Orientadores: Fernando Roberto Martins, Rafael Silva Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_ArildodeSouza_D.pdf: 101885895 bytes, checksum: 1d2644f73311bbbaee1346d9d6c59e1b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Compreender como espécies de plantas diferenciam-se em relação a atributos funcionais para aquisição e utilização de recursos, e se a relação entre esses atributos varia em função de diferenças ambientais, como pluviosidade total e sazonalidade, e uma forma de construir uma ecologia mais preditiva no contexto das mudanças climáticas globais. Nesta tese investigamos como arvores e lianas se diferenciam em relação a atributos funcionais da folha dos ramos. Analisamos-nos se o relacionamento entre esses atributos diferia considerando a variação de pluviosidade e sazonalidade de duas fitofiosionomias da Floresta Atlântica, a floresta ombrofila densa (FO) e a floresta estacional semedicidua (FS). Encontramos diferenças não são na amplitude, mas também na forca do relacionamento entre os atributos funcionais foliares estudados. Essas diferenças parecem ser determinadas pela diferença ambiental entre as duas florestas estudadas e por características intrínsecas do habito de crescimento de lianas e arvores. A anatomia do xilema das espécies de lianas e arvores da FO difere em relação à das espécies da FS, mesmo quando consideramos o parentesco filogenético. Por investir pouco em tecidos de sustentação esperava-se menor conteúdo de lignina nos ramos de lianas, entretanto nosso resulto foi o oposto. Encontramos a razão S/G dos monômeros syringil e guaiacil que compõe a lignina menor que um para duas espécies de lianas. Indicando que ha maior deposição de lignina em vasos de xilema do que em fibras. Esse fato pode estar relacionado à maior eficiência em condutividade hidráulica de lianas ou a requerimentos biomecânicos específicos dos ramos de lianas. Em particular, ressalta-se o fato de que lianas foram mais eficientes em captar luz (menor MFA) e tiveram maior condutividade hidráulica potencial (Kp) do que arvores na FS. A maior competitividade de lianas frente arvores apenas na FS tem implicação importante no cenário de mudanças climáticas / Abstract: Understanding how plant species differentiated in functional traits for resources acquisition and use, and if the relationships among those traits vary in according with environmental characteristics such as rainfall and seasonality, could lead to a more predictive science in the context of global change. Here we investigate how trees and lianas differ in leaf and xylem anatomical traits related to water transport and hydraulic architecture. We analyze the relationships among those traits taking into account the variation in rainfall and seasonality between two types of Atlantic Forest, semediciduous seasonal forest (SF) and the dense ombrophilous forest (OF). We found differences not only in range, but in the strength of the relationship among leaf functional traits, which in turn could be related to environmental differences between the two forests studied. The xylem anatomy of lianas and tree species of OF differ compared to species of SF despite taking to account the phylogenetic relatedness. Since lianas have low investment in support tissues we expected lower lignin content in the branches of lianas. However, we found the opposite pattern. Another unexpected result found for two liana species was the ratio to the monomers syringyl and guayacil present at lignin (S/G) lower than one. This result indicates that there is more deposition of lignin in xylem vessel walls than fibers, what in turn would be linked to greater efficiency in hydraulic conductivity of lianas or to specific biomechanical requirements of the branches of lianas. In particular, we highlighted the fact that liana species are more efficient in light acquisition (lower LMA) and had higher hydraulic conductivity (Kp) relative to trees just in the SF. These lianas competitive advantages over trees have important implications in the context of climatic changes / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal

[EN] Under the well-known slogan 'think global, act local', cities in the 21st century face the enor-mous challenge of catalyzing, intensifying and accelerating sustainable urban transformations. Without losing a holistic view, the methodology presented in this thesis places the focus on 're-source management and climate mitigation and adaptation', in particular in urban stormwater management, proposing processes that can bring about the required change, shaped by the place-based approach of the regenerative sustainability paradigm. Building upon literature and practice that supports a flexible approach to stormwater manage-ment in urban environments that mimic natural processes and predevelopment hydrology (Sus-tainable Drainage Systems, SuDS) as one way to, amongst others, help to prevent and adapt to climate change, the thesis highlights the relevance of the connection to the place for adoption of best practices that conduct towards a regenerative system. Hence, it incorporates this con-nection to the place to the SuDS representation, naming it the SuDS 'landed rocket'. The proposed methodology includes a conceptual framework, specific method and tools, that allows for the understanding and the characterization of the current situation of a urban stormwater system in a process that guides future actions to move towards the desired regen-erative urban built environment concept, with a place-based holistic view. This methodology has been applied to Benaguasil, a Mediterranean city, where stormwater management is the local authority's responsibility and has been historically guided by main-stream conventional drainage practices. The thesis shows how, by taking a multi-dimensional and trans-disciplinary approach to solve environmental problems, future actions can be proper-ly addressed. Working with academia has been essential to develop wider evidence base. In this case, a sequence of research projects has advanced the innovative approach to stormwater management in Benaguasil, but it is contended that this methodology could be applied to any urban context. The thesis aims to enhance smart governance by providing information about the successful implementation and monitoring of SuDS showcase sites in Mediterranean Spain. These show-case sites are catalysts in the transition towards regenerative urban built environments in the region. In addition, it provides international examples that add further credence for improved urban ecological infrastructure by demonstrating what success can look like. / [ES] Bajo el conocido eslogan 'piensa global, actúa local', las ciudades del siglo XXI se enfrentan al gran reto de catalizar, intensificar y acelerar las transformaciones hacia un urbanismo sostenible. Desde una perspectiva holística, la metodología presentada en esta tesis se