En aquesta Tesi, s’ha estudiat l’aplicació dels al•lens en dues metodologies: el procés tàndem d’hidroboració d’al•lens i posterior addició a aldehids i la inserció d’al•lens a benzilamines i feniletilamines catalitzada per pal•ladi. La hidroboració d’al•lens i posterior addició a aldehids és un procés tàndem en el que la hidroboració d’un al•lè dóna lloc, inicialment, a un alquenilborà, que posteriorment s’addicionarà a un aldehid per generar un alcohol homoal•lílic, estructura de gran interès sintètic. En concret, s’ha estudiat la hidroboració i posterior addició a aldehids de 4-vinilidenoxazolidin-2-ones, al•lenamides i certs al•lenols protegits. Pel que fa als primers, la hidroboració-addició d’aquests compostos, estudi que s’inicià en la Tesi Doctoral de Carolina Sánchez, ha permès l’obtenció dels adductes esperats amb excel•lents rendiments i estereoselectivitats. Els adductes obtinguts, a més, han resultat sintèticament molt útils, ja que han permès dur a terme una síntesi de la (R)-alfa-vinilserina, i també l’obtenció molt directa d’algunes estructures derivades de la vinilesfingosina per ser estudiades com a potencials inhibidors del metabolisme d’esfingolípids. L’obtenció d’estructures més complexes presents en molècules com l’esfingofungina E, però, no ha estat possible per la manca de reactivitat de l’al•lè enfront de dihidroxialdehids. Pel que fa a la hidroboració d’al•lenamides i posterior addició a aldehids, s’ha estudiat com una nova via per a l’obtenció d’estructures de 2-amino-1,3-diol, que són presents en les bases esfingoides. Malauradament, aquestes addicions no han conduit a bons rendiments com a conseqüència de les propietats electròniques d’aquests al•lens, que han portat a la formació de subproductes de reacció. Tots els intents encaminats a evitar la formació d’aquests subproductes no han millorat els resultats inicials, mentre que l’ús d’al•lenamides alternatives sí que ha permès, en algun cas, evitar la formació d’aquests subproductes. En aquests casos, però, s’ha perdut el control estereoquímic del procés, arribant a obtenir fins a tres estereoisòmers amb proporcions semblants. La hidroboració d’al•lenols protegits s’ha estudiat com a alternativa per a l’obtenció de les estructures de 2-amino-1,3-diol, en aquest cas, de forma racèmica. Aquests al•lens han portat a l’obtenció d’adductes d’addició amb bons rendiments i excel•lents diastereoselectivitats, que, a més, han permès l’obtenció de les estructures desitjades protegides en tres etapes sintètiques i rendiments moderats com a conseqüència d’una oxidació del doble enllaç dificultosa. La síntesi de la 3-epi-Jaspina B no s’ha pogut concloure ja que ha resultat necessari un canvi en l’estratègia sintètica. Finalment, també s’ha desenvolupat una metodologia catalítica per a la inserció d’al•lens a benzilamines i feniletilamines, que ha permès l’obtenció d’heterocicles d’interès com les tetrahidroisoquinolines o les benzazepines. En aquest cas, s’han optimitzat unes condicions de reacció que posteriorment s’han utilitzat en la inserció de diferents al•lens a diferents amines per avaluar-ne els resultats. Així, s’ha observat com la presència de més d’un substituent en l’al•lè disminueix dràsticament el rendiment, mentre que la presència d’un substituent atraient d’electrons en alfa a l’al•lè permet la formació regioselectiva d’un dels dos possibles regioisòmers en la inserció a benzilamines. La inserció a feniletilamines, en canvi, té lloc de forma regioselectiva independentment de l’al•lè emprat. També s’ha observat que la presència d’heteroàtoms com l’oxigen o el nitrogen en alfa a l’al•lè no condueix als heterocicles esperats com a conseqüència de la degradació d’aquesta classe d’al•lens. Per altra banda, també s’ha observat com la presència d’un substituent electroatraient en alfa a l’amina és necessària per a que la inserció tingui lloc amb bons rendiments. / In this Thesis two synthetic methodologies applied to allenes have been studied. In particular, we have studied the allene hydroboration-aldehyde addition tandem process and the palladium-catalyzed allene insertion to benzylamines and phenylethylamines. Concerning the allene hydroborarion-aldehyde addition, three different types of allenes have been explored, which are 4-vinylideneoxazolidin-2-ones, allenamides derived from oxazolidinones and some protected allenols. In the first case, this type of allenes have allowed the obtention of the expected adducts in high yields and stereoselectivities. Furthermore, these adducts have proven very useful from the synthetic point of view. They have allowed us to obtain different derivatives of vinylsphingosine, which are potential inhibitors of sphingolipid metabolism, and also a synthesis of the (R)-alpha-vinylserine hydrochloride has been carried out from them. The hydroboration of allenamides was thought to represent a direct approach to the 2-amino-1,3-diol structure,which is found in sphingoid bases. However, this has not led to good yields due to the different byproducts obtained as a result of the electron-rich properties of these allenes, although the stereoselectivities were excellent in all cases. All the attempts to improve the yields using additives or different allenamides have not been successful. The hydroboration of protected allenols have been studied as an alternative to obtain the desired aminodiol structure as a racemic mixture, and, in this case, adducts with good yields and excellent stereoselectivities have been obtained. The synthetic transformations from these adducts to the desired aminodiol structure have also been explored, yielding the desired compounds with moderate yields as a result of a complicated double bond oxidation step. Finally, a palladium-catalyzed methodology for the insertion of allenes to benzylamines and phenylethylamines have been successfully developed, and has led to the obtention of heterocycles such as tetrahydroisoquinolines and benzazepines. In this methodology, electron-withdrawing groups directly attached to the allene moiety have proven to produce only one out of the two possible regioisomers in the insertion to benzylamines, while the insertion to phenylethylamines takes place in a regioselective form regardless of the allene used. In addition, the need for an electron-withdrawing group in the alpha-position of the quaternary center of the amine have also been observed.

