project (APROXIMACIONES MOLECULARES PARA INCREMENTAR LA TOLERANCIA A SALINIDAD Y SEQUÍA DEL BRÓCOLI) awarded by the “Agencia estatal de Investigación” / Chevilly Tena, S. (2024). Molecular approaches to characterize and improve abiotic stress tolerance in broccoli and other crops [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/213681 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] La agricultura moderna enfrenta un doble desafío, garantizar la seguridad alimentaria mundial y ejecutarla de manera sostenible. Se prevé que la población mundial seguirá creciendo durante las próximas tres décadas, hasta alcanzar aproximadamente 10×109 personas en 2050. Sin embargo, el estrés por salinidad plantea un peligro importante no solo en la degradación del suelo sino además para el crecimiento, desarrollo y rendimiento de diversos cultivos, poniendo en riesgo la alimentación mundial; siendo considerado como uno de los agentes más dañinos para el ciclo de vida de la planta. Actualmente, entre el 20% y el 30% de la tierra cultivable en todo el mundo está afectada por la salinidad, y se estima que para 2050 el área afectada superará el 50%. Situación que ha empeorado a lo largo de los años debido al impacto del cambio climático acelerado. Generalmente, la mayoría de los cultivos hortícolas son altamente susceptibles a la salinidad, con un umbral no mayor a 2 dS m-1. Estos cultivos están conformados por una amplia gama de especies de gran importancia para la alimentación humana. El tomate (Solanum lycopersicum L.) y la lechuga (Lactuca sativa L.), son cultivos hortícolas de alto valor para la economía y el consumo de la humanidad. La producción de tomate en el mundo asciende a más de 182 millones de toneladas y de lechuga a más de 29 millones. Sin embargo, el estrés salino provoca una reducción significativa en el desarrollo de estos cultivos y una pérdida de rendimiento a través del estrés iónico, osmótico y oxidativo. En los últimos años, los productos bioestimulantes han sido reconocidos como herramientas agronómicas innovadoras para generar sistemas sostenibles, mejorando la productividad agrícola, el rendimiento, la salud de las plantas y la tolerancia a factores de estrés como la salinidad. Prueba de ello es el aumento de las publicaciones científicas y la constante expansión de su mercado. De hecho, los bioestimulantes afectan positivamente el metabolismo de las plantas en condiciones ambientales óptimas y subóptimas. Sin embargo, los procesos que desencadenan los bioestimulantes suelen ser difíciles de identificar y todavía están en estudio. Por tanto, es crucial evaluar los mecanismos de acción de los bioestimulantes en diferentes condiciones experimentales, como se ha realizado en el presente estudio. El estudio presenta dos objetivos, un principal: Determinar la influencia de la aplicación de dos formulaciones del bioestimulante BALOX® sobre los mecanismos de tolerancia al estrés osmótico, iónico y oxidativo causado por el exceso de sales solubles en cultivos hortícolas; y un objetivo secundario: Evaluar los efectos de la aplicación del producto bioestimulante BALOX® sobre la mejora de la calidad de distintos suelos tanto en condiciones no salinas como salinas. Para alcanzar el primer objetivo, se evaluó el impacto de dos formulaciones y diferentes dosis del bioestimulante y se analizaron diversos parámetros biométricos de las plantas de tomate y lechuga, y múltiples marcadores bioquímicos de estrés, como pigmentos fotosintéticos, concentraciones de iones en raíces y hojas, contenidos foliares de diferentes osmolitos, marcadores de estrés oxidativo, y compuestos antioxidantes, así como la actividad específica de diversas enzimas antioxidantes, en plantas sometidas a la combinación de diversos niveles de salinidad del agua de riego y del suelo en distintas clases texturales. Respecto al segundo objetivo, se estudió el efecto del bioestimulante en la mejora de la calidad del suelo, que es el medio que sustenta el sistema radicular. Para ello, se analizaron varias propiedades físicas (estabilidad de los agregados, densidad aparente y porcentaje de porosidad) y químicas (conductividad eléctrica, capacidad de intercambio catiónico y materia orgánica) del suelo. Además, se determinaron diferentes parámetros del sistema radicular y foliar de plantas de S. lycopersicum... / [CA] L'agricultura moderna enfronta un doble desafiament, garantir la seguretat alimentària mundial i executar-la de manera sostenible. Es preveu que la població mundial continuarà creixent durant les pròximes tres dècades, fins a aconseguir aproximadament 10×109 persones en 2050. No obstant això, l'estrés per salinitat