Orientador: Anna Silvia Palcheco Peixoto / Co-orientadora: Ilza Machado Kaiser / Banca: Claudio José Ferreira / Banca: Gustavo Garcia Manzato / Resumo: O debate sobre o aquecimento global nas últimas décadas e também o aumento da frequência e intensidade de acontecimentos extremos causados por eventos hidro-meteorológicos e climatológicos levou a uma maior ênfase em estudos de desastres naturais. No Brasil as secas e as enxurradas são as tipologias mais recorrentes, sendo que a chuva é o evento desencadeador com maior incidência de danos. A análise cruzada de danos e seus fatores geradores relacionados a eventos hidrológicos indica que a chuva intensa é o evento mais preponderante para a ocorrência de desastres naturais relacionados à drenagem. O objetivo do trabalho foi a elaboração do mapa de risco à inundação urbana (alagamento, enchente e enxurrada) da cidade de Bauru e também a comparação entre dados obtidos de pluviômetros automáticos e dados de radar. Os dados de precipitação foram obtidos de pluviômetros automáticos instalados na cidade de Bauru. A probabilidade de ocorrência dos eventos hidrológicos foi estimada pelas equações IDF (intensidade, duração, frequência). Os resultados desta pesquisa foram espacializados e classificados em função de sua severidade verificando-se que eventos com baixo período de retorno geram danos significativos. Foi elaborado um mapa de perigo atribuindo pesos aos fatores ambientais e sociais com o auxílio de SIG (Sistema de Informação Geográfica). O estudo de caso desta pesquisa pode auxiliar os órgãos competentes na implementação de sistemas de alerta precoce e políticas de prevenção. / Abstract: The current debate about global warming in recent decades and also the increase in the frequency and intensity of extreme events caused by hydro-meteorological and climatological events led to a greater emphasis on natural disasters studies. In Brazil, droughts and floods are the most recurrent typologies, with rain being the main event that causes the majority of the damages. Cross-analysis of damage triggering events related to rain indicates that heavy rain is the most significant event in the occurrence of natural disasters related to drainage. The objective of this research was the elaboration of an urban flooding risk map for Bauru and also the comparison between data of rain gauges and radar. Precipitation data was obtained from rain gauges installed in the city of Bauru. The probability of occurrence of hydrological events was estimated by the IDF (intensity, duration, frequency) equations. The results of this research were spatialized and classified according to its severity and they showed low return events cause significant damage. A map of hazard areas was developed with the help of GIS (Geographic Information System) software. The case study of this research can help the local governments with the implementation of early warning systems and prevention policies. / Mestre

Nenhuma / The Weather Station (EMET) at the Center for Development of Nuclear Technology (CDTN), located in Belo Horizonte - Minas Gerais, was designed in the 80s in order to provide training to the operation of other stations that belonged to the former Nuclebrás staff. Subsequently contributed to provide local weather information, aimed at enabling processes and environmental licensing of nuclear installations CDTN. This EMET started its operation automatically in September 1996, a number of parameters investigated: temperature and humidity, atmospheric pressure, wind speed and direction, rainfall and global and net solar radiation. The investigations of these parameters are performed divided into three levels: 1.5 m, 10 m and 40 m above the ground. The set of information EMET has attracted many researchers, many of these mainly from Federal University of Minas Gerais (UFMG), the neighboring CDTN. This scenario highlights the importance of the quality of the data is ensured through a system of research data. This paper presents a study aiming to improve the quality of information EMET to contribute to the realization of studies of atmospheric dispersion of pollutants, for the evaluation of extreme weather events, and other applications outside the nuclear area. To do so, we elaborated a methodology for treatment of meteorological data based on experience with the operation of EMET / CDTN and techniques found in the existing literature. The main results, concerning the EMET / CDTN, is the description of the data acquisition system, a procedure for processing the data generated, the evaluation of the quality of the data generated between 1996 and 2012, the identification of extreme weather events occurred and selection of the best periods for contribution in studies of atmospheric dispersion. / A Estação Meteorológica (EMET) do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), localizado em Belo Horizonte Minas Gerais, foi concebida na década de 80 de forma a oferecer treinamento ao pessoal de operação de outras Estações que pertenciam à extinta Nuclebrás. Posteriormente, contribuiu para prover informações meteorológicas locais, visando a viabilização de processos de licenciamento ambiental e nuclear das instalações do CDTN. Esta EMET iniciou sua operação de forma automática em setembro de 1996, são diversos os parâmetros investigados: temperatura e umidade do ar, pressão atmosférica, direção e velocidade do vento, precipitação pluviométrica e radiação solar global e líquida. As investigações desses parâmetros são realizadas distribuídas em três níveis: 1,5 m, 10 m e 40 m do solo. O conjunto de informações da EMET tem atraído diversos pesquisadores, muitos destes provenientes principalmente da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), vizinha ao CDTN. Este cenário evidencia a importância de que a qualidade dessas informações seja garantida por meio de um sistema de investigação de dados. Este trabalho apresenta o estudo realizado com o objetivo de melhorar a qualidade das informações da EMET de forma a contribuir para a realização de estudos de dispersão atmosférica de poluentes; para a avaliação de eventos meteorológicos extremos, além de outras aplicações fora do âmbito da área nuclear. Para tanto, elaborou-se uma metodologia de tratamento de dados meteorológicos baseada na experiência adquirida com a operação da EMET/CDTN e em técnicas encontradas na bibliografia existente. Os principais resultados apresentados, referentes à EMET/CDTN, são: a descrição do sistema de aquisição de dados; um procedimento para tratamento dos dados gerados; a avaliação da qualidade dos dados gerados entre 1996 e 2012; a identificação dos eventos extremos meteorológicos ocorridos e a seleção dos melhores períodos para contribuição em estudos de dispersão atmosférica.

Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2015-12-15T15:20:25Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Josiel da Cunha Silva.pdf: 3393066 bytes, checksum: 0e52f8a835a0bba2f595f6a149035eb1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-15T15:20:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Josiel da Cunha Silva.pdf: 3393066 bytes, checksum: 0e52f8a835a0bba2f595f6a149035eb1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2013-05-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / This work relates the occurrence of lightning and precipitation in the Central Amazon , more specifically around the city of Manaus, from December 2008 to November 2011 in a square area with 16 km radius centered at a meteorological station located geographically 2º 36 '32'' S lat and 60 º 12' 33'' W long. The rainfall data were provided by the rain gauge located at the station mentioned above, managed by the Institute for Amazonian Research (INPA). The ligtning data are the responsibility of STARNET a lightning detection network operated by the Institute of Astronomy, Geophysics and Atmospheric Sciences, State University of São Paulo (IAG-USP), chosen to have a wide global coverage. The choice of the size of the area is due to the error location STARNET be on average eight (8) kilometers. As the chosen area is twice that size, so we have a better efficiency in the results obtained from processing the data of atmospheric electrical discharges (lightning). A regression analysis between variables rays and rainfall at different time scales was performed. Among these analyzes are detailed rainy and less rainy periods, where it was found that the coefficients of correlation and determination are significantly higher for periods of reduced rainfall incidence, compared to periods with more rain, indicating, in this situation, the existence of a relationship more direct between the detected rays and rain measured in the study area in question. Extreme cases were analyzed statistically using scatter plots. / Este trabalho relaciona a ocorrência de raios e precipitação, na Amazônia Central, mais especificamente nos arredores da cidade de Manaus, no período compreendido entre dezembro de 2008 a novembro de 2011, numa área quadrada com 16 quilômetros de lado, centralizada em uma estação meteorológica localizada geograficamente a 2º 36‟ 32‟‟ S de latitude e 60º 12‟ 33‟‟W de longitude. Os dados de chuva foram fornecidos por pluviômetro localizado na estação supracitada, gerenciada pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA). Os dados de raios são de responsabilidade da Sferics Tracking and Ranging Network (STARNET), uma rede de detecção de raios operada pelo Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade Estadual de São Paulo (IAG-USP), escolhida por ter uma ampla cobertura global. A escolha do tamanho da área se deve ao fato do erro de localização da STARNET ser de, em média 8 (oito) quilômetros,. Como a área escolhida tem o dobro desse tamanho, temos então uma melhor eficiência nos resultados obtidos do processamento os dados de descargas elétricas atmosféricas(raios). Foi realizada uma analise de regressão entre as variáveis raios e chuvas, em diferentes escalas temporais. Dentre essas análises estão discriminadas períodos chuvosos e menos chuvosos, onde verificou-se que os coeficientes de correlação e determinação são sensivelmente maiores para os períodos de menor incidência pluviométrica, comparado aos períodos com mais chuva, indicando, nessa situação, a existência de uma relação mais direta entre os raios detectados e a chuva pluviometricamente medida, na área de estudo em questão. Os casos extremos foram também analisados estatisticamente através de gráficos de dispersão.

Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2016-08-22T14:36:50Z No. of bitstreams: 2 DISSERTACAO_GUSTAVO.pdf: 10195920 bytes, checksum: d802997d0ca2e33cd14aca7e2c0937c7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-22T14:36:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTACAO_GUSTAVO.pdf: 10195920 bytes, checksum: d802997d0ca2e33cd14aca7e2c0937c7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The regional model ETA for Weather Prediction and Climate Studies Center(CPTEC/INPE) was used to assess the impacts of changes in vegetal cover and land use(deforestation) in the components of the water balance and precipitation recycling in the Amazon.In general, the spatial and seasonal distribution of the components of the water balance and recycling of precipitation over the continent was well represented by ETA model in wet and dry seasons. However, the model underestimated precipitation in much of the country during the wet season, especially in the central-eastern portion of the Amazon and Northeast regions of Brazil, and overestimated in the extreme northwest of the continent and over the Andes Mountains. Regarding the impacts of changes in land use in the Amazon in air temperature, the water balance components and recycling of rainfall, there was no significant change to the base year of the deforestation of 2010. However, the most significant changes occurred in deforestation scenarios 2050 and 2100. On average, the air temperature increased by 1,5°C, 3,0°C and 4.5 °C for scenarios in 2010, 2050 and 2100. Precipitation suffered up to 13% reductions for the scene in 2050 and 35% in 2100. The evapotranspiration and moisture convergence had impacts of -13.3% and + 7% respectively for the scene in 2050, and still -36.7% and + 14% for scenario 2100, respectively. In both cases it predominated the negative feedback mechanism in which the relative decrease in evaporation on average was greater than the reduction in precipitation (increase in moisture convergence), which represents a best case scenario compared with a positive mechanism for the negative feedback mechanism plays a role in restoring