In this PhD Thesis I present a new interpretation of: 1) active structures implicating old oceanic lithosphere; 2) the nature of the basement; and 3) the distribution of the basement domains and the geodynamic reconstruction of the SW Iberian margin, a region that hosts the slow convergent boundary between the African and Eurasian plates. This interpretation is based on new geophysical data acquired, processed and modeled in the framework of this PhD work. The main findings of my study are the following ones: 1) Recently acquired high-resolution multichannel seismic profiles together with bathymetric and sub-bottom profiler data (SWIM 2006 survey) from the external part of the Gulf of Cadiz (Eurasia-Africa plate boundary) reveal active deformation involving old (Mesozoic) oceanic lithosphere [Martínez-Loriente et al., 2013]. This dataset shows active strike-slip occurring along the prominent lineaments North and South, imaging seafloor displacements and active faulting to depths of at least 10 km and of a minimum length of 150 km [Bartolome et al., 2012]. Seismic moment tensors show predominantly WNW–ESE right-lateral strike-slip motion [Geissler et al., 2010]. Estimates of earthquake source depths close to the fault planes indicate upper mantle (i.e., depths of 40–60 km) seismogenesis [Stich et al., 2010, Bartolomé et al., 2012], implying the presence of old, thick, and brittle lithosphere. Moreover, the SWIM 2006 dataset also reveals E-W trending dextral strike-slip faults showing surface deformation of flowerlike structures, which predominate in the Horseshoe Abyssal Plain. In contrast, NE-SW trending compressive structures prevail in the Coral Patch Ridge and in the Seine Hills [Martínez-Loriente et al., 2013]. Although the Coral Patch Ridge region is characterized by subdued seismic activity, the area is not free from seismic hazard. Most of the newly mapped faults correspond to active blind thrusts and strike-slip faults that are able to generate large magnitude earthquakes (Mw 7.2 to 8.4) [Martínez-Loriente et al., 2013]. 2) Combined seismic and gravity modeling along NEAREST profile P1 acquired in the external part of the SW Iberian margin, reveals the presence of a serpentinized peridotite basement flooring the Gorringe Bank and adjacent sectors of the Tagus and Horseshoe abyssal plains [Sallarès et al., 2013]. These three domains would be part of a wide ultramafic rock band [Sallarès et al., 2013], similar to the Zone of Exhumed Continental Mantle off Western Iberia [Pinheiro et al., 1992; Dean et al., 2000]. Furthermore, the basement velocity structure of the southeastern part of the profile (i.e., the Coral Patch Ridge and Seine Abyssal Plain) indicates the presence of a highly heterogeneous, thin oceanic crust (4-6 km-thick), similar to that described in slow/ultraslow spreading centers, with local high-velocity anomalies possibly representing serpentinite intrusions [Martínez-Loriente et al., submitted]. 3) The integration of the results from NEAREST profiles P1 and P2 that runs across the central Gulf of Cadiz [Sallarès et al., 2011], and previously existing data reveals the presence of three main oceanic domains offshore SW Iberia [Martínez-Loriente et al., submitted]: (a) the Seine Abyssal Plain domain, made of oceanic crust that would be generated during the first slow (~8 mm/yr) stages of seafloor spreading of the northeastern segment of the Central Atlantic (i.e. 190 Ma – 180 Ma) [Martínez-Loriente et al., submitted]; (b) the Gulf of Cadiz domain, constituted of oceanic crust generated in the Alpine-Tethys spreading system between Iberia and Africa, which was coeval with the formation of the Seine Abyssal Plain domain and lasted up to the North Atlantic continental break-up (Late Jurassic) [Sallarès et al., 2011]; and (c) the Gorringe Bank domain, made of exhumed mantle rocks that was probably generated during the earliest phase of the North Atlantic opening that followed the continental crust breakup (Early Cretaceous) [Sallarès et al., 2013]. During the Miocene, the NW–SE trending Eurasia–Africa convergence resulted in thrusting of the southeastern segment of the exhumed serpentinite band over the northwestern one, forming the Gorringe Bank [Sallarès et al., 2013]. These models indicate that the Seine Abyssal Plain and Gulf of Cadiz domains are separated by the Lineament South strike-slip system, whereas the Gulf of Cadiz and Gorringe Bank domains are bounded by a deep thrust fault system located at the center of the Horseshoe Abyssal Plain, which we refer to as the Horseshoe Abyssal plain Thrust [Martínez-Loriente et al., submitted]. These new findings are relevant for geohazard assessment in the region. On one hand, the presence of active deformation has been demonstrated in the external part of the Gulf of Cadiz, involving structures considered inactive [e.g. Zitellini et al., 2009] until the present work. On the other hand, the knowledge of the nature of the SW Iberian margin basement may provide valuable information into the process of seismogenesis, such as earthquake nucleation and velocity propagation. Both aspects will help to refine regional seismic and tsunami hazard assessment models. / El Margen SO de Iberia es una zona de gran interés dónde han tenido lugar grandes terremotos y tsunamis, como el de Lisboa de 1755 (Mw 8.5) o el de Horseshoe de 1969 (Mw 8.0). La convergencia NO-SE entre las placas de África y Eurasia controla la actividad sísmica de moderada magnitud que caracteriza la región. Datos de sísmica de reflexión multicanal adquiridos recientemente, junto con datos batimétricos y perfiles de alta resolución (campaña SWIM 2006; IP: Eulàlia Gràcia) de la parte externa del Golfo de Cádiz (límite de placas Eurasia- África), revelan deformación activa involucrando litosfera oceánica antigua (Mesozoico). Estos conjuntos de datos muestran deformación en dirección a lo largo de dos lineaciones prominentes (la Lineación Norte y la Lineación Sur), se observan desplazamientos del fondo marino y fallamiento activo a profundidades de 10 km y con una longitud mínima de 150 km [Bartolomé et al., 2012]. Además los datos de SWIM revelan fallas de strike-slip orientadas E-W mostrando deformación en superficie en forma de estructuras en flor. También se observan estructuras compresivas de dirección NE-SO en la zona del Coral Patch Ridge y de las Seine Hills [Martínez-Loriente et al., 2013]. Pese a que