Résumé. Introduction. Le premier chapitre de l’introduction expose les problèmes posés à la sécurité sociale par le vieillissement de la population et plus particulièrement par le développement de la dépendance des personnes âgées. Ces problèmes sont illustrés par l’évolution des dépenses en soins de santé pour les aides aux actes de la vie journalière en institutions d’hébergement des personnes âgées, et à domicile. Le deuxième chapitre décrit les instruments d’évaluation qui sont étudiés dans la présente dissertation. En effet, en Belgique, le financement des soins à la dépendance est réalisé sur base d’une évaluation à l’aide d’une échelle de l’INAMI ; une allocation à la personne âgée peut être obtenue par les personnes âgées dont la dépendance est alors évaluée à l’aide de l’échelle de la prévoyance sociale que nous appellerons aussi APA. Nous les comparons à l’outil d’évaluation utilisé en France et dénommé AGGIR pour autonomie gérontologique, groupes iso-resources. Méthodes et populations. Méthodes. Nous validons les trois instruments sur le plan du construit à l’aide la Classification Internationale du Fonctionnement (CIF) de l’OMS. La validité est évaluée de différentes manières : validité concurrentielle entre les trois instruments ; validité concomitante des trois instruments par comparaison aux temps de soins nécessaires par les méthodes de corrélation, , leur capacité de discriminer des catégories de dépendance ; la fidélité des instruments est également étudiée. Populations Quatre enquêtes ont été réalisée : la première en institutions de personnes âgées, la seconde à domicile, la troisième à domicile et la quatrième en institutions de personnes âgées avec la collaboration de différents professionnels : infirmières soignantes, infirmiers conseils de mutualité et l’auteur de la dissertation. Résultats. La troisième partie de la dissertation expose les résultats démographiques et des tests de validation. Discussion. La quatrième partie évalue les résultats. L’échelle de l’INAMI est de conception ancienne pour son contenu. Sa validité est suffisante pour étudier les charges en soins de populations de patients mais insuffisantes pour l’évaluation des besoins individuels, car elle n’évalue pas les besoins pour les actes instrumentaux de la vie journalière. L’échelle APA a une mauvaise validité de contenu ; sa validité de construit est la moins bonne des trois instruments étudiés. Sa fidélité est médiocre. Cette échelle est à déconseiller. La grille AGGIR a une validité de contenu moderne et bonne, une bonne validité de construit et une bonne fidélité. Conclusions. Des trois instruments étudiés, la grille AGGIR est la plus performante et permet à la fois le financement des soins à des populations des patients et l’évaluation de critères d’éligibilité pour l’octroi d’avantages sociaux.

The response of phytoplankton to various ecological forcings was examined in the upper waters of the NW Mediterranean (MED) and the subtropical North Atlantic (NA) from field observations, analysis of historical data sets and numerical simulations. Particular emphasis was given to the role played by the water column structure in controlling the nitrogen diffusion and new production. Using numerical simulations, the effects of different levels of heating of surface waters and nutrient concentrations in waters below the euphotic zone were examined.Spring microplankton metabolism of surface mixed waters in MED was studied. The system was heterotrophic explained by dark community respiration (DCR) rates higher than gross primary production (GPP) rates. The GPP to DCR ratio was ~0.53, indicating that the system was far from balance between carbon production (photosynthesis) and consumption (respiration), probably caused by organic matter accumulation in the mixed layer favouring respiration over production processes. Summer primary production and nitrogen fluxes in stratified water layers in NA were analysed. The nitrogen flux fuelling new primary production was closely linked to vertical turbulent diffusion at the nitracline rather than at the thermocline. Upward diffused nitrogen inducing new production explaining 21% of total primary production. The vertical turbulent diffusion model used to estimate new production did not explain new production in the Canary Current zone, where laterally advected nutrients from coastal upwelling areas altered the vertical nitrate gradients.A numerical ecological model of the pelagic domain was developed to assess the plankton response to different environmental pressures. The model represents the vertical dimension of the upper and intermediate water layers of the open ocean. A comparative study of the plankton functioning in MED and NA sites was carried out using the model. The nitrate entering the euphotic zone through the lower boundary explained the low but continuous primary production in the two systems. The latitudinal variability of plankton scenarios implied a year round different solar heating of the upper waters, altering both phytoplankton photosynthesis and mixed layer processes in the water column, with the latter dominating over the former in controlling the phytoplankton biomass. The balance of light availability and nutrient concentration controlled the chlorophyll maximum depth, but the zooplankton grazing prevented this maximum to reach greater concentrations. The model structure and functioning makes it suitable for comparative ecological studies and is expected to be applicable to other studies related to coastal and marine environmental issues.

