La adsorció sobre carbó actiu és un tractament habitual para a l'eliminació de metalls contaminants d'afluents aquosos. Amb la finalitat de reduir el cost dels tractament actuals s'està estudiant la utilització d'adsorbents de baix cost com a substituts dels sorbents convencionals que s'utilitzen usualment en els tractaments d'aigües. En aquesta tesi s'ha avaluat la possibilitat d'aprofitar diversos residus vegetals procedents de processos agrícoles o residus industrials, com a sorbents per a l'eliminació de metalls de solucions aquoses. En concret, el treball s'ha centrat en assolir dos grans objectius, primer de tot, conèixer la possibilitat d'utilitzar el pinyol d'oliva com a adsorbent de metalls divalents de solucions aquoses, com són el Cd(II), Cu(II), Ni(II) i Pb(II), i en segon lloc, avaluar la utilització de quatre residus vegetals (escorça de yohimbe, rapa de raïm, suro i pinyol d'oliva) per a l'extracció de Cr(VI) de solucions aquoses i utilitzar el residu vegetal més apropiat com a base per tal d'obtenir un nou sorbent, amb més bona morfologia per ser utilitzat en sistemes d'eliminació de Cr(VI) en continu. Les dades cinètiques d'adsorció es van tractar amb el model cinètic de pseudo-segon ordre, amb el que es van determinar la velocitat inicial d'adsorció dels metalls. Els models d'isotermes d'equilibri de Langmuir i Freundlich es van utilitzar per descriure els equilibris d'adsorció i calcular els paràmetres de les isotermes. En els assajos amb mescles binàries de metalls, els resultats es van tractar amb el model ampliat de Langmuir.En aquest treball s'ha determinat, primerament, que el pinyol d'oliva és un bon sorbent dels metalls divalents estudiats. S'ha determinat que l'adsorció dels metalls varia amb el pH de la solució i que la presència de sals en la solució provoca una davallada en l'adsorció. També es va determinar la competència en l'adsorció entre els metalls al realitzar assajos en mescles binàries.Amb els estudis d'extracció de Cr(VI) amb els quatre materials s'ha determinat que aquests vegetals poden adsorbir el Cr(VI) en solució, tot i que la rapa i la yohimbe són els materials que presenten unes capacitats d'adsorció més elevades. Les anàlisis amb espectroscòpia electrònica de Raig-X realitzats en la rapa de raïm i la yohimbe en contacte amb Cr(VI) varen demostrar la presència del metall en els dos estats d'oxidació, Cr(VI) i Cr(III), evidenciant la participació del mecanisme de reducció de Cr(VI) en l'adsorció del metall sobre els materials.Amb l'encapsulació de la rapa de raïm es va incrementar significativament la capacitat d'adsorció del metall respecta a la seva utilització en la forma original. Les dades experimentals es van tractar amb un model de difusió i es va determinar el coeficient de difusió en l'adsorció en el sorbent amb diferent percentatge de rapa en l'interior.Finalment s'han realitzat estudis preliminars d'adsorció de crom hexavalent en continu utilitzant columnes de petites dimensions farcides amb el sorbent format per boles de rapa encapsulada en alginat càlcic. En aquests assajos s'ha determinat l'efecte en l'adsorció de metall de diversos paràmetres d'operació, com la concentració inicial de metall, el cabal i l'alçada de llit. El model de transferència de matèria i difusió en columna emprat pel tractament de les dades experimentals va mostrar l'efecte de la concentració inicial i del cabal en els coeficients de difusió i transferència de matèria. El model BDST no va predir correctament el temps de servei en els diferents paràmetres d'operació experimentats a causa de la complexitat del procés d'adsorció. Amb aquests assajos preliminars s'han establert les bases de l'adsorció de Cr(VI) amb el nou sorbent en sistemes en continu amb la finalitat de realitzar estudis posteriors d'eliminació del metall en columnes de majors dimensions. / Adsorption with activated carbon is a usual treatment to remove metals from wastewater. In order to reduce the cost of the treatment, several studies have been carried out to evaluate the use of low cost sorbents as an alternative to conventional sorbents used in wastewater treatment. In this work, the use of different vegetable wastes from agricultural or industrial processes has been evaluated as sorbents for metal removal from aqueous solutions. The aim of this work was to study first, the usefulness of olive stones as a sorbent for divalent metals such as Cd(II), Cu(II), Ni(II) and Pb(II) from aqueous solutions and then the use of four vegetable wastes (yohimbe bark, grape stalks, cork and olive stones) for the removal of Cr(VI) from aqueous solutions. The vegetable waste powder was encapsulated in calcium alginate to obtain spherical gel beads that were used in continuous flow process for Cr(VI) removal.In all sorption experiments, kinetic data were modeled by the pseudo-second order kinetic equation and determine the constants sorption rates. Langmuir and Freundlich model isotherms were use to describe sorption equilibrium data and to obtain the isotherm parameters. In binary mixtures, the extended Langmuir isotherm model was used. The results showed that olive stones are a good sorbent for studied divalent metal. Metal uptake was pH dependent and the presence of salts in solution provokes a decrease in metal uptake. A clear competence between metals to be adsorbed on the waste was observed in metal binary mixtures. Although results obtained in Cr(VI) removal studies show that the four studied wastes can adsorb Cr(VI), grape stalks and yohimbe bark wastes showed the best chromium sorption capacity. X-Ray Photoelectron Spectroscopy analysis on grape stalks and yohimbe chromium loaded samples put into evidence that both Cr(VI) and Cr(III) were sorbed on wastes surface indicating that Cr(VI) sorption process involves a redox reaction. The gel beads obtained when encapsulating grape stalks in calcium alginate showed a significant increase in Cr(VI) sorption capacity compared to the original grape stalks waste. A diffusion model was used to analyze the experimental data and to determine the diffusion coefficient for Cr(VI) sorption by beads containing different percentage of grape stalks encapsulated in calcium alginate. Finally, preliminary studies of Cr(VI) removal in continuous flow using the beads containing grape stalks powder gel in laboratory columns have been carried out. The effect of operating parameters such as feed metal concentration, flow rate and bed depth was studied. The mass transfer and diffusion model used to describe column data showed the effect of feed metal concentration and flow rate in both, diffusion and mass transfer coefficients, respectively. The bed depth service time model (BDST) failed in predicting the service time when changing operating parameters due to the complexity of the sorption process. With these preliminary column experiments we established the basis for Cr(VI) sorption by the proposed sorbent in continuous flow process for further development of the process to be used in higher scale columns.