centra en 'la gestión de los recursos y la adaptación y mitigación al cambio climático', en particular en la gestión de las escorrentías urbanas, proponiendo los procesos que pueden ayudar al cambio requerido, bajo el enfoque del paradigma de la sostenibilidad regenerativa local. A partir de las referencias bibliográficas y experiencias que avalan a los Sistemas de Drenaje Sostenible (SuDS) como enfoque flexible a la gestión de las escorrentías urbanas, tratando de mimetizar los procesos hidrológicos previos al desarrollo urbano (que entre otros, contribuyen a la prevención y adaptación frente al cambio climático de las ciudades), la tesis subraya la relevancia de la conexión con el lugar para la selección de las mejores soluciones que lo conduzcan hacia un sistema regenerativo. Así, se incorpora esta conexión con el lugar a la representación de los SuDS, dándole el nombre de 'SuDS landed rocket'. La metodología propuesta incluye un marco conceptual, un método y herramientas específicas que permiten el entendimiento y caracterización de la situación actual de un sistema de drenaje urbano en un proceso que guíe acciones futuras para progresar hacia el concepto del medioambiente urbano regenerativo deseado, con una perspectiva holística local. La metodología se ha aplicado en Benaguasil, una ciudad mediterránea, donde la gestión del agua de lluvia es responsabilidad local y que ha estado influenciada históricamente por prácticas convencionales de drenaje. La tesis muestra cómo adoptando un enfoque multidimensional y multidisciplinar para resolver problemas medioambientales, las acciones futuras se pueden plantear correctamente. El trabajo con las instituciones académicas se ha demostrado esencial para desarrollar evidencias de base más amplias. En este caso, una serie de proyectos de investigación ha permitido el avance de Benaguasil hacia una gestión del agua de lluvia más innovadora. La experiencia demuestra que la metodología podría ser aplicada a cualquier otro contexto urbano. La tesis pretende mejorar la gobernanza inteligente proveyendo información respecto de la implementación y monitorización exitosas de SuDS en experiencias piloto en la España mediterránea. Estas demostraciones son catalizadoras de la transición hacia un medio ambiente urbano regenerativo en la región. Además, presenta ejemplos que se añaden al catálogo internacional de experiencias, mostrando el camino del éxito hacia un entorno urbano más saludable y habitable. / [CAT] Sota el conegut lema 'pensa global, actua local', les ciutats del segle XXI s'enfronten al gran repte de catalitzar, intensificar i accelerar les transformacions cap a un urbanisme sostenible. Des d'una perspectiva holística, la metodologia presentada en esta tesis es centra en 'la gestió dels recursos i la adaptació i mitigació al canvi climàtic', en particular en la gestió de les escorrenties urbanes, proposant processos que poden ajudar al canvi requés, des d'una òptica del paradigma de la sostenibilitat regenerativa local. A partir de les referències bibliogràfiques i experiències que avalen els Sistemes de Drenatge Sostenible (SuDS) com una aproximació flexible a la gestió de les escorrenties urbanes, tractant de mimetitzar els processos hidrològics previs al desenvolupament urbà (que entre altres, contribueixen a la prevenció i adaptació al canvi climàtic de les ciutats), la tesis subratlla la rellevància de la connexió al lloc per a la selecció de les millors solucions que el puguen conduir cap a un sistema regeneratiu. D'esta manera, s'incorpora esta connexió al lloc en la representació dels SuDS, donant-li el nom de 'SuDS landed rocket'. La metodologia proposta inclou un marc conceptual, un mètode i unes eines especifiques que permeten l'enteniment i caracterització de la situació actual d'un sistema de drenatge urbà en un procés que guie accions futures per a progressar cap al concepte de medi ambient urbà regeneratiu desitjat, amb una perspectiva holística local. La metodologia s'ha aplicat a Benaguasil, una ciutat mediterrània, on la gestió de l'aigua de pluja és responsabilitat local, i que ha estat influenciada històricament per pràctiques convencionals de drenatge. La tesis mostra com adoptant un punt de mira multidimensional i multidisciplinari per a resoldre problemes medi ambientals, les accions futures es poden plantejar correctament. El treball amb les institucions acadèmiques s'ha demostrat essencial per a crear evidències de base més amples. En este cas, una sèrie de projectes europeus d'investigació ha permès l'avanç de Benaguasil cap a una gestió de l'aigua de pluja més innovadora. L'experiència demostra que la metodologia podria ser aplicada a qualsevol altre context urbà. La tesis pretén millorar la governança intel¿ligent aportant informació respecte de la implementació i monitorització exitoses de SuDS en experiències pilot en la Espanya mediterrània. Estes demostracions son catalitzadores de la transició cap a un medi ambient urbà regeneratiu en la regió. A més a més, presenta exemples que s'afegeixen al catàleg internacional d'experiències, mostrant el camí del èxit cap a un entorn urbà més saludable i habitable. / Perales Momparler, CS. (2015). A regenerative urban stormwater management methodology. The role of SuDS construction and monitoring in the transition of a Mediterranean city [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59063 / TESIS

[EN] One of the major issues affecting water utilities is the high level of water losses. Nonrevenue water (NRW) is the difference between the amount of water put into the distribution system and the amount of water billed to consumers according to the International Water Association (IWA) standard water balance. The quantity of water lost, or NRW, is a measure of the operational efficiency of a water distribution system and high levels of NRW are indicative of poor governance and poor physical condition of the water distribution system. NRW consists of apparent or commercial losses, real losses and unbilled authorized consumption.Traditionally most of the efforts focused mainly on the real losses reduction. Commercial losses are the nonphysical losses in that no water is phycically lost from the distribution system and its principal component is the customer meter inaccuracy. As any other measuring device, a water meter is not a perfect instrument and when installed it is not capable of registering the exact amount of water consumed by a user. Depending on its construction technology, each water meter has specific measuring limitations. This means that a portion of the water consumed may not be registered and therefore not billed to the customer. As meter inaccuracies are recognised to be a critical component of apparent losses, it is important to quantify the magnitude of these measuring errors. The first aspect to be considered is that the error of a water meter is not constant and independent of the