Les contribucions d'aquesta tesi uneixen dues disciplines: ciències ambientals (específicament, gestió d'aigües residuals) i informàtica (específicament, intel·ligència artificial). El tractament d'aigües residuals com a disciplina opera fent servir un rang de diferents enfocaments i mètodes que inclouen: control manual, control automàtic on-line, modelat numèric o no-numèric, models estadístics i simulacions. La tesi caracteritza la recerca interdisciplinària de tècniques d'intel·ligència artificial (raonament basat en regles, raonament basat en casos, ontologies i planificació) a sistemes de suport a la decisió a l'entorn ambiental. El disseny de l'arquitectura d'aquesta aplicació, el sistema OntoWEDSS, augmenta els sistemes clàsics de raonament existents (raonament basat en regles i basat en casos) amb una ontologia de domini per a la gestió de plantes de tractament d'aigües residuals. La integració de l'ontologia WaWO recentment creada proporciona a OntoWEDSS una major flexibilitat en la capacitat de gestió. La construcció del sistema de suport a la decisió OntoWEDSS es basa en l'estudi d'un cas específic, però el sistema també és d'interès general ja que l'arquitectura basada en l'ontologia pot aplicar-se a qualsevol estació depuradora i, a un nivell apropiat d'abstracció, a altres dominis ambientals. El sistema OntoWEDSS millora la diagnosi de l'estat de l'estació depuradora, proporciona suport a la solució de complexes problemes relacionats amb aigües residuals, i facilita el modelatge del coneixement i la seva reutilització mitjançant l'ontologia WaWO. En particular, a la investigació s'han aconseguit els següents objectius: (1) la millora del modelatge de la informació sobre processos de tractament d'aigües residuals i la clarificació de part de la confusió existent en la terminologia del domini, (2) la incorporació de coneixement microbiològic (referent al procés del tractament i modelat mitjançant una ontologia) dins del procés de raonament, (3) la creació d'un sistema de suport a la decisió amb tres nivells (percepció, diagnosi i suport a la decisió) que combina coneixement mitjançant una nova integració entre KBSs i ontologies, proporcionant millors resultats, (4) la eliminació d'obstacles existents en el raonament, obtinguda utilitzant el nou coneixement microbiològic codificat a l'estructura jeràrquica i a les relacions de l'ontologia, (5) la representació de relacions causa-efecte, degut a la implementació d'un conjunt de relacions que permeten a l'ontologia deduir automàticament la resposta a qüestions sobre el domini d'aigües residuals. OntoWEDSS està implementada en el llenguatge de programació LISP, fent servir el software Allegro Common LISP. S'ha dut a terme una avaluació focalitzada del sistema, basada en la valoració de la capacitat de resposta a situacions problemàtiques específiques, obtenint-se bons resultats. / Las contribuciones de esta tesis unen dos disciplinas: ciencias ambientales (específicamente, gestión de aguas residuales) e informática (específicamente, inteligencia artificial). El tratamiento de aguas residuales como disciplina opera utilizando un rango de diferentes enfoques y métodos que incluye: control automático on-line, modelado numérico o no-numérico, razonamiento basado en reglas, razonamiento basado en casos, soporte a la decisión y planificación. La tesis caracteriza una aplicación interdisciplinaria de técnicas de inteligencia artificial a sistemas de soporte a la decisión en el dominio ambiental. El diseño de la arquitectura de esta aplicación, el sistema OntoWEDSS, aumenta los sistemas híbridos de razonamiento ya existentes (razonamiento basado en reglas y basado en casos) con una ontología de dominio para la gestión de plantas de tratamiento de aguas residuales. La integración de la ontología WaWO, de nueva creación, proporciona a OntoWEDSS una mayor flexibilidad en la capacidad de gestión. La construcción del sistema de soporte a la decisión OntoWEDSS se basa en el estudio de un caso específico, pero el sistema resulta también es de interés general puesto que la arquitectura basada en ontologías puede aplicarse a cualquier planta de tratamiento de aguas residuales y, a un nivel apropiado de abstracción, a otros dominios ambientales. El sistema OntoWEDSS mejora la diagnosis del estado de la planta de tratamiento, proporciona soporte a la resolución de complejos problemas relacionados con aguas residuales, y facilita el modelado del conocimiento y su reutilización mediante la ontología WaWO. En particular, la investigación ha alcanzado los siguientes objetivos: (1) la mejora del modelado de la información sobre procesos de tratamiento de aguas residuales y la clarificación de parte de la confusión existente en la terminología relacionada, (2) la incorporación de conocimiento microbiológico (referente al proceso del tratamiento y modelado mediante una ontología) dentro del proceso de razonamiento, (3) la creación de un sistema de soporte a la decisión con tres estratos (percepción, diagnosis y soporte a la decisión) que combina conocimiento mediante una novedosa integración entre KBSs y ontologías, proporcionando mejores resultados, (4) la eliminación de obstáculos existentes en el razonamiento, hallada utilizando el nuevo conocimiento microbiológico codificado en la estructura jerárquica y las relaciones de la ontología, (5) la representación de relaciones causa-efecto, debido a la implementación de un conjunto de relaciones que permiten a la ontología deducir automáticamente la respuesta a cuestiones sobre el dominio de aguas residuales. OntoWEDSS está implementada en el lenguaje de programación LISP, usando el software Allegro Common LISP. Se ha llevado a cabo una evaluación enfocada del sistema, basada en la