planteja un perill important no sols en la degradació del sòl sinó a més per al creixement, desenvolupament i rendiment de diversos cultius, posant en risc l'alimentació mundial; sent considerat com un dels agents més nocius per al cicle de vida de la planta. Actualment, entre el 20% i el 30% de la terra cultivable a tot el món està afectada per la salinitat, i s'estima que per a 2050 l'àrea afectada superarà el 50%. Situació que ha empitjorat al llarg dels anys a causa de l'impacte del canvi climàtic accelerat. Generalment, la majoria dels cultius hortícoles són altament susceptibles a la salinitat, amb un límit no major a 2 dS m-1. Estos cultius estan conformats per una àmplia gamma d'espècies de gran importància per a l'alimentació humana. La tomaca (Solanum lycopersicum L.) i l'encisam (Lactuca sativa L.), són cultius hortícoles de gran importància per a l'economia i el consum de la humanitat. La producció de tomaca en el món ascendix a més de 182 milions de tones i l'encisam a més de 29 milions. No obstant això, l'estrés salí provoca una reducció significativa en el desenvolupament d'estos cultius i una pèrdua de rendiment a través de l'estrés iònic, osmòtic i oxidatiu. En els últims anys, els productes biostimulants han sigut reconeguts com a ferramentes agronòmiques innovadores per a generar sistemes sostenibles, millorant la productivitat agrícola, el rendiment, la salut de les plantes i la tolerància a factors d'estrés com la salinitat. Prova d'això és l'augment de les publicacions científiques i la constant expansió del seu mercat. De fet, els biostimulants afecten positivament el metabolisme de les plantes en condicions ambientals òptimes i subòptimes. No obstant això, els processos que desencadenen els biostimulants solen ser difícils d'identificar i encara estan en estudi. Per tant, és crucial avaluar els mecanismes d'acció dels biostimulants en diferents condicions experimentals, com s'ha realitzat en el present estudi. L'estudi presenta dos objectius, un principal: Determinar la influència de l'aplicació de dos formulacions del biostimulant BALOX® sobre mecanismes de tolerància a l'estrés osmòtic, iònic i oxidatiu causat per l'excés de sals solubles en cultius hortícoles; i un objectiu secundari: Avaluar els efectes de l'aplicació del producte biostimulant BALOX® sobre la millora de la qualitat de diferents sòls tant en condicions no salines com salines. Per a aconseguir el primer objectiu, es va avaluar l'impacte de dos formulacions i diferents dosis del biostimulant i es va analitzar diversos paràmetres biomètrics de les plantes de tomaca i encisam, i múltiples marcadors bioquímics d'estrés, com a pigments fotosintètics, concentracions d'ions en arrels i fulles, continguts foliars de diferents osmolits, marcadors d'estrés oxidatiu, l'activitat específica de diversos antioxidants enzimàtics i compostos antioxidants, en plantes sotmeses a la combinació de diversos nivells de salinitat de l'aigua de reg i del sòl en diferents classes texturals. Respecte al segon objectiu, es va estudiar l'efecte del biostimulant en la millora de la qualitat del sòl, que és el medi que sustenta el sistema radicular. Per a això, es van analitzar diverses propietats físiques (estabilitat dels agregats, densitat aparent i percentatge de porositat) i químiques (conductivitat elèctrica, capacitat d'intercanvi catiònic i matèria orgànica) del sòl. A més, es van determinar diferents paràmetres del sistema radicular i foliar de plantes de S. lycopersicum. L'aplicació del biostimulant BALOX ® va tindre un efecte global positiu en el creixement de les plantes de tomaca i encisam tractades... / [EN] Modern agriculture faces a double challenge: guaranteeing global food security and executing it in a sustainable manner. The world population is expected to continue growing over the next three decades, reaching approximately 10x109 people in 2050. However, salinity stress poses a significant danger not only to soil degradation but also to the growth, development and yield of various crops, putting global food at risk and being considered one of the most harmful agents for the life cycle of the plant. Currently, between 20% and 30% of arable land worldwide is affected by salinity, and it is estimated that by 2050 the affected area will exceed 50%. A situation that has worsened over the years due to the impact of accelerated climate change. Generally, most horticultural crops are highly susceptible to salinity, with a threshold no greater than 2 dS m-1. These crops comprise a wide range of species of great importance for human nutrition. Tomato (Solanum lycopersicum L.) and lettuce (Lactuca sativa L.) are horticultural