flow rate through the meter. Typically, at low flow rates, errors are larger and more sensitive to external variables while for medium and high flow rates only small variations appear. Thus, the difference between the amount of water registered by the meters installed in the field and the actual volume consumed is a function of two parameters: a) the water consumption patterns of the users, defined by their consumption flow rates distribution and b) the characteristic error curve of the meters. The weighted error of a meter, defined as the percentage difference between the actual consumption and the registered volume, can be obtained by combining these two parameters. Therefore, the parameter weighted error is a measure of the real field performance of a water meter when registering the water consumption of a given type of user. Determining both, the weighted error of new and worn domestic meters and how it changes with the time, is necessary in order to provide information that can be expected from water meters and to quantify the commercial losses level in order to control and optimize it. / [ES] Uno de los desafíos más importantes que debe afrontar cualquier empresa gestora del ciclo integral del agua, es la reducción de los elevados niveles de pérdidas de agua. El agua no facturada es la diferencia entre el volumen inyectado al sistema y el agua facturada a los abonados, de acuerdo al balance hídrico propuesto por la International Water Association (IWA). El nivel de las pérdidas de agua es un indicador de la eficiencia en la operación del sistema por lo que altos niveles de éstas revelan un estado deficitario de la infraestructura hídrica y al mismo tiempo una gestión deficiente. Los componentes que integran el agua no facturada son las pérdidas comerciales, las pérdidas reales y el consumo autorizado pero no facturado. Tradicionalmente todos los esfuerzos se han centrado en minimizar las pérdidas reales, pero en lo que a las pérdidas comerciales se refiere, aquellas que representan el volumen de agua realmente suministrado a los usuarios pero que por diferentes causas no es registrado, mucho es el camino aún por recorrer. El principal componente de las pérdidas comerciales son los errores de medición de los contadores. Como cualquier otro dispositivo de medición, los contadores de agua no son instrumentos perfectos y una vez instalados no son capaces de registrar la cantidad exacta de agua consumida por un usuario. Dependiendo de su tecnología de construcción, cada contador tiene limitaciones específicas de medición. Esto significa que una parte del agua consumida no puede ser registrada y por lo tanto no facturada al cliente. Visto que las inexactitudes de los contadores constituyen un componente crítico de las pérdidas comerciales, es importante cuantificar la magnitud de estos errores de medición. Un punto crucial a considerar es que el error de un contador de agua no es constante e independiente del caudal que circula a través de él. Por lo general, a caudales bajos, los errores son más grandes y más sensibles a las variables externas, mientras que para caudales medios y altos, las variaciones de error son más pequeñas. Por lo tanto, la diferencia entre el volumen de agua registrada por el contador y el volumen real consumido, depende directamente de dos parámetros fundamentales: el patrón de consumo del usuario y la curva característica de error del contador. Por lo tanto, el error medio ponderado es una medida del funcionamiento real de un contador de agua en uso, al registrar el consumo de agua de un tipo determinado de usuario. La obtención de los errores globales, tanto de contadores nuevos como de aquellos que están en uso, así como su evolución en el tiempo, es imprescindible para evaluar el comportamiento de los mismos y para cuantificar el nivel de las pérdidas comerciales, lo que permitirá optimizar su gestión y reducir las pérdidas comerciales. / [CAT] Un dels desafiaments més importants que ha d'afrontar qualsevol empresa gestora del cicle integral de l'aigua, és la reducció dels elevats nivells de pèrdues d'aigua. L'aigua no facturada és la diferència entre el volum injectat al sistema i l'aigua facturada als abonats, d'acord amb el balanç hídric proposat per la International Water Association (IWA). El nivell de les pèrdues d'aigua és un indicador de l'eficiència en l'operació del sistema, pel que alts nivells d'aquestes revelen un estat deficitari de la infraestructura hídrica i al mateix temps una gestió deficient. Els components que integren l'aigua no facturada són les pèrdues comercials, les pèrdues reals i el consum autoritzat però no facturat. Tradicionalment tots els esforços s'han centrat a minimitzar les pèrdues reals, però pel que a les pèrdues comercials es refereix, aquelles que representen el volum d'aigua realment subministrat als usuaris però que per diferents motius no és registrat, molt és el camí encara per recórrer. El principal component de les pèrdues comercials són els errors de mesurament dels comptadors. Com qualsevol altre dispositiu de mesurament, els comptadors d'aigua no són instruments perfectes i una vegada instal¿lats no són capaços de registrar la quantitat exacta d'aigua consumida per un usuari. Depenent de la seua tecnologia de construcció, cada comptador té limitacions específiques de mesurament. Açò significa que una part de l'aigua consumida no pot ser registrada i per tant no facturada al client. Vist que les inexactituds dels comptadors constitueixen un component crític de les pèrdues comercials, és important quantificar la magnitud d'aquestos errors de mesurament. Un punt crucial a considerar és que l'error d'un comptador d'aigua no és constant i independent del cabal que circula a través d'ell. Generalment, a cabals baixos, els errors són més grans i més sensibles a les variables externes, mentre que per a cabals mitjans i alts, les variacions d'error són més xicotetes. Per tant, la diferència entre el volum d'aigua registrada pel comptador i el volum real consumit, depén directament de dos paràmetres fonamentals: el patró de consum de l'usuari i la corba característica d'error del comptador. Per tant, l'error mitjà ponderat és una mesura del funcionament real d'un comptador d'aigua en ús, al registrar el consum d'aigua d'un tipus determinat d'usuari. L'obtenció dels errors globals, tant de comptadors nous com d'aquells que estan en ús, així com la seua evolució en el temps, és imprescindible per a avaluar el comportament dels mateixos i per a quantificar el nivell de les pèrdues comercials, el que permetrà optimitzar la seua gestió i reduir les pèrdues comercials. / Gavara Tortes, FJ. (2016). Estudio del comportamiento metrológico de los contadores en abastecimientos de agua. Optimización de su gestión para la reducción de las pérdidas comerciales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62182 / TESIS

