Economic approaches through ecosystem services (ES) valuation are increasingly recommended by conservation organisations to face main market externalities affecting biodiversity in general and coral reef ecosystems. In this dissertation, we will analyse the experience of two economic valuations of coral reef ecosystems in the Pacific focusing on two aspects. The first is to evaluate if current methods of Coral Reef Ecosystem Services Valuation (CRESV) permits to transmit a correct signal about ES and the second is to assess the impacts of results on policy-making and market externalities. The first study is the economic valuation of the coral reef ecosystems of New Caledonia. Financed by French Ministries of Environment and Oversea Territories, the main objective was to make visible the value of this ecosystem in the economy of the territory. The second one is a cost-benefit analysis of Marine Protected Areas in Vanuatu. Required by the French Development Bank, the aim was to realize an ex-post valuation of the impacts of marine biodiversity conservation on the economic development of the implicated villages and other stakeholders. More precisely, MPA impacts on the ES were quantified, total costs linked to each MPA were calculated and the C-B (Cost-Benefit) ratio and RoI (Return-on-Investment) were computed. More than 10 ecosystem services have been analysed with methods mainly based on financial values through producer surplus and avoided damage costs. Applied methods are classic ones with some improvements and originality such as the use of protein content equivalent for subsistence fishery, the larval stomach content to quantify links between reef ecosystem and pelagic fisheries, the application of the Advertising Image Analysis to tune the role of CR in the tourism motivation, the setup of experimental fishery to determine precise improvements in fishery productivity and the adaptation of a bio-physical model for coastal protection ES. Results in New Caledonia have permitted to make visible a contribution comprised between 195 and 330 M!.y-1 highlighting the importance of the coastal protection, the noncommercial fishery and the underwater tourism. In Vanuatu, for donors and local policymakers, we demonstrated that, after at least 6 years of MPA implementation, all RoI except one were above 0, implying that financial benefits exceed costs. Based on a 25-year project life, the average expected C-B ratios was 4.1. We estimate the mean aggregate economic value of MPA impacts to be approximately US$ 44,000 per year per km2. Tourism ES were the largest estimated effect for all MPAs, despite stark differences in tourism development across sites. Impacts on tourism were followed by impacts on fish productivity. CRESV in the South Pacific context are complex exercises, which face a series of specific challenges to transmit a "right" signal about their importance. Some solutions have been proposed and discussed. The results of the 2 reports have mostly been used for "informative" purposes by public organisations and support in an ex-ante decision has been scarce. Different reasons are advanced to explain this lower than expected impact such as the lack of precise definition of the decision making question and the absence of a clear strategy of communication to different audiences. The next step to improve the application of information produced by CRESVs is to directly inform public decisions, play a role in designing instruments such as PES, and be utilised in local development planning. In parallel, the financial approach of ESV can bring concrete information about potential returns for private sources of financing for conservation. Funds such as impact investment may be attracted by the MPA¿s financial ratios as the business case for Vanuatu was convincingly made.

El objetivo de esta tesis es determinar los patrones de variabilidad espacio-temporal que siguen las comunidades de macroinvertebrados en los ríos de Cantabria, aplicando este conocimiento a los procedimientos de evaluación del estado ecológico de los ecosistemas fluviales Cantábricos. La distribución de los macroinvertebrados en los ríos Cantábricos viene principalmente determinada por la complejidad estructural del hábitat, la disponibilidad de los recursos tróficos y el estrés hidráulico. La presencia de presiones hidromorfológicas y el enriquecimiento orgánico del agua producen importantes cambios, incrementando la importancia de los taxones no-insectos con respecto a los taxones insectos. Estacionalmente las comunidades de macroinvertebrados se ven principalmente influenciadas por la predictibilidad en las condiciones hidráulicas y la disponibilidad de los recursos tróficos.Las métricas de macroinvertebrados se correlacionan mejor con los gradientes de estrés en épocas de mayor estabilidad. Las métricas que mejor se correlacionan con el gradiente de estrés hidromorfológico son LIFE e ICMi. Las métricas que mejor identifican el gradiente de polución orgánica y que además no muestran variabilidad estacional, son EPTt, EPt, ASPT, Rhet y AsMet. / The present thesis aims to determine the spatio-temporal variability patterns of macroinvertebrate communities in Cantabrian rivers, applying this knowledge to the ecological status assessment processes. Macroinvertebrate distribution patterns in Cantabrian rivers are mainly determined by the structural complexity of the habitat, the feeding resource availability and the hydraulic stress. Moreover, hydromorphological impacts and organic enrichment of water produce important changes in the structure and composition of macroinvertebrate communities, increasing the ratio non-insect/insect taxa. At seasonal level macroinvertebrate communities are mainly affected by the hydraulic conditions predictability and the feeding resource availability.Macroinvertebrate metrics correlate better with the antrophic stress gradients in low flow period. LIFE and ICMi are the best metrics to indentify the hydromorphological stress gradient, while EPTt, EPt, ASPT, Rhet and AsMet, do not show significant seasonal differences and are the best metrics to identify the organic pollution gradient.