crops of great importance for the economy and consumption of humanity. Tomato production in the world amounts to more than 182 million tons, and lettuce production to more than 29 million. However, salt stress causes a significant reduction in the development of these crops and a loss of yield through ionic, osmotic and oxidative stress. In recent years, biostimulant products have been recognized as innovative agronomic tools to generate sustainable systems, improving agricultural productivity, yield, plant health and tolerance to stress factors such as salinity. Proof of this is the increase in scientific publications and the constant expansion of their market. In fact, biostimulants positively affect plant metabolism under optimal and suboptimal environmental conditions. However, the processes triggered by biostimulants are often difficult to identify and are still being studied. Therefore, it is crucial to evaluate the mechanisms of action of biostimulants under different experimental conditions, as has been done in the present study. The study has two objectives: the main one is to determine the influence of the application of two formulations of the biostimulant BALOX® on the tolerance mechanisms to osmotic, ionic and oxidative stress caused by excess soluble salts in horticultural crops; and a secondary objective is to evaluate the effects of the application of the biostimulant product BALOX® on the improvement of the quality of different soils in both non-saline and saline conditions. To achieve the first objective, the impact of two formulations and different doses of the biostimulant was evaluated by analyzing various biometric parameters of tomato and lettuce plants, and multiple biochemical stress markers, such as photosynthetic pigments, ion concentrations in roots and leaves, foliar contents of different osmolytes, oxidative stress biomarkers, and antioxidant compounds, as well as the specific activity of several antioxidant enzymes, in plants subjected to the combination of various salinity levels of irrigation water and soil in different textural classes. Regarding the second objective, the effect of the biostimulant on improving the quality of the soil, which is the medium that supports the root system, was studied. To this end, several physical (aggregate stability, apparent density and percentage of porosity) and chemical (electrical conductivity, cationic exchange capacity and organic matter) properties of the soil were analyzed. In addition, different parameters of the root and leaf system of S. lycopersicum plants were determined. The application of the biostimulant BALOX® had an overall positive effect on the growth of the treated tomato and lettuce plants... / Zuzunaga Rosas, JG. (2024). Evaluación del producto bioestimulante BALOX® como inductor de tolerancia en cultivos hortícolas frente al estrés causado por el exceso de sales solubles en suelos y aguas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/213213 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] Este es un estudio sobre arte, paisaje, memoria, entorno rural, identidad territorial y poéticas frágiles con la naturaleza que hace un recorrido desde los albores del concepto de paisaje y sus manifestaciones artísticas en la historia del arte hasta la actualidad. Con esta Tesis por compendio de artículos se quiere mostrar, para empezar, que el paisaje es un generador de pensamiento y el motivo de cada vez más obra artística contemporánea. Asimismo, que son los pueblos que habitan los territorios los que con el cuidado y cultivo de su tierra, con su cultura, hacen que esa tierra se vaya transformando en paisaje. Además se quiere destacar la memoria paisajística conforme a los espacios vividos constatando así una arqueología espacial de la memoria, la cual, es motivo per se de creación artística. Y por ende se cuestiona si los artistas tienen algo que decir o hacer en torno a la crisis del sistema en el que vivimos, en la que parece habérsenos olvidado que el espacio natural del que formamos parte no es un ente externo para ser abusado sin ningún tipo de moral. Somos parte de la naturaleza y el paisaje, fuera y lejos de cuestiones antropocéntricas que tengan que ver con la alta cultura y los circuitos artísticos al uso, el paisaje es naturaleza. Así, en la consecución de los artículos que se presentan se puede ver como, a la vez que avanza el proceso de esta investigación, avanzan las inquietudes y los propios objetivos de esta Tesis, pues viran de un punto investigador y recopilatorio de prácticas de corte Land Art a la revisión de las mismas desde la crítica a la dominación y el cuestionamiento