valoración de la capacidad de respuesta a situaciones problemáticas específicas, obteniéndose buenos resultados. / The contributions of this thesis bridge two disciplines: environmental science (specifically, wastewater management) and computer science (specifically, artificial intelligence). Wastewater management as a discipline operates using a range of different approaches and methods which include: manual control, on-line automatic control, numerical or non-numerical models, statistical models and simulation models. The thesis characterizes an interdisciplinary research on artificial intelligence techniques (rule-based reasoning, case-based reasoning, ontologies and planning) applied to environmental decision-support systems. The integrated architecture's design of this application, the OntoWEDSS system, augments classic reasoning systems (rule-based reasoning and case-based reasoning) with a domain ontology about the management of wastewater treatment plants. The integration of the newly created WaWO ontology provides a more flexible management capability to OntoWEDSS. The construction of the OntoWEDSS decision support system is based on a specific case study but the system is also of general interest, given that its ontology-underpinned architecture can be applied to any wastewater treatment plant and, at an appropriate level of abstraction, to other environmental domains. The OntoWEDSS system improves the diagnosis of the state of a treatment plant, provides support for wastewater-related complex problem-solving, and facilitates knowledge modeling and reuse by means of the WaWO ontology. The following research targets have been achieved in particular: (1) the improvement of the modeling of the information about wastewater treatment processes and the clarification of a part of the existing terminological confusion in the domain, (2) the incorporation of ontology-modeled microbiological knowledge related to the treatment process into the reasoning process, (3) the creation of a decision support system with three layers (perception, diagnosis and decision support) which combines knowledge through a novel integration between KBSs and ontologies, providing better results, (4) the solution of existing reasoning-impasses, found using the new microbiological knowledge encoded in the hierarchical structure and the relations of the ontology, (5) the representation of cause-effect relations, due to the implementation of a set of relations that enable the ontology to automatically deduce the answer to questions about the wastewater domain. OntoWEDSS is implemented in the LISP programming language, using Allegro Common LISP software. A focused evaluation of the system, founded on the assessment of the capacity of response to specific problematic situations, has been carried out and has given fine results. / Questa tesi contribuisce alla intersezione di due discipline: le scienze ambientali (specificamente, la gestione delle acque di rifiuto) e la informatica (specificamente, la intelligenza artificiale). Nel trattamento delle acque di rifiuto come disciplina si utilizzano diversi metodi, che includono: controllo manuale, controllo automatico on-line, modelli numerici o non-numerici e simulazioni. La tesi caratterizza un'applicazione interdisciplinare di tecniche di intelligenza artificiale a sistemi di aiuto alla decisione in campo ambientale. L'architettura di questa applicazione, il sistema OntoWEDSS, amplia i sistemi di ragionamento ibrido esistenti (ragionamento basato su un sistema di regole, ragionamento basato sull'esperienza, aiuto alla decisione e pianificazione) con un'ontologia di dominio per la gestione di depuratori di acque di rifiuto. L'integrazione dell'ontologia WaWO, di nuova creazione, fornisce a OntoWEDSS una maggiore flessibilità nella sua capacità di gestione. La costruzione del sistema OntoWEDSS si basa sullo studio di un caso specifico, però il sistema risulta anche di interesse generale dato che l'architettura basata su un'ontologia può essere applicata a un qualsiasi depuratore e, considerando un adeguato livello d'astrazione, ad altri domini ambientali. Il sistema OntoWEDSS migliora la diagnosi dello stato del depuratore, fornisce aiuto alla soluzione di problemi complessi relazionati con le acque di rifiuto e facilita la modellizzazione della conoscenza e la sua riutilizzazione mediante l'ontologia WaWO. In particolare, la ricerca realizzata ha raggiunto i seguenti obiettivi: (1) il miglioramento dell'informazione sui processi di depurazione e il chiarimento di parte della confusione esistente nella terminologia relativa, (2) l'incorporazione di conoscenza microbiologica (riguardo al processo di depurazione e mediante la modellizzazione ontologica) nel processo di ragionamento, (3) la creazione di un sistema di aiuto alla decisione con tre livelli (percezione, diagnosi e aiuto alla decisione) che combina la informazione mediante un nuovo tipo d'integrazione tra classici sistemi basati sulla conoscenza e ontologie, proporzionando risultati migliori, (4) l'eliminazione di alcuni ostacoli esistenti nel ragionamento, ottenuta utilizzando la nuova conoscenza microbiologica codificata nella struttura gerarchica e nelle relazioni dell'ontologia, (5) la rappresentazione di relazioni causa-effetto del mondo reale attraverso l'implementazione di un insieme di relazioni ontologiche che permettono di dedurre automaticamente le risposte a domande sul dominio delle acque di rifiuto. OntoWEDSS è implementata nel linguaggio di programmazione LISP, usando il software Allegro Common LISP. È stata realizzata una valutazione del sistema basata sulla stima della capacità di risposta a situazioni problematiche specifiche e si sono ottenuti risultati soddisfacenti.