Introducción El problema ambiental que plantean los Residuos de Construcción y Demolición (RCD's) se deriva no sólo del creciente volumen de su generación, sino de su tratamiento, que todavía hoy es insatisfactorio en la mayor parte de los casos. La asimilación de los residuos de la construcción a residuos municipales provoca una acelerada colmatación de los vertederos a causa de su importante volumen. Para conseguir la gestión eficiente de los residuos de demolición y de excavación los objetivos a perseguir son: - Reducir los residuos para disminuir el volumen producidos. - Reutilizar los residuos para usarlos nuevamente sin transformarlos. - Reciclar los residuos para transformar el material y usarlos como un nuevo producto. Análisis y Metodología El emplazamiento de los vertederos se debe realizar en zonas aptas para el vertido de residuos inertes, y se ha de procurar que, preferiblemente, sean en zonas ya impactadas paisajísticamente. De esta manera, al combinar la reintegración ambiental de la zona con el empleo de materiales inertes en su restauración, se consigue un gran beneficio ambiental en la zona. Por este motivo, se ha establecido una metodología para la localización de las ubicaciones óptimas para la instalación de vertederos de residuos inertes que abastezcan a todo el volumen de residuos de construcción y demolición generado en su entorno más próximo tanto a pequeña como a gran escala. Caso práctico: Aplicación a la provincia de Castellón Se han tomado como referencia tres poblaciones de entidad suficiente de la plana de Castellón, las cuales ocupan una superficie aproximada de 3.100 Ha y cuya población total asciende a 236.235 habitantes En base a los análisis cualitativo y cuantitativo de las viviendas y al estudio tipológico exhaustivo realizado en las mismas, se han establecido las características de la "casa tipo" de la Plana de Castellón para su análisis pormenorizado. Se ha propuesto un Plan de Gestión de los Residuos orientado a la separación y cuantificación de las fracciones de los distintos tipos de materiales para su correcta gestión, haciendo hincapié en la necesidad de reciclar, reutilizar y valorar, en la medida de lo posible, los materiales antes de proceder a su eliminación en vertedero. Se ha realizado la cuantificación de los residuos generados para las actuaciones de demolición, restauración y rehabilitación de la totalidad de las viviendas existentes en las poblaciones estudiadas. Se ha localizado una ubicación idónea para satisfacer las necesidades de volumen de residuos a eliminar. Por último, se ha comprobado que la capacidad del hueco del vertedero satisface las necesidades de volumen de residuos a verter en su interior, como fin último de la comprobación de la idoneidad de la ubicación propuesta como vertedero de residuos inertes.

Los sistemas de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal (HCFSS) constituyen una tecnología válida para la depuración de aguas residuales urbanas. Uno de los principales objetivos de estos sistemas es eliminar la materia orgánica, los sólidos y los nutrientes presentes en el agua residual decantada. La materia orgánica mineral contenida en el agua residual se compone de una mezcla compleja de sustancias de diferentes tamaño y composición química. En sistemas de tratamiento convencionales se ha demostrado que la istribución de tamaños de partículas del agua residual afluente puede afectar la eficiencia del tratamiento. Sin embargo, muy pocos estudios han sido llevados a cabo en HCFSS para determinar si los factores como la distribución de tamaño o características de la materia orgánica afectan la eficiencia del tratamiento. Por lo tanto, la hipótesis inicial de este trabajo está basada en la suposición de que en HCFSS, las características de la materia orgánica disuelta y particulada pueden afectar la eficiencia de eliminación de materia orgánica (DQO) y amonio. Los estudios realizados para probar esta hipótesis, fueron desarrollados utilizando pequeños contenedores experimentales poco profundos (0.27-0.3 m) con un área superficial de 0.54-0.77 m2. Estos sistemas fueron plantados con Phragmites australis y en la mayoría de los experimentos fueron alimentados de forma intermitente. El agua residual utilizada fue de dos tipos, sintética y agua residual urbana decantada. El agua residual sintética fue preparada con agua de grifo y compuesta de glucosa (materia orgánica fácilmente biodegradable), almidón (materia orgánica lentamente biodegradable) y nutrientes. En los capítulos 2 y 3 se hace una descripción sobre la eficiencia de los HCFSS experimentales. Estos sistemas tuvieron excelente eliminación de DQO con eficiencias entre 70 y 94% independiente del tipo de sustrato (glucosa o almidón) y de la carga orgánica superficial suministrada (5-6 g DQO/m2.d y 20-22 g DQO/m2.d). La eliminación de amonio en estos sistemas fue moderada, el sistema alimentado con glucosa tuvo mayor eficiencia (45-57%) con respecto al sistema alimentado con almidón (40-43%). La conductividad hidráulica fue menor en el sistema alimentado con glucosa, probablemente debido a un mayor crecimiento del biofilm.En los HCFSS que operaron con agua residual urbana decantada, la aplicación de un pretratamiento físico-químico no mejoró la concentración de DQO en el efluente comparado con el sistema que no recibió tratamiento físico-químico (82 vs 88%), pero redujo la turbiedad y la concentración de DQO en el afluente. La eliminación de amonio fue alta y similar en ambos sistemas con un rango entre 63 y 94%. La conductividad hidráulica fue mayor (28 m/d) en el sistema con agua residual tratada que en el sistema que no recibió tratamiento (20 m/d). Los resultados de este estudio sugieren que un