de la propia convivencia hacia poéticas no invasivas en el binomio artista - naturaleza. / [CA] Aquest és un estudi sobre art, paisatge, memòria, entorn rural, identitat territorial i poètiques fràgils amb la naturalesa que fa un recorregut des de les albors del concepte de paisatge i les seues manifestacions artístiques en la història de l'art fins a l'actualitat. Amb aquesta Tesi per compendi d'articles es vol mostrar, per a començar, que el paisatge és un generador de pensament i el motiu de cada vegada més obra artística contemporània. Així mateix, que són els pobles que habiten els territoris els que amb la cura i cultiu de la seua terra, amb la seua cultura, fan que eixa terra es vaja transformant en paisatge. A més es vol destacar la memòria paisatgística conforme als espais viscuts constatant així una arqueologia espacial de la memòria, la qual, és motiu per se de creació artística. I per tant es qüestiona si els artistes tenen alguna cosa a dir o fer entorn de la crisi del sistema en el qual vivim, en la qual sembla haver-se'ns oblidat que l'espai natural del qual formem part no és un ens extern per a ser abusat sense cap mena de moral. Som part de la naturalesa i el paisatge, fora i lluny de qüestions antropocèntriques que tinguen a veure amb l'alta cultura i els circuits artístics a l'ús, el paisatge és naturalesa. Així, en la consecució dels articles que es presenten es pot veure com, alhora que avança el procés d'aquesta investigació, avancen les inquietuds i els propis objectius d'aquesta Tesi, perquè viren d'un punt investigador i recopilatori de pràctiques de tall Land Art a la revisió de les mateixes des de la crítica a la dominació i el qüestionament de la pròpia convivència cap a poètiques no invasives en el binomi artista - naturalesa. / [EN] This is a study on art, landscape, memory, rural environment, territorial identity and fragile poetics with nature that takes a journey from the dawn of the concept of landscape and its artistic manifestations in Art History to the present. This doctoral thesis by a compendium of articles aims to show, to begin with, that landscape is a generator of thought and the motivation behind a growing number of contemporary artistic work. Likewise, it is the people who inhabit the territories who, with the care and cultivation of their land, with their culture, make that land transform into a landscape. Furthermore, it highlights "landscape memory" linked to the "lived spaces", thus confirming a spatial archeology of memory, which is a reason per se for artistic creation. And therefore it is questioned whether artists have anything to say or do about the systemic crisis that we live in, in which we seem to have forgotten that the natural space that we are part of is not an external entity to be abused without any type of morality. We are part of nature and landscape, outside and far away from anthropocentric issues that have to do with high culture and the conventional artistic circuits, landscape is nature. Thus, in the sequence of articles presented, it can be seen how, as the process of this research progresses, the concerns and goals of this thesis move forward, since they shift from research and investigation of Land Art practices to a revision of these practices critiquing domination, and to the the questioning of cohabitation towards non-invasive poetics in the artist-nature pairing. / Carrilero Cuenca, MJ. (2024). Preposición Paisaje. Práctica artística contemporánea sobre la naturaleza y lo rural [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/213835 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] La infraestructura de transporte es clave para el desarrollo humano, impulsando la industria y la evolución social al mejorar la interacción y conectividad. La construcción de infraestructuras actúa como catalizador de transformaciones socioeconómicas, fomentando economías locales y facilitando el movimiento de recursos y fuerza laboral. La creciente conciencia sobre los efectos negativos de las prácticas insostenibles en la construcción exige un cambio hacia métodos más responsables. Tradicionalmente, la viabilidad económica ha sido prioritaria en la ingeniería estructural, pero ahora se da mayor énfasis a los impactos del ciclo de vida. Aunque esto representa un avance hacia los objetivos de desarrollo sostenible, no abarca completamente la complejidad de la sostenibilidad. Esta tesis presenta el proceso para fundamentar un marco de diseño que integre la sostenibilidad del ciclo de vida en infraestructuras de transporte. Se sugiere un enfoque modular prefabricado para estructuras viales como una opción más atractiva frente