la región se caracteriza por una sismicidad muy débil, los datos demuestran que hay deformación activa. Muchas de las nuevas estructuras cartografiadas corresponden a cabalgamientos ciegos y estructuras en dirección que son capaces de generar grandes terremotos (Mw 7.2 ¿ 8.4) y consecuentes tsunamis [Martínez-Loriente et al., 2013]. Los modelos de tomografía y gravimetría a lo largo del perfil NEAREST P1 adquirido en la parte externa del Margen SO de Iberia, revelan la presencia de peridotita serpentinizada en el basamento del Gorringe Bank y los sectores adyacentes de las llanuras abisales de Tagus y Horseshoe [Sallarès et al., 2013]. Estos tres dominios formarían parte de una banda de rocas ultramáficas, la cual se habría generado probablemente durante la primera fase de la abertura del Atlántico Norte (Cretácico Inferior) [Sallarès et al., 2013]. La estructura de velocidad en la parte sur del perfil, indica la presencia de una corteza oceánica delgada y muy heterogénea, similar a la descrita en zonas de generación de corteza lenta o muy lenta [Martínez-Loriente et al., submitted]. Esta corteza oceánica delgada se habría formado durante la primera fase lenta (8 mm/año) de generación de corteza en el segmento NE del Atlántico Central (190-180 Ma) [Martínez-Lorietne et al., submitted]. La integración de los resultados de los perfiles NEAREST P1 y P2 [Sallarès et al., 2011], junto con datos previamente publicados, revelan la presencia de 3 dominios oceánicos en el Margen SO de Iberia: (1) El dominio de la Llanura abisal del Seine, generada durante los primeros episodios de generación de corteza oceánica del segmento NE del Atlántico Central; (2) el dominio del Golfo de Cádiz, compuesto por corteza oceánica generada en el sistema de expansión Alpino-Tethys entre Iberia y África, el cual es sincrónico con la formación del dominio anterior; (3) el dominio del Gorringe Bank, compuesto por rocas del manto exhumadas, formadas durante las primeras fases de la abertura del Atlántico Norte. Estos modelos indican que la Llanura abisal del Seine y el Golfo de Cádiz están separadas por la Lineación Sur, mientras que el Golfo de Cádiz y el Gorringe Bank están separados por un sistema de falla profunda localizado en el centro de la llanura de Horseshoe, al cual nos referimos como el cabalgamiento de la llanura abisal de Horseshoe [Martínez-Loriente et al., submitted]. Estos nuevos descubrimientos son relevantes para los estudios de peligrosidad sísmica en la región. Por un lado, la presencia de deformación activa ha sido demostrada en la parte externa del Golfo de Cádiz, involucrando estructuras consideradas hasta el momento como inactivas [Zitellini et al., 2009]. Por el otro lado, el conocimiento de la naturaleza del basamento en el Margen SO de Iberia puede proporcionar información muy valiosa en el proceso de sismogénesi, como la nucleación de terremotos y la velocidad de propagación. Ambos aspectos pueden ayudar a refinar los modelos de evaluación del riesgo sísmico y de tsunamis.

Aquesta tesi doctoral estudia la utilització de ceràmiques texturades monodomini de YBCO per l'aplicació de limitació de corrent. A la xarxa elèctrica hi ha curtcircuïts degut al creuament d'una o més línies. Aquests curtcicuïts representen un problema, no sol·lucionat, de cara a la interconnexió i a l'equipament de la xarxa elèctrica. Els limitadors de corrents amb superconductors es basen en l'abrupte transició entre l'estat superconductor i l'estat "nomal" d'aquests materials quan es supera el corrent crític (Jc). D'aquesta manera un limitador de corrent és transparent a la xarxa elèctrica i quan hi ha un curtciruït afegeix una alta impedància a la línia de manera que es limita el corrent de curtcircuït. D'entre tots els materials proposats per la limitació de corrent, el YBCO és el que té millors prestacions degut a l'elevat Jc d'aquest material. En el cas dels materials ceràmics, que des del punt de vista econòmic resulten favorables, degut a la baixa conductivitat tèrmica i l'elevada corrent crítica, apareix una problemàtica degut a la transició localitzada en un petit volum del material. La zona de material transitada és petita (~mm3) i absorveix tota l'energia associada al curtcircuït de manera que el material es deteriora o destrueix.L'objectiu d'aquesta tesi ha estat l'optimització d'aquestes ceràmiques i solucionar la problemàtica de la transició localitzada (punt calent). Disminuïnt Jc a l'hora que s'augmenta la resistivitat en l'estat normal (ro), es manté la potencialitat del material i s'aconsegueix augmentar el volum de material transitat fins al 100%. Per tal de disminuir Jc sense afegir una inhomogeneïtat al material s'ha seguit dues estratègies: el dopatge amb ions metàl·lics i el control del contingut d'oxígen del material.El dopatge amb ions metàl·lics (Mg, Zn i Ni entre d'altres) destrueix localment el paràmetre d'ordre superconductor. El resultat d'aquest efecte és el de la disminució de Jc. En aquest treball s'ha optimitzat el procés d'obtenció de les ceràmiques texturades dopades amb ions metàl·lics de cara a reduir Jc. Gràcies a aquesta disminució controlada, s'ha aconseguit transitar el 100 % del material superconductor arribant a valors de camp elèctric de l'ordre de 2100 V/m quan en el cas del material amb alta Jc era de l'ordre de 500 V/m. Tot i aixó, no es va observar un augment de "ro" en dopar el material amb ions metàl·lics, per aixó es utilizar la segona estratègia: control del contigut d'oxígen del material.El control del contingut d'oxígen en el material, mitjançant el tractament tèrmic adequat, permet sintonitzar Jc el valor dessitjat i a l'hora es produeix un fort augment en la rho. El valor de "ro" en el cas del material amb alta J-sub c és de l'ordre de 10 m-Omega-cm, per les mostres dopades amb ions metàl·lics no augmenta i es manté en el mateix valor. En el cas de les ceràmiques amb el contingut d'oxígen controlat la "ro" és de l'ordre de 40 m-Omega-cm. Gràcies a aquest valor de resistivitat i a la disminució de Jc, que porta a una transició del 100 % del volum del material, s'aconsegueixen valors de camp elèctric de l'ordre de 4850 V/m.En conclusió controlant el valor de Jc s'ha aconseguit augmentar les prestacions del material en un factor 4 per les mostres dopades, i gràcies a l'elevat valor de "ro" de les mostres amb l'oxigen controlat s'arriba a un augment de fins a ~10 vegades de les prestacions del material.