pretratameinto físico-químico podría evitar la acumulación de sólidos en la zona de entrada de los HCFSS.El capítulo 5 describe un estudio diseñado para evaluar la eficiencia de eliminación en dos sistemas experimentales que operaron en forma intermitente y continua. Las tasas de eliminación de DQO fueron altas y similares en los dos sistemas con un valor promedio de 78%. La eliminación de amonio fue significativamente mas alta (P<0.05) en el sistema alimentado en intermitente comparado con el sistema alimentado en continuo (87 vs 69%).El capítulo 6 proporciona información sobre la cantidad y calidad de sólidos acumulados en el medio granular de 6 humedales construidos a escala comercial. Los resultados de este estudio indicaron que la mayor cantidad de sólidos fue depositada en la zona de entrada (3-57 kg/m2) con diferencia significativa para la zona de salida (2-16 kg/m2). Esta alta cantidad de sólidos acumulada en la zona de entrada fue variable y estuvo relacionada con la carga orgánica y de sólidos recibida (3.1-17.5 g DQO/m2.d; 2.6-10 g SST/m2.d). El contenido de materia orgánica de los sólidos acumulados fue bajo (20%) y de difícil biodegradación tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Los valores de conductividad hidráulica en estos sistemas fueron bajos (0-4 m/d) cerca de la zona de entrada con respecto a la zona de salida (12-200 m/d).Por último, en el capítulo 7 se enumeran las principales conclusiones de cada uno de los aspectos estudiados y se mencionan algunas sugerencias para futuras investigaciones. / Subsurface-flow constructed wetlands (SSF CWs) constitute a proven technology for treatment of urban wastewater. One of the principal objectives of CW treatment is to remove organic matter, suspended solids and nutrients from the settled wastewater. The organic and mineral matter contained in urban wastewater is composed of a complexity of substances of different sizes and chemical compositions.In conventional treatment systems it has been demonstrated that the particle size-frequency distribution of the influent wastewater can affect treatment efficiency. However, very few studies have been conducted in SSF CW to determine whether factors such as the size-frequency distribution or organic matter characteristics affect treatment efficiency. Thus the initial hypothesis of this work is based on the supposition that in SSF CW systems, the characteristics of the dissolved and particulate organic matter can influence the removal of COD and ammonium of wastewater. The designed studies were conducted in small experimental SSF CW units that were shallow (0.27 and 0.3 m), and with a surface area of 0.54-0.77 m2. The SSF CWs were planted with Phragmites australis and in most of the studies the treatments received wastewater on an intermittent basis. Wastewater used in these studies was either synthetic or settled urban wastewater. The synthetic wastewater was prepared with tap water and composed of glucose (organic matter easily biodegradable), starch (organic matter slowly biodegradable) and nutrients. In Chapters 2 and 3, details are provided to illustrate that shallow SSF CW provided excellent removal of COD, with average removal rates ranging from 70 to 94% irrespective of the type of organic ubstrate (glucose vs starch) or organic loading rates (5-6 g COD/m2.d to 20-22 g COD/m2.d). The ammonium-N removal in these systems was moderate, with the glucose-fed SSF CW providing marginally better removal (45 to 57%) as compared to the starch-fed system (40 to 43%). The hydraulic conductivity was low in the system fed with glucose due to the presence of a greater growth of biofilm.In experimental SSF CW treating urban wastewater, the application of the physico-chemical pretreatment did not improve COD effluent concentrations as compared to the no-pretreatment control (82 vs 88%), but did reduce turbidity and COD concentration in the influent. The removal rates of ammonium-N were similar in both systems and ranged from 63 to 94%.The hydraulic conductivity was higher (28 m/d) in the system with treated wastewater as compared to the control (20 m/d). These results indicate that the pretreatment could possibly help to reduce pervasive solids accummulation in the inlet zone (Chapter 4).Chapter 5 describes a study designed to evaluate treatment efficiency in experimental SSF CW that were operated with either intermittent or continuous feeding. The COD removal rates were relatively high and merely identical in both systems, with an average value of 78%. Ammonium-N removal was significantly higher (P<0.05) in the intermittently fed system as compared to the continuously fed system (87 vs. 69%). The enhanced removal of COD and ammonium-N observed in the present studies were attributed to several factors including shallow wetland beds, macrophyte aboveground biomass, and more oxidizing conditions in the root zone.Chapter 6 provides survey-type information for six full-scale SSF CW. The data indicated that the greatest amount of solids were deposited within the inlet zone (3-57 kg/m2), with significantly less solids near the outlet (2-16 kg/m2). It was apparent that the amount of solids deposited near the inlet was highly variable and was correlated with respective loading rates (3.1-17.5 g COD/m2.d; 2.6-10 g TSS/m2.d). Analyses of the accumulated solids showed them to be approximately 20% organic matter, extremely recalcitrant and difficult to degrade under either aerobic or anaerobic conditions. Hydraulic conductivity values were significantly lower near the inlet zone (0-4 m/d) as compared to the outlet zone (12-200 m/d).Chapter 7 lists the main conclusions for each of the chapters and provides suggestions for future investigations.