a los métodos tradicionales in-situ. El diseño estructural, así como los procesos ambientales y sociales, se sintetizan en un modelo matemático avanzado. Esto permite la optimización mono-objetivo y multiobjetivo junto a algoritmos multicriterio. La aplicación de métodos de optimización exacta es inviable por la diversidad de variables, por lo que se recurre a metaheurísticas híbridas para minimizar el costo estructural en un enfoque mono-objetivo. Las metaheurísticas de recocido simulado y aceptación por umbrales con cadenas extensas ofrecen resultados de calidad, aunque requieren gran esfuerzo computacional. La versión híbrida del recocido simulado con un operador de mutación, común en algoritmos poblacionales, logra soluciones comparables con menor esfuerzo. La hibridación potencia las capacidades exploratorias de estos algoritmos. El análisis del ciclo de vida de configuraciones óptimas muestra claras ventajas ambientales del enfoque modular prefabricado frente a la construcción in situ. Sin embargo, las implicaciones sociales son más complejas, resaltando la importancia de incluir los impactos del ciclo de vida como objetivos en la optimización. Esto también subraya la necesidad de técnicas multicriterio para evaluar y clasificar alternativas, asegurando una consideración equilibrada de los impactos ambientales y sociales. Esta investigación desarrolla operadores de cruce, mutación y reparación para discretizar el problema de optimización. Estos dotan a algoritmos genéticos y evolutivos de la capacidad de manejar la complejidad de la optimización multiobjetivo. El operador de reparación estadístico es especialmente eficaz cuando se combina con los algoritmos NSGA-II, NSGA-III y RVEA. A pesar de sus diferencias, la técnica de toma de decisiones FUCA genera clasificaciones idénticas a la ponderación aditiva simple, al igual que TOPSIS, PROMETHEE y VIKOR. Un proceso basado en la teoría de la entropía proporciona a estas técnicas un enfoque metódico para la ponderación de criterios. La integración de algoritmos de optimización multiobjetivo con técnicas de decisión multicriterio en un marco basado en modelos matemáticos culmina en una clasificación de diseños óptimos no dominados, que equilibran las dimensiones económica, ambiental y social de la sostenibilidad. / [CA] La infraestructura de transport és clau per al desenrotllament humà, impulsant la indústria i l'evolució social en millorar la interacció i connectivitat. La construcció d'infraestructures actua com a catalitzador de transformacions socioeconòmiques, fomentant economies locals i facilitant el moviment de recursos i força laboral. La creixent consciència sobre els efectes negatius de les pràctiques insostenibles en la construcció exigix un canvi cap a mètodes més responsables. Tradicionalment, la viabilitat econòmica ha sigut prioritària en l'enginyeria estructural, però ara es dona major èmfasi als impactes del cicle de vida. Encara que això representa un avanç cap als objectius de desenrotllament sostenible, no abasta completament la complexitat de la sostenibilitat. Esta tesi presenta el procés per a fonamentar un marc de disseny que integre la sostenibilitat del cicle de vida en infraestructures de transport. Se suggerix un enfocament modular prefabricat per a estructures viàries com una opció més atractiva enfront dels mètodes tradicionals *in-*situ. El disseny estructural, així com els processos ambientals i socials, se sintetitzen en un model matemàtic avançat. Això permet l'optimització bonic-objectiu i multiobjectiu al costat d'algorismes multicriteri. L'aplicació de mètodes d'optimització exacta és inviable per la diversitat de variables, per la qual cosa es recorre a *metaheurísticas híbrides per a minimitzar el cost estructural en un enfocament bonic-objectiu. Les *metaheurísticas de recuita simulada i acceptació per llindars amb cadenes extenses oferixen resultats de qualitat, encara que requerixen gran esforç computacional. La versió híbrida de la recuita simulada amb un operador de mutació, comuna en algorismes poblacionals, aconseguix solucions comparables amb menor esforç. La hibridació potencia les capacitats exploratòries d'estos algorismes. L'anàlisi del cicle de vida de configuracions òptimes mostra clares avantatges ambientals de l'enfocament modular prefabricat enfront de la construcció in situ. No obstant això, les implicacions socials són més complexes, ressaltant la importància d'incloure els impactes del cicle de vida com a objectius en l'optimització. Això també subratlla la necessitat de tècniques multicriteri per a avaluar i classificar alternatives, assegurant una consideració equilibrada dels