Climatic change and a swift population and industrial growth have caused a severe decrease in the available freshwater resources. In the management of water scarceness the use of sustainable alternatives that improve the preservation of this vital resource becomes essential. A great example of a sustainable alternative is the use of reclaimed water in agricultural irrigation; since agricultural activities represent the world’s largest consumption of freshwater. The work carried out and compiled in this Thesis can be divided in two main sections; the first of which is focused on the evaluation of the chemical quality of waters used in agricultural irrigation and their impact on irrigated crops. In the second section the uptake of organic micropollutants is evaluated by means of two model plants. The target compounds included in the studies encompassed in this Thesis belong to different chemical classes, namely: pharmaceuticals and personal care products, prioritary pollutants and disinfection byproducts. Previously developed and validated analytical methodologies were employed in the determination of these compounds in water matrices; however in this Thesis a new analytical methodology for the determination of emergent micropollutants in vegetable matrices was developed and optimized. In the first section of this Thesis the chemical quality of irrigation waters of two agricultural regions of Catalonia, Torroella de Montgrí (TM) and Parc Agrari del Baix Llobregat (PABL), was evaluated. In TM an evaluation of river (Ter River) and reclaimed (WWTP-TM) waters was carried out. Even though, the river water displayed a higher frequency of detection or organic micropollutants, the total concentration of these compounds was superior in the WWTP-TM effluent. Alfalfa and apple crops irrigated with these waters showed quantifiable concentrations of 5 organic micropollutants (i.e., ibuprofen, naproxen, methyl dihydrojasmonate, caffeine and tonalide). In PABL, the application of two mathematical models was used to estimate the theoretical plant tissue concentration according to the concentration of the organic micropollutants present in the irrigation water. The models were further validated by comparing the theoretical plant tissue concentration obtained with their application with the experimental tissue concentration of the TM crops. The second part of this Thesis was concerned with evaluating the in vitro root incorporation of 6 organic micropollutants in two model plants (spath and lettuce). The uptake process of the target analytes and their posterior detoxification within the plant was characterized by calculating the kinetic constants of such processes. The physicochemical properties of the studied compounds (i.e., molecular mass and log Kow) were found to be determinant. The in vitro foliar incorporation of 11 target analytes in lettuce heart’s leaves was also undertaken. Relative humidity did not exert an statistically significant repercussion in the sorption of the studied compounds. However, the compound’s solubility, volatility and polarity were found to be statistically significant in such process. / En los últimos años el cambio climático y el vertiginoso crecimiento poblacional e industrial han provocado la reducción de los recursos hídricos disponibles. Es por ello que el uso de alternativas sostenibles que permitan la conservación de este recurso resulta imprescindible. Un ejemplo es la implementación del uso de agua regenerada para riego agrícola. No obstante, la presencia de microcontaminantes orgánicos en estas aguas puede resultar en un riesgo potencial para la salud humana. El trabajo realizado y compilado en la presente Tesis se divide en dos grandes apartados; el primero se centra en la evaluación de la calidad química de las aguas de riego agrícola y su impacto sobre los cultivos irrigados; mientras que en el segundo, se evalúa la incorporación de microcontaminantes en plantas modelo. Los analitos diana considerados en este trabajo pertenecen a diversas clases de compuestos químicos: fármacos y productos de cuidado personal, contaminantes prioritarios y subproductos de desinfección. Para la determinación de estos compuestos en matrices acuosas, se emplearon metodologías desarrolladas en estudios anteriores. Sin embargo, en esta Tesis se desarrolló y optimizó una metodología analítica específica para la determinación de microcontaminantes orgánicos en material vegetal. En la primera parte de la Tesis se evaluó la calidad química de las aguas utilizadas para el riego de dos zonas agrícolas de Cataluña: Torroella de Montgrí (TM) y el Parc Agrari del Baix Llobregat (PABL). En TM se evaluaron aguas de riego de origen fluvial (río Ter) y regeneradas (efluente de la EDAR-TM). Aunque la frecuencia de detección de microcontaminantes orgánicos fue mayor en el agua de río, la concentración total de éstos fue superior en el efluente de la EDAR-TM. Los cultivos de alfalfa y manzana irrigados con estas aguas mostraron concentraciones cuantificables de 5 microcontaminantes orgánicos (ibuprofeno, naproxeno, metil dihidrojasmonato, cafeína y tonalida). En PABL, la aplicación de dos modelos matemáticos permitió el cálculo de la concentración teórica en el tejido del cultivo en base a la concentración de los microcontaminantes presentes en el agua de riego. Los modelos se validaron mediante la comparación de la concentración teórica obtenida de la aplicación de los modelos con la concentración experimental presente en los cultivos de TM. En la segunda parte de la Tesis se evalúo la incorporación radicular in vitro de 6 microcontaminantes orgánicos en dos plantas modelo (espatifilo y lechuga). Se caracterizó el proceso de incorporación de los analitos en el tejido vegetal y su posterior detoxicación mediante el cálculo de las constantes cinéticas de tales procesos; siendo las propiedades fisicoquímicas de los analitos (masa molecular y log Kow) determinantes. Finalmente, se evaluó la incorporación foliar in vitro de 11 microcontaminantes orgánicos en cogollos de lechuga. Aunque la humedad relativa no tuvo una repercusión estadísticamente significativa en la sorción de los analitos diana en la hoja, si la tuvieron la solubilidad, volatilidad y polaridad de éstos. / En el darrers anys la pressió sobre els recursos hídrics s’ha incrementat degut al canvi climàtic i a un creixement poblacional i industrial desmesurat. És per això que l’ús d’alternatives sostenibles que permetin la conservació d’aquest recurs són imprescindibles. Un clar exemple és la implementació de l’ús d’aigua