[EN] The thesis is aimed at developing a qualified information tool (a dynamic simulation model), that serves as support for local decisions in planning the water and sanitation sector, aimed at sustainability, especially in urban centers of developing regions. The sustainability of the urban water cycle (WUC) is understood both at the scale of the whole human settlement and at the scale of differentiated urban sectors, responding to objectives of preserving the quality and quantity of local water resource, firstly, and second, for a service based on availability, access and maintenance of water supply and sanitation. It is raised not only as a social, economic and environmentally desirable objective, but an imperative of the time, under the challenge that societies have all put in place policies adaptive to climate change and its direct effects on the hydrological cycle. Within the international arena, the developing regions are those that offer increased vulnerability to such effects. Dividing the urban water cycle in two sections (Sanitation and Water Supply), and the second in four subsystems (Water access, Demographic, Income and Water consumption), the model is presented in a degree of definition increased since the first installment to last Subsystem. For this, the methodological approach of the General Systems Theory is used, with its application to the development of dynamic simulation models. This methodological approach is appropriate to address the complexity of the factors that define the sustainability of WUC. The model is conceived as a way to "capture" the heterogeneity of meticulously raised situations, were most are the result of the dynamics of land use in such regions in developing, marked by the accomplished fact of "first live in" that has modeling much of urbanization and their relationship with the environment, especially in Latin America, sub-continent where is located the reference case to its design. Finally, this paper seeks to add a contribution to the construction of a common language between all stakeholders related to water, both residents, as technical managers and politicians in the water and sanitation services, local government, scientists, technologists, entrepreneurs industry, producers, for whom the sustainability is a way to preserve the most vulnerable social and environmental sectors, constitutes an shared achievement to a decent life for the people and environment that still support life on Earth. / [ES] La tesis está orientada al desarrollo de un instrumento de información calificada, como lo es un modelo de simulación dinámica, que sirva de soporte para las decisiones locales en la planificación del sector del agua y saneamiento, tendientes a su sostenibilidad, especialmente en núcleos urbanos de regiones en vías de desarrollo. La sostenibilidad del ciclo urbano del agua (CUA) es entendida tanto a escala de todo el asentamiento humano como a escala de sectores urbanos diferenciables, respondiendo a objetivos de preservación de la calidad y cantidad del recurso hídrico local en la primera escala y de servicio, según la disponibilidad, acceso y mantenimiento de la provisión de agua y saneamiento en la segunda. La misma es planteada no solo como un objetivo deseable social, económica y ambientalmente, sino también como un imperativo de la época, en virtud del desafío que tienen las sociedades todas de poner en marcha políticas adaptativas frente al cambio climático y sus efectos directos sobre el ciclo hidrológico. Dentro del concierto internacional, las regiones en vías de desarrollo son las que ofrecen mayor vulnerabilidad a dichos efectos. Dividido el Ciclo Urbano del agua en dos tramos (Saneamiento y Abastecimiento de agua) y el segundo en cuatro SubSistemas (Acceso, Demográfico, Ingresos y Consumo de Agua), el modelo es presentado en un grado de definición creciente desde el primer tramo al último SubSistema. Para ello se sigue el enfoque metodológico de la Teoría General de Sistemas, con su aplicación al desarrollo de modelos de simulación dinámica. Enfoque metodológico pertinente para abordar la complejidad que implica los factores que definen la sostenibilidad del CUA. El modelo es concebido como una forma de "capturar" la heterogeneidad de situaciones meticulosamente planteadas, la gran mayoría fruto de la dinámica de ordenamiento territorial en este tipo de regiones en vías de desarrollo, signadas por el hecho consumado de "primero habito" que ha modelado buena parte de la urbanización y su relación con el medioambiente, especialmente en América Latina, sub-continente donde está ubicado el caso tomado de referencia para su diseño. Por último, busca sumar un aporte a la construcción de un lenguaje común entre todos los actores sociales relacionados con el agua, tanto pobladores, como responsables técnicos y políticos de los servicios de agua y saneamiento, gobierno local, científicos, tecnólogos, empresarios del sector, productores, a los efectos de que la sostenibilidad, como forma de preservar los sectores sociales y ambientales más vulnerables, constituya una construcción compartida en pos de la vida digna de las personas y un ambiente que siga siendo soporte de la vida sobre la Tierra. / [CAT] La tesi es centra en el desenvolupament d'una eina d'informació especialitzada, ja que és un model de simulació dinàmica, que dóna suport a les decisions destinades a la sostenibilitat, especialment en zones urbanes de les regions, en la planificació local del sector aigua i sanejament. S'entén la sostenibilitat del cicle urbà d'aigua (CUA) tant a l'escala de tot l'assentament humà como a l'escala de sectors urbans diferenciables, responent als objectius de conservació de la qualitat i quantitat del recurs d'aigua local, en la primera escala, i de servei, en la segona escala, segons disponibilitat, accés i manteniment de la prestació d'aigua i sanejament. Es planteja no només com un desitjable objectiu (social, econòmica i ambientalment), sinó també com un imperatiu dels temps, sota el repte que tenen totes les societats d'implementar polítiques adaptatives contra el canvi climàtic i els seus efectes directes sobre el cicle hidrològic. Dins l'àmbit internacional, les regions en vies de desenvolupament són les que ofereixen més vulnerable a tals efectes. Podem dividir el cicle urbà de l'aigua en dues seccions (subministrament d'aigua i sanejament), i la segona en quatre subsistemes (accés, demogràfiques, renda i consum d'aigua), de manera que el model es presenta en un grau de major definició des de la primera secció a l'últim subsistema. Això es desprèn l'enfocament metodològic de la Teoria General de sistemes, amb la seva aplicació en el desenvolupament de models de simulació dinàmica. Es tracta de un enfocament metodològic rellevant per fer front a la complexitat que implica els factors que defineixen la sostenibilitat de la CUA. El model està concebut com una manera de «captura» de l'heterogeneïtat de situacions meticulosament