impactes ambientals i socials. Esta investigació desenrotlla operadors d'encreuament, mutació i reparació per a *discretizar el problema d'optimització. Estos doten a algorismes genètics i evolutius de la capacitat de manejar la complexitat de l'optimització multiobjectiu. L'operador de reparació estadístic és especialment eficaç quan es combina amb els algorismes *NSGA-II, *NSGA-III i *RVEA. Malgrat les seues diferències, la tècnica de presa de decisions *FUCA genera classificacions idèntiques a la ponderació additiva simple, igual que *TOPSIS, *PROMETHEE i *VIKOR. Un procés basat en la teoria de l'entropia proporciona a estes tècniques un enfocament metòdic per a la ponderació de criteris. La integració d'algorismes d'optimització multiobjectiu amb tècniques de decisió multicriteri en un marc basat en models matemàtics culmina en una classificació de dissenys òptims no dominats, que equilibren les dimensions econòmica, ambiental i social de la sostenibilitat. / [EN] Transportation infrastructure is essential for human development, driving industry growth and societal evolution through enhanced interaction and connectivity. Transportation infrastructure construction acts as a catalyst for socio-economic transformations, stimulating local economies and streamlining the flow of workforce and resources. Growing recognition of the detrimental effects of unsustainable practices in construction engineering necessitates a shift towards more responsible methodologies. Historically, economic viability has dominated the priorities of structural engineering, but there is now an increasing emphasis on evaluating the life cycle impacts of projects. While this shift marks progress towards aligning structural design with sustainability goals, it does not fully capture the intricate and multifaceted nature of life cycle sustainability. This doctoral thesis systematically unfolds the process of conceiving and substantiating a design framework that incorporates life cycle sustainability into the construction of transportation infrastructure. A precast modular approach is proposed for road frame projects as an attractive alternative to conventional cast-in-place methods. The structural design process and life cycle environmental and social impacts of the structure are encapsulated within a sophisticated mathematical model, facilitating the application of both single and multi-objective optimization alongside decision-making algorithms. Exact optimization methods are not a viable resort due to the extensive array of optimization variables and the mixed integer nature of the problem. Thus, the research deploys trajectory-based local search and hybrid metaheuristics for the single-objective cost-minimization of the structure. Simulated annealing and threshold accepting metaheuristics adjusted with longer chain lengths achieve high-quality results but demand substantial computational resources. A hybrid version of simulated annealing, incorporating a mutation operator typically found in population-based algorithms, reaches comparable solutions with less computational effort. The hybridization of metaheuristics is identified as an effective strategy to enhance the exploratory capacities of these algorithms. The life cycle assessment of diverse cost-optimized road frame layouts reveals distinct environmental advantages of the precast modular approach compared to the conventional cast-in-place method. However, the social implications present a more intricate relationship, emphasizing the importance of including life cycle impacts as objective functions in the optimization process. Additionally, this underscores the necessity to involve multi-criteria decision-making techniques to effectively score and rank alternatives, ensuring a balanced consideration of environmental and social impacts in the decision-making framework. This research employs innovative crossover, polynomial mutation, and repair operators to effectively discretize the optimization problem, equipping novel genetic and evolutionary algorithms with the capabilities to tackle the mixed integer nature of the multi-objective optimization problem. The statistical-based repair operator algorithm is notably successful when incorporated with the non-dominated sorting genetic algorithms II and III and the reference vector-guided evolutionary algorithm. Despite their operational variances, the fair un choix adequàt decision-making technique yields the same rankings as the simple additive weighting method. This alignment also extends to the technique for order of preference by similarity to ideal solution, preference ranking for organization method for enrichment evaluation and multi-criteria optimization and compromise solution algorithms. An entropy theory-based strategy endows these multi-criteria decision-making techniques with a methodical and unbiased approach to criteria weighting. Integrating multi-objective optimization algorithms with multi-crite / Ruiz Vélez, A. (2024). Optimal Design of Socially and Environmentally Efficient Reinforced Concrete Precast Modular Road Frames under Constrained Budgets [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/213837 / Compendio