regenerada per al reg agrícola. Malgrat això, la presència de microcontaminants orgànics en aquestes aigües pot resultar en un risc potencial per a la salut humana. L’estudi realitzat i compilat en aquesta Tesi es divideix en dos grans apartats; el primer es centra en l’avaluació de la qualitat química de les aigües de reg agrícola i el seu impacte en els respectius cultius, mentre el segon avalua la incorporació de microcontaminants en plantes model. Els analits diana considerats en aquest treball pertanyen a diverses classes de compostos químics: fàrmacs i productes d’higiene personal, contaminants prioritaris i subproductes de desinfecció. Per a la determinació d’aquests compostos en matrius aquoses es van utilitzar metodologies analítiques anteriorment desenvolupades pel grup de recerca. Malgrat això, en aquesta Tesi es va desenvolupar i validar una metodologia analítica específica per a la determinació de microcontamiannts orgànics en material vegetal. En la primera part de la Tesi s’avaluà la qualitat química de les aigües utilitzades per al reg de dos zones agrícoles de Catalunya: Torroella de Montgrí (TM) i el Parc Agrari del Baix Llobregat (PABL). A TM s’avaluaren aigües de reg d’origen fluvial (riu Ter) i regenerades (efluent EDAR-TM). Tot i que la freqüència de detecció de microcontaminants orgànics va ser major en l’aigua de riu, la concentració total d’aquests va ser superior en l’aigua regenerada. Els cultius d’alfals i poma regats amb aquesta aigua mostraren concentracions quantificables de 5 microcontaminants orgànics (ibuprofèn, naproxèn, metil dihidrojasmonat, cafeïna i tonalida). A PABL, l’aplicació de dos models matemàtics va permetre el càlcul de la concentració teòrica en el teixit del cultiu en base a la concentració dels microcontaminants presents en l’aigua de reg. Els models foren validats mitjançant la comparació de la concentració teòrica obtinguda de l’aplicació dels models amb la concentració experimental present en els cultius de TM. En la segona part de la Tesi es va avaluar la incorporació radicular in vitro de 6 microcontaminants orgànics en dues plantes model (espatifil·li i enciam). Es caracteritzà el procés d’incorporació dels analits en el teixit vegetal i la seva posterior detoxificació mitjançant el càlcul de les respectives constants cinètiques, essent les propietats fisicoquímiques (massa molecular y log Kow) dels analits determinants. Finalment, s’avaluà la incorporació foliar in vitro d’ 11 microcontaminants orgànics en fulles d’enciam. Tot i que la humitat relativa no va tenir una repercussió estadísticament significativa en la sorció dels analits diana en la fulla, sí la tingueren la solubilitat, la volatilitat i la polaritat d’aquests.

Constructed Wetlands (CWs) are a wastewater treatment technology that inherits the purification potential of natural wetlands and optimizes it to comply with regulations for treated discharges. CWs have become an equally performing alternative to conventional wastewater treatment technologies of communities up to 2000PE, with lower energy and maintenance costs. Despite their potential, CWs lack reliability, which holds back their full deployment in the territory. This fact results from the lack of understanding on their internal functioning and because they are prone to clogging. The enormous diversity of CWs typologies and operation strategies, and the fact that they operate at the mercy of the environmental conditions, makes each CW unique on its kind, and experimental studies are usually only representative of the studied system. This fact makes mathematical models essential to study their functioning. Several models for CWs have proliferated in the last dozen years to provide supporting tools for their design and operation as well as more insight into the treatment processes. However, compared to models utilized in similar disciplines, CWs models are still in an embrionary stage. Accordingly, the objectives of the current work were to develop a CWs model able to describe the most common processes taking place within CWs, and to use this model to shed light on the internal functioning of these systems in the long-term. The model, named BIO_PORE, was built in COMSOL Multiphysics and can simulate subsurface flow and pollutants transport in porous media. It also implements the biokinetic model Constructed Wetlands Model number 1 (CWM1) to describe the fate of organic matter, nitrogen and sulphur and the growth of the bacterial groups found in CWs. The model was calibrated with experimental data of a year of operation of a pilot system. Two empirical parameters (Mcap and Mbio_max ) were used to improve the description of bacterial growth obtained with CWM1 and to include the effects of solids accumulation on bacterial communities. The effect of these two parameters was evaluated using local sensitivity analysis. The model was later used to unveil the dynamics of bacterial communities within CWs. In addition, a theory was derived from simulation results, which aimed at describing the most basic functioning patterns of CWs based on the interaction between bacterial communities and accumulated solids. At the end of the document a mathematical formulation is presented to describe bioclogging and a numerical experiment is carried out to showcase its impact on simulation results. The main outcome of the current work was the BIO_PORE model. This model was able to reproduce effluent pollutant concentrations measured during an entire year of operation of the pilot system. Parameters Mcap and Mbio_max proved essential to prevent unlimited bacterial growth predicted by CWM1 near the inlet sections of CWs. These two parameters were also responsible for the good fitting with experimental data. This was confirmed with the sensitivity analysis, which demonstrated that they have a major impact on the model predictions for effluent COD and ammonia and ammonium nitrogen. The theory derived from simulation results indicated that bacteria move towards the outlet with time, following the accumulation of inert solids from inlet to outlet. This result may prove that CWs life-span is limited, corresponding to the time after which bacterial communities are pushed as much towards the outlet that their total biomass is not able to provide effluents with acceptable quality. The inclusion of bioclogging was a requisite to reproduce the bacterial distribution and fluid flow and pollutants transport within CWs. More work on the BIO_PORE model is required and more experimental data is necessary to calibrate and validate its results.