the degradation generated in vegetation cover to anthropogenic degradation is eliminated. Regarding the recycling of precipitation, 9% reductions were observed and 29% respectively for scenarios in 2050 and 2100. In the wet season the recycling was reduced from 7.8% and 22%, respectively; and in the dry season the reductions were 12% and 33% for the same scenarios, showing that the greatest impacts on rainfall recycling occurred in the dry season of the basin. The intense decrease in rainfall recycling in the dry season is a troubling result because the changes in locally produced precipitation rate may be associated with a longer dry period. / O modelo regional ETA do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE) foi utilizado a fim de avaliar os impactos decorrentes das mudanças na cobertura vegetal e uso da terra (desflorestamento) nos componentes do balanço de água e Reciclagem de Precipitação na Amazônia. De forma geral, a distribuição espacial e sazonal dos componentes do balanço de água e reciclagem de precipitação sobre o continente foi bem representada pelo modelo regional ETA nas estações úmida e seca. Entretanto, o modelo subestimou a precipitação em grande parte do país na estação úmida, principalmente nas porções central-leste da Amazonia e Nordeste do Brasil, e superestimou no extremo noroeste do continente e sobre a Cordilheira dos Andes. Em relação aos impactos decorrentes das mudanças nos usos da terra na Amazônia na temperatura do ar, nos componentes de balanço de água e na reciclagem de precipitação, não se observou mudança significativa para o desflorestamento do ano base de 2010. Entretanto, as mudanças mais siginificativas ocorreram nos cenários de desflorestamento de 2050 e 2100. Na média, a temperatura do ar apresentou aumento de 1,5 o C, 3,0 o C e 4,5 o C para os cenários 2010, 2050 e 2100. A precipitação sofreu reduções de até 13% para o cenário 2050 e de 35% em 2100. A evapotranspiração e a convergência de umidade tiveram impactos de -13,3% e +7% respectivamente, para o cenário 2050, e ainda de -36,7% e +14% para o cenário 2100, respectivamente. Em ambos os casos predominou-se o mecanismo de retroalimentação negativo no qual, a redução relativa na evapotranspiração na média foi maior que a redução na precipitação (aumento na convergência de umidade), o que representa um melhor cenário se comparado com mecanismo positivo, pois o mecanismo de retroalimentação negativo tem o papel de restaurar a degradação gerada na cobertura vegetal se a degradação antropogênica for eliminada. Com relação à reciclagem de precipitação, observaram-se reduções de 9% e 29%, respectivamente, para os cenários 2050 e 2100. Na estação úmida a reciclagem foi reduzida de 7,8% e 22%, respectivamente; e na estação seca as reduções foram de 12% e 33% para os mesmos cenários, mostrando que os maiores impactos na reciclagem de precipitação ocorreram na estação seca da bacia. A intensa redução na reciclagem de precipitação na estação seca é um resultado preocupante, pois as mudanças na taxa de precipitação produzida localmente podem estar associadas a um período seco mais longo.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-25T18:11:32Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2618614 bytes, checksum: ea35bc1696e1ea02f80ffd5aaf05b045 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T18:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2618614 bytes, checksum: ea35bc1696e1ea02f80ffd5aaf05b045 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Informações sobre chuvas intensas com diferentes durações são de extrema importância para o estabelecimento de equações matemáticas que relacionam as grandezas fundamentais da chuva: a intensidade de precipitação (i m ), sua duração (t) e sua frequência de ocorrência (f), representada pelo período de retorno (TR = 1/f). Essas equações são denominadas equações intensidade- duração-frequência (IDF), ou equações de chuvas intensas e são largamente utilizadas para subsidiar o planejamento e dimensionamento de obras hidráulicas, em especiais as hidro-agrícolas. No entanto, informações dessa natureza são escassas no Brasil devido à baixa densidade da rede pluviográfica e devido à dificuldade de obtenção dessas informações. Para suprir a necessidade de informações de chuvas intensas de diferentes durações, foram desenvolvidas metodologias, denominadas de desagregação de chuvas, as quais desagregam a chuva de um dia, proveniente de registros pluviométricos, em chuvas de menores durações. Dentre os métodos de desagregação existentes, destaca-se o Método das Relações de Chuvas de Diferentes Durações (RCDD). No Brasil, este método é recomendado por CETESB (1979), a qual estabeleceu coeficientes de desagregação (cd) tomados como válido para todo o território nacional. O RCDD apresenta como uma de suas premissas o comportamento estático das relações de chuvas de diferentes durações em função do período de retorno e a similaridade dessas relações em diferentes localidades (cds supostamente válidos para todo o território nacional). Outra questão sobre o RCDD é que ainda não foi averiguada a equivalência entre as i m observadas e estimadas pelas equações estabelecidas a partir de sua aplicação, assim como a avaliação dos erros proporcionados pela aplicação do RCDD. Nesse sentido, os objetivos do presente trabalho foram: averiguar as premissas do método RCDD, ou seja, verificar se os cds apresentam tendências em função do período de retorno e se apresentam validade nacional; verificar se existe equivalência entre os dados de i m observados e estimados pelo método RCDD. Para cumprir com esses objetivos foram analisados dados pluviográficos e pluviométricos de estações distribuídas no estado de Minas Gerais. A técnica de regressão foi utilizada para avaliar as premissas do método, através da análise do coeficiente angular da reta: a regressão linear entre os coeficientes