[ES] La presente investigación se enfoca en hacer un diagnóstico en profundidad de buenas prácticas aplicadas en el campo de la restauración y conservación del patrimonio arquitectónico, con gran influencia de las ciencias sociales en lo que al trabajo con comunidades locales se refiere. El objeto reside en construir un itinerario metodológico participativo aplicable a este tipo de proyectos en los que, desde las políticas internacionales, cada vez se demanda más la inclusión de las comunidades que rodean a los bienes inmuebles declarados. Todo ello delimitado a contextos urbanos de tamaño medio, pequeñas ciudades o enclaves rurales cuya vinculación con la población local es directa. Si bien los procesos participativos que incluyen a las comunidades locales usualmente se aplican antes y después de las obras de restauración, esta investigación se enfoca en el desarrollo de los mismos durante la ejecución de las obras. Existen numerosas iniciativas y prácticas experimentales realizadas en los campos del urbanismo, el desarrollo local, la arqueología, la museología y la educación, pero en menor medida desde la arquitectura. El posicionamiento de la investigación parte de la consideración del papel del arquitecto como técnico que forma parte de los equipos multidisciplinares que coordinan las obras y que se enfrenta, en muchos casos, a un proyecto complejo que abarca desde la intervención directa en los elementos arquitectónicos hasta la gestión de actividades paralelas y complementarias a la restauración (actividades educativas, de investigación histórica, de divulgación y de comunicación directa con las comunidades locales). La tesis se estructura en tres fases. En primer lugar, se realiza una recopilación de experiencias relacionadas con la intervención en lugares patrimoniales en un contexto geográfico concreto, con el objetivo de identificar los procesos de trabajo desarrollados. La segunda fase se concentra en el estudio de metodologías aplicadas por las ciencias sociales y otras disciplinas que enfocan el trabajo con comunidades desde la participación activa de la población. En la tercera fase, se combina la información recogida para elaborar un itinerario metodológico aplicable a dos casos de estudio experimentales. Durante el desarrollo, se procede a la puesta en práctica del itinerario, cuyo contenido se retroalimenta en el proceso, teniendo en cuenta los aportes de la comunidad local implicada y el contexto cultural en el que se trabaja. Finalmente se llega a la evaluación de proceso elaborado, concluyendo con la adaptabilidad que el esquema creado tendría en otros contextos culturales. Con todo ello, este tema de Tesis Doctoral pretende aportar una visión más cercana de cómo aplicar metodologías participativas a proyectos técnicos de restauración que integren un trabajo activo con comunidades, abarcado en paralelo a la conservación y la gestión del patrimonio cultural arquitectónico. / [CA] La present investigació s'enfoca a fer un diagnòstic en profunditat de bones pràctiques aplicades en el camp de la restauració i conservació del patrimoni arquitectònic, amb gran influència de les ciències socials en el que al treball amb comunitats locals es referix. L'objecte residix a construir un itinerari metodològic participatiu aplicable a esta mena de projectes en els quals, des de les polítiques internacionals, cada vegada es demanda més la inclusió de les comunitats que envolten als béns immobles declarats. Tot això delimitat a contextos urbans de grandària mitjana, xicotetes ciutats o enclavaments rurals la vinculació dels quals amb la població local és directa. Si bé els processos participatius que inclouen a les comunitats locals usualment s'apliquen abans i després de les obres de restauració, esta investigació s'enfoca en el desenrotllament dels mateixos durant l'execució de les obres. Existixen nombroses iniciatives i pràctiques experimentals realitzades en els camps de l'urbanisme, el desenrotllament local, l'arqueologia, la museologia i l'educació, però en menor mesura des de l'arquitectura. El posicionament de la investigació partix de la consideració del