plantejades, sent la gran majoria el resultat de les dinàmiques d'ordenament del territori en aquest tipus de regions, marcada per el fet acomplit del "primer habito" que ha modelat bona part de la urbanització i la seva relació amb el medi, especialment a Llatinoamèrica, subcontinent on es troba el cas de referència per al seu disseny. Finalment, es pretén afegir una contribució a la construcció d'un llenguatge comú entre tots els actors relacionats amb l'aigua, veïns, tècnics i polítics, responsables de serveis d'aigua i sanejament, governs locals, científics, tecnòlegs, empresaris, productors, als efectes de la sostenibilitat, com una manera de preservar als més vulnerables social i ambientalment, que constitueix un repte compartit en la recerca cap a la vida digna de les persones i un entorn que encara doni suport a la vida a la Terra. / Nudelman, MA. (2016). Modelo de simulación de la sostenibilidad del ciclo urbano del agua, aplicable a pequeños municipios de regiones en vías de desarrollo [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63460 / TESIS

[EN] Water and soil are essential for the development and maintenance of ecosystem resources. Watersheds are units of management, where the aim of the regulation and management of them is to prevent soil erosion, loss of vegetation control and regulate the hydrological cycle, protecting natural resources and promoting sustainable development. This research proposes an original methodology of Watershed Management (MOCAS) that adequately reflects the problems in the Mexican arid area of BCS and innovatively integrated management approaches that classical methods do not take into account. This methodology provides answers to the problems of land degradation and desertification in eroded areas and extrapolated to biogeographically like basins selected study areas. This thesis analyzes and compares classical watershed management methodologies such as sorting according to the Universal Soil Loss Equation (USLE) based management criteria Mintegui Aguirre and Lopez, and watershed management under the N-SPECT model. Subsequently, the proposal for a system of watershed management in arid areas, where it is necessary to cover not only the influence of surface hydrology, but groundwater hydrology, as well as vulnerability dominated areas. These methods were applied to a study area with obvious characteristics of aridity in the Northwest region of Mexico. Specifically in six watersheds typology high mountain and lowland mixed in Baja California Sur, Mexico. Finally the proposed management methodology is applied, resulting in the mostly appropriate uses of the territory as areas and surfaces, and thematic maps implemented activities for watershed management, which were obtained values for action surfaces of each methodology. Once the quantitative results obtained from each of the methodologies adapted from common land use for activities resulting from each method is generated. The inherent subjectivity of the application thereof be eliminated. Of the work done and comparison of methodologies, we have obtained a number of conclusions that provide future research in the field of watershed management to establish an effective, comprehensive and simple system for the study and analysis of watersheds basins in arid areas. / [ES] El agua y el suelo son recursos naturales imprescindibles para el desarrollo y mantenimiento de los ecosistemas. Las cuencas hidrográficas son unidades de gestión, en las que el objetivo del ordenamiento y manejo de las mismas es evitar la erosión del suelo, controlar la pérdida de vegetación y regular el ciclo hidrológico, protegiendo los recursos naturales y fomentando el desarrollo sostenible. La presente investigación propone una metodología original de Ordenación de Cuencas Hidrográficas (MOCAS) que recoge adecuadamente la problemática existente en el ámbito árido sudcaliforniano mexicano y que novedosamente integra criterios de ordenación que las metodologías clásicas no tienen en cuenta. Esta metodología proporciona respuestas a los problemas de degradación y desertificación en zonas erosionadas y es extrapolable a zonas biogeográficamente similares a las cuencas de estudio seleccionadas. En esta Tesis se analizan y comparan metodologías clásicas de Ordenación de Cuencas como la Ordenación según la Ecuación Universal de Pérdidas de Suelo (USLE), la Ordenación basada en los criterios de Mintegui Aguirre y López, y la Ordenación de cuencas bajo el modelo N-SPECT. Posteriormente se plantea la propuesta de un sistema de Ordenación de Cuencas hidrográficas en zonas áridas, donde es necesario abarcar no solo la influencia de la hidrología superficial, sino de la hidrología subterránea, así como también la vulnerabilidad en zonas dominadas. Las anteriores metodologías fueron aplicadas a una zona de estudio con características evidentes de aridez, en la región Noroeste del territorio mexicano. Específicamente en seis cuencas hidrográficas con tipología de alta montaña, mixta y de llanura, en Baja California Sur, México. Finalmente se aplica la metodología de Ordenación propuesta, obteniendo como resultado los usos mayormente adecuados del territorio según zonas y superficies, y los mapas temáticos de actividades planteadas para la Ordenación, de los cuales se han obtenido los valores de superficies de actuación para cada metodología utilizada. Una vez obtenidos los resultados cuantitativos entre cada una de las metodologías se genera una adaptación de usos comunes del suelo para las actividades resultantes de cada metodología. Con ello se eliminaría la subjetividad inherente de la aplicación de la misma. De los trabajos realizados y comparación entre las metodologías, se han obtenido una serie de conclusiones que aportan futuras líneas de investigación en el ámbito de la Ordenación de Cuencas a fin de establecer un sistema eficaz, integral y sencillo para el estudio y análisis de las cuencas hidrográficas en zonas áridas. / [CAT] L'aigua i el sòl són recursos naturals imprescindibles per al desenrotllament i manteniment dels ecosistemes. Les conques hidrogràfiques són unitats de gestió, en les que l'objectiu de l'ordenament i maneig de les mateixes és evitar l'erosió del sòl, controlar la pèrdua de vegetació i regular el cicle hidrològic, protegint els recursos naturals i fomentant el desenrotllament sostenible. La present investigació proposa una metodologia original d'Ordenació de Conques Hidrogràfiques (MOCAS) que arreplega adequadament la problemàtica existent en l'àmbit àrid sudcaliforniano mexicà i que novament integra criteris d'Ordenació que les metodologies clàssiques no tenen en compte. Esta metodologia proporciona respostes als problemes de degradació i desertificació en zones erosionades i és extrapolable a zones biogeogràficament semblants a les conques d'estudi seleccionades. En esta Tesi s'analitzen i comparen metodologies clàssiques d'Ordenació