La present tesi doctoral forma part del projecte d'Estudi de Dieta total (TDS) de contaminants químics a Catalunya. L'EFSA estableix que els TDS proporcionen estimacions precises d'exposició sobre una població representativa. Un TDS consta: Selecció de mostres, recollida, homogeneïtzació, anàlisi i tractament de dades. Altrament, l'OMS inclou la metodologia de Dieta Duplicada (DD), aquesta presenta les mateixes característiques que el TDS, a excepció que els homogeneïtzats són porcions duplicades d'una dieta tipus. Els contaminats seleccionats van ser: Hidrocarburs Aromàtics Policíclics (HAPs), Arsènic, Cadmi, Mercuri, Plom i Substàncies Perfluoralquilades. L'estudi d'HAPs es va realitzar per TDS i DD. La selecció d'aliments va ser condicionada per l'última enquesta alimentaria realitzada a Catalunya. RESULTATS: Les ingestes dels contaminats es troben en tots els casos per sota de les recomanacions establertes per organismes oficials. Valorant els resultats obtinguts d'HAPs: La DD pot ser una bona alternativa al TDS, especialment quan existeixen limitacions econòmiques. / This thesis is part of the Total Diet Study project (TDS) of pollutants in Catalonia. The EFSA established that TDS provides the results or value of exposure on a representative population. A TDS consist of: Sampling selection, collection, homogenization and data analysis. Otherwise, the WHO includes the Duplicate Diet's methodology (DD). The DD has the same characteristics of the TDS, with the particularity that homogenized are menus based on normal mixes diets. The pollutants selected were: Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), Arsenic, Cadmium, Mercury, Lead, and Perfluoroalkyl Substances. The study of PAHs was done for TDS and DD. The food selection was conditioned by the most consumed raw products of Catalonia (Spain). Results: The dietary intake of all pollutants is situated below the recommendation established by government agencies. According to the results of PAHs for both methodologies DD studies might be a good alternative, especially when economic limitation are present.

La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu UPC / This thesis is based on the study of colour elimination of textile effluents which contain reactive dyes. Reactive dyes are widely used in the dyeing of cotton and other cellulosic fibre. However they exhibit a low degree of exhaustion and low biodegradability, being necessary the application of specific treatments prior to their discharge to the biological treatment. Much of the new methods of colour removal can be classified in three major groups: Advanced oxidation methods (AOM), coagulation with natural products and the selection of specific microorganisms. In this thesis one representative technique of each of these three groups has been selected: treatment by electrochemical oxidation, coagulation with a natural byproduct and enzymatic treatment. The electrochemical oxidation has been applied to synthetic effluents with reactive dyes. The behaviour of the decoloured effluents has been studied, before and after the mixing with the rest of textile wastewater, in order to verify if the electrochemical treatment could affect negatively to the subsequent biological treatment with activated sludge. With this aim the biodegradability of the decoloured effluents has been studied by electrolytic respirometric techniques, which can show inhibitory or toxicity phenomena. The results demonstrate that the electrochemical treatment do not cause problems of inhibition of microbial growth, if the effluent is previously been aerate for 24 hours. This process ensures that the decoloured wastewater can be sent to the biological treatment. The influence of oxidant products generated in the electrochemical treatment has been evaluated in two pilot plants of biological treatment by activated sludge. Consideration has been given to monitoring the microscopic observation of activated sludge as bioindicator of the proper functioning of the treatment plants. It is concluded that the wastewater with reactive dyes can be treated by an electrochemical process to remove colour and the resulting effluent can be treated directly by activated sludge without prior removal of the residual chlorine which can be formed during the electrochemical treatment, only a longer time of adaptation is required in the implementation of the sewage system. A second method of textile wastewater decolourisation has been studied. The use of a natural coagulant extracted from seeds of Moringa oleífera tree in substitution of higher cost methods which require the addition of chemical products. The results obtained with Moringa Oleifera are compared with those obtained using a chemical coagulant and polyelectrolyte. Furthermore, dyeing tests of cotton fabrics were performed with decoloured water. The quality dyeing was compared respect to reference dyeing carried out with clean water. The promising results obtained in this study suggest the use of natural resources in the wastewater textile treatment, mainly in countries with less economic power. Two dyes with different reactive groups (vinylsulphone and chlorotriazine) have been treated with the enzyme laccase in order to study its applicability on the decolourisation of textile effluents. The influence of different parameters is studied, such as the addition of mediator, the concentration of salt and the dye hydrolysis. It is concluded that the addition of mediator or co-substrate is not necessary, the presence of salt in the dye effluent (NaCl) does not inhibit the enzymatic activity and the hydrolysis of the studied dyes does not affect the enzymatic action. 