de desagregação em função do período de retorno, em caso de tendências, teria o coeficiente angular diferente de zero e; a regressão linear entre os dados de diferentes localidades, em caso de igualdade, teria o coeficiente angular igual a 45o (relação 1:1). Para a maioria dos casos, não foi constatada tendências dos coeficientes de desagregação em função do período de retorno (93% dos casos). As tendências detectadas não modificaram os coeficientes de desagregação de maneira expressiva em relação à média obtida dos diferentes em função do período de retorno. Para a maioria das comparações das relações de chuvas intensas de diferentes durações, de diferentes localidades, foram constatadas diferenças significativas entre as mesmas (91% dos casos). Sendo assim, o uso de coeficientes de desagregação generalizados pode incorrer em erros. O procedimento estatístico utilizado para testar a equivalência foram os seguintes testes: teste de identidade de modelos e teste de equivalência 1:1. Também foram analisados os erros provenientes de cada equação IDF, através do erro de predição absoluto médio (EPAM), raiz do quadrado médio do erro (RQME) e erro padrão da estimativa (EPE), além das estatísticas de ajuste. Foi possível concluir que o método RCDD não gerou estimativas de chuvas intensas equivalentes aos dados observados, seja com os coeficientes generalizados da CETESB (1979) ou com os coeficientes específicos (locais), para a maioria das situações (mais de 80% das situações). No entanto, os erros obtidos pelos modelos são considerados aceitáveis na previsão de chuvas intensas de diferentes durações, o que torna o método RCDD uma alternativa para suprir as necessidades de informações de chuvas intensas. A análise com coeficientes locais tende a aumentar a eficácia do método RCDD, proporcionando menores erros e melhores estatísticas de ajuste. / Information about intense rainfall of different durations is very importante for the establishment of mathematical equations that relate the fundamental characteristics of rainfall: intensity (i m ), duration (t) and frequency (f), represented by the return period (RP = 1/f). These equations are known by intensity-duration-frequency equations (IDF), or intense rainfall equations and are widely used to subsidize the planning and design of hydraulic works, especially hydro-agricultural projects. However, informations of this nature is scarce in Brazil due to the low density of the pluviographics gauge stations and due to the difficulty of obtaining this information. For subsidize information about intense rainfall of different durations, methodologies were developed, called daily rainfall disaggregation, which disaggregates one-day rainfall from pluviometric records into rainfall of shorter durations. Among the existing disaggregation methods, the Rainfall Method of Different Durations (RCDD) stands out. In Brazil, this method is recommended by CETESB (1979), which established disaggregation coefficients (dc) taken as valid for the whole national territory. The RCDD presents as one of its premises the static behavior of rainfall ratios of different durations to different return period and the similarity of these dc in different locations (dc theoretically valid for the whole national territory). Another question about RCDD is there is doubt about the equivalence between the i m observed and estimated by the equations established by RCDD method, as well as the evaluation of the errors provided by the application of the RCDD. Therefore, the objectives of the present work were: to ascertain the premises of the RCDD method, that is, to verify if there are trends in dc to different return period and if the dc have nationally valid; verify if there is equivalence between i m data observed and estimated by the RCDD method. In order to comply with these objectives, pluviometric and pluviometric data of gauge stations distributed in the Minas Gerais state were analyzed. The regression technique was used to evaluate the assumptions of the method through the analysis of the angular coefficient of the line: the linear regression between the coefficients of disaggregation as a function of the return period, in case of trends, would have the coefficient different from zero and; the linear regression between the data of different locations, in case of equality, would have the coefficient equal to 1 (ratio 1: 1). For most cases, there were no trends in the disaggregation coefficients as a function of the period of return (93% of cases). The trends detected did not significantly modify the coefficients of disaggregation in relation to the average obtained from the different return period. For most comparisons of the ratios of intense rains of different durations, from different locations, significant differences were observed between them (91% of the cases). Therefore, the use of generalized disaggregation coefficients may incur errors. The statistical procedures used to test equivalence were the following tests: model identity test and 1: 1 equivalence test. The analyzed the errors from each IDF equation, using the mean absolute prediction error (MAPE), root mean square error (RMSE) and standard error of estimation (SEE), in addition to the adjustment statistics. It was possible to conclude that the RCDD method did not generate intense rainfall estimates equivalent to the observed data, either with CETESB generalized coefficients (1979) or with specific coefficients (local) for most situations (more than 80% of situations). However, the errors obtained by the models are considered acceptable in predicting intense rainfall of different durations, which makes the RCDD method an alternative to provide information about intense rainfall. The analysis with local disaggregation coefficients tends to increase the effectiveness of the RCDD method, providing smaller errors and better adjustment statistics.