de conques com l'ordenació segons l'Equació Universal de Pèrdues de Sòl (USLE), l'Ordenació basada en els criteris de Mintegui Aguirre i Lopez, i l'Ordenació de Conques davall el model N-SPECT. Posteriorment es planteja la proposta d'un sistema d'Ordenació de Conques hidrogràfiques en zones àrides, on és necessari comprendre no sols la influència de la hidrologia superficial, sinó de la hidrologia subterrània, així com també la vulnerabilitat en zones dominades. Les anteriors metodologies van ser aplicades a una zona d'estudi amb característiques evidents d'aridesa, en la regió Nord-oest del territori mexicà. Específicament en sis conques hidrogràfiques amb tipologia d'alta muntanya, mixta i de plana, en Baixa Califòrnia Sud, Mèxic. Finalment s'aplica la metodologia d'Ordenació proposada, obtenint com resultat els usos majorment adequats del territori segons zones i superfícies, i els mapes temàtics d'activitats plantejades per a l'Ordenació, dels quals s'han obtingut els valors de superfícies d'actuació per a cada metodologia utilitzada. Una vegada obtinguts els resultats quantitatius entre cada una de les metodologies es genera una adaptació d'usos comuns del sòl per a les activitats resultants de cada metodologia. Amb això s'eliminaria la subjectivitat inherent de l'aplicació de la mateixa. Dels treballs realitzats i comparació entre les metodologies, s'han obtingut una sèrie de conclusions que aporten futures línies d'investigació en l'àmbit de l'Ordenació de Conques a fi d'establir un sistema eficaç, integral i senzill per a l'estudi i anàlisi de les conques hidrogràfiques en zones àrides. / Z Flores López, M. (2016). Metodología para la ordenación de cuencas hidrográficas en el ámbito biogeográfico árido sudcaliforniano (México) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64874 / TESIS

Esta tesis aborda el desarrollo de un modelo de producción, transporte y depósito de sedimentos a escala de cuenca. Partiendo de una breve revisión del conocimiento de modelos de evolución del paisaje y específicamente de modelos de erosión se plantean las preguntas fundamentales que deben tenerse en cuenta en el modelo. Posteriormente se estudia la forma en que actualmente se resuelven dichas preguntas, basados tanto en el estado del arte del conocimiento como en la experiencia adquirida en la aplicación de modelos hidrológicos y sedimentológicos. Con estas bases teóricas y prácticas se formula el modelo y se desarrolla un código de programación con los postulados de la formulación, que será la hipótesis de trabajo. El modelo diseñado es una suma de conceptos y herramientas técnicas coherentemente integradas de forma tal que permitan al usuario aplicar todo el conocimiento disponible para resolver un problema particular. En su parte hidrológica el modelo se basa en el modelo TETIS desarrollado en el Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente de la Universidad Politécnica de Valencia y en su parte sedimentológica se fundamenta en el modelo CASC2D-SED desarrollado en el Engineering Research Center de la Colorado State University. Por último se aplica el modelo en una cuenca natural y se valida la hipótesis de trabajo. La cuenca de análisis es la cuenca de Goodwin Creek en el estado de Mississippi, en Estados Unidos de América, que cuenta con medidas sistemáticas de lluvia, caudal líquido y sólido, información de topografía, suelos y usos del suelo. En la aplicación se reconocen las limitaciones y potencialidades del modelo. El modelo aprovecha convenientemente el conocimiento de condiciones físicas, por ejemplo la estructura topológica de la red de drenaje y deja de lado aspectos poco entendidos y difíciles de parametrizar, por ejemplo la estructura aleatoria de la red de surcos en ladera. De esta forma es robusto y parsimonioso, especialmente en su pa / Montoya Monsalve, JJ. (2008). Desarrollo de un modelo conceptual de producción, transporte y depósito de sedimentos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8303 / Palancia

La gestión del agua cobra cada vez mayor importancia debido a la escasez hídrica que se presenta a nivel mundial. Las tendencias actuales van en la línea de mejorar la eficiencia en la gestión del recurso considerando también la eficiencia económica. En este último aspecto, la Unión Europea (a través de la Directiva Marco del Agua (DMA), 2000) ha hecho énfasis en la recuperación de costes y en el planteamiento de políticas eficientes de precios del agua. El agua, como recurso escaso es un bien que tiene alto valor para aquellos que lo requieren. Por ello, ya no es suficiente realizar el estudio hidrológico por sí solo, sino que es menester considerar los aspectos económicos para evaluar la eficiencia en el suministro a las demandas del sistema de explotación. En una asignación económicamente eficiente, el beneficio marginal del uso de los recursos deberá ser igual para todos los sectores, con el fin de maximizar el bienestar social. En otras palabras, el beneficio de usar una unidad adicional del recurso en uno de los sectores, debería ser el mismo que en otro sector. Las políticas de precios del agua se establecen con el fin de lograr que la asignación del recurso hídrico entre los diferentes usos y usuarios sea eficiente, equitativa y sostenible. En la práctica al agua se le asigna sistemáticamente un precio por debajo de su valor real. Esto es evidente cuando se observa que la cantidad demandada frecuentemente excede el suministro. El énfasis en la suficiencia de ingresos promueve la idea de la tarifación a precios medios. Si el precio unitario es igual al precio medio, los ingresos igualan a los costes totales. Sin embargo, es importante determinar e incorporar costes marginales (en el precio) de forma que se transmita a los usuarios una señal del valor del recurso y su escasez mediante el precio. En esta tesis doctoral se presenta una metodología que permite la valoración práctica de los costes de oportunidad del recurso hídrico (CMOR) a escala de cuenca y su incorporación en el diseño de una política eficiente de precios del agua a nivel de cuenca tomando en cuenta los requerimientos de la DMA. La metodología propuesta se basa en el desarrollo de modelos hidro-económicos a escala de cuenca. Para ello se parte de la caracterización hidrológica y económica del sistema mediante series mensuales de aportaciones al sistema, la aplicación de la ecuación de continuidad en los nudos del esquema planteado y la ecuación de balance en los embalses del sistema, incluyendo las ecuaciones empíricas que determinan las pérdidas por filtraciones y evaporaciones en embalses y conducciones. La caracterización económica comprende la utilización de funciones económicas de demanda para cada uso que conforma el sistema. La estimación del CMOR se hace mediante dos enfoques: simulación de la gestión según prioridades y modus operandi actual y optimización económica. / Álvarez Mendiola, E. (2011). Diseño de una política eficiente de precios del agua integrando costes de oportunidad del recurso a escala de cuenca. Aplicación a la Directiva Marco europea del Agua [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9310 / Palancia