70-90% of decolourisation is obtained, depending on the dye. Finally, it has been carried out the comparative study of the results obtained by the three selected methods of colour removal. It is concluded that the electrochemical treatment is the most efficient, with 95-100% of colour removal, in front of 91-94% obtained by the natural coagulant extracted from Moringa Oleifera and 70-90% of decolourisation reached by the enzymatic treatment. / La presente Tesis Doctoral se basa en el estudio de la eliminación del color de efluentes textiles con colorantes reactivos. Los colorantes reactivos son ampliamente utilizados en la tintura de algodón y otras fibras celulósicas. Sin embargo presentan un grado de agotamiento bajo y son poco biodegradables, por lo que requieren de un tratamiento específico previo a su descarga a la depuradora biológica. Buena parte de los nuevos métodos de eliminación del color pueden ser clasificados en tres grandes grupos: los métodos de oxidación avanzada (MOA), la coagulación con productos naturales y la selección de microorganismos específicos. En esta Tesis Doctoral se ha seleccionado una técnica concreta de cada uno de estos tres grupos. Para ello se han realizado diferentes estudios mediante tratamiento de oxidación electroquímica, coagulación con un subproducto natural y tratamiento enzimático. La oxidación electroquímica se ha utilizado en efluentes sintéticos con colorantes reactivos y una vez tratados se ha estudiado su comportamiento antes y después de mezclarse con el resto de aguas residuales textiles, para comprobar si podían repercutir negativamente frente a un tratamiento posterior de depuración biológica con fangos activados. Se ha estudiado la biodegradabilidad de estos efluentes decolorados utilizando la técnica de respirometría electrolítica para determinar si existe algún problema de inhibición o toxicidad. Los resultados obtenidos demuestran que el tratamiento electroquímico no presenta problemas de inhibición frente a los microorganismos, si previamente los efluentes han sido aireados durante 24 horas. Este proceso asegura que el agua residual tratada seguidamente en una planta de depuración biológica no causará ningún problema sobre los fangos. Se ha comprobado la influencia de estos productos oxidantes generados durante el tratamiento electroquímico en dos plantas piloto de depuración por fangos activados. Se concluye que el agua residual con colorantes reactivos puede ser tratada mediante un proceso electroquímico para eliminar el color y el efluente resultante puede ser tratado directamente por fangos activados, sin previa eliminación del cloro residual que pueda haberse formado durante la electroquímica. Se ha estudiado un segundo método de decoloración, utilizando un coagulante natural extraído de las semillas del árbol Moringa oleifera, para decolorar aguas residuales textiles, en substitución de métodos de mayor coste económico que requieren el uso de reactivos químicos. Se compararon los resultados con los obtenidos usando un coagulante químico y polielectrolito, y se realizaron pruebas de tintura con el agua decolorada comparándola frente a referencias teñidas con agua limpia. Los buenos resultados obtenidos permiten pensar en la utilización de recursos naturales en países con menor poder económico para que puedan llevar a cabo tecnologías de depuración. Se han tratado dos colorantes con diferentes grupos reactivos (vinilsulfona y clorotriazina) con el enzima Laccase para estudiar su aplicabilidad en efluentes textiles para la decoloración, evaluando la influencia de parámetros, tales como la adición de mediador, la concentración de sales y la hidrólisis del colorante. De los resultados obtenidos puede concluirse que no es necesaria la adición de mediador o co-sustrato, que la presencia de sales en el efluente de tintura (NaCl) no inhibe la acción del enzima y que la hidrólisis de los colorantes estudiados no afecta la acción del enzima, obteniéndose decoloraciones del 70-90%, dependiendo del colorante. Finalmente se realiza un estudio comparativo de los resultados obtenidos de los tres métodos seleccionados para la eliminación del color, llegando a la conclusión de que el tratamiento electroquímico es el más eficiente, con eliminaciones de color del 95-100%, frente al 91-94% en el caso de utilizar coagulante natural extraído de Moringa Oleífera y 70-90% de decoloración con el tratamiento enzimático.