Aquesta Tesi Doctoral tracta de l'aplicació de l'assaig de penetració in situ (CPTU) en l'estudi de les propietats geotècniques i sedimentològiques del recobriment sedimentari a quatre ambients sedimentaris de la Conca Mediterrània: la plana deltaica del delta del Llobregat, la plataforma externa i el talús superior del Golf de Lleó i el talús balear del Canal d'Eivissa, a la Conca Mediterrània Occidental, i el ventall submarí del Nil, a la Conca Mediterrània Oriental.Aquest estudi es basa principalment en perfils de CPTU, altres assajos in situ com el piezòmetre i les diagrafies de pous, análisis sedimentològiques de mostres de sediment, anàlisis geotècniques de laboratori i dades geofísiques. La disponibilitat de dades a partir d'aquest ampli ventall de tècniques ha estat possible mercès a la col∙laboració amb la indústria destinada a la caracterització geotècnica dels fons marins. Els perfils de CPTU obtinguts a les seqüències sedimentàries investigades han permès reconèixer el gran potencial que té aquesta tècnica en la identificació del tipus de sediment i les seves propietats geotècniques.Els resultats obtinguts mostren que la resistència normalitzada i la ràtio de fricció proporcionades pels CPTU constitueixen paràmetres molt útils per al reconeixement de tendències granulomètriques. Més precisament, hom ha demostrat que la fricció constitueix un paràmetre molt útil en la detecció de variacions granulomètriques en seqüències formades per materials fins, com les del talús del Golf de Lleó. D'altra banda, els perfils de la seqüència deltaica del delta del Llobregat han mostrat que la resistència no corregida també pot ésser representativa d'alternances de materials fins i grollers.Hom ha estimat l'estat de consolidació pels tres cassos d'estudi del talús continental tot i aplicant la relació empírica basada en la relació entre la ràtio de sobreconsolidació, l'esforç de preconsolidació i l'esforç vertical efectiu. Mercès a aquesta aproximació hem vist que sota el nivell de sobreconsolidació aparent que la majoria de seqüències sedimentàries marines presenten, els sediments que no han estat afectats per processos de desestabilització solen presentar sobrepressió. On hi ha paquets de materials esllavissats, com al ventall submarí del Nil, els perfils de CPTU han permès identificar el grau de sobreconsolidació dels nivells reemmotllats. Aquesta sobrepressió respon a les condicions sedimentàries i estructurals de cada indret.Al Golf de Lleó, la sobrepressió està associada a nivells relativament més grollers i permeables en els que hom hi ha detectat la presència de gas. Es tracta de nivells condensats dipositats en períodes d'alt nivell eustàtic. Hom atribueix l'acumulació de gas en aquests nivells a la degradació de la matèria orgànica i/o a la migració ascendente de gas, com suggereix la presència d'un cràter d'escapament (pockmark) de grans dimensions a tocar del punt d'assaig. Hom associa la sobrepressió a episodis de disminució de la pressió hidrostàtica que causaren l'exsolució del gas acumulat principalment en aquests nivells condensats; exsolució que es produiria durant les fases de nivell eustàtic baix dels darrers 340 ka. En canvi, al talús balear del Canal d'Eivissa, hom associa la sobrepressió amb la presència de capes carregades de bombolles de gas, possiblement d'origen volcànic o hidrotermal.Aparentment, aquest gas s'acumulà preferentment en un nivell més groller i amb menor resistència a la cisalla (nivell feble o weak layer), tal i com ho indiquen el perfil corresponent i valors de sensitivitat molt elevats. Hom considera que aquests dos factors precondicionants (acumulació de gas i nivell feble) expliquen el desencadenament de l'esllavissament d'Ana, i el fet particular que allà on s'ha trobat erosió no hi ha sobrepressió, la qual cosa indicaria que la sobrepressió es dissipà per l'erosió associada a l'esllavissament. / The present PHD Thesis deals with the application of the in situ cone penetration test (CPTU) in the study of the physical and geotechnical properties of the sediment record at four sedimentary environments of the Mediterranean Basin: the Llobregat delta plain, the outer shelf and the upper slope of the Gulf of Lion in the western basin, and the Nile deep sea fan, in the eastern basin.This study is mainly focused on CPTU profiles, other in situ tests such as the piezometer and well logs, sedimentological analyses, laboratory geotechnical analyses and geophysical data. Data availability from such a wide range of tools is thanks to the collaboration with the industry focused on the seafloor geotechnical characterization. CPTU profiles acquired in the studied sedimentary sequences allowed recognizing the large potential of the CPTU in identifying sediment type and providing its geotechnical properties. Results obtained show that CPTU derived normalised resistance and friction ratio are the most reliable parameters when interpreting grain size trends.Particularly, we demonstrate that friction constitutes a promising parameter when dealing with fine‐grained sedimentary successions, as we found in the upper slope of the Gulf of Lion. Moreover, CPTU profiles in the sedimentary successions of the Llobregat Delta show that CPTU direct resistance measures can be very useful when interpreting heterogeneous sediments, such as coarse levels within fine‐grained sedimentary sequences.We have estimated the consolidation state for the three continental slope study cases by applying the empirical approximation which defined the overconsolidation ratio as the ratio between the preconsolidation pressure and the vertical effective stress. Thanks to this approximation we observe that the below the apparent overconsolidation that characterised marine sedimentary sequences the sediments that remain unaffected by instability processes are usually underconsolidated due to the existence of overpressure. Where slided materials occur, such as those we found in the Nile deep sea fan, CPTU profiles allowed identifying the overconsolidation ratio in the remoulded sediments. Overpressure is related to particular sedimentary and structural conditions of each study case. In the Gulf of Lion, overpressure is related to coarse‐grained levels where we identify gas. Such levels correspond to condensed layers that were deposited under high sea level conditions.We associate the gas accumulation in these levels to the organic degradation and/or an upward gas seepage, as suggested by the existence of a close pockmark. We link the overpressure to hydrostatic pressure diminutions causing gas exsolution during prolonged periods of sea level lowering of the last 340 kyr. In contrast, at the Balearic slope of the Eivissa Channel, we link overpressure to gas charging likely of volcanic or hydrothermal origin. Apparently, the gas was preferentially accumulated in a coarser layer in which the shear strength is lower (weak layer), as suggested by the corresponding profile and high values of sensitivity. We consider both features (gas charging and weak layer) the preconditioning for the Ana slide, as well as the fact that where erosion is found no overpressure is identified, thus suggesting that overpressure was locally dissipated by the slide.