En esta tesis doctoral se ha estudiado la relación de las poblaciones de peces mesopelágicos (Myctophiformes y Stomiiformes) con el medio pelágico, analizando el posible efecto de factores físicos y biológicos en su ecología trófica, y caracterizando su papel ecológico en un sistema oligotrófico. Los mictófidos son elementos claves de las cadenas tróficas al efectuar extensas migraciones diarias verticales, actuando como vectores de flujo de materia orgánica. El presente estudio se desarrolló en las proximidades de Mallorca en otoño (período de mezcla) y verano (estratificación). Se ha investigado el comportamiento trófico y la distribución vertical de peces mesopelágicos, describiendo los cambios ontogénicos en la dieta. Estos aspectos han sido apenas estudiados en juveniles y adultos en el Mediterráneo occidental. El estudio abarca las especies más abundantes y frecuentes de mictófidos y stomiiformes. Las especies objeto de estudio responden a dos morfotipos y dinámicas diferentes: i) el stomiiforme Cyclothone braueri tiene una morfología estilizada y grácil que podría relacionarse con su comportamiento letárgico; ii) las especies de mictófidos realizan migraciones diarias, lo que requiere una musculatura y desarrollo osteol ógico más robustos. Siguiendo el patrón general observado en los océanos, los mictófidos del mediterráneo permanecen en aguas profundas durante el día, y comienzan a ascender al atardecer y a lo largo de la noche, concentrándose en las capas superficiales para alimentarse. El cálculo de la incidencia alimentaria diurna y nocturna determinó que los adultos de mictófidos tienen hábitos principalmente nocturnos, coincidiendo con el momento en que el plancton está más concentrado en la superficie. En cambio, los stomiiformes C. braueri y Argyropelecus hemigymus mostraron hábitos de alimentación intermitente tanto de día como de noche. También se observó alta incidencia alimentaria en los individuos adultos y no migradores de Lampanyctus crocodilus, los cuales capturan sus presas cerca del fondo. La utilización de sondas acústicas para la detección de organismos mesopelágicos por primera vez en el Mar Mediterráneo, permitió observar la formación de densas agregaciones de mictófidos en la superficie y próximos a 400 m de profundidad (capa de reflexión profunda), aunque no toda la población respondió a esta dinámica migratoria. Los estadios de mayor edad de los myctófidos Notoscopelus elongatus y L. crocodilus constituyeron una excepción a este patrón, permaneciendo asociados a las capas profundas. Existe una elevada heterogeneidad en la composición dietética intraspecífica junto a un amplio solapamiento interespecífico. La mayor parte de las especies exhibieron estrategias de alimentaci ón mixtas con un patrón generalista,pero revelando cierto grado de selectividad en función de la morfología y tamaño de la presa. El estudio de la dieta se completó a lo largo del ciclo vital de Lampanyctus pusillus, una especie frecuente en la cuenca mediterránea pero hábitos desconocidos. Los resultados revelaron que se trata de uno de los mictófidos más voraces durante el estadio larvario. Se observó una tendencia ontogénica hacia la selección de presas de mayor valor energético o cuya captura supone una menor inversión de energía. Este estudio ha mostrado como los peces mesopel ágicos se alimentan de un amplio espectro de taxones del meso y macrozooplancton. Los copépodos calanoides constituyeron su base dietética en términos de abundancia numérica. Sin embargo, los eufausiáceos y pequeños peces fueron importantes en términos de biomasa. Desde el punto de vista ontogénico, mictófidos y stomiiformes adultos aumentaron el contenido medio en carbono, y el tamaño de las presas, respecto a los juveniles, a pesar de que no se observaron tendencias en la amplitud de sus nichos tróficos con la edad / Mesopelagic fish populations from the orders Myctophiformes and Stomiiformes were investigated to determine the potential effects of physical and biological factors on their trophic ecology, and characterize the ecological role that have in an oligotrophic system such as the western Mediterranean. Myctophids are key components of the trophic webs since they perform extensive diel migrations throughout the water column, acting as vectors of matter fluxes. This study was developed in a region off the Balearic Islands during the late autumn (water mixing period) and summer (stratification of the water column). Trophic behaviour, vertical distribution, and ontogenetic dietary shifts of mesopelagic fishes were analysed. These aspects have been hardly reported in juveniles and adults from this region. The present study comprises the most abundant and frequent species of myctophids and stomiiforms. The