Due to the related problems and the ongoing awareness on environmental issues is that efforts are put in different areas of knowledge, in order to determine, analyze and formulate solutions towards a sustainable future. Among these problems, there are the ones related with the use of concrete in the construction sector. These are essentially related to the natural resources used for their production and to the manufacture of cement, one of its most important components. As of today, one of the solutions is recycling the concrete for the production of aggregates, which can be used in the elaboration of new concrete mixes. This is in fact not the best solution as, albeit the natural aggregates utilization is reduced and consequently the depletion of natural resources is as well, more quantities of cement are needed to achieve comparable properties to those of the natural aggregates concretes, being cement a relevant contributor to global warming. A novel method for recycled aggregates concrete design, so-called ¿Equivalent Mortar Volume¿, aims on solving the aforementioned issues by basing its principles on the idea that recycled aggregates are materials that are composed by two phases, the natural aggregate and the attached mortar to it, and by taking into account the attached mortar as part of the new mortar required by design in the concrete mix. With this, the needs for cement are reduced while still using recycled aggregates and achieving similar properties to those of the natural aggregates concretes. The method always starts from a concrete design made with the American Concrete Institute method as a base. The novel essence of the method encourages to investigate more about its properties and the possibilities to broaden its scope, for which the present doctoral thesis is proposed. On a initial stage, the Equivalent Mortar Volume method is studied and an adaptation of it is proposed in order to broaden its scope by making it able to start with other design methodology than the American Concrete Institute one. This is achieved by designing different concrete mixes and by analyzing the different calculation steps that the method involves. From the work carried out, it is concluded that the method represents a feasible and environmentally friendly solution, and that it can be adapted to another concrete design methodology. The next stage consists on the obtention and analysis of some of the fresh state, mechanical and durability properties of the different concretes, and to evaluate the use of different methodologies for the concretes design. This was achieved by elaborating extensive experimental campaigns of different concretes mixes and by assessing them when appropiate. The findings of these campaigns show that the concretes designed with the novel method achieve, in the majority of the studied properties, comparable results to those of the natural aggregates concretes. In the following stage, the rheological properties of the concretes are studied by means of a viscometer apparatus. This was done with the aim of having a deeper understanding of some of the properties that the method affects the most. It was observed that the concretes designed with the novel method can achieve similar rheological properties to those of the natural aggregates concretes, when combining the use of certain admixtures. / Debido a los problemas relacionados y a la actual concienciación sobre los temas medioambientales es que se están haciendo diversos esfuerzos en diferentes áreas del conocimiento, de manera de determinar, analizar y formular soluciones para lograr un futuro sustentable. Entre estos problemas están los que se relacionan con el uso del hormigón, en el sector de la construcción. Éstos se refieren fundamentalmente a la utilización de recursos naturales para la producción de hormigón y a la fabricación de cemento, siendo este último uno de sus principales constituyentes. A día de hoy, una de las soluciones el reciclaje de hormigón para la producción de áridos, que luego pueden ser utilizados en la fabricación de nuevos hormigones. Sin embargo, ésta no es la mejor solución, ya que si bien se reduce la utilización de áridos naturales y, por consiguiente, la explotación de recursos naturales, son necesarias mayores cantidades de cemento para lograr propiedades comparables a las de un hormigón de áridos naturales, siendo el cemento un importante contribuidor del calentamiento global. Un innovador método para el diseño de hormigones de áridos reciclados, llamado "Equivalent Mortar Volume" (Volumen de Mortero Equivalente), apunta a solucionar los problemas mencionados anteriormente basándose en la idea de que los áridos reciclados son materiales constituidos por dos fases, el árido natural y el mortero adherido a ellos, y en considerar el mortero adherido como parte integrante del nuevo mortero requerido por diseño en el hormigón. De esta manera se reduce la demanda de cemento, se siguen utilizando áridos reciclados y se consiguen propiedades similares a las de un hormigón de áridos naturales. La esencia innovadora del nuevo método es la que anima a investigar más acerca de sus propiedades y las posibilidades de ampliar su alcance, razones por las cuales se propone la presente tesis doctoral. En una etapa inicial, el método es estudiado y se propone una adaptación de éste, de manera de poder comenzar desde un diseño hecho con otra metodología diferente a la del American Concrete Institute. Lo anterior se logra mediante el diseño de diversas mezclas de hormigón y el análisis de los diferentes pasos de cálculo que conllevan. Las conclusiones obtenidas son que el método representa una solución viable y medioambientalmenteamigable, y que puede ser adaptado a otro método de diseño de hormigones. La siguiente etapa consistió en la obtención y el análisis de algunas propiedades en estado fresco, mecánicas y de durabilidad de los diferentes hormigones, y en la evaluación de diferentes metodologías de diseño de éstos. Esto se logró mediante la elaboración de extensas campañas experimentales de hormigones y de sus correspondientes análisis. De estas campañas se deduce que los hormigones diseñados con el nuevo método alcanzan, en la mayoría de los casos, propiedades comparables a las de hormigones de áridos naturales. Posteriormente se realiza un estudio de las propiedades reológicas de los hormigones mediante la utilización de un viscosímetro. Esto se ha hecho con la finalidad de obtener un conocimiento más profundo sobre algunas de las propiedades en las que el método tiene gran incidencia. Se observa que los hormigones diseñados con el nuevo método pueden alcanzar propiedades reológicas similares a las de los hormigones de áridos naturales si se utilizan, de forma combinada, ciertos aditivos. La etapa final consiste en la evaluación de los impactos ambientales que producen diferentes hormigones seleccionados. Esto se hace con la metodología de Life Cycle Assessment (Análisis de Ciclo de Vida) y contempla la evaluación de cuatro hormigones diferentes. Los resultados indican que los hormigones diseñados con el nuevo método alcanzan mejores comportamientos medioambientales y que el cemento es el que más contribuye en las diferentes categorías de impacto analizadas, lo que podría modificarse si se utilizaran cementos con adiciones.