[EN] The most established infrastructure in the territory is the road. The sections in bridge and tunnel are the most unique and expensive although the former are more numerous than the latter. Today overpass bridges are one of the most common in all major highways. The most recommended and usual for this type of bridge abutment is open. Many efforts have been devoted to the calculation and design of bridge decks, fewer piers, and even less, to the abutments. This thesis deals with optimal design of open abutment of reinforced concrete road bridges. Optimal abutments of the thesis are obtained by heuristics methods and a computer program has been made, are fully designed to be built, and they consist of 40 discrete variables. Abutments have not been previously treated in the optimization references. Optimized criteria are cost, structural safety, constructability and environmental sustainability both isolated or in pairs with the cost (recent hybrid multi-objective optimization MOSAMO). The abutments thus obtained are optimal designs that have not required previous experience of a designer of structures to propose, as has been done until now, the initial design (resistant checks), either manually or, as at present, by one or more computer programs structures; in which case, the initial design is retouched slightly by the engineer if it does not meet any testing, by trial and error. Current programs do not yet include optimization routines like the thesis so that the goodness of the final design depends heavily on the designer that manages them and literature that knows. The literature on the design of abutments is scarce and incomplete. The thesis extends it providing the geometric relationships, the orders of magnitude and the resistant mechanisms of optimal abutments (pre-dimensioning criteria) and compares them with the literature and with a reference abutment ER a height of 9 m really built and designed by renowned engineers, in respect of which have been got cost savings greater than 18% (basically at the shallow foundation), and for which it has conducted a parametric study to obtain optimum abutments with overall heights between 6 and 15 m for admissible stress from 0,2 to 0,5 MPa. They have been used with success heuristic algorithms to the abutments of the two existing main groups: first, Hill Climbing; and, secondly, Population-based or Evolutionary Algorithms (EA); in both cases, with feasible and infeasible solutions. In this thesis, through a new proposal of penalty in the objective function, savings of 60% are achieved in time of calculation that are definitive. The algorithms used are based on simulated annealing (SAMO) and thresholds acceptance (TAMO). They are two hybrid stochastic climbing algorithms with mutation operators based on genetic algorithms. The differences between them are not significant, less than 0.2%. The reheating do not give good results. With an Intel Core 2 Quad Q6600 computer 2.4 GHz CPU and 3.24 GB RAM optimization is achieved (with higher penalties) in just an execution of the algorithm, as a novelty compared to other research, 1h 35' (38' with a current computer). Within the second group two new heuristics are developed HSDLS and HSPDLS based on Harmony Search and hybridized with DLS without and with penalties (and the same mutation operator first group) with similar results are achieved but with times 9 and 6 times higher, respectively. Both monobjetivo as multiobjective optimization (MO) show the equivalence of optimizing cost, CO2 or energy with minor differences of 1.5%, although it is, at the expense of a high number of bars. The MO (cost-bar) optimization offers an average saving of 78.4% in bars with an average increase of the other three criteria of 7.85% and with a cost savings compared ER still of 12.23%. / [ES] La infraestructura de mayor implantación en el territorio es la carretera. Los tramos en puente y en túnel son los más singulares y costosos, aunque los primeros son más numerosos que los segundos. Hoy en día los puentes de paso superior son uno de los más frecuentes en todas las carreteras importantes. El estribo más recomendable y habitual para este tipo de puentes es el abierto porque, se esconde bajo el terraplén mejorando la visibilidad de los conductores de la vía inferior, y, ahorra materiales respecto al cerrado a partir de una altura de terraplén suficiente. Muchos esfuerzos se han dedicado al cálculo y diseño de los tableros de puente, menos a las pilas, y, aún menos, a los estribos. Esta tesis se ocupa del diseño óptimo de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera. Los estribos óptimos de la tesis se obtienen mediante métodos heurísticos y un programa informático que se ha realizado. Están completamente diseñados para ser construidos, y para ello constan de 40 variables discretas. Los estribos no han sido antes tratados en la bibliografía de optimización. Las funciones objetivo son el coste, la seguridad estructural, la constructibilidad y la sostenibilidad ambiental tanto de forma aislada como por parejas con el coste (con una optimización multiobjetivo híbrida MOSAMO). Los programas actuales aún no incluyen rutinas de optimización como el de la tesis. Por ello la bondad del diseño final depende mucho del proyectista que los maneja y de la bibliografía que conoce. La bibliografía sobre el diseño de estribos es escasa y no completa. Este trabajo la amplía aportando las relaciones geométricas, los órdenes de magnitud y los mecanismos resistentes de los estribos óptimos (criterios de predimensionamiento) y los compara con los de la bibliografía y con los de un estribo de referencia ER. Estribo con una altura de 9 m, realmente construido y proyectado por reconocidos ingenieros, respecto al que se han comprobado ahorros económicos superiores al 18% (fundamentalmente en la zapata). Para este ER se ha realizado un estudio paramétrico obteniendo los estribos óptimos con alturas totales entre 6 y 15 m y para tensiones admisibles entre 0,2 y 0,5 MPa. Se han empleado con éxito algoritmos heurísticos a los estribos de los dos grandes grupos existentes: por un lado, de Búsqueda Secuencial por Entornos o Hill Climbing; y, por otro, de los llamados Algoritmos Poblacionales o Evolutivos; en ambos casos, tanto con soluciones factibles como infactibles. En esta tesis, mediante una nueva propuesta de penalización de la función objetivo, se consiguen, ahorros del 60% en tiempo de cálculo. Los algoritmos empleados se basan en el recocido simulado (SAMO) y en la aceptación por umbrales (TAMO). Son dos algoritmos híbridos de escalada estocástica con operadores de mutación basados en los algoritmos genéticos. Las diferencias entre ellos no son significativas, menores del 0.2%. Con un ordenador Intel Core 2 Quad CPU Q6600 de 2.4 GHz y con 3.24 GB de memoria RAM se consigue la optimización (con penalizaciones altas) en tan sólo una ejecución del algoritmo, como novedad frente a otras investigaciones, de 1h 35'(38' con ordenador actual). Dentro del segundo grupo se desarrollan dos nuevas heurísticas HSDLS y HSPDLS basadas en Harmony Search e hibridadas con DLS sin y con penalizaciones (y el mismo operador de mutación primer grupo) con las que se consiguen resultados similares pero con tiempos 9 y 6 veces superiores respectivamente. Tanto la optimización monobjetivo como la multiobjetivo (MO) ponen de manifiesto la equivalencia de optimizar en coste, en CO2 o en energía con diferencias menores del 1.5%, si bien es, a costa de un elevado número de armaduras pasivas. La optimización MO (coste-barras) ofrece un ahorro medio en barras del 78.4% con un incremento medio de los otros tres criterios de 7.85% siendo el ahorro económico respecto ER todavía de / [CAT] La infraestructura de més implantació al territori és la carretera. Els trams en pont i en túnel són els més singulars i costosos tot i que els primers són més nombrosos que els segons. Avui en dia els ponts pas superior són un dels més freqüents en totes les carreteres importants. L'estrep més recomanable i habitual per a aquest tipus de ponts és l'obert. Molts esforços s'han dedicat al càlcul i disseny dels taulers de pont, menys a les piles, i, encara menys, als estreps. Aquest tesi s'ocupa del disseny òptim d'estreps oberts de formigó armat en ponts de carretera. Els estreps òptims de la tesi s'obtenen mitjançant mètodes heurístics i un programa informàtic que s'ha realitzat, estan completament dissenyats per ser construïts, i per a això consten de 40 variables discretes. Els estreps no han estat abans tractats en la bibliografia d'optimització. Els criteris optimitzats són el cost, la seguretat estructural, la constructibilitat i la sostenibilitat ambiental tant de forma aïllada com per parelles amb el cost (recent optimització multiobjectiu híbrid MOSAMO). Els programes actuals encara no inclouen rutines d'optimització com el de la tesi pel que la bondat del disseny final depèn molt del projectista que els maneja i de la bibliografia que coneix. La bibliografia sobre el disseny d'estreps és escassa i no completa. La tesi l'amplia aportant les relacions geomètriques, els ordres de magnitud i els mecanismes resistents dels estreps òptims (criteris de predimensionament) i els compara amb els de la bibliografia i amb els d'un estrep de referència d'una altura de 9 m realment construït i projectat per reconeguts enginyers, respecte al qual s'han comprovat estalvis econòmics superiors al 18% (fonamentalment a la sabata), i per al qual s'ha realitzat un estudi paramètric obtenint els estreps òptims amb altures totals entre 6 i 15 mi per a tensions admissibles entre 0,2 i 0,5 MPa. S'han emprat amb èxit algoritmes heurístics als