In this thesis, the vulnerability and capacity of acclimation to environmental stress related to Climate change mainly in Cystoseira tamariscifolia and other species as Ellisolandia elongata, Cystoseira compressa and Padina pavonica are evaluated. The effects of physical stressors as elevated irradiance of PAR (lambda=400-700 nm) and UVR (lambda=280-400 nm) and temperature and chemical stressors as nutrient, heavy metals and CO2, separately and in interaction with different levels were evaluated. Six experimental studies were conducted under varying irradiance, temperature, nutrient conditions, acidification and heavy metals. The common approach in these studies was the use functional bioindicators to evaluate the physiological state macroalgal species of Mediterranean Sea (Alboran Sea) in studies conducted both in situ in ultra-oligotrophic (Cabo de Gata-Níjar Natural Park, Almeria) and oligotrophic waters (La Araña beach, Malaga) and with algae transported to controlled experimental systems under out-door conditions. In addition, an indoor experiment study was performed in Cystoseira tamariscifolia collected in the North Atlantic Ocean, the northern limit of distribution of this species. In this study, the decrease of maximal quantum yield and electron transport rate , the increase of phenolic compounds and antioxidant activity or the increase of C:N ratio are produced in stress conditions and thus they are validated as stress indicator. In addition, it is possible to evaluate the direction of the physiological response i.e. positive or negative to expected changes under climate change factors or other anthropogenic impacts, as eutrophication (increased nitrate levels in the water column) or pollution by heavy metals. However, on the other hand, the increase of phenolic compounds is also produced under increased photosynthetic activity showing a link between antioxidant and algal production. This not a strange result since a high photosynthetic activity is related to a high oxygen production which can be produced oxidative stress. Non-photochemical quenching, oxygen consumption through Mehler reaction and increased antioxidant activities are down regulation mechanisms to survive under promoted oxygenic scenario. Phenolic accumulation under increased nitrate and CO2 levels or the release of phenols under increased irradiance in C. tamariscifolia shows us that this species has effective biochemical mechanisms to acclimate for the expected variations in climate change factors although this is limited by temperature. Phenolic compounds are related to secondary metabolism but in C. tamariscifolia but the direct positive relation found with photosynthetic activity and internal nitrogen in all experiments seem to link the phenols to primary metabolism. In summary, increased CO2 under high irradiance, but not photoinhibitory, conditions will be favorable growth and physiological responses. The nitrate enrichment reduced stress provoked by irradiance or pollution by Cooper due to the photoprotection mechanisms are favored by nitrate increase. However, the positive effect of CO2 and nitrate is dependent on temperature, summer temperature in the field or 4oC increased temperature in outdoor experiments provoked physiological stress. Consequently, ocean acidification will be favorable for C. tamariscifolia only under no very high increase of temperature, less 2-3ºC and without nutrient limitation. The oligotrophication produced in certain areas of Mediterranean Sea will be unfavorable for Cystoseira tamariscifolia communities in a climate change scenario. The data on vulnerability and acclimation to climate change factors of Cystoseira tamariscifolia, Ellisolandia elongata and Padina pavonica presented in this study can help the management of macroalgal communities, mainly in protected areas. In addition, the physiological and biochemical data will help to predict the effects of climate change on bioactive compounds with antioxidant capacity and their potential biotechnological uses as phenolic compounds, mycosporine like aminoacids and carotenoids. / En esta tesis, se evaluó la vulnerabilidad y la capacidad de aclimatación al estrés ambiental, relacionada al cambio climático, en las especies Cystoseira tamariscifolia, Ellisolandia elongata, Cystoseira compressa y Padina pavonica. En estas especies, se evaluaron los efectos de los factores de estrés físico, como la irradiancia elevada de PAR (lambda = 400-700 nm) y UVR (lambda = 280-400 nm), la temperatura y factores de estrés químico, como nutrientes, metales pesados y CO2. Se realizaron seis estudios experimentales variando irradiancia, temperatura, condiciones de nutrientes, acidificación y metales pesados. El enfoque común en estos estudios fue el uso bioindicadores funcionales como; rendimiento cuántico máximo de PSII (Fv/Fm) como un indicador de estado fisiológico de macroalgas y de la fotoinhibición, la tasa de transporte de electrones (ETR) como un indicador de la capacidad fotosintética. Como indicadores bioquímicos se utilizaron; las relaciones estequiometrias (C:N) como indicador del estado nutricional y el contenido de compuestos fenólicos y micosporinas, tales como sustancias fotoprotectoras y antioxidantes. Con el objetivo de evaluar el estado fisiológico de estas especies de macroalgas en el Mar Mediterráneo (Mar de Alborán). La disminución del rendimiento cuántico y la tasa máxima de transporte de electrones, el aumento de compuestos fenólicos y actividad antioxidante o el aumento de la relación C: N se producen en condiciones de estrés y por lo tanto, estas variables se validan como indicadores de estrés. Sin embargo, se encontró un aumento de los compuestos fenólicos y de la actividad fotosintética, que muestra una relación entre la actividad antioxidante y la producción algal. Este no es un resultado extraño ya que una alta actividad fotosintética se relaciona con una producción alta de oxígeno lo que puede producir estrés oxidativo. La acumulación de compuestos fenólicos en condiciones de aumento de los niveles de nitrato y de CO2 o la liberación de fenoles bajo mayor radiación solar en C. tamariscifolia, nos muestra que esta especie tiene mecanismos bioquímicos eficaces para aclimatarse a las variaciones esperadas en los factores del cambio climático aunque esté limitado por la temperatura.