This paper aims to describe a methodology of calculation based on a vector analysis to characterize and simulate light pollution emitted by outdoor lighting installation in a particular case. The initial approach was performed, identifying pollution sources in a city, and classifying the case studies in terms of geometric place analyzed characteristics, the photometric characteristics of luminaires, Reflections flow pavement reflections side walls and the presence of street trees. Then the collected data were treated by computer, and simulations of case studies with the help of a lighting software calculation is performed. The values extracted in the previous step is processed considering the vector methodology proposed, and were plotted in a polar curve or resulting global photometry. The results obtained in developing this methodology allowed quantify, model and analyze the spatial distribution of the light intensity emitted in no useful addresses, caused by different types of artificial lighting facilities in terms of urban structure analyzed. / El presente trabajo tiene como objetivo describir una metodología de cálculo basada en un análisis vectorial, que permite caracterizar y simular la Contaminación Lumínica emitida por una instalación de alumbrado exterior en un caso determinado. Para ello se realizó un planteamiento inicial, identificando los focos contaminantes en una población, y clasificando los casos de estudio teniendo en cuenta: las características geométricas del lugar analizado, las características fotométricas de las luminarias, las reflexiones del flujo en pavimentos, las reflexiones en paredes laterales y la presencia de arbolado viario. Posteriormente los datos recogidos se trataron informáticamente, y se realizaron simulaciones de los casos de estudio con la ayuda de un programa de cálculo lumínico. Los valores extraídos en el paso anterior se procesaron teniendo en cuenta la metodología vectorial propuesta, y se graficaron en una curva polar o fotometría global resultante. Los resultados obtenidos al desarrollar esta metodología permitieron cuantificar, modelizar y analizar la distribución espacial de la intensidad luminosa emitida en direcciones no útiles, causado por los diferentes tipos de instalaciones de alumbrado artificial en función de la estructura urbana analizada.

Avui en dia, dur a terme estudis ambientals requereix una gran quantitat de dades i de temps, la qual cosa dificulta l’adopció dels principis de sostenibilitat en el disseny dels productes. A més, ha augmentat l’externalització dels impactes ambientals, el que afavoreix el desplaçament de les tasques de fabricació cap a països amb regulacions ambientals menys severes. Per tant, el desenvolupament de polítiques ambientals senzilles i eficaces s'ha convertit en un repte. L'objectiu d'aquesta tesi és desenvolupar un conjunt de mètodes sistemàtics per a l'avaluació i optimització de mètriques ambientals des d'una perspectiva sostenible tant a escala macroeconòmica com a escala industrial. Amb aquest fi, en primer lloc realitzem una anàlisi estadística multivariable utilitzant dades ambientals amb l’objectiut d'avaluar la relació entre les diferents mètriques ambientals i per identificar patrons d'impacte ambiental de països. Això ens permet identificar les mètriques ambientals més representatives que reduiran la quantitat de dades necessària per a l'elaboració d'estudis ambientals. A més, hem desenvolupat un model d'optimització multiobjetiu per identificar quins sectors d'una economia han de regular-se en primer lloc per reduir l'impacte mediambiental a nivell global provocant els mínims canvis possibles en aquesta economia. L'ús combinat d'aquestes eines aclareix com es generen els impactes ambientals i com dissenyar polítiques ambientals senzilles i eficaces tant a escala industrial com global. / Hoy en día, realizar estudios ambientales requiere una gran cantidad de datos y de tiempo, lo que dificulta la adopción de los principios de sostenibilidad en el diseño de productos. Además, hay un aumento en la externalización de impactos ambientales que favorece el traslado de la fabricación a países con regulaciones ambientales menos severas. Por lo tanto, el desarrollo de políticas ambientales sencillas y eficaces se ha convertido en un reto. El objetivo de esta tesis es desarrollar un conjunto de métodos sistemáticos para la evaluación y optimización de métricas ambientales desde una perspectiva sostenible tanto a escala macroeconómica como a escala industrial. Para ello, en primer lugar realizamos un análisis estadístico multivariante utilizando datos ambientales con el fin de evaluar la relación entre las diferentes métricas ambientales y para identificar patrones de impacto ambiental de países. Esto nos permite identificar las métricas ambientales más representativas que reducirán la cantidad de datos necesaria para la elaboración de estudios ambientales. Además, hemos desarrollado un modelo de optimización multiobjetivo para identificar que sectores de una economía deben regularse en primer lugar con el fin de reducir el impacto medioambiental a nivel global provocando los mínimos cambios posibles en dicha economía. El uso combinado de estas herramientas clarifica cómo se generan los impactos ambientales y cómo diseñar políticas ambientales sencillas y eficaces tanto a escala industrial como global. / Nowadays, conducting environmental studies has become data intensive and time consuming which hinders the widespread adoption of sustainability principles in the design of products. In addition, there is an increase in externalization of environmental impacts which favors the displacement of manufacturing tasks to countries with softer environmental regulations. Therefore, the development of simple and effective environmental policies has become a challenging task. The aim of this thesis is to develop a set of systematic methods for assessing and optimizing environmental metrics from a sustainable perspective at both, the macroeconomic and engineering scales. To this end, we first conduct a multivariate statistical analysis using environmental data in order to assess relationships between environmental metrics and to identify environmental impact patterns of countries. This allows us to identify proxy environmental metrics which will reduce the amount of data required for the implementation of environmental studies. Moreover, we develop a multi-objective optimization model to identify which economic sectors must be regulated first in order to reduce the environmental impact at a global scale with minimum changes in an economy. The combined use of these tools sheds light on how the environmental impacts are generated and how to design environmental policies in a simple and effective way at engineering and global scales.