estreps dels dos grans grups existents: per una banda, de Recerca Seqüencial per Entorns o Hill Climbing; i, de l'altra, dels anomenats Algorismes poblacionals o Evolutius; en tots dos casos, tant amb solucions factibles com infactibles. Nou és l'ús de solucions infactibles amb algoritmes del primer grup en optimització d'estructures, ja que només un company del grup de recerca ho havia fet en marcs tipus volta però sense quantificar la millora. En aquest tesi, mitjançant una nova proposta de penalització de la funció objectiu, s'aconsegueixen estalvis del 60% en temps de càlcul que són definitius. Els algoritmes emprats es basen en el recuit simulat (SAMO) i en l'acceptació per llindars (TAMO). Són dos algoritmes híbrids d'escalada estocàstica amb operadors de mutació basats en els algoritmes genètics. Les diferències entre ells no són significatives, menors del 0.2%. Els rescalfaments no donen bons resultats. Amb un ordinador Intel Core 2 Quad CPU Q6600 de 2.4 GHz i amb 3.24 GB de memòria RAM s'aconsegueix l'optimització (amb penalitzacions altes) en tan sols una execució de l'algorisme, com a novetat enfront d'altres investigacions, de 1h 35 (38' amb ordinador actual). Dins el segon grup es desenvolupa dos novas heurísticas, HSDLS i HSPDLS, basadas en Harmony motor i hibridada amb DLS sense i amb penalitzacions (i el mateix operador de mutació primer grup) amb la qual s'aconsegueixen resultats similars però amb temps 9 i 6 cops superiors, respectivament. Tant l'optimització monobjetivo com la multiobjectiu (MO) posen de manifest l'equivalència d'optimitzar en cost o en CO2 o Energia amb diferències menors del 1.5%, si bé és, a costa d'un elevat nombre de barres. L'optimització MO (cost-barres) ofereix un estalvi mitjà en barres del 78.4% amb un increment mitjà dels altres 3 criteris de 7.85% i l'estalvi econòmic respecte ER encara d'un 12,23%. / Luz Ivars, AJ. (2016). Diseño óptimo de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera mediante optimización heurística [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61291 / TESIS

A nivel legislativo, la Directiva 2000/60/EC del Parlamento Europeo y el Consejo de Europa establece un marco comunitario de acción en el ámbito de la política del agua, y en cuanto a depuración de agua se refiere, la Directiva 91/271/EC establece los límites de vertido de contaminantes procedentes de las estaciones de depuración de agua residual (EDAR), e introduce el concepto de zonas sensibles, en el que se establece la importancia de eliminar nutrientes, especialmente nitrógeno y fósforo, de las aguas residuales, en vista de su impacto negativo sobre los ecosistemas acuáticos. Diversos estudios han puesto de manifiesto la posibilidad de optimizar el funcionamiento de las EDAR mediante el empleo de procesos que permitan eliminar el nitrógeno amoniacal vía nitrito de corrientes de agua residual con elevada concentración de amonio. El objetivo principal de este trabajo de tesis doctoral ha sido el estudio a escala de laboratorio del proceso de eliminación de nitrógeno vía nitrito, para eliminar el amonio de la corriente del sobrenadante procedente de la deshidratación de fangos estabilizados mediante digestión anaerobia. Inicialmente, se estudiaron diversas estrategias para la puesta en marcha del proceso SHARON operado para la nitritación parcial. Tras alcanzar un funcionamiento estable del proceso se estudió el efecto de diversos factores ambientales y de operación sobre los organismos amonioxidantes (AOB) y la calidad del efluente, respectivamente. Por otro lado, a partir del análisis de la información aportada por los sensores de pH, potencial redox y oxígeno disuelto instalados en el reactor, y su relación con las concentraciones de los compuestos nitrogenados, determinados durante las etapas de puesta en marcha y seguimiento del proceso biológico de nitrificación y desnitrificación vía nitrito, se desarrolló una estrategia de monitorización, en donde se establecieron los criterios de funcionamiento óptimo del proceso. Esta información fue empleada para d / Claros Bedoya, JA. (2012). ESTUDIO DEL PROCESO DE NITRIFICACIÓN Y DESNITRIFICACIÓN VÍA NITRITO PARA EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE CORRIENTES DE AGUA RESIDUAL CON ALTA CARGA DE NITRÓGENO AMONIACAL [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17653 / Palancia

[EN] In the last decade, there has been an increase in demand for biofuels, fostered by public policies. In the European Union, Directive 2009/28/EC (RED) establishes a 10% target for renewable energy use in the transport sector by 2020, in order to reduce overall greenhouse gas (GHG) emissions. In view of the land use change (LUC) that has recently occurred on a global scale as a consequence of bioenergy expansion, environmental considerations are more frequently incorporated into biofuel policies in order to promote only those biofuels delivering substantial GHG savings. The aim of the present thesis has been to analyze the environmental effects of the introduction of biodiesel for transport in the context of Spain, by applying different methodologies under a life cycle perspective, in order to address controversial issues, such as indirect LUC. First of all, the environmental and economic benefits brought about by an integrated process for waste management have been analyzed; biodiesel is obtained from the treatment of used cooking oil (UCO). The evaluation of the environmental performance has been carried out by means of the Life Cycle Assessment (LCA) methodology, while the financial assessment has been performed by applying a Life Cycle Costing (LCC). Both methodologies are based on a holistic approach and are crucial for a more thorough understanding of the sustainability of the proposed system. The combined study shows that the process has the potential to cause significant environmental benefits (subject to methodological assumptions), but this comes at the expense of the profits generated when the analysis is carried out from a municipal point of view. LCA has been subsequently applied to different systems for biodiesel production under a consequential approach, as the only way to measure indirect effects. There are different methodologies to carry out a consequential LCA, and all of them require the application of economic concepts. The first one consists of performing system expansion in order to include the additional functions provided by the co-products, since indirect effects arise from co-product interactions with other life cycles in the international market. This has allowed for the biodiesel domestically produced from UCO to be compared with the soybean biodiesel imported from Argentina. Furthermore, a mathematical programming model has been proposed based on the biodiesel sector's nameplate capacity in Spain. Its aim is to determine the optimal feedstock mix according to economic criteria, in order to meet the target demand for 2020; the biodiesel resulting from the mix must also fulfill the environmental requirements in the RED. The model allows for an LCA to be simultaneously carried out, in order to calculate the emissions associated with each production pathway. Indirect emissions from LUC in the Spanish agriculture can also be estimated. Finally, a general equilibrium model has been used to analyze the global environmental consequences, in terms of GHG emissions and LUC, of increasing the demand for biodiesel in the EU to meet the RED targets, in combination with recent anti-dumping measures on biodiesel imports from some specific countries. The outcomes from these studies have allowed for emission factors to be determined for different biodiesel production pathways in the Spanish market. Not only global warming has been taken into account but also other impact categories, which may be equally critical. In addition, pros and cons of the methodologies applied have been identified, depending on the goal and scope of the study; they should be applied in a complementary manner for a better understanding of the global phenomenon of bioenergy, increasing the confidence in GHG emission results. Reducing uncertainty in LUC estimates is crucial to enhance the applicability of future biofuel policies. / [ES] La demanda de biocombustibles ha aumentado progresivamente en los últimos años, fomentada por políticas públicas. En la Unión Europea, la Directiva 2009/28/EC (RED) establece un objetivo del 10% para el uso de energías renovables en el sector del transporte en 2020, con tal de reducir los gases de efecto invernadero (GEI). Ante la evidencia del cambio en el uso del suelo (CUS) a escala global a consecuencia del auge de los biocombustibles, se han incorporado consideraciones ambientales para promover únicamente aquellos biocarburantes que causen un ahorro sustancial de GEI. El objetivo de la presente tesis ha sido analizar los efectos ambientales de la introducción de biodiesel en el contexto español, aplicando distintas metodologías bajo una perspectiva del ciclo de vida, con el fin de abordar cuestiones controvertidas como el CUS indirecto. En primer lugar, se han evaluado los beneficios ambientales y económicos derivados de un proceso integrado de tratamiento de residuos donde se produce biodiesel a partir de aceite de cocina usado (ACU). La evaluación ambiental se ha realizado mediante la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV), mientras que la evaluación financiera se ha llevado a cabo mediante el cálculo del Coste del Ciclo de Vida. Ambas metodologías comparten el mismo enfoque holístico y son esenciales para una comprensión más completa de la sostenibilidad del sistema propuesto. El análisis combinado revela que, si