Wind observations are essential for determining the atmospheric flow. In particular, sea-surface wind observations are very useful for many meteorological and oceanographic applications. In this respect, most of the satellite remote-sensing radar systems can provide sea-surface wind information. This thesis reviews the current wind retrieval procedures for such systems, identifies the most significant unresolved problems, and proposes new methods to overcome such problems.In order to invert the geophysical model function (GMF), which relates the radar backscatter measurement with the wind speed and direction (unknowns), two independent measurements over the same scene (wind cell) are at least needed. The degree of independence of such measurements is given by the azimuth (view) angle separation among them. This thesis is focused on improving the wind retrieval for determined systems (two or more measurements) with poor azimuth diversity and for underdetermined systems (one single measurement). For such purpose, observations from two different radar systems, i.e., SeaWinds and SAR (Synthetic Aperture Radar), are used.The wind retrieval methods proposed in this book for determined (Multiple Solution Scheme, denoted MSS) and underdetermined (SAR Wind Retrieval Algorithm, denoted SWRA) systems are based on Bayesian methodology, that is, on maximizing the probability of obtaining the "true" wind given the radar measurements and the a priori wind information (often provided by numerical weather prediction models), assuming that all wind information sources contain errors. In contrast with the standard procedure for determined systems, the MSS fully uses the information obtained from inversion, which turns out to positively impact the wind retrieval when poor azimuth diversity. On the other hand, in contrast with the various algorithms used nowadays to resolve the wind vector for underdetermined systems, the SWRA assumes not only that the system can not be solved without additional information (underdetermination assumption) but also that both the algorithms and the additional information (which are combined to retrieved the wind vector) contain errors and these should be well characterized. The MSS and the SWRA give promising results, improving the wind retrieval quality as compared to the methods used up to now.Finally, a generic quality control is proposed for determined systems. In general, high-quality retrieved wind fields can be obtained from scatterometer (determined systems) measurements. However, geophysical conditions other than wind (e.g., rain, confused sea state or sea ice) can distort the radar signal and, in turn, substantially decrease the wind retrieval quality. The quality control method uses the inversion residual (which is sensitive to inconsistencies between observations and the geophysical model function that are mainly produced when conditions other than wind dominate the radar backscatter signal) to detect and reject the poor-quality retrievals. The method gives good results, minimizing the rejection of good-quality data and maximizing the rejection of poor-quality data, including rain contamination.

El objetivo principal de la tesis es el estudio de las lluvias extremas en Catalunya, de su organización espacial y temporal poniendo de manifiesto la contribución de las diferentes escalas meteorológicas a la génesis del episodio de precipitación, y la obtención de la distribución espacial de dichas lluvias extremas sobre el territorio de Catalunya mediante el uso de técnicas objetivas de análisis.Se ha analizado la relación entre las intensidades máximas de precipitación registradas en Barcelona en el período 1927 - 2001, su duración y su frecuencia, obteniéndose una revisión de las curvas de Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF) para Barcelona, de gran interés hidrológico, y su ecuación generalizada.Se han caracterizado los episodios de lluvia extraordinariamente intensa registrados por el pluviógrafo Jardí del Observatori Fabra de Barcelona entre 1927 y 1992, y los registrados entre 1994 y 2001 por la red pluviométrica urbana que la empresa CLABSA mantiene en dicha localidad, obteniéndose su clasificación objetiva en función de la escala meteorológica a la que pertenecen. También se ha propuesto y calculado un índice de intensidad de lluvia de gran utilidad como indicador de la severidad y complejidad de los episodios lluviosos.Se ha aplicado un método objetivo de análisis para obtener la distribución espacial de las lluvias diarias máximas en Catalunya, con períodos de retorno entre 2 y 500 años, con una resolución de 1 km x 1 km.Se ha calculado la precipitación máxima probable (PMP) en 24 horas y su distribución espacial en Catalunya, con resolución de 1 km x 1 km, mediante su estimación estadística y técnicas objetivas de análisis espacial, así como la PMP para duraciones más cortas en la ciudad de Barcelona.PALABRAS CLAVE: Intensidades máximas de precipitación, lluvia extrema, curvas IDF, escalas meteorológicas, precipitación diaria máxima, distribuciones de extremos, distribución espacial de lluvia, análisis objetivo, precipitación máxima probable. / The main objective of this thesis is the study of the extreme rainfall in Catalonia, its spatial and time organization showing the contribution of the different meteorological scales to the rain precipitation process, and to obtain the extreme rainfall spatial distribution over the Catalonian territory using objective analysis techniques. Relationship between the maximum rain intensities registered in Barcelona in the period 1927 - 2001, their duration and their frequency has been analyzed. A revision of the Intensity-Duration-Frequency (IDF) curves for Barcelona and their generalized equation have been obtained. The extraordinarily intense rainfall events registered by a Jardí gauge located in the Fabra Observatory of Barcelona between 1927 and 1992, and those registered between 1994 and 2001 by the urban pluviometric network supported by CLABSA in this city, have been characterized and objectively classified according to their meteorological scale. A rain intensity index reflecting the contribution to the origin of the rainfall events of local, mid and synoptic scale processes has been proposed and calculated. This index is very useful in order to objectively ponder the extreme and severe behaviors of the rainfall events in our zone. An objective analysis method has been applied to obtain the spatial distribution of the maximum daily rainfall in Catalonia, with return periods between 2 and 500 years and a resolution of 1 km x 1 km. The probable maximum precipitation (PMP) in 24 hours and its spatial distribution over Catalonia, with a resolution 1 km x 1 km, have been calculated using its statistical estimation method and objective spatial analysis techniques. The PMP in Barcelona for lower durations has been estimated also.KEY WORDS: Maximum rainfall rate, extreme rainfall, IDF curves, meteorological scales, maximum daily precipitation, extreme distributions, spatial rainfall distribution, objective analysis, probable maximum precipitation.