En los últimos años, se ha producido en el panorama internacional un acercamiento del campo de la seguridad de presas hacia las metodologías basadas en riesgo, en las que se combina la probabilidad de ocurrencia de eventos indeseados y sus consecuencias asociadas. Este acercamiento se comprueba por ejemplo en la publicación de un boletín de la Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD) dedicado exclusivamente al tema y en que una de las sesiones del último Congreso Internacional de Grandes presas estuviese dedicada a ello. En cuanto a las realizaciones de análisis concretos, estas han variado desde las más simplificadas y cualitativas hasta aplicaciones cuantitativas completas. Ante este panorama, el principal objetivo del presente trabajo es desarrollar una herramienta completa que permita realizar análisis de riesgos sobre cualquier presa o sistema de presas. En base a ello, el trabajo está dividido en cinco partes, que se resumen a continuación. La primera parte presenta los fundamentos teóricos del Análisis de Riesgo y trata de manera sistemática cada una de las variables que forman parte de un modelo de riesgo y las relaciones existentes entre ellas. A cada una de ellas se dedica un capítulo en el que se revisa el estado del arte en cuanto a su modelación, aportando también los conocimientos y visiones que se han ganado a lo largo del desarrollo de este trabajo. Esta parte del trabajo tiene asimismo una vocación de guía para la realización de Análisis de Riesgo. Por ello, se propone también un procedimiento general para llevar a cabo Análisis de Riesgo y se incluye un capítulo en el que se repasan los principales criterios de tolerabilidad de riesgo existentes a nivel internacional. En la segunda parte se desarrolla una conceptualización de los modelos de riesgo suficientemente general como para poder representar cualquier tipo de modelo de riesgo que se pueda emplear en seguridad de presas, pero también suficientemente intuitiva y compacta como para s / Serrano Lombillo, AJ. (2011). Desarrollo de una herramienta completa de análisis y evaluación de riesgos en seguridad de presas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11400 / Palancia

Los sedimentos presentes en el fondo de las masas de agua se forman de manera natural por deposición de partículas desde la columna de agua. El desequilibrio del aporte natural de sedimentos, inducido en numerosas ocasiones por actividades humanas, genera impactos negativos en las masas de agua receptoras, relacionados tanto con la cantidad de los sedimentos como con la calidad de los mismos. Con relación a la calidad, la tendencia a fijarse a la fase sólida de algunos contaminantes, como los metales pesados, favorece su retirada del agua mediante sedimentación por lo que, en este sentido, la sedimentación juega un papel importante en el mantenimiento de la calidad del agua. Sin embargo, este efecto no puede considerarse positivo ya que implica la acumulación de metales en el sedimento y dado que no son biodegradables permanecerán en el sedimento por largos periodos de tiempo, pudiendo ejercer efectos adversos sobre la comunidad biológica. Una vez en el sedimento, la concentración de metal libre en el agua intersticial estará controlada por diversos procesos (adsorción/desorción, precipitación/disolución, absorción/ mineralización, complejación) y dependerá de la disponibilidad de ligandos y de la afinidad de los metales por éstos. En condiciones anóxicas, la presencia de sulfuros posibilita la formación de sulfuros metálicos muy insolubles. Este escenario fue empleado por diversos autores para desarrollar un indicador de la toxicidad potencial del sedimento en función de la disponibilidad de sulfuros, medidos como sulfuros ácidos volátiles (AVS), para mantener los metales divalentes, medidos como metales extraídos simultáneamente (SEM), en forma de sulfuros metálicos. En la presente tesis doctoral se estudian nuevos aspectos, no abordados hasta el momento, sobre los sedimentos del lago de la Albufera, una masa de agua de incalculable valor ecológico que presenta actualmente un estado hipereutrófico, encontrándose lejos del buen potencial ecológico requerido por la Directiva Marco de Aguas. La parte troncal de la tesis es la evaluación de la disponibilidad de AVS para mantener los metales inmovilizados en forma de sulfuros metálicos. Asimismo se han determinado otros componentes importantes del sedimento como el contenido total de los metales estudiados (Cd, Cu, Ni, Pb y Zn), el contenido de materia orgánica, la fracción de limos, la demanda bioquímica de oxígeno del mismo o la potencial capacidad de liberación de nutrientes y metales al agua. El trabajo se ha estructurado en dos fases, una fase preliminar en la que se ha estudiado el sedimento superficial del lago y su entorno, y una segunda fase en la que se ha estudiado el perfil en profundidad del sedimento. El estudio del perfil del sedimento ha sido complementado con el desarrollo de un modelo matemático que incorpora los principales procesos biogeoquímicos del sedimento que afectan a los sulfuros y los metales. Los resultados obtenidos refuerzan y actualizan la información conocida hasta el momento sobre la calidad de los sedimentos como el alto contenido de materia orgánica, una proporción de limos elevada con una gran capacidad de fijación de metales o concentraciones de metales pesados que varían entre los niveles de fondo y altas concentraciones, y amplían aspectos clave como la disponibilidad de AVS para mantener precipitados los metales, pero con una tendencia a su disminución, una demanda de oxígeno y una potencial liberación de nutrientes importantes y liberación relativamente baja de Zn. El estudio del perfil ha mostrado una capa superficial, de entre 20 y 30 cm de espesor, más contaminada en los puntos perimetrales del lago. Los niveles de metales medidos han resultado no tóxicos en base al indicador AVS-SEM pero con probabilidades altas de toxicidad para Ni y Zn principalmente, según las clásicas guías de calidad de sedimento / Hernández Crespo, C. (2013). Evaluación del contenido de Sulfuros Ácidos Volátiles y Metales Extraídos Simultáneamente en los sedimentos de L'Albufera de Valencia. Modelación matemática de procesos biogeoquímicos en el perfil del sedimento [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34787 / TESIS