bien éste presenta el potencial de generar importantes beneficios ambientales (sujeto a supuestos metodológicos), esto ocurre a costa del beneficio económico cuando el análisis se hace desde el punto de vista municipal. A continuación, se ha aplicado el ACV a distintos sistemas de producción de biodiesel bajo un enfoque consecuencial, como la única forma de estimar el CUS indirecto. Existen diferentes metodologías para la realización de un ACV consecuencial y todas ellas requieren la aplicación de conceptos económicos. La primera consiste en aplicar la expansión del sistema para incluir las funciones adicionales desempeñadas por los coproductos, ya que los efectos indirectos surgen de las interacciones de éstos con otros ciclos de vida en el mercado internacional. Ello ha permitido comparar la producción de biodiesel de ACU frente a la importación de biodiesel de soja de Argentina. Se ha propuesto también un modelo de programación matemática basado en la capacidad nominal del sector del biodiesel en España. Su objetivo es determinar la combinación de materias primas óptima, desde el punto de vista económico, para cumplir con de la demanda proyectada para 2020 pero que cumpla a su vez con las exigencias ambientales de la RED. El modelo incorpora un módulo para realizar un ACV de forma simultánea, que permite estimar las emisiones asociadas a las distintas vías de obtención de materias primas. Se pueden calcular incluso las emisiones indirectas por CUS en la agricultura española. Finalmente, se ha aplicado un modelo de equilibrio general para el análisis de las consecuencias ambientales globales (en términos de emisiones de GEI y CUS) de un aumento en la demanda de biodiesel en la UE según la RED, en combinación con las recientes medidas arancelarias sobre las importaciones de determinados países. Todo ello ha permitido calcular factores de emisión para diferentes alternativas de producción de biodiesel destinado al mercado español, no sólo en relación al calentamiento global sino también a otras categorías de impacto que pueden ser igualmente críticas. Además, se han identificado ventajas e inconvenientes de las metodologías aplicadas, dependiendo del objetivo y el alcance de estudio; lo ideal es aplicarlas de forma complementaria para una mayor comprensión del fenómeno global de la bioenergía, contribuyendo a una mayor solidez en los resultados de GEI. Reducir la incertidumbre en las estimaciones de CUS es fundamental para asegurar la a / [CAT] La demanda de biocombustibles ha augmentat progressivament els darrers anys, fomentada per polítiques públiques. En la Unió Europea, la Directiva 2009/28/EC (RED) estableix un objectiu del 10% per a l'ús d'energies renovables en el sector del transport en 2020, amb l'objectiu de reduir els gasos d'efecte hivernacle (GEH). Davant l'evidència del canvi en l'ús del sòl (CUS) a escala global a conseqüència de l'auge dels biocombustibles, s'han incorporat consideracions ambientals per promoure únicament aquells biocarburants que causen un estalvi substancial de GEH. L'objectiu de la present tesi ha estat analitzar els efectes ambientals de la introducció de biodièsel en el context espanyol, mitjançant l'aplicació de diferents metodologies sota una perspectiva del cicle de vida, amb la finalitat d'abordar qüestions tan controvertides com el CUS indirecte. En primer lloc, s'han avaluat els beneficis ambientals i econòmics derivats d'un procés integrat de tractament de residus on es produeix biodièsel a partir d'oli de cuina usat (OCU). L'avaluació ambiental s'ha realitzat mitjançant la metodologia d'Anàlisi de Cicle de Vida (ACV), mentre que l'avaluació financera s'ha dut a terme mitjançant el càlcul del Cost del Cicle de Vida. Ambdues metodologies comparteixen el mateix enfocament holístic i són essencials per a una comprensió més completa de la sostenibilitat del sistema proposat. L'anàlisi combinada revela que, si bé aquest presenta el potencial de generar importants beneficis ambientals (subjecte a supòsits metodològics), això ocorre a costa del benefici econòmic quan l'anàlisi es fa des del punt de vista municipal. A continuació, s'ha aplicat l'ACV a diferents sistemes de producció de biodièsel sota un enfocament conseqüencial, com l'única forma d'estimar el CUS indirecte. Existeixen diferents metodologies per a la realització d'un ACV conseqüencial i totes elles requereixen l'aplicació de conceptes econòmics. La primera consisteix a aplicar l'expansió del sistema per incloure les funcions addicionals exercides pels coproductes, ja que els efectes indirectes sorgeixen de les interaccions d'aquests amb altres cicles de vida al mercat internacional. Això ha permès comparar la producció de biodièsel d'OCU amb la importació de biodièsel de soia de l'Argentina. S'ha proposat també un model de programació matemàtica basat en la capacitat nominal del sector del biodièsel a Espanya. El seu objectiu és determinar la combinació òptima de matèries primeres, des del punt de vista econòmic, per complir amb de la demanda projectada per 2020 però que complisca al seu torn amb les exigències ambientals de la RED. El model incorpora un mòdul per realitzar un ACV de forma simultània, el qual permet estimar les emissions associades a les diferents vies d'obtenció de matèries primeres. Es poden calcular fins i tot les emissions indirectes per CUS en l'agricultura espanyola. Finalment, s'ha aplicat un model d'equilibri general per a l'anàlisi de les conseqüències ambientals globals (en termes d'emissions de GEH i CUS) d'un augment en la demanda de biodièsel en la UE segons la RED, en combinació amb les mesures aranzelàries recents sobre les importacions des de determinats països. Tot això ha permès calcular factors d'emissió per a diferents alternatives de producció de biodièsel destinat al mercat espanyol, no només en relació a l'escalfament global sinó també a altres categories d'impacte que poden ser igualment crítiques. A més, s'han identificat avantatges i inconvenients de les metodologies aplicades, depenent de l'objectiu i l'abast d'estudi; l'ideal és aplicar-les de forma complementària per a una major comprensió del fenomen global de la bioenergia, per contribuir a una major solidesa en els resultats de GEH. Reduir la incertesa en les estimacions de CUS és fonamental per assegurar l'aplicabilitat de les polítiques de biocombustibles en el futur. / Escobar Lanzuela, N. (2015). Contribution to the environmental impact assessment of biodiesel in the context of Spain [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52027 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] Los sistemas de drenaje urbano, también conocidos como sistemas de alcantarillado, tienen el propósito de drenar tanto las aguas lluvias como las aguas residuales de nuestras ciudades. Estos sistemas son una de las diferentes infraestructuras civiles que permiten el correcto funcionamiento de las ciudades actuales. Los sistemas de alcantarillados pluviales se encargan de mover las aguas lluvias que caen en la ciudad en forma segura y en un tiempo razonable, sin permitir inundaciones, hacia los cuerpos receptores naturales localizados aguas abajo. Los sistemas de alcantarillado sanitario, por otra parte, tienen el objetivo de recolectar las aguas servidas, de origen domiciliario, industrial y comercial, y trasportarlas en forma segura hacia una planta de tratamiento de aguas residuales antes de enviarlas en forma definitiva hacia un cuerpo receptor o hacia un sistema de reuso, en caso de que este exista. Ambos tipos de alcantarillado, pero particularmente los sanitarios, tienen un profundo impacto sobre la salud pública con implicaciones sobre la viabilidad de una ciudad. La infraestructura de drenaje urbano existente plantea nuevos retos a la ingeniería hidráulica urbana. Por un lado, los sistemas de drenaje de aguas lluvias, además de verse sometidos a problemas de envejecimiento con deterioros de materiales y asentamientos de suelos, se están enfrentando a serios problemas causados por el Cambio Climático. En muchas ciudades este fenómeno está implicando cambios radicales en la hidrología urbana; en muchas ciudades las intensidades y frecuencias de los eventos de lluvia están aumentando con lo cual los sistemas existentes, que fueron diseñados para hidrologías diferentes, se quedan sin capacidad aumentando la frecuencia de las inundaciones urbanas con sus consecuencias sobre la seguridad y salud humana. Por otro lado, los sistemas sanitarios también presentan retos a la ingeniería por problemas de aumento de la densidad poblacional de las ciudades, la falta de resiliencia ante eventos externos como sismos, y a problemas de calidad de agua en los cuerpos receptores al interior de las zonas urbanas, en las aguas freáticas y las corrientes naturales de agua. Estos sistemas también se ven afectados por el deterioro de los materiales y los problemas de asentamiento de los suelos. Ahora, un problema diferente es la no existencia de sistemas de drenaje urbano en muchas ciudades de nuestro mundo, particularmente en aquellas localizadas en países en vías de desarrollo. En la gran mayoría de esos casos, esa falta de alcantarillados es causada por el alto costo de esa infraestructura cuya construcción hace inviable para los gobiernos locales. Además, el crecimiento de las zonas urbanas en esos países agrava el problema. No solamente la infraestructura necesaria se hace más grande y compleja, sino que aumentan los problemas de salud pública asociados con la falta de sanidad ambiental. Por consiguiente, el reto para la ingeniería hidráulica urbana moderna es lograr un mayor acceso a ese servicio esencial. Una de las formas de resolverlo es bajando los costos de construcción y operación de los sistemas de drenaje, haciéndolos financieramente viables a la vez que se mantienen su resiliencia y seguridad. De esta manera se ayudará a cumplir con el Objetivo de Desarrollo Sostenible No. 6 Agua Limpia y Saneamiento. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo de esta tesis fue proponer una metodología que llevara al diseño de mínimo costo de redes de alcantarillado convencionales, manteniendo su resiliencia y facilidad de operación, a la vez que se cumplieran todas las restricciones hidráulicas, constructivas y de operación que, de acuerdo con la experiencia empírica internacional, son las apropiadas para garantizar un correcto comportamiento del sistema de drenaje. El diseño optimizado de una red de alcantarillado está compuesto por dos partes mutuamente dependientes: la selección del árbol y el diseño hidráulico. En esta tesis se resolvieron / [CA] Els sistemes de drenatge urbà, també coneguts com a sistemes de clavegueram, tenen el propòsit de drenar tant les aigües pluges com les aigües residuals de les nostres ciutats. Aquests sistemes són una de les diferents infraestructures civils que permeten el correcte funcionament de les ciutats actuals. Els sistemes de claveguerams pluvials s'encarreguen de moure les aigües pluges que cauen a la ciutat en forma segura i en un temps raonable, sense permetre inundacions, cap als cossos receptors naturals localitzats aigües avall. Els sistemes de clavegueram sanitari, d'altra banda, tenen l'objectiu de recol·lectar les aigües servides, d'origen domiciliari, industrial i comercial, i transportar-les en forma segura cap a una planta de tractament d'aigües residuals abans d'enviar-les en forma definitiva cap a un cos receptor o cap a un sistema de reuse, en cas que aquest existisca. Tots dos tipus de clavegueram, però particularment els sanitaris, tenen un profund impacte sobre la salut pública amb implicacions sobre la viabilitat d'una ciutat. La infraestructura de drenatge urbà existent planteja nous reptes a l'enginyeria hidràulica urbana. D'una banda, els sistemes de drenatge d'aigües pluges, a més de veure's sotmesos a problemes d'envelliment amb deterioracions de materials i assentaments de sòls, s'estan enfrontant a seriosos problemes causats pel Canvi Climàtic. En moltes ciutats aquest fenomen està implicant canvis radicals en la hidrologia urbana; en moltes ciutats les intensitats i freqüències dels esdeveniments de pluja estan augmentant amb la qual cosa els sistemes existents, que van ser dissenyats per a hidrologies diferents, es queden sense capacitat augmentant la freqüència de les inundacions urbanes amb les seues conseqüències sobre la seguretat i salut humana. D'altra banda, els sistemes sanitaris també presenten reptes a l'enginyeria per problemes d'augment de la densitat poblacional de les ciutats, la falta de resiliència davant esdeveniments externs com a sismes, i a problemes de qualitat d'aigua en els cossos receptors a l'interior de les zones urbanes, en les aigües freàtiques i els corrents naturals d'aigua. Aquests sistemes també es veuen afectats per la deterioració dels materials i els problemes d'assentament dels sòls. Ara, un problema diferent és la no existència de sistemes de drenatge urbà en moltes ciutats del nostre món, particularment en aquelles localitzades en països en vies de desenvolupament. En la gran majoria d'aqueixos casos, aqueixa falta de claveguerams és causada per l'alt cost d'aqueixa infraestructura la construcció de la qual fa inviable per als governs locals. A més, el creixement de les zones urbanes en aqueixos països agreuja el problema. No solament la infraestructura necessària es fa més gran i complexa, sinó que augmenten els problemes de salut pública associats amb la falta de sanitat ambiental. Per consegüent, el repte per a l'enginyeria hidràulica urbana moderna és aconseguir un major accés a aqueix servei essencial. Una de les maneres de resoldre-ho és baixant els costos de construcció i operació dels sistemes de drenatge, fent-los financerament viables alhora que es mantenen la seua resiliència i seguretat. D'aquesta manera s'ajudarà a complir amb l'Objectiu de Desenvolupament Sostenible No. 6 Aigua Neta i Sanejament. Tenint en compte l'anterior, l'objectiu d'aquesta tesi va ser proposar una metodologia que portara al disseny de mínim cost de xarxes de clavegueram convencionals, mantenint la seua resiliència i facilitat d'operació, alhora que es compliren totes les restriccions hidràuliques, constructives i d'operació que, d'acord amb l'experiència empírica internacional, són les apropiades per a garantir un correcte comportament del sistema de drenatge. El disseny optimitzat d'una xarxa de clavegueram està compost per dues parts mútuament dependents: la selecció de l'arbre i el disseny hidràulic. En aquesta tesi es van resoldre els dos problemes en forma separada des del punt / [EN] Urban drainage systems, also known as sewer systems, have the purpose of draining both rainwater and wastewater from our cities. These systems are one of the different civil infrastructures that allow the proper functioning of modern cities. Stormwater systems are responsible for moving the rainwater that falls in the city safely and in a reasonable time, without allowing flooding, to the natural receiving bodies located downstream. On the other hand, wastewater systems are designed to collect sewage from domestic, industrial, and commercial sources and transport it safely to a wastewater treatment plant before sending it definitively to a receiving body or to a reuse system, if available. Both types of sewer systems, but particularly wastewater systems, have an extensive impact on public health with implications for the viability of a city. The existing urban drainage infrastructure presents new challenges to urban hydraulic engineering. On the one hand, stormwater systems, in addition to being subjected to aging problems with deterioration of materials and soil settlement, are facing serious problems caused by climate change. In many cities this phenomenon is implying radical changes in urban hydrology; intensities and frequencies of rainfall events are increasing so that the existing systems, which were designed for different hydrological conditions, are running out of capacity, increasing the frequency of urban flooding with its consequences on safety and human health. On the other hand, wastewater systems also present engineering challenges due to problems of increasing population density in cities, lack of resilience to external events such as earthquakes, and water quality problems in receiving waters within urban areas, in groundwater, and natural water currents. These systems are also affected by the deterioration of materials and soil settlement problems. Now, a different problem is the non-existence of urban drainage systems in many cities of the world, particularly in those located in developing countries. In the vast majority of these cases, the lack of sewers is caused by the high cost of this infrastructure, making its construction unfeasible for local governments. In addition, the growth of urban areas in these countries exacerbates the problem. Not only does the necessary infrastructure become larger and more complex, but the public health problems associated with the lack of environmental sanitation increase. Therefore, the challenge for modern urban water engineering is to achieve greater access to this essential service. One way to solve this is by lowering the construction and operating costs of drainage systems, making them financially viable while maintaining their resilience and safety. This will help meet Sustainable Development Goal No. 6 Clean Water and Sanitation. Considering the above, the aim of this thesis was to propose a methodology that would lead to the minimum cost design of conventional sewer networks, maintaining their resilience and ease of operation, while complying with all the hydraulic, constructive, and operational restrictions that, according to international empirical experience, are appropriate to guarantee a correct behavior of the drainage system. The optimized design of a sewer network is composed of two mutually dependent parts: the layout selection and the hydraulic design. In this thesis, the two problems were solved separately from a mathematical point of view, maintaining their interdependence through an iterative process. For a given layout, which could be random for a first iteration, the hydraulic design problem was solved as a shortest path problem using the Bellman-Ford algorithm that guarantees the global minimum cost for that layout. The problem is model as a directed graph in which the nodes represent the combination of diameters and invert elevations at every manhole, and the arcs represent the diameter and upstream and downstream invert elevation of a specific pi / Saldarriaga, J. (2024). OPTIMAL DESIGN OF URBAN SEWER SYSTEMS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202962 / Compendio