Paracetamol, clofibric acid and chlorophene are paradigms of NSAIDs, blood lipid regulators and antimicrobials, respectively, which are three of the top sales PPCPs therapeutical groups all throughout the world. During the last decades, the impact of chemical pollution has focused almost exclusively on the conventional 'priority' pollutants, mainly pesticides and industrial intermediates exhibiting persistence in the environment. Another group that has received comparatively little attention includes both human and veterinary pharmaceutical compounds and personal care products (PPCPs). Nowadays, these compounds are also considered as persistent pollutants because they are continually introduced in the environment at ng-µg L-1 level through several routes due to their high worldwide consumption. Aquatic pollution is particularly troublesome considering that survival of living organisms, including human beings, is based on the water-cycle. PPCPs can pose a huge risk, under assessment at present, because long exposure to trace levels leads to unpredicted and unknown subtle effects. The enormous diversity of chemical composition of pollutants in waters excludes the possibility of using an universal treatment method and suggests the requirement of special treatment technologies for water decontamination. Therefore, more effective processes must be developed as a plausible alternative. In this sense, electrochemical processes such as EAOPs and AO using effective anodes appear to be an appealing environmentally friendly choice, since the main oxidant species is thought to be hydroxyl radical. EF and PEF processes using an O2-diffusion or a carbon-felt cathode are able to electrogenerate hydroxyl radicals in the bulk solution through Fenton's reaction, whereas in AO using a Pt or a BDD anode the same oxidizing agent is chemisorbed or physisorbed, respectively, at the electrode surface. Several experimental systems have been studied by combining different cathodes and anodes and by using several catalysts. For each pharmaceutical, optimum conditions for the mineralization process at laboratory scale have been established from the analysis of the TOC abatement and the corresponding MCE values. Subsequently, the degradation kinetics for the reaction between each drug and hydroxyl radicals has been reported. Finally, the possible reaction pathways for the electrochemical degradation of paracetamol, clofibric acid and chlorophene have been proposed. In addition, some particularities of the EF process have been clarified. / El paracetamol, l'àcid clofíbric i el clorofè són exemples representatius de tres dels grups terapèutics més comercialitzats de "PPCPs" ("Pharmaceuticals and Personal Care Products") arreu del món: fàrmacs antiinflamatoris no esteroídics, fàrmacs reguladors de lípids en sang i fàrmacs antimicrobials, respectivament. Els PPCPs, que inclouen fàrmacs i productes d'higiene personal, constitueixen un grup de substàncies al qual s'ha dedicat poca atenció fins fa relativament poc temps. Actualment aquests compostos també es cataloguen com a contaminants persistents, ja que són introduïts en el medi de manera continua a nivell de ng-µg L-1 a escala mundial. La contaminació del medi aquàtic és especialment preocupant si es té en compte la importància del cicle de l'aigua en la conservació del planeta i dels éssers que l'habiten. L'avaluació del risc i dels posibles efectes que se'n deriven es troba actualment en fase d'estudi, i pel moment no es desposa de prou dades que permetin afirmar amb contundència quin és el perill real. Avui dia l'estratègia seguida en l'àmbit del tractament d'aigües residuals que contenen diversos contaminants és la de combinar procediments successius, tot introduint tecnologies especials que siguin efectives contra compostos molts particulars. Per tant, és necessari desenvolupar mètodes més potents i efectius. Amb aquesta intenció, diversos processos electroquímics que inclouen l'Oxidació Anòdica i els Processos Electroquímics d'Oxidació Avançada es presenten com una atractiva alternativa compatible amb el medi ambient, ja que la principal espècie oxidant que intervé és el radical hidroxil. D'aquesta manera, s'han realitzat diferents experiments combinant varis ànodes i càtodes, i utilitzant diferents catalitzadors. A través de la reacció de Fenton, els processos electro-Fenton (EF) i fotoelectro-Fenton (PEF) amb càtodes de difusió d'oxigen o de feltre de carbó permeten produir radicals hidroxil en el si de la dissolució tractada.En oxidació anòdica amb ànodes de platí (Pt) o diamant dopat amb bor (BDD) l'agent oxidant és el mateix, si bé es troba quimisorbit o fisisorbit, respectivament, en la superfície de l'elèctrode. Per al paracetamol s'ha fet un estudi dels processos EF i PEF amb un ànode de Pt i un càtode de difusió d'oxigen, i s'ha constatat el paper rellevant que tenen els diferents complexos formats entre els catalitzadors metàl·lics utilitzats i els àcids carboxílics generats al llarg de la degradació. També s'ha aplicat l'oxidació anòdica amb dos tipus d'ànodes, Pt i BDD, i un càtode de grafit. En el cas de l'àcid clofíbric s'ha introduït la combinació de l'ànode de BDD amb el càtode de difusió, fet que condueix a una millora significativa dels resultats. En aquest estudi s'ha posat de manifest la importància d'espècies oxidants diferents del radical hidroxil. Finalment, s'ha dut a terme un estudi profund de la degradació del clorofè mitjançant EF, utilitzant un càtode de difusió d'oxigen o un de feltre de carbó com a càtodes. Així, s'ha pogut explicar el sistema catalític Fe3+/Fe2+ sobre l'efectivitat de les cel·les amb ànodes de Pt i BDD. En definitiva, doncs, s'han proposat camins de reacció per a la degradació electroquímica del paracetamol i l'àcid clofíbric, i s'ha demostrat l'eliminació completa dels intermedis finals del clorofè.