target species were assigned to contrasting morphotypes and behaviours: i.e., the stomiiform Cyclothone braueri has a slender body shape, which could be related to a lethargic behaviour, whilst migratory myctophids are characterised by a robust musculature and osteological development. Accordingly with the general pattern observed in the oceans, Mediterranean myctophids stay at deep waters during the day and start their diel ascension at dusk, aggregating in the near-surface for foraging. The calculation of day and night feeding incidences revealed that most adult myctophids were nocturnal feeders, coinciding with the day period in which zooplankton concentrates in the surface. The stomiiforms C. braueri and Argyropelecus hemigymus showed intermittent feeding at both day and night-time. High feeding incidence at daytime was also observed for the oldest and non-migratory individuals of Lampanyctus crocodilus that captured prey organisms close to the bottom, acquiring benthopelagic habits. The implementation of acoustic techniques to detect mesopelagic organisms by first time in the Mediterranean Sea, allowed observation of dense aggregations of myctophids and other organisms near the surface and at ca. 400 m depth (Deep Scattering Layer). However, not all the specimens of the myctophid populations responded to this migratory behavior. The oldest stages of Notoscopelus elongatus and L. crocodilus were an exception to this pattern. The dietary patterns and ontogenetic shifts throughout the whole life of the myctophid Lampanyctus pusillus were reported, as it is a frequent but barely studied species in the western Mediterranean. Larvae were very voracious in comparison with other similar pelagic larvae from the Mediterranean. For this species, it was observed an ontogenetic shift towards the selection of larger or more nutritive prey or certain organisms that could be easily captured as a result of an improvement of the swimming skills and catchability. However, trophic niche breadth did not showed a significant trend with growth. This study showed that mesopelagic fishes feed on a wide range of meso and macrozooplankton taxa. Calanoid copepods were the major diet components terms of number. However, euphausiids and small fishes were important prey in terms of biomass and carbon content. High interspecific diet overlapping was detected, concurrently with notable heterogeneity in diet composition at intraspecific level. Most species exhibited mixed feeding strategies with rather generalist patterns, but some degree of prey selectivity depending on the prey size and morphology. The data on the feeding patterns and diet composition of the fish species studied in this thesis were highly valuable, since they could be required for modeling some aspects of the biological communities in the western Mediterranean. Moreover, the results of fish diets and vertical distributions are of importance in the study of the downward transport of organic matter throughout the water column that is widely unknown at global scale.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 423039.pdf: 3532196 bytes, checksum: d16b4d6c409c63f1788e4db85007ac90 (MD5) Previous issue date: 2009-12-21 / Esta disserta??o tem como objetivo propor um conjunto de procedimentos de medida de desempenho de Qualidade de Energia El?trica (QEE) da Rede B?sica (RB) do Sistema Interligado Nacional, notadamente os relacionados aos fen?menos de flutua??o da tens?o, de desequil?brio da tens?o e de distor??o harm?nica da tens?o. Almeja propor procedimentos para reduzir a lacuna existente entre as normas e as recomenda??es atualmente em vigor, referente aos dist?rbios de tens?o em sistemas de alta tens?o (acima de 230 kV). O objetivo ? subsidiar os usu?rios da transmiss?o conectados ou que requeiram conex?o ? RB com um maior espectro de informa??es sobre a QEE nos pontos de conex?o da RB permitindo, desta forma, um dimensionamento mais adequado das suas instala??es. Este subs?dio se daria atrav?s do fornecimento das informa??es sobre os limites de perturba??o individual relativos aos indicadores de QEE de tens?o. Com estes procedimentos de medi??o destes indicadores de tens?o, esta disserta??o pretende contribuir no processo de amplia??o do conceito de QEE em sistemas de tens?o entre 230 kV e 750 kV. Esta contribui??o n?o se limita a propor os procedimentos de medi??o, mas tamb?m recomenda um sistema de monitora??o e acompanhamento dos dist?rbios de tens?o no sistema el?trico nacional. Estes procedimentos foram validados em um estudo de caso referente ? medi??o em uma barra de 230 kV realizada na subesta??o Porto Alegre 10 da CEEE GT (Companhia Estadual de Gera??o e Transmiss?o de Energia El?trica) do Estado do Rio Grande do Sul (Brasil).