La prospección gravimétrica es una herramienta adecuada para estudios de Evaluación de Riesgo Sísmico, con objeto de determinar la profundidad de un basamento rocoso, especialmente en zonas urbanas. Este trabajo estudia los factores que afectan en este medio a la precisión de toma y procesamiento de los datos gravimétricos, presentando el ejemplo de aplicación en la ciudad de Barcelona.Las correcciones topográficas se han realizado a partir de un MDT a 45 m de intervalo de malla, comparándolo con uno propio de alta resolución, a paso de 10 m. Se ha aplicado una densidad de reducción variable según la litología, a partir de un mapa de síntesis de la geología del área de estudio. Se han caracterizado asimismo los efectos antrópicos producidos por edificios y túneles, permitiendo elegir la posición de la estación con menor corrección.La realización de los mapas de anomalía de Bouguer y residual se ha optimizado mediante geoestadística a partir de la distribución de las estaciones. Tras aplicar restricciones geológicas al cálculo de la anomalía regional, se ha localizado un mínimo gravimétrico de -6 mGal bajo el Llano de Barcelona, relacionado con una cubeta rellena de sedimentos miocénicos y pliocuaternarios.A partir de un modelo de inversión 3D, se han obtenido diversos modelos probables de profundidad del basamento, controlando la altura de los prismas entre iteraciones a partir del criterio de Bott, y ajustando una curva de variación de densidad a partir del sondeo MARTORELL-1. Este procedimiento ha determinado un rango de profundidades entre 421 y 512 m.La interpretación estructural del basamento se ha llevado a cabo mediante la comparación del mapa de isobatas obtenido con un mapa de gradiente horizontal de la anomalía residual, permitiendo localizar un conjunto de fracturas que limitan la cubeta y dividen el sustrato en un conjunto de bloques.

L'objectiu d'aquest treball és l'estudi del metamorfisme hercinià del vessant sud del Massís del Roc de Frausa i de la muntanya del Montroig. Els materials representats estan constituïts per tres conjunts litològics, els metasediments i els gneissos del Massis del Roc de Frausa, els aranitoides intrusius hercinians i els materials ordovicians superiors I silurians de la muntanya del Montroig. Es distingeixen una sèrie de fases de deformació: una fase anterior a la formació de la foliació regional, una fase sincrònica i una sèrie de fases posteriors. Les tres primeres fases deformatives es produeixen en condicions metamòrfiques progrades. No s'han pogut reconèixer estructures de plegament cartogràfiques associades a aquestes fases, només són clarament visibles al microscopi. Les fases tardanes es produeixen en condicions retrògrades i són responsables de la microestructura del massís. Les fases de plegament tardanes afecten els tres tipus de materials representats en el Massís del Roc de Frausa (els gneissos, els metasediments cambro-ordovicians i els granitoides). Se'n distingeixen dues de principals: la primera, de direcció NE - SW, amb plecs vergents al sud i amb un pla axial amb cabussament feble. La segona, de direcció NW - SE presenta plecs vergents al sud i un pla axial molt redreçat. La interferència d'ambdues fases i la intersecció amb la superfície d'erosió dóna lloc a una macroestructura similar a l'observada. Ambdues fases de plegament porten associada una foliació milonitica, la qual afecta els tres conjunts litològics representats. El rnetamorfisme hercinià consta de dos episodis: un episodi regional, associat a les fases principals de la tectònica hercinica i un episodi de contacte associat a la intrusió dels granitoides hercinians. La metamorfisme regional es caracteritza per ser d'alta temperatura i de baixa pressió. El clímax metamòrfic regional se situa a 3.3 kbar de pressió i 660ºC de temperatura. El gradient estimat és de 60ºC/km. Les paragènesis observades pertanyen a la zona de l'andalusita i a la zona de la sil.limanita. Dintre de la zona de la sil.limanita s'observen canvis progressius de les composicions de les fases minerals ferromagnèsiques (biotita i cordierita) amb l'augment del grau metamòrfic. El metamorfisme de contacte presenta unes condicions de pressió i temperatura molt similars a les observades per al metamorfisme regional. Les paragènesis són, per tant, molt similars. Es distingeix una zona de la moscovita, on els punts més allunyats al batòlit i una zona de la cordierita, en contacte amb el granitoid. Localment es poden observar roques en la zona de la sil .limianita. En aquestes roques també s'observa una migració de les composicions dels minerals ferromagnèsics amb l'augment del grau metamòrfic cap a termes més fèrrics. Al nord de la zona estudiada, en contacte amb roquesíignies de composicions dioritico - gabroiques s'observen paragènesis de roques pelitiques amb granat, per a les quals han estat calculades unes temperatures d'equilibri granat – biotita properes als 700ºC. L'existència d'aquestes paragènesis posa en evidència la dificultat de separar el metamorfisme regional del metamorfisme de contacte en aquestes roques. En la muntanya del Montroig els materials ordovicians superiors i silurians presenten un grau metamòrfic molt baix. Se situen en la zona de la moscovita. El grau metamòrfic assolit pel metamorfisme de contacte és me elevat que per al metamorfisme de contacte i se situa en la zona de I 'andalusita – cordierita. La temperatura màxima estimada per aquest sector no ultrapassa els 500 ºC. / The aim of this work is the metamorphose of the Southern part of the Roc de Frausa Masslf and the Muntanya del Montroig. They are formed by three lithological units: metasediments and gneisses of the Cambro-Ordovician, Hercynian intrusive granites and Upper Ordovician and Silurian materials. Polyphasic tectonics and metamorphism took place during the Hercynian orogeny. As a result, a penetrative foliation was developed. This foliation was subsequently folded into a complex antiformal structure (Roc de Frausa dome). Regional metamorphic climax preceded the late folding event, which developed under retrograde conditions. Hylonitic deformation is related to late folds and produced a regressive metamorphic paragenesis both on the metamorphic rocks and the granitoids. Hercynian metamorphosis is formed by two episodes: a regional episode, related to the main phases of Hercynian orogeny and a contact episode, related to the intrusion of the Hercynian granitoids. Regional metamorphism is characterized by high temperature - low pressure gradient (3,1 kbar, 660 ºC). Peak metamorphism is recognized by the static crystallization of sillimanite and cordierite + potassium feldspar. Contact metamorphic parageneses indicate very similar pressure -temperature conditions to those observed for regional metamorphism. In the Muntanya del Montroig regional metamorphism shows low metamorphic grade. Contact metamorphism shows higher grade. Temperatures estimated are about 500ºC.