En aquest treball, s'estudia l'eliminació de quatre Fàrmacs i/o Productes d'Higiene Personal (PPCPs) (el paracetamol, el cloroxilenol, l'ibuprofè i el diclofenac) mitjançant Mètodes d'Oxidació Avançada (AOPs) i Mètodes Electroquímics d'Oxidació Avançada (EAOPs).Els experiments s'han realitzat en cel·les termostatitzades de 100 mL de capacitat. S'ha avaluat el grau de mineralització de les dissolucions tractades mitjançant la mesura del seu contingut en carboni orgànic total (TOC) i s'ha seguit la concentració dels fàrmacs i dels seus intermedis, tant aromàtics, com àcids alifàtics o espècies iòniques mitjançant HPLC en fase invertida, d'exclusió iònica o de bescanvi iònic.Per a la mineralització del paracetamol s'ha emprat diversos AOPs basats en l'ozó. Els diversos tractaments aplicats al paracetamol han estat: O3, O3/Fe2+, O3/Cu2+, O3/UVA, O3/Fe2+/UVA, O3/Cu2+/UVA, O3/Fe2+,Cu2+/UVA i O3/Fe2+,Cu2+/H2O2/UVA.Amb el tractament O3 s'obté una mineralització molt pobra (39%). El tractament O3/UVA porta a una mineralització lenta, però persistent que assoleix el 96%. Els tractaments més interessants són els que combinen la catàlisi dels ions Fe2+ i Cu2+ amb l'assistència de radiació UVA, pels quals s'assoleixen nivells de mineralització propers al del tractament O3/UVA (91% per a O3/Fe2+/UVA i 93% per a O3/Fe2+,Cu2+/UVA) i descensos molt més ràpids de la concentració de TOC durant les primeres hores. La destrucció del paracetamol i dels seus intermedis aromàtics de degradació (hidroquinona i p-benzoquinona) transcorre en menys de 10 minuts i porta a la formació d'àcids carboxílics alifàtics, dels quals, els àcids oxàlic i oxàmic perduren diverses hores al medi i són eliminats via la formació de complexos amb Fe3+ i Cu2+. / The removal of four different Pharmaceuticals and Personal Care Products (paracetamol, chloroxylenol, ibuprofen and diclofenac) is studied by means of Advanced Oxidation Processes (AOPs) and Electrochemical Advanced Oxidation Processes (EAOPs).The degree of mineralization attained by each treatment has been assessed by total organic carbon (TOC) measures, and the concentration of pharmaceuticals and their degradation by-products has been determined using reversed-phase, ion-exchange or ion-exclusion chromatography.Several methods based on ozone have been used to mineralize paracetamol solutions: O3, O3/Fe2+, O3/Cu2+, O3/UVA, O3/Fe2+/UVA, O3/Cu2+/UVA, O3/Fe2+,Cu2+/UVA and O3/Fe2+,Cu2+/H2O2/UVA. The most efficient treatments are those joining the catalytic effect of Fe2+ and Cu2+ ions with the UVA irradiation. The elimination of paracetamol and its aromatic intermediates takes place in less than 10 minutes and produces carboxylic acids which stay several hours in solution.The destruction of chloroxylenol, ibuprofen and diclofenac has been studied by several EAOPs in which the Boron Doped Diamond (BDD) electrode is often used: Pt-AO, BDD-AO, Pt-EF, Pt-PEF, BDD-EF, BDD-PEF, NbBDD/NbBDD, NbBDD/SPE/NbBDD and NbBDD/SPE/NbBDD-NS.The most efficient and fastest mineralization of chloroxylenol is reached when using the BDD-PEF method (98%). This treatment, together with the other electro-Fenton (EF) methods, leads to a fast degradation of most degradation intermediates of chloroxylenol, but the elimination of generated oxalic and acetic acids takes several hours. Oxidation treatments using platinum electrode exhibit an accumulation of chloride.Treatments based on the BDD electrode are the most efficient to mineralize ibuprofen solutions (94% and 96% with BDD-AO and BDD-PEF, respectively). The ibuprofen molecule is removed after only 40 minutes with the EF methods. Oxalic acid formed during the treatment is completely eliminated by the methods Pt-PEF, BDD-PEF, Pt-SPEF and BDD-SPEF.The Pt-AO method mineralizes only half of the diclofenac, whereas the BDD-AO treatment removes over 90%. For the NbMBDD/SPE/NbMBDD treatment a poor mineralization is observed, improved with the NbMBDD/NbMBDD and NbMBDD/SPE/NbMBDD-NS methods (72%). Oxalic acid accumulates in all of the treatments but the BDD-AO. For the Pt-AO treatment a more significant accumulation of chloride is observed in comparison to treatments based on BDD anodes.

The geological history of the north-Iberian margin and the eastern sector of the Bay of Biscay suggest that these areas are ideal places to study and characterize the tectonic evolution and the geodynamic mechanisms governing the opening of the Atlantic Rift. This fact can be seen very well since several evolutionary stages have been preserved within the rifting system along the North-Iberian Margin. Similarly, the study of these lateral variations also reveals how they conditioned the subsequent development of the Pyrenean orogen. At a more specific level, the Bay of Biscay appears as a good place to understand how the processes of mantle exhumation and subsequent mantle accretion occurred in the Atlantic Ocean, as well as to understand the role played by the resulting structures during the growth of the Pyrenean orogen. Furthermore, in its eastern sector, the Bay of Biscay allows the observation of the Mesozoic Parentis Basin slightly deformed by the Pyrenean compression. The study of this basin provides a first approach to understand how the Mesozoic basins were currently involved in the Pyrenean building previously to the Pyrenean compression (eg. Organyà Basin, Aulet Basin, etc…). These basins include highly deformed evaporitic materials from the Upper Triassic (Keuper facies) whose role during both the Mesozoic extension and the Cenozoic compression have been poorly studied. In this context, this thesis initially intended to elucidate how changes in the configuration of the crustal structure at the end of the Bay of Biscay opening have been able to control the change on structural style that took place from the Pyreness s.s. to the Cantabrian Pyrenees, to better understand the processes that governed the evolution of the Pyrenees. Second, at a smaller scale, this thesis aims to know which was the general structure of the Mesozoic intracontinental basins developed during the opening of the Bay of Biscay and which was its initial response during the Pyrenean compression. To achieve this goal we have analyzed several deep seismic surveys (ESCIN, ECORS and MARCONI) and the seismic data of the Parentis Basin. Apparently, the Mesozoic structure of this basin was slightly modified by the Pyrenean compression. In such asymmetric basin, salt tectonics has an important development and both its general structure and the salt structures have been poorly studied by the scientific community. In this sense, this thesis seeks to fill this gap pointing out the crustal fault structure of the Parentis Basin and establishing the style and the evolution of salt structures preserved in the basin. 1) Understanding the role played by the presence of a pre- or syn-kinematic salt level in the geometry and evolution of a thick-skinned extensional basin. 2) Determining the role played by the geometry of the main basin boundary faults in the formation of salt structures in its hangingwall during extension. 