La presente tesis propone una metodología basada en la modelación de la mecánica de fluidos computacional para optimizar la hidrodinámica del flujo del electrolito en los reactores electroquímicos con validaciones experimentales.   Se presenta una investigación para que, a través de la proposición y análisis de unos parámetros indicadores, se pueda mejorar los diseños actuales de las celdas que constituyen los reactores en este estudio y proponer un óptimo realizable. En consecuencia, el objetivo de la presente tesis es analizar y revelar los estados de flujo del electrolito dentro del reactor mediante el uso de un código numérico que resuelva la mecánica del flujo del electrolito en las geometrías propuestas. Ello permite, por un lado, determinar unos parámetros cuantificables que analizan la bondad de los diseños en aras de tener visualizaciones de los flujos; y, por otro lado, disponer de aspectos cuantificables que permitan la optimización de los diseños. El diseño y los parámetros propuestos se validan experimentalmente en dos geometrías diferentes construidas para tal fin.   Este objetivo de carácter general se divide en una serie de objetivos más específicos que se detallan a continuación:  Realizar un estudio de la viabilidad económica basado en el caso de España para este tipo de baterías.  Realizar un estudio detallado acerca de las investigaciones realizadas hasta la fecha relativa a la optimización mediante técnicas CFD (por sus siglas en inglés: Computational Fluid Dynamics) del interior de un reactor electroquímico redox, ya sea mediante metodologías funcionales o mediante otro tipo de técnicas de diseño.  Evaluar la bondad de los distintos modelos desarrollados mediante las técnicas CFD frente a modelos experimentales, observando la adecuación de los modelos computacionales frente a los modelos físicos.  Proponer parámetros propios en este campo para la cuantificación de la eficiencia del reactor en base a la velocidad a la que circula el fluido en el interior de la celda Definir el ajuste más adecuado de los distintos operadores de diseño para cada una de las propuestas de optimización realizadas.  Obtener una geometría óptima en función de los parámetros de diseño para la construcción de una celda a escala real. A partir de la metodología propuesta se ha seguido un proceso de optimización en relación con la influencia del flujo del electrolito en el interior de la celda para desarrollar una geometría final optimizada. A partir de los análisis desarrollados, se ha demostrado la importancia que tiene la tecnología de almacenamiento de energía que se propone en el sistema energético español y se ha realizado un análisis económico de una batería concreta que avala su viabilidad. Se ha estimado, en este caso, un tiempo de amortización de 8 años y medio.   Asimismo, se ha realizado un modelo validado para un prototipo experimental con mediciones en laboratorio y contrastaciones numéricas que avalan el uso de la fluidodinámica computacional que se propone. A través del software comercial STAR‐CCM+ de CD‐Adapco©, se ha validado un modelo inicial a escala de laboratorio en el Departamento de Electroquímica de la Universidad de Alicante (España). Esta validación ha dado unos errores menores del 2,22 % al comparar el modelo físico con el numérico. Se han definido ciertos parámetros de funcionamiento en este primer prototipo como, por ejemplo, el porcentaje de volumen de fluido circulando en la dirección principal del flujo, siendo este del 83 %.   En la presente tesis se propone una metodología conjunta basada en la experiencia adquirida en fases previas para proponer parámetros de diseño. Dicha metodología atiende a la definición de los siguientes conceptos: coeficiente de simetría, coeficiente de uniformidad, coeficiente del rango de velocidades y volumen de fluido en la dirección principal.    El coeficiente de simetría indica la diferencia de caudal que circula por ambas partes de la celda en la dirección longitudinal; el coeficiente de uniformidad evalúa la velocidad media de cada canal; el coeficiente del rango de velocidades analiza la velocidad en un punto específico de la membrana para determinar la variabilidad del frente de velocidad; y, por último, se define el volumen de fluido en la dirección principal que cuantifica la laminaridad y dirección del fluido en el interior de la celda. Esta metodología se usa para optimizar la batería basada en modificaciones sobre disposiciones ya existentes, de manera que se llega a una geometría final en la que el número de los canales más cercanos a la membrana es de 84, con una distancia de 1 mm entre canal y canal. Esta geometría construida a escala real y ensayada en el Laboratorio Justo Nieto de Mecánica de Fluidos de la Universidad Politécnica de Valencia esta validada con mediciones experimentales de presiones y velocidades lo que permite ratificar el modelo numérico propuesto. La batería diseñada tiene prácticamente una simetría perfecta y una distribución uniforme cuando el fluido alcanza la membrana. El 100 % del fluido que transcurre por la zona de membrana circula en la misma dirección, lo que provoca que se minimicen las zonas de recirculación o zonas muertas. La metodología descrita cuantifica la bondad de un diseño claramente mejorado frente a los ya existentes, al mismo tiempo que valida la metodología propuesta para el diseño de este tipo de elementos basados en la mecánica del flujo del electrolito en el interior de la misma. La presente tesis se avala con una comunicación a congreso y cuatro artículos presentados a revistas indexadas en la base de datos "Journal Scitation Reports" que se detallan a continuación.  Escudero González, J.; Alberola, A.; López Jiménez, P.A. 2012. Computational Fluid Dynamics Applied to a Prototype Flow Battery. III International Flow Battery Forum (IFBF 2012).   Munich, June de 2012. Minutes Book. Pages 14‐16. ISBN 978‐0‐9571055‐2‐2.  Escudero Gonzalez, J.; Alberola, A.; López‐Jiménez, P. A. 2013. Redox Cell Hydrodynamics Modelling. Simulation and Experimental Validation. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. Volume 7. N 2. Pages 168‐181. June 2013. (Factor de Impacto en 2012: 1.144; Q2).  Escudero‐González, J.; López‐Jiménez, P. A. 2014. Methodology to Optimize Fluid‐Dynamic Design in a Redox Cell. 2014. Journal of Power Sources. Volume 251, 1 April 2014, Pages 243– 253. (Factor de Impacto en 2012: 4.675; Q1)  Escudero‐González, E.; López‐Jiménez, P.A. 2014. Iron redox battery as electrical energy storage system in the Spanish energetic framework. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. Volume 61, October 2014, Pages 421–428. (Factor de Impacto en 2012: 3.432; Q1)  Escudero‐González, J.; López‐Jiménez, P.A. Pendiente de publicación. Redox Cell Hydrodynamics Modelling. Towards a Real Improved Geometry based on CFD Analysis. Artículo aceptado para su publicación, en proceso de edición en la revista Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. (Factor de Impacto en 2012: 1.144; Q2). / Escudero González, J. (2014). Metodología de aplicaciones de técnicas computacionales y experimentales para la optimización de la hidrodinámica de reactores electroquímicos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39347 / TESIS