L'objectiu principal d'aquesta tesi consisteix a estudiar la factibilitat d'implementar un sensor càmera CNN amb plena funcionalitat basat en FPGA de baix cost adequat per a aplicacions en robots mòbils. L'estudi dels fonaments de les xarxes cel•lulars no lineals (CNNs) i la seva aplicació eficaç en matrius de portes programables (FPGAs) s'ha complementat, d'una banda amb el paral•lelisme que s'estableix entre arquitectura multi-nucli de les CNNs i els eixams de robots mòbils, i per l'altre banda amb la correlació dinàmica de CNNs i arquitectures memristive. A més, els memristors es consideren els substituts dels futurs dispositius de memòria flash per la seva capacitat d'integració d'alta densitat i el seu consum d'energia prop de zero. En el nostre cas, hem estat interessats en el desenvolupament d’FPGAs que han deixat de ser simples dispositius per a la creació ràpida de prototips ASIC per esdevenir complets dispositius reconfigurables amb integració de la memòria i els elements de processament general. En particular, s'han explorat com les arquitectures implementades CNN en FPGAs poden ser optimitzades en termes d’àrea ocupada en el dispositiu i el seu consum de potència. El nostre objectiu final ens ah portat a implementar de manera eficient una CNN-UM amb complet funcionament a un baix cost i baix consum sobre una FPGA amb tecnología flash. Per tant, futurs estudis sobre l’arquitectura eficient de la CNN sobre la FPGA i la interconnexió amb els robots comercials disponibles és un dels objectius d'aquesta tesi que se seguiran en les línies de futur exposades en aquest treball. / El objetivo principal de esta tesis consiste en estudiar la factibilidad de implementar un sensor cámara CNN con plena funcionalidad basado en FPGA de bajo coste adecuado para aplicaciones en robots móviles. El estudio de los fundamentos de las redes celulares no lineales (CNNs) y su aplicación eficaz en matrices de puertas programables (FPGAs) se ha complementado, por un lado con el paralelismo que se establece entre arquitectura multi -núcleo de las CNNs y los enjambres de robots móviles, y por el otro lado con la correlación dinámica de CNNs y arquitecturas memristive. Además, los memristors se consideran los sustitutos de los futuros dispositivos de memoria flash por su capacidad de integración de alta densidad y su consumo de energía cerca de cero. En nuestro caso, hemos estado interesados en el desarrollo de FPGAs que han dejado de ser simples dispositivos para la creación rápida de prototipos ASIC para convertirse en completos dispositivos reconfigurables con integración de la memoria y los elementos de procesamiento general. En particular, se han explorado como las arquitecturas implementadas CNN en FPGAs pueden ser optimizadas en términos de área ocupada en el dispositivo y su consumo de potencia. Nuestro objetivo final nos ah llevado a implementar de manera eficiente una CNN-UM con completo funcionamiento a un bajo coste y bajo consumo sobre una FPGA con tecnología flash. Por lo tanto, futuros estudios sobre la arquitectura eficiente de la CNN sobre la FPGA y la interconexión con los robots comerciales disponibles es uno de los objetivos de esta tesis que se seguirán en las líneas de futuro expuestas en este trabajo. / The main goal of this thesis consists in studying the feasibility to implement a full-functionality CNN camera sensor based on low-cost FPGA device suitable for mobile robotic applications. The study of Cellular Nonlinear Networks (CNNs) fundamentals and its efficient implementation on Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) has been complemented, on one side with the parallelism established between multi-core CNN architecture and swarm of mobile robots, and on the other side with the dynamics correlation of CNNs and memristive architectures. Furthermore, memristors are considered the future substitutes of flash memory devices because of its capability of high density integration and its close to zero power consumption. In our case, we have been interested in the development of FPGAs that have ceased to be simple devices for ASIC fast prototyping to become complete reconfigurable devices embedding memory and processing elements. In particular, we have explored how the CNN architectures implemented on FPGAs can be optimized in terms of area occupied on the device or power consumption. Our final accomplishment has been implementing efficiently a fully functional reconfigurable CNN-UM on a low-cost low-power FPGA based on flash technology. Therefore, further studies on an efficient CNN architecture on FPGA and interfacing it with commercially-available robots is one of the objectives of this thesis that will be followed in the future directions exposed in this work.

[EN] There is no genuine creation without scarcity. Any creative outcome, like architecture itself or the architectural project, comes up as a reaction against a problem, a disturbance, an inbalance, therefore it is not trivial, and carries at its core, like nature itself, a short of rationality embodied in the shortage of means. It will be argued that architecture's poetic virtue, that is, the emergence of the architectural project, is in accepting as much scarcity as possible. / [ES] No hay creación genuina si no nace de la escasez. Todo acto creativo, como la arquitectura y el proyecto arquitectónico, surge como oposición o reacción frente a un problema, a una resistencia, a un desequilibrio, y por ello, no es gratuita y lleva en su génesis, como la propia naturaleza, una suerte de racionalidad implícita en la economía de medios. Se argumentará que la virtud de la arquitectura, siempre de la óptica de su poética, esto es, desde el proyecto arquitectónico, está precisamente en asumir la máxima escasez posible. / [CAT] No hi ha creació genuïna si no naix de l'escassetat. Tot acte creatiu, com l'arquitectura i el projecte arquitectònic, sorgeix com a oposició o reacció enfront d'un problema, a una resistència, a un desequilibri, i per això, no és gratuïta i porta en la seva gènesi, com la pròpia naturalesa, una mena de racionalitat implícita en l'economia de mitjans. S'argumentarà que la virtut de l'arquitectura, sempre de l'òptica de la seva poètica, és a dir, des del projecte arquitectònic, està precisament en assumir la màxima escassetat possible. / Lillo Navarro, M. (2015). Sin Recursos: El paradigma de la escasez como principio creativo en el proyecto arquitectónico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59226 / TESIS

[ES] El objetivo de esta tesis es el desarrollo de algoritmos e implementaciones innovadoras de altas prestaciones (HPC) para la computación de funciones de matrices basadas en series de polinomios matriciales. En concreto, se desarrollarán algoritmos para el cálculo de las funciones matriciales más utilizadas: la exponencial, el seno y el coseno. El estudio de los polinomios ortogonales matriciales es un campo emergente cuyo avance está alcanzando importantes resultados tanto desde el punto de vista teórico como práctico. Las ¿últimas investigaciones realizadas por el doctorando, junto a los miembros del grupo de investigación al que está vinculado, High Performance Scientific Computing (HiPerSC), revelan por qué los polinomios matriciales desempeñan un papel fundamental en la aproximación de funciones de matrices, proporcionando propiedades muy interesantes. En esta tesis se han desarrollado nuevos algoritmos de alto rendimiento basados en series polinomiales matriciales. En particular, se han implementado algoritmos para el cálculo de la exponencial, el seno y el coseno de una matriz usando las series matriciales polinomiales de Taylor y de Hermite. Además, se han proporcionado cotas del error cometido en las aproximaciones calculadas, proporcionando además los parámetros teóricos y experimentales óptimos de dichas aproximaciones. Los algoritmos finales han sido comparados con otras implementaciones del estado del arte para probar la mejora que presentan en cuanto a eficiencia y prestaciones. Los resultados obtenidos a lo largo de la investigación y presentados en esta memoria han sido publicados en varias revistas de alto nivel y se han presentado como ponencias en diversas ediciones del congreso internacional Mathematical Modelling in Engineering & Human Behaviour para dotarlas de la mayor difusión posible. Por otra parte, los códigos informáticos implementados han sido puestos a disposición de la comunidad científica internacional a través de nuestra página web http://hipersc.blogs.upv.es. / [CAT] L'objectiu d'aquesta Tesi és el desenvolupament d'algoritmes i implementacions innovadores d'altes prestacions (HPC) per a la computació de funcions de matrius basades en sèries de polinomis matricials. En concret, es desenvoluparan algoritmes per al càlcul de les funcions matricials més emprades: l'exponencial, el sinus i el cosinus. L'estudi dels polinomis ortogonals matricials és un camp emergent, el creixement del qual està aconseguint importants resultats tant des del punt de vista teòric com pràctic. Les últimes investigacions realitzades pel doctorand junt amb els membres del grup d'investigació on està vinculat, High Performance Scientific Computing (HiPerSC), revelen per què els polinomis matricials exerceixen un paper fonamental en l'aproximació de funcions de matrius, proporcionant propietats molt interessants. En aquesta Tesi s'han desenvolupat nous algoritmes d'alt rendiment basats en sèries polinomials matricials. En particular, s'han implementat algoritmes per al càlcul de l'exponencial, el sinus i el cosinus d'una matriu usant les sèries matricials polinomials de Taylor i d'Hermite. A més, s'han proporcionat cotes de l'error comès en les aproximacions calculades, proporcionant a més els paràmetres teòrics i experimentals òptims d'aquestes aproximacions. Els algoritmes finals han estat comparats amb altres implementacions de l'estat de l'art per a provar la millora que presenten en termes d'eficiència i prestacions. Els resultats obtinguts al llarg de la investigació i presentats en aquesta memòria han estat publicats en diverses revistes d'alt nivell i s'han presentat com a ponències en diferents edicions del congrés internacional Mathematical Modelling in Engineering \& Human Behaviour per a dotar-les de la major difusió possible. D'altra banda, s'han posat els