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 458791.pdf: 3669979 bytes, checksum: ae987aef3866993412581decd95a00df (MD5) Previous issue date: 2014-01-16 / The development of a measurement system for the measurement of ground reaction forces can provide important information about human physical performance and the health of the locomotor system, as well as the magnitude and form of application of these forces on different surfaces. However, the majority of commercially available force plates have major limitations in respect of their lack of portability and ability to send data for interpretation and analysis using wireless technology. The purpose of this work is to develop a Measurement System with Reaction Forces Ground (SMFRS) portable that uses wireless communication allowing data transmission in real time. The methodology of work includes a development phase and a test phase components. The developed platform combined structure rigidity and low weight, being composed of the following systems: signal conditioner, for amplification and filtering of signals; data acquisition device USB6009, for analog-to-digital conversion of the signals collected by the data acquisition card; communication module operated through Bluetooth connection. Preliminary testing demonstrated adequate connectivity of the force plate. Further testing is required to assess its sensitivity and accuracy. It is believed that this system is capable of the remote measurement of ground reaction forces, whilst still retaining portability. This system has potential for application in the areas of aerospace, clinical and sports biomechanics, allowing, for example, the evaluation of ground reaction forces during human gait studies in simulated hypogravity. / O desenvolvimento de um sistema de medi??o das for?as verticais de rea??o com o solo pode trazer informa??es importantes sobre o desempenho f?sico humano, a sa?de do aparelho locomotor, bem como a magnitude e a forma de aplica??o dessas for?as em diferentes superf?cies. H?, por?m, uma grande limita??o da maioria das plataformas de for?a comercialmente dispon?veis no que diz respeito ? sua portabilidade e ao envio de dados por tecnologia sem fio para interpreta??o e an?lise. A proposta deste trabalho ? desenvolver um Sistema de Medi??o das For?as de Rea??o com o Solo (SMFRS) port?til que utilize comunica??o sem fio permitindo o envio dos dados em tempo real. A metodologia do trabalho compreende uma fase de desenvolvimento e uma fase de teste dos componentes. A plataforma desenvolvida combina rigidez da estrutura e baixo peso, sendo composta pelos seguintes sistemas: condicionador de sinais, para amplifica??o e filtragem dos sinais; dispositivo de aquisi??o de dados USB6009, para convers?o anal?gico-digital dos sinais coletados pela placa de aquisi??o; e m?dulo de comunica??o por meio de conex?o Bluetooth. Os testes preliminares mostraram que a Plataforma apresenta conectividade adequada, sendo que testes posteriores avaliar?o sua sensibilidade e precis?o. Acredita-se que esse sistema ? capaz de medir as for?as de rea??o com o solo de forma remota, permitindo ainda sua portabilidade. As aplica??es desse sistema envolvem as ?reas da biomec?nica esportiva, cl?nica e aeroespacial, possibilitando, por exemplo, a avalia??o das for?as de rea??o com o solo durante estudos da marcha humana em simula??es de hipogravidade.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 390448.pdf: 3825423 bytes, checksum: a1aa91f7d0cc0340b01a36c9bad7d632 (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / A tend?ncia no uso de redes convergentes baseadas na tecnologia IP leva a uma necessidade cada vez maior de se manter a qualidade, a ger?ncia controlada e a disponibilidade dos diferentes servi?os oferecidos. Nesse contexto, a obten??o de indicadores de desempenho (KPI) que permitam o gerenciamento e planejamento da rede cresce em import?ncia, fazendo com que diversas alternativas com esse objetivo sejam pesquisadas. Conseq?entemente surgem, por parte de diferentes ?rg?os normativos, iniciativas buscando a padroniza??o de sistemas capazes de extrair esses indicadores da rede. Entre esses ?rg?os, o Internet Engineering Task Force (IETF) buscou formar diversos grupos de trabalho com objetivos bastante espec?ficos dentro desse contexto, sendo que a especifica??o da exporta??o das informa??es de fluxo ficou a cargo do IP Flow Information Transport (IPFIX). Estas informa??es v?m sendo largamente utilizadas em um grande n?mero de aplica??es, incluindo sistemas de engenharia de tr?fego, planejamento de redes, ger?ncia de servi?os e detec??o de ataques. Seguindo as recomenda??es do IPFIX, o presente trabalho foca no desenvolvimento de um sistema para aquisi??o, exporta??o e an?lise de informa??es de fluxo. Para tanto, s?o implementados e avaliados cada um dos elementos respons?veis pelo transporte das informa??es de fluxo, bem como uma aplica??o case de gera??o de matriz de tr?fego. A avalia??o do prot?tipo implementado foi realizada em um ambiente real e controlado, visando verificar a sua estabilidade e precis?o. A partir dos resultados obtidos, foi realizada uma adapta??o ao sistema, melhorando assim o seu desempenho em aplica??es que necessitam de uma base hist?rica de medi??es

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 390449.pdf: 7070244 bytes, checksum: fa979a4a20b6fb9a1ccf51123f365102 (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / T?cnica de amostragem aleat?ria estratificada adaptativa aplicada ? identifica??o de grandes fluxos (fluxos Elefante ), no contexto das redes de comunica??o convergentes baseadas no modelo IP foi implementada, avaliada e os resultados obtidos confrontados com os obtidos em um sistema tradicional de medi??o de fluxos. Foi, ainda, efetuado o diagn?stico das correla??es e diverg?ncias das informa??es inferidas com respeito ? precis?o, confiabilidade e ocorr?ncia de falsos positivos e falsos negativos. Mostrou-se que a t?cnica de amostragem aleat?ria estratificada adaptativa requer o uso de mecanismos especificamente desenvolvidos para a sua utiliza??o e deve ser empregada com base em um conhecimento pr?vio do comportamento usual da rede. Verificou-se que o erro percentual, no uso da t?cnica de amostragem aleat?ria estratificada adaptativa, para fluxos considerados elefante, n?o ultrapassa 3% nas estimativas de contabiliza??o de pacotes e volume de bytes; que o modelo temporal AR(1) para cinco valores passados faz com que o ajuste da taxa de amostragem seja efetivamente adaptativo e que, para condi??es de tr?fego com oscila??es dr?sticas, o modelo temporal AR(1) com tr?s valores passados apresenta uma converg?ncia maior que o modelo AR(1) para cinco e sete valores passados. ?, ainda, apresentada uma revis?o bibliogr?fica abrangendo os principais aspectos relacionados ao gerenciamento de redes, convergindo ao estado da arte relacionado ? aplica??o da amostragem de pacotes. Adicionalmente, ? apresentado o delineamento da t?cnica de amostragem abordada no estudo, sua implementa??o e as principais discuss?es acerca dos resultados obtidos.