paper de l'arquitecte com a tècnic que forma part dels equips multidisciplinaris que coordinen les obres i que s'enfronta, en molts casos, a un projecte complex que abasta des de la intervenció directa en els elements arquitectònics fins a la gestió d'activitats paral·leles i complementàries a la restauració (activitats educatives, d'investigació històrica, de divulgació i de comunicació directa amb les comunitats locals). La tesi s'estructura en tres fases. En primer lloc, es realitza una recopilació d'experiències relacionades amb la intervenció en llocs patrimonials en un context geogràfic concret, amb l'objectiu d'identificar els processos de treball desenrotllats. La segona fase es concentra en l'estudi de metodologies aplicades per les ciències socials i altres disciplines que enfoquen el treball amb comunitats des de la participació activa de la població. En la tercera fase, es combina la informació arreplegada per a elaborar un itinerari metodològic aplicable a dos casos d'estudi experimentals. Durant el desenrotllament, es procedix a la posada en pràctica de l'itinerari, el contingut del qual es retroalimenta en el procés, tenint en compte les aportacions de la comunitat local implicada i el context cultural en el qual es treballa. Finalment s'arriba a l'avaluació de procés elaborat, concloent amb l'adaptabilitat que l'esquema creat tindria en altres contextos culturals. Amb tot això, este tema de Tesi Doctoral pretén aportar una visió més pròxima de com aplicar metodologies participatives a projectes tècnics de restauració que integren un treball actiu amb comunitats, abastat en paral·lel a la conservació i la gestió del patrimoni cultural arquitectònic. / [EN] The present research focuses on making an in-depth diagnosis of good practices applied in the field of restoration and conservation of architectural heritage, with great influence of the social sciences as far as working with local communities is concerned. The aim is to build a participatory methodological itinerary applicable to this type of projects in which, from international policies, the inclusion of the communities surrounding the declared properties is increasingly demanded. All of this is limited to medium-sized urban contexts, small cities or rural enclaves with direct links to the local population. Although participatory processes that include local communities are usually applied before and after the restoration works, this research focuses on the development of these processes during the execution of the works. There are numerous initiatives and experimental practices carried out in the fields of urban planning, local development, archaeology, museology and education, but to a lesser extent in architecture. The positioning of the research is based on the consideration of the role of the architect as a technician who is part of the multidisciplinary teams that coordinate the works and who is faced, in many cases, with a complex project that ranges from direct intervention in the architectural elements to the management of parallel and complementary activities to the restoration (educational activities, historical research, dissemination and direct communication with local communities). The thesis is structured in three phases. First, a compilation of experiences related to the intervention in heritage sites in a specific geographical context is carried out, with the aim of identifying the work processes developed. The second phase focuses on the study of methodologies applied by the social sciences and other disciplines that focus on working with communities from the active participation of the population. In the third phase, the information gathered is combined to elaborate a methodological itinerary applicable to two experimental case studies. During development, the itinerary is put into practice, the content of which is fed back into the process, taking into account the contributions of the local community involved and the cultural context in which the work is carried out. Finally, the process is evaluated, concluding with the adaptability that the created scheme would have in other cultural contexts. With all this, this Doctoral Thesis topic aims to provide a closer view of how to apply participatory methodologies to technical restoration projects that integrate an active work with communities, encompassed in parallel to the conservation and management of architectural cultural heritage. / Ferrando Ortiz, A. (2024). Desarrollo de líneas directrices para la aplicación de procesos participativos en proyectos de restauración del patrimonio arquitectónico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214029