codis informàtics implementats a disposició de la Comunitat Científica Internacional mitjançant la nostra pàgina web http://hipersc.blogs.upv.es. / [EN] The aim of this thesis is the development of high performance computing (HPC) innovative algorithms and implementations for computing matrix functions based on matrix polynomials series. Specifically, algorithms for the calculation of the most commonly-used functions, the exponential, sine and cosine have been developed. The study of orthogonal matrix polynomials is an emerging field whose growth is achieving important results both theoretically and practically. The last investigations made by the doctoral student, together with the members of the research group, High Performance Scientific Computing (HiPerSC), he is linked, reveal why the matrix polynomials play a fundamental role in the approximation of matrix functions, providing very interesting properties.In this thesis new high-performance algorithms based on matrix polynomial series have been developed. In particular, algorithms for computing the exponential, sine and cosine of a matrix using Taylor and Hermite matrix polynomial series have been implemented.In addition, the error bounds for the approximations calculated have been provided and optimal theoretical and experimental parameters for such approximations have also been provided. Final algorithms have been compared to other state of the art implementations to test the improvement obtained in terms of efficiency and performance. The results obtained during the investigation and presented in this memory have been published in several high-level journals and presented as papers at various editions of the International Congress Mathematical Modelling in Engineering & Human Behaviour to give them the widest possible distribution. On the other hand, implemented computer codes have been made freely available to the international scientific community at our web page http://hipersc.blogs.upv.es. / Ruiz Martínez, PA. (2020). Nuevos métodos y algoritmos de altas prestaciones para el cálculo de funciones de matrices [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/137035 / TESIS

[ES] El descubrimiento del cemento Portland ha cambiado nuestra forma de construir, pero también es el responsable de grandes emisiones de CO2 a la atmósfera durante su fabricación (~1450 ᴼC), agravando la crisis actual que está sufriendo nuestro planeta debido al cambio climático y sus consecuencias en todo el medio ambiente. Por lo tanto, una alternativa más sostenible en la construcción es la utilización de la cal que necesita menor temperatura para su fabricación (~900 ᴼC). Si bien la introducción de puzolanas naturales o artificiales en morteros de cal han mejorado sus propiedades mecánicas y de durabilidad, estas aún tienen el inconveniente de ganar resistencias a edades largas de curado. Es por esta razón que en la presente tesis se pretende eliminar este inconveniente técnico, buscando la asociación de la cal con nuevos conglomerantes más sostenibles a partir de residuos para obtener morteros mixtos denominados cal/puzolana-geopolímero. Los residuos estudiados fueron: el catalizador gastado de craqueo catalítico, la ceniza de cascara de arroz, la tierra diatomea de origen residual y la ceniza de lodo de depuradora. También se estudia una puzolana natural proveniente de la República de Guatemala. En los morteros cal/puzolana (cal/FCC, cal/CCA, cal/CLD) se ha realizado sustituciones en peso hasta un 50 % de la mezcla cal/puzolana por geopolímero. El geopolímero se obtiene por una combinación del FCC como precursor y diferentes activadores alcalinos siendo estos la mezcla de: NaOH/Na2SiO3, NaOH/CCA, NaOH/TDN y NaOH/TDR. Los últimos tres sustituyen al silicato comercial como fuente de sílice alternativa. Asimismo, se realizaron estudios a nivel mecánico y microestructural. Para los estudios microestructurales, tanto de muestras endurecidas como de materiales de partida, se emplearon como técnicas: FRX, ADL, TG, DRX y FESEM. Los resultados han demostrado con éxito que añadir pequeñas cantidades de geopolímero sobre el sistema cal/puzolana fue notable, debido a que este potenció la formación de los nuevos productos de reacción, lo que mejoró la resistencia mecánica de los morteros desde las primeras horas de curado, llegando a obtener 7 veces más de resistencia que un mortero control cal/puzolana en 1 día de curado. El reemplazo del silicato de sodio comercial por CCA, TDN, TDR, como fuente de sílice, condujo a mejores desempeños del mortero en términos de resistencia a la compresión. Además, redujo el coeficiente de absorción de agua por capilaridad y aumento el tiempo de exposición a los ciclos hielo-deshielo frente a los morteros activados con activadores comerciales. Finalmente, los conglomerantes desarrollados en este estudio podría beneficiar tanto a la gestión de residuos como al desarrollo de materiales de construcción más sostenibles, aportando a los objetivos propuestos en la agenda 2030. / [CA] El descobriment del ciment Portland ha canviat la nostra manera de construir, però també és el responsable de grans emissions de CO¿ a l'atmosfera durant la seva fabricació (~1450 ᴼC), agreujant la crisi actual que està patint el nostre planeta degut al canvi climàtic i les seves conseqüències en tot el medi ambient. Per tant, una alternativa més sostenible en la construcció és la utilització de la calç que necessita menor temperatura per a la seva fabricació (~900 ᴼC). Si bé la introducció de putzolanes naturals o artificials en morters de calç han millorat les seves propietats mecàniques i de durabilitat, aquestes encara tenen l'inconvenient de guanyar resistències a edats llargues de curat. És per aquesta raó que en la present tesi es pretén eliminar aquest inconvenient tècnic, buscant l'associació de la calç amb nous conglomerants més sostenibles a partir de residus per a obtenir morters mixtos denominats calç/putzolana-geopolímer. Els residus estudiats van ser: el catalitzador gastat del craqueig catalític, la cendra de closca d'arròs, la terra diatomea d'origen residual i la cendra de llot de depuradora. També es va estudiar una putzolana natural provinent de la República de Guatemala. En els morters calç/putzolana (calç/FCC, calç/CCA, calç/CLD) s'ha realitzat substitucions en pes fins a un 50 % de la barreja calç/putzolana per geopolímer. El geopolímer s'obté per una combinació del FCC com a precursor i diferents activadors alcalins, sent aquests la mescla de: NaOH/Na2SiO3, NaOH/CCA, NaOH/TDN i NaOH/TDR. Els últims tres substitueixen al silicat comercial com a font de sílice alternativa. Així mateix, es van realitzar estudis a nivell mecànic i microestructural. Per als estudis microestructurals, tant de mostres endurides com de materia primera, es van emprar tècniques com: FRX, ADL, TG, DRX i FESEM. Els resultats han demostrat amb èxit que afegir petites quantitats de geopolímer sobre el sistema calç/putzolana va ser notable, pel fet que aquest va potenciar la formació dels nous productes de reacció, la qual cosa va millorar la resistència mecànica dels morters des de les primeres hores de curat, arribant a obtenir 7 vegades més de resistència que un morter control calç/putzolana en 1 dia de curat. El reemplaçament del silicat de sodi comercial per CCA, TDN, TDR, com a font de sílice, va conduir a millors acompliments del morter en termes de resistència a la compressió. A més, va reduir el coeficient d'absorció d'aigua per capil·laritat i va augmentar el temps d'exposició als cicles gel-desgel enfront dels morters activats amb activadors comercials. Finalment, els conglomerants desenvolupats en aquest estudi podrien beneficiar tant a la gestió de residus com al desenvolupament de materials de construcció més sostenibles, aportant als objectius proposats en l'Agenda 2030. / [EN] The discovery of Portland cement has changed the way we build; however, it is also responsible for large CO2 emissions into the atmosphere during its manufacturing (~ 1450 ᴼC), thereby aggravating the current crisis that our planet is suffering due to climate change and its consequences in the environment. Thus, a more sustainable alternative in construction is the use of lime that requires a lower temperature for its manufacturing (~ 900 ᴼC). The introduction of natural or artificial pozzolans in lime mortars has improved their mechanical properties and durability. Nevertheless, they present some technical disadvantages, as the low compressive strength, especially at early curing time. This thesis aims to eliminate this technical disadvantage by mixing lime with new more sustainable binders derived from waste, obtaining mixed mortars called lime/pozzolan-geopolymer The waste materials studied included fluid catalytic cracking residue (FCC), rice husk ash (CCA), residual diatomite (TDR) and sewage sludge ash (CLD). A natural pozzolan from the Republic of Guatemala was also studied. In the experimental procedure, in lime/pozzolan mortar mixtures (lime/FCC, lime/CCA, lime/CLD), up to 50% of their weight was substituted by geopolymer. The geopolymer is obtained by combining FCC as a precursor, and different alkaline activator mixtures including NaOH/Na2SiO3 (commercial waterglass), NaOH/CCA, NaOH/TDN, and NaOH/TDR, with the last three being an alternative silica source to commercial waterglass. In the same way, both mechanical and microstructural studies were carried out. The following techniques were used: XRF, ADL, TG, XRD and FESEM to assess the microstructural properties of both the raw materials and the hardened samples. The results have demonstrated that adding small amounts of geopolymer to the lime/pozzolan system was remarkable; it enhanced the formation of new reaction products, which improved the mechanical strength of the mortar from the first hours of curing, obtaining 7 times more strength than the lime/pozzolan control mortar in 1 day of curing. The replacement of commercial waterglass by CCA, TDN, TDR, as a source of silica, led to better performance of the mortar in terms of compressive strength. In addition, the coefficient of water absorption by capillarity was reduced and the exposure time during freezing-thawing cycles was increased compared to mortars activated with commercial activators. Finally, the binders developed in this study could benefit both waste management and the development of more sustainable construction materials, contributing to the objectives proposed in the 2030 Agenda. / Gracias al programa ADSIDEO-COOPERACIÓN de la Universitat Politècnica de València, que me ha brindado financiación para la presente investigación. / Villca Pozo, AR. (2021). Utilización de geopolímero para la mejora de las propiedades en morteros cal-puzolana y su empleo en países en desarrollo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172663 / TESIS