Esta tesis se basa fundamentalmente en el estudio in situ del polimorfismo de triacilgliceroles (TAGs) mayoritarios de aceites y grasas alimentarios, la determinación del comportamiento de fases de algunas de sus mezclas binarias, y la aplicación del polimorfismo como herramienta para la autentificación de productos alimentarios. Se ha llevado a cabo la caracterización polimórfica de los TAGs POP, OPO, POO, POL, SOO, OOO y OOL, básicamente utilizando una combinación de calorimetría diferencial de barrido y difracción de rayos X con radiación sincrotrón (SAXD y WAXD). Así, se han podido monitorizar los procesos dinámicos de cristalización y las transiciones polimórficas cuando las muestras se sometían a diferentes velocidades de enfriamiento y calentamiento. Los resultados obtenidos son directamente aplicables a procesos de cristalización de aceites y grasas alimentarios, con la finalidad de obtener las propiedades deseadas del producto final, utilizando los tratamientos térmicos más eficientes. Para comprender las interacciones intermoleculares que tienen lugar entre TAGs, se ha determinado los diagramas de fases de las mezclas PPO-OPO, PPO-POO y POO-OPO. Se ha observado un comportamiento eutéctico para el sistema PPO-OPO, mientras que en los sistemas PPO-POO y POO-OPO se formaba un compuesto molecular (co-cristal) metaestable, que tendía a separarse en los componentes de origen. Mediante el uso de difracción de rayos X con micro-haz de radiación sincrotrón, se han analizado las microestructuras heterogenias de mezclas de POP-OPO. El estudio de estos agregados cristalinos esferulíticos es directamente aplicable a procesos de fraccionamiento del aceite de palma. Con la finalidad de comprender muestras grasas más complejas, se ha caracterizado el complejo comportamiento polimórfico de mezclas multi-componente de 3 a 6 TAGs. Para el caso particular del aceite de oliva, el comportamiento polimórfico viene básicamente determinado por los TAGs mayoritarios, mientras que los componentes minoritarios parecen desarrollar un papel menos crucial. Finalmente, se ha aplicado el comportamiento polimórfico como herramienta para la autentificación y detección de fraudes en productos alimentarios. Ha sido posible determinar adiciones fraudulentas de aceite de avellana en aceite de oliva virgen extra en concentraciones inferiores al 5%, y se han podido establecer diferencias muy significativas en grasas de jamones Ibéricos de las categorías cebo y bellota. / Lipids, together with proteins and carbohydrates are major nutrients and also employed as lipophilic materials in food, cosmetic and pharmaceutical industries. Alimentary and industrial fats and oils (such as vegetable oils, margarine, chocolate, and confectionery fats) mainly consist of triacylglycerols (TAGs), whose molecules involve different types of fatty acid moieties. TAGs show a complicated crystallization behavior. The physicochemical properties of a TAG molecule are determined by the nature and compositions of the three fatty acid moieties. These properties must be studied not only in their pure systems but also in mixed systems. In particular, studies on binary mixture systems provide valuable information about molecular interactions among different lipid materials. This PhD thesis is based on the study of the in situ polymorphic characterization of the main TAGs of some vegetable and animal fats and oils, some of their mixtures and the use of the polymorphic behavior of edible fats and oils as a tool to determine their authentication. The polymorphic study of the triacylglycerols POP, OPO, POO, POL, SOO, OOO and OOL was in situ characterized by mainly using differential scanning calorimetry (DSC) and synchrotron radiation X-ray diffraction (SR-XRD) with SAXD and WAXD simultaneous measurement. The combined usage of DSC and SR-XRD or laboratory-scale X-ray diffraction enabled us to monitor the occurrence and transformation behavior at different rates of cooling and heating. The results obtained are closely related to actual crystallization processes of edible fats and oils, in which most functional polymorphic forms can be obtained by applying the most efficient thermal treatments. We also determined the phase behavior of binary mixtures of mixed-acid TAGs containing palmitic and oleic fatty acids (i.e. PPO-OPO, PPO-POO and POO-OPO). PPO-OPO system revealed an eutectic behavior, whereas PPO-POO and POO-OPO were molecular compound-forming. Long incubation periods were needed in order to thermodynamically stabilize the binary mixtures, and the results demonstrated that molecular compounds of PPO-POO and POO-OPO were metastable and tended to separate into the pure TAG components. On the other hand, microstructures of spherulites of POP-OPO binary mixtures were analyzed in neat liquid and solution (n-dodecane) systems by using synchrotron radiation microbeam X-ray diffraction (SR-mu-XRD). Due to a molecular compound formation at the 50:50 concentration ratio, 75POP:25OPO and 25POP:75OPO compositions were characterized to study how the microstructures of spherulites of the TAGs mixtures are determined when the molecular compound crystals and POP or OPO component crystals can be formed competitively. Studies of these heterogeneous microstructures in neat liquid and solution are applicable to palm oil