3) Investigating how salt structures developed during an extensional stage evolved with a subsequent contractional deformational stage which applied different degrees of shortening. The main results of the present thesis can be grouped into three action lines: 1) the characterization of structural variations along the Bay of Biscay-Pyrenean Rift System and its influence in the Pyrenean orogen development; 2) the definition of the Parentis Basin structure, in particular its western parts that were practically unknown; and 3) the analysis of the role played by the Upper Triassic pre-rift salt during both the extensional opening of the Bay of Biscay (specifically in the Parentis Basin) and the subsequent contractional development of the Pyrenean orogen. / Aquesta tesi pretén aclarir com els canvis en la configuració de l’estructura cortical al final de l’obertura del Golf de Biscaia van controlar els canvis en l’estil estructural que tenen lloc des dels Pirineus en sentit estricte fins als Pirineus Cantàbrics per tal d’entendre millor els processos que van governar l’evolució d’aquest orogen. A més, i a una escala més petita, intenta conèixer quina era l’estructura general de les conques intracontinentals mesozoiques que es van desenvolupar durant l’obertura del Golf de Biscaia i quina va ser la seva resposta inicial durant la compressió pirinenca. Per tal d’assolir aquests objectius s’han analitzat diverses campanyes de sísmica profunda (ESCIN, ECORS i MARCONI) així com de sísmica petroliera disponible a la Conca de Parentis. També s’han realitzat diversos models analògics per tal de recolzar les interpretacions realitzades. L’estructura mesozoica de la Conca de Parentis va ser lleument modificada per la compressió pirinenca. Cal remarcar que la tectònica salina va tenir un paper molt important en el desenvolupament d’aquesta conca. D’altra banda, tant la seva estructura general com les estructures salines no havien estat objecte d’estudi per la comunitat científica fins a la realització d’aquesta tesi. En aquest sentit doncs, aquesta tesi omple aquest buit posant especial interès en les estructures corticals que controlen el seu desenvolupament i estableix l’estil i l’evolució de les estructures salines preservades en ella. Els resultats principals de la tesi es poden agrupar en tres línies principals: 1) la caracterització de les variacions estructurals al llarg del sistema de rift Golf de Biscaia - Pirineus i la seva influencia en el desenvolupament de l’orogen pirinenc; 2) la definició de l’estructura de la Conca de Parentis i en particular del seu sector occidental; i 3) l’anàlisi del paper que va jugar la salt pre-rift del Triàsic Superior tant durant l’obertura del Golf de Biscaia (especialment a la Conca de Parentis), com durant el desenvolupament contractiu de l’orogen pirinenc.

The main goal of this thesis is to study the physical mechanisms implicated in the self-assembly and mechanical properties of non-enveloped viral capsids using coarse-grained models. The thesis has been divided into three main blocks discussing the physical modelling of viruses, the viral self-assembly process, and the mechanical properties of viral capsids. The thesis combines theoretical analysis, mostly developed in the first part, with different simulations, developed in the second and third parts. We have tried to discuss the results in the context of previous studies, and to compare them with experiments. In particular, the simulation of the third part on the mechanical properties of different viruses have been specifically developed to interpret experimental results obtained by atomic force microscopy (AFM) nanoindentation experiments. The first part of this thesis (Physical modeling of viruses) focuses on summarizing some common properties of viruses. Using these common properties it is possible to propose physical theories in order to gain insight into general behavior of different viral processes such as the viral architecture or self-assembly. We will review important ideas from previous works and we will introduce a new coarsegrained model and the main simulation techniques that will be used in the thesis. The second part of the thesis (Self-assembly of viruses) is dedicated to the analysis of the viral self-assembly and the physical ingredient that control this process and the final capsid shape. Part III of this thesis is dedicated to the analysis of the Mechanical proper-ties of viral capsids. During the virus life cycle, the mechanical properties of its capsid play an important role in several biological processes. The viral capsid is indispensable to protect the genetic material against environmental changes and aggressions. Hence, its mechanical response is crucial not only in the viral life cycle, but also for different biotecnological applications. In this block, we will discuss the remarkable mechanical properties of viral capsids combining theory, simulations, and experiments. / Los virus son entidades biológicas relativamente simples, pero muy eficientes. En su forma más simple están constituidos por una cadena de material genético protegida por una cubierta de proteínas llamada cápside, cuya formación y propiedades juegan un papel crucial en el ciclo vital de los virus. Un mayor conocimiento de la física que se esconde tras los virus permitiría no sólo combatirlos, sino también usarlos para aplicaciones útiles en disciplinas como la medicina, nanociencia o farmacia. En esta tesis nos hemos centrado en la caracterización física de las propiedades mecánicas y el autoensamblaje de la cápsida de virus esféricos con simetría icosaédrica. Para ello hemos propuesto un modelo de grano-grueso basado en un potencial de interacción sencillo entre las subunidades estructurales de la cápsida. Los parámetros del modelo están directamente relacionados con propiedades físicamente relevantes y que pueden ser medibles experimentalmente, como son la curvatura espontánea de la cápside y la constante elástica de flexión. Estos dos ingredientes son cruciales para determinar la arquitectura y el tamaño de los virus. Con este nuevo modelo, hemos hecho simulaciones usando diferentes técnicas para reproducir y estudiar experimentos de auto-ensamblaje. En particular, hemos analizado el rango de parámetros y las condiciones adecuadas que determinan la forma y la estabilidad de las distintas estructuras de los virus. También hemos analizado la cinética de autoensamblaje y los pasos intermedios de la formación de virus, inaccesibles experimentalmente por las características del proceso. Además hemos determinado la importancia de la geometría y más concretamente del número de triangulación y la clase en la respuesta mecánica y en la tendencia a cambiar de forma durante el proceso de maduración. Este cambio de forma conlleva una mayor rigidez y tolerancia a la presión, que puede aportar ventajas biológicas especialmente en virus de ADN de doble cadena. Finalmente, hemos desarrollado modelos de elementos finitos y simulaciones discretas para interpretar experimentos de nanoindentación con AFM. Con ellos hemos estudiado la ruptura y la dureza de la cápside del bacteriófago T7 orientada según los diferentes ejes de simetría icosaédrica, y desarrollado un método para determinar la presión interna en el bacteriófago phi29.