[ES] Los desórdenes del equilibrio y la marcha se encuentran entre los déficits motores más frecuentes entre aquellos individuos que han sufrido un ictus. En la clínica, estas habilidades son comúnmente evaluadas mediante herramientas clínicas que, pese a ser generalmente fáciles y rápidas de administrar, adolecen de poca precisión y estar sesgadas. Los sistemas instrumentados de laboratorio existentes para valorar la postura y la marcha resuelven potencialmente estas limitaciones a costa de requerir una preparación previa por parte de los evaluadores, un amplio espacio reservado en la clínica, un elevado tiempo de realización, y tener un coste muy elevado. El desarrollo tecnológico del sector del entretenimiento ha dado lugar en la última década a periféricos, como plataformas de presión y sensores de profundidad, que permiten la interacción mediante movimientos corporales manteniendo un bajo coste y una gran portabilidad y accesibilidad. Estudios iniciales han mostrado un rendimiento de estos dispositivos muy prometedor, y a veces comparable al de sistemas de laboratorio. Sin embargo, la falta de acceso a los sistemas desarrollados, la escasa investigación en personas con ictus y el desconocimiento de las propiedades psicométricas de las pruebas basadas en estos dispositivos en esta población comprometen la relevancia clínica que podrían tener estos sistemas. La hipótesis principal de este trabajo es que plataformas de fuerzas y sensores de profundidad de bajo coste, como la Nintendo Wii Balance Board y la Microsoft Kinect v2, respectivamente, pueden proporcionar información válida para cuantificar y evaluar la postura y la marcha de sujetos que han sufrido un ictus. Durante la presente tesis doctoral, por tanto, se ha llevado a cabo el desarrollo de herramientas de valoración de la postura y la marcha mediante los dispositivos nombrados, se ha posibilitado su acceso libre, se han determinado los valores normativos de las pruebas incluidas en las herramientas desarrolladas, y, finalmente, se ha investigado su sensibilidad, su validez convergente con herramientas clínicas estandarizadas y su fiabilidad inter e intraevaluador. Los resultados obtenidos de la participación de un total de 544 sujetos sanos y 173 sujetos con ictus en los cinco estudios que comprenden este trabajo evidencian que las herramientas desarrolladas permiten caracterizar satisfactoriamente la postura y la marcha de sujetos con ictus con respecto a la de sujetos sanos, poseen una validez convergente con instrumentos variables y coherente, y tienen una fiabilidad inter e intraevaluador excelente para casi todas las pruebas incluidas. Estos hallazgos sugieren que, pese a las limitaciones existentes, las herramientas desarrolladas podrían ser potencialmente usadas como una alternativa de bajo coste a los sistemas de laboratorio existentes para complementar la valoración de la postura y la marcha de sujetos con ictus. / [CA] Els desordres de l'equilibri i la marxa es troben entre els dèficits motors més freqüents entre aquells individus que han patit un ictus. A la clínica, aquestes habilitats són comunament avaluades mitjançant instruments clínics que, tot i ser generalment fàcils i ràpids d'administrar, poden tindre poca precisió i solen estar esbiaixades. Els sistemes instrumentats de laboratori existents per avaluar la postura i la marxa permeten resoldre aquestes limitacions, però requereixen una preparació prèvia per part dels avaluadors, un ampli espai reservat a la clínica, un elevat temps per realitzar cada prova i tenen un cost molt elevat. El desenvolupament tecnològic del sector de l'entreteniment ha donat lloc a plataformes de pressió i sensors de profunditat de baix cost, gran portabilitat i accessibilitat, que permeten la interacció amb entorns virtuals mitjançant moviments corporals. Estudis preliminars han mostrat un rendiment d'aquests dispositius molt prometedor i, de vegades, comparable al de sistemes de laboratori. No obstant això, la falta d'accés a les aplicacions desenvolupades, l'escassa investigació en persones amb ictus i el desconeixement de les propietats psicomètriques de les proves basades en aquests dispositius en aquesta població comprometen la rellevància clínica dels resultats obtinguts. La hipòtesi principal d'aquest treball és que plataformes de forces i sensors de profunditat de baix cost, com la Nintendo Wii Balance Board i la Microsoft Kinect v2, respectivament, poden proporcionar informació vàlida per quantificar i avaluar la postura i la marxa de subjectes amb ictus. Durant la present tesi doctoral, per tant, s'han desenvolupat eines de valoració de la postura i la marxa mitjançant els dispositius anomenats, s'ha possibilitat el seu accés lliure, s'han determinat els valors normatius de les proves incloses en les eines desenvolupades, i, finalment, s'ha investigat la seva sensibilitat, la seva validesa convergent amb instruments clínics estandarditzats i la seua fiabilitat inter i intraavaluador. Els resultats obtinguts de la participació d'un total de 544 subjectes sans i 173 subjectes amb ictus en els cinc estudis que comprenen aquest treball evidencien que les eines desenvolupades permeten caracteritzar satisfactòriament la postura i la marxa de subjectes amb ictus respecte a la de subjectes sans, tenen una validesa convergent amb instruments variable i coherent, i tenen una fiabilitat inter i intraavaluador excel·lent en gairebé totes les proves incloses. Aquestes troballes suggereixen que, tot i les limitacions existents, les aplicacions desenvolupades podrien ser potencialment usades com una alternativa de baix cost als sistemes de laboratori existents per complementar la valoració de la postura i la marxa de subjectes amb ictus. / [EN] Balance and gait disorders are common after stroke. In the clinical setting, these skills are usually assessed using clinical instruments that, despite being generally quick and easy to administer, may have limited accuracy and be biased. Instrumented laboratory-grade systems aimed at assessing posture and gait can potentially overcome these limitations. However, they require specific training to be operated and a long time to perform the assessments, and are usually bulky and expensive. In the last decade, the technological advances in the gaming industry have given rise to low-cost, portable and off-the-shelf devices, such as pressure platforms and depth sensors, which enable interaction with videogames through body movements. Previous research on the performance of these devices has shown promising results, and suggests that some measures could have comparable accuracy to those estimated by laboratory-grade systems. However, the lack of access to the software used in the experiments, the limited research in stroke patients, and the absence of knowledge about the psychometric properties of the assemment tests based on these devices, could limit the clinical relevance of the preliminary findings. The main hypothesis of this thesis is that low-cost force platforms and depth sensors, such as the Nintendo Wii Balance Board and the Microsoft Kinect v2, can provide sensitive, valid and reliable information to quantify and asses the postural control and gait of individuals with stroke, respectively. This work describes the development of two customized applications to assess posture and gait using the devices mentioned above, their publication on a dedicated website, the exploration of the normative values of tests included in the assessment, and, finally, the investigation of the sensitivity, convergent validity with standardized clinical instruments, and their inter- and intra-rater reliability. A total of 544 healthy subjects and 173 individuals with stroke have participated in the five studies that encompass this thesis. The results of these studies showed good sensitivity to motor impairment, variable and consistent convergent validity with clinical instruments, and excellent inter- and intra-rater reliability for almost all the tests examined. All these findings suggest that, despite their limitations, the developed applications interfaced with low-cost force platforms and depth sensors, could be potentially used as a low-cost alternative to instrumented laboratory-grade systems to complement the clinical assessment of the posture and gait of individuals with stroke. / Latorre Grau, J. (2022). Valoración del equilibrio y la marcha mediante sistemas de bajo coste en sujetos con ictus [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181339 / TESIS