fractionation processes by dry and solvent methods. In an attempt to make an approach to complex natural fatty samples, such as olive oil, the polymorphism of multicomponent mixtures (from 3 to 6 TAG components) was analyzed and discussed. Thus, we observed that the polymorphic behavior of an extra virgin olive oil from the Arbequina olive variety was mainly influenced by its main TAGs, whereas apparently minor components did not develop a crucial role. Furthermore, we also used the polymorphic behavior of natural fat and oils (virgin and extra virgin olive oil, and Iberian ham fat) as a tool to determine authenticity (different ham categories depending on the fattening system used) and detection of adulterations (fraudulent additions of hazelnut oil in olive oil). The combined use of DSC and preliminary chemometric calculations permitted determining fraudulent additions of raw hazelnut oil in an extra virgin olive oil (Arbequina) at concentrations below 5%. On the other hand, highly significant differences were detected in the polymorphic behavior of Iberian ham fat from the bellota and cebo categories.

Tesi realitzada a l'Institut de Ciències de la Terra “Jaume Almera” (ICTJA-CSIC) / This thesis is organized as a compendium of three scientific articles, describing the geological characterization of the Hontomín site for Geological Storage of CO2 by means of 3D seismic data, acquired for this purpose, as well as the available well-log and regional data. The three articles form the core of this thesis and constitute the main scientific effort developed therein. These are: • Alcalde, J., Martí, D., Calahorrano, A., Marzán, I., Ayarza, P., Carbonell, R., Juhlin, C. and Pérez-Estaún, A. 2013a. Active seismic characterization experiments of the Hontomín research facility for geological storage of CO2, Spain. International Journal of Greenhouse Gas Control, 19, 785-795. • Alcalde, J., Martí, D., Juhlin, C., Malehmir, A., Sopher, D., Saura, E., Marzán, I., Ayarza, P., Calahorrano, A., Pérez-Estaún, A., and Carbonell, R. 2013b. 3D Reflection Seismic Imaging of the Hontomín structure in the Basque-Cantabrian Basin (Spain). Solid Earth4, pp. 481-496. • Alcalde, J., Marzán, I., Saura, E., Martí, D., Ayarza, P., Juhlin, C., Pérez-Estaún, A., and Carbonell, R. 2014. 3D geological characterization of the Hontomín CO2 storage site, Spain: multidisciplinary approach from seismics, well-logging and regional data. Tectonophysics (accepted). The thesis begins with an Introduction (Chapter I), in which the motivations and aims of the thesis are presented. These include the problematic derived from anthropogenic emissions of CO2, and present Carbon Capture and Storage technology as an effective method to reach energetic sustainability. This chapter also includes the state-of-the-art seismic reflection method applied to CO2 storage, as well as an outline of the regional and local geology of the study area. The first article (Alcalde et al., 2013a) constitutes Chapter II of the thesis. It presents and describes the active seismic experiments conducted at the Hontomín site for the seismic characterization. The data acquisition is described in detail, with an emphasis on the most relevant factors that affected the quality of the acquired data. These factors include the geomorphological/topographical aspects of the study area, logistical issues during the acquisition. The effects on the seismic records of a near-surface velocity inversion are also discussed. This contribution also shows a preliminary seismic image of the subsurface, which allows outlining the general dome shape of the target structure. The second article (Alcalde et al., 2013b) comprises Chapter III of the thesis. It outlines the processing applied to the seismic data that led to the final migrated seismic image. It includes a detailed discussion about which processes were more effective in enhancing the quality of the obtained image. The image was judged to be suitable for interpretation and constitutes the primary seismic model, to be used as reference baseline during the monitoring stage. Furthermore, the top of the Jurassic dome structure was mapped, allowing us to provide an overall estimation of the size of the target structure, which is a 107 m2 elongated dome with a maximum CO2 storage capacity of 1.2 Gt. The third article (Alcalde et al., 2014), included in Chapter IV of the thesis, focuses on the interpretation of the seismic image and the building of a 3D geological model. The quality of the seismic data required a geologically driven approach to enable interpretation. This approach used a conceptual model as reference, which was inferred in the first place from the correlation of the available well-log data and later improved by the seismic facies analysis and the regional geological data. The conceptual model was used to interpret the seismic data and resulted in a 9-layered 3D geological model and a thorough description of the fault system present in the area. / Esta tesis tiene como objetivo la caracterización geológica 3D de la Planta de Desarrollo Tecnológico para el Almacenamiento Geológico de CO2 de Hontomín (Burgos). Esta caracterización se ha llevado a cabo mediante el procesado y la interpretación de datos de sísmica de reflexión 3D adquiridos para ese propósito en verano de 2010.