La presente Tesis Doctoral se incorpora, dentro del pensamiento filosófico actual, desde la preocupación por la naturaleza, la ecología, y en general, la vida en el planeta tierra. Pretende aportar una ayuda desde la docencia de la arquitectura para la "construcción" de una sociedad y una urbanidad respetuosa con la naturaleza y confortable para el ser humano. Para ello, es necesario ahondar en el grado de responsabilidad de la construcción en particular y la arquitectura en general en la destrucción del planeta, planteando una docencia basada en la concepción de la arquitectura desde criterios medioambientales. Esta tarea es realmente ambiciosa y debe plantearse desde un exhaustivo análisis de las nuevas necesidades profesionales del arquitecto en relación al nuevo paradigma actualmente en desarrollo de la sostenibilidad. Este nuevo paradigma implica una manera diferente de entender la arquitectura y sus consecuencias tanto medioambientales como sociales y económicas. La dimensión tanto social como económica de la arquitectura podemos considerar que, actualmente, está incorporada en los planes de estudios de las Escuelas de Arquitectura Españolas (mayor o menormente), y a pesar de que estos planteamientos requerirían también una revisión exhaustiva desde el nuevo paradigma, se considera perentorio el estudio desde la óptica medioambiental ya que esta es muy poco considerada actualmente en dichos planes de estudios. Para acometer este estudio de manera práctica y realista hemos de considerar que la actual estructura docente española es de difícil cambio y por ello, de complicada mejora, aunque, con la ayuda de numerosos profesionales comprometidos con el nuevo reto de la profesión y los requerimientos que la vida profesional cada vez exige en mayor medida, se considera que el cambio tendrá lugar muy poco a poco, pero inevitablemente.Desde este punto de vista, la presente tesis doctoral pretende ser una herramienta para el cambio. Pretende iniciar un debate sobre una nueva manera de entender la arquitectura y al mismo tiempo incorporar unos conocimientos que actualmente si quedan definidos por la realidad como absolutamente necesarios, los conocimientos medioambientales relacionados con la arquitectura.Ello se plantea desde la definición de un esquema de contenidos medioambientales que deben estar incluidos en la docencia de la arquitectura y éstos, se relacionan con las diferentes Áreas de Conocimiento que componen la estructura de los programas docentes de las distintas facultades de arquitectura españolas, teniendo en cuenta los cambios propuestos por el proceso de integración en el Espacio Europeo de Enseñanza Superior.Hipótesis de partida"Es posible crear una estructura o sistema organizativo abierto y flexible de temas y contenidos medioambientales para cualquier programa de estudios de una facultad de arquitectura española."El objetivo principal de esta tesis doctoral es la concreción de la temática medioambiental que debe conocer el arquitecto como profesional, tanto en relación al conocimiento de contenidos como en relación a la adopción de una postura respetuosa con el medioambiente en términos proyectuales y constructivos que tienda hacia una sostenibilidad arquitectónica. Se entiende como sostenibilidad arquitectónica el control sobre el cierre de ciclos materiales en todos los procesos arquitectónicos. En términos más corrientemente arquitectónicos esto implicaría desde la correcta apropiación de los principios de minimización y correcta elección en la utilización de recursos, rehabilitación cuando sea posible de zonas urbanas, edificaciones o espacios arquitectónicos y en último caso, hasta reutilización y reciclaje de elementos constructivos o materiales: "hacia una arquitectura medioambiental en términos de habitabilidad y sostenibilidad".En función de ésta temática medioambiental se desarrollará una propuesta de incorporación de la misma en los planes de estudio de las escuelas de arquitectura españolas. / The present PhD Thesis may be included -within the current philosophical thinking- in a concern for the nature, ecology, and in general, life in the planet Earth. It seeks to contribute from the teaching of architecture to the "construction" of a society and a sense of urbanity respectful with nature and comfortable for the human being. In order to do this, it is necessary to deepen in the degree of responsibility in the destruction of the planet of building in particular and of architecture more generally, proposing a teaching method based on the conception of architecture from environmental approaches. This is outlined from the definition of a structure of environmental contents that should be included in the teaching of architecture, and which are related to the different areas of knowledge that make up the structure of the syllabuses of the different Spanish architecture faculties, taking into account the changes proposed by the process of integration in the European Space of Higher Education. Departure hypothesis: "It is possible to create a structure or open and flexible organizational system of environmental topics and contents for any syllabus of a Spanish architecture faculty." The main objective of this Phd Thesis is to specify the environmental issues that an architect should know as a professional, as much in relation to the knowledge of contents as in the adoption of a respectful position towards the environment in design and building terms which tends to architectural sustainability. Architectural sustainability is understood as the correct appropriation of the principles of minimization and the correct choice of resources, rehabilitation of urban areas when possible, buildings or architectural spaces, and ultimately, of reutilization and recycling of constructive elements or materials: "towards an environmental architecture in terms of habitability and sustainability." Based on these environmental issues, a proposal for introducing such issues in the Spanish architecture faculties will be developed.