El objetivo de la tesis fue estudiar el comportamiento de una grava gruesa, de tamaño máximo de 40 mm, en condiciones triaxiales y de succión controlada. En base al análisis los resultados obtenidos y conceptos tomados, de ensayos triaxiales en arenas a altas presiones, se planteó un modelo constitutivo que reproduce los ensayos realizados. El estudio experimental se realizó con una nueva célula triaxial, diseñada y construida para alojar una probeta de 250 mm de diámetro y 500 mm de altura; en el equipo es posible controlar la succión, mediante la humedad relativa. La célula triaxial está instrumentada totalmente en el interior. Se diseñaron y construyeron además nuevos transductores como la célula de medición diametral y transductores de desplazamiento loca para grandes deformaciones. La prensa de carga permite realizar ensayos con tensión controlada y deformación controlada. Se realizaron ensayos con deformación controlada con distintas humedades relativas en los que se observó, que la resistencia al corte está controlada por la humedad relativa; se presenta mayor resistencia cuanto menor la humedad relativa. En las deformaciones volumétricas obtenidas se observó, que la dilatancia disminuye apreciablemente cuando el material tiene mayor contenido de humedad. Se dedujo de los resultados también, que existe una dependencia directa del incremento de rotura de partículas con el aumento del contenido de humedad. Por otro lado, se verificó la posibilidad de que el material alcanzase el estado crítico; se observó que en la mayoría de los ensayos se alcanzó esta condición y en los otros existe la tendencia. Se encontró además, que la posición de la línea de estados críticos esta controlada por la succión que posee el material.Para obtener la forma de la superficie de fluencia fueron diseñadas otras trayectorias, el material se ensayó en condiciones saturadas y no saturadas. Los resultados muestran que la forma de la superficie de fluencia, en compresión triaxial, es elíptica girada hacia la zona de tensiones desviadoras. En trayectorias adicionales se fijó la superficie de fluencia en la zona no saturada, para después interceptarla en la zona saturada. Se obtuvo una superficie de fluencia en a zona saturada contraída respecto a la fijada en la zona no saturada. Apoyándose del análisis de los resultados de los ensayos triaxiales, y de algunos conceptos derivados del comportamiento de arenas sometidas a altas presiones, se plantea un modelo elásto-plástico. El modelo tiene dos superficies de fluencia; una superficie describe el mecanismo se produce entre las partículas cuando se someten a una tensión de corte y la otra mecanismo de reacomodo por compresión volumétrica. El potencial plástico de la parte desviadora está definido por la teoría de Rowe (1962), que fue modificada por Wan y Guo (1998) con un parámetro de estado. El potencial plástico de la parte volumétrica el modelo se considera asociado. El modelo reproduce el comportamiento del suelo bajo trayectorias triaxiales e isótropas sometidos a cambios de succión, además, tiene en cuenta la rotura de partículas que se presenta en el material.Por último se implementó el modelo y con él se reprodujeron los ensayos con deformación controlada. El modelo en general reproduce adecuadamente las características más importantes del comportamiento del material. / The aim of the thesis was to study the behaviour of gravel, with a maximum size of 40 mm, under triaxial conditions and suction control. With the analysis of the obtained results and some ideas, taken from high stress triaxial test performed in sand, a constitutive elasto-plastic model was proposed. The experimental study was carried out with a new triaxial cell designed and built to test a specimen of 250 mm in diameter and 500 mm in height. With the equipment, it is possible to control the suction by means of relative humidity. All instruments were placed inside the cell. New transducers were designed and built additionally (i.e. the diametral cell transducer and LDT for large strains). The load frame used is capable of functioning with stress and strain control. Strain control triaxial tests were made with different relative humidity and the results showed that the shear strength is a function of the relative humidity; it was obtained higher strength and dilatancy with low relative humidity. The tests also showed direct dependency of particle breakage on relative humidity. It was analyzed if the granular material reached the critical state, most tests showed that the material reached the condition but in the cases that it did not reach it, the tendency existed. It was found that the critical state line position is a function of suction.Another triaxial test campaign was made in order to obtain the yield surface form; consisting of unsaturated and saturated tests. The results showed that the yield surface has an ellipse form turned towards the deviatory part. In other tests the yield surface was fixed in the unsaturated zone and intercepted in the saturated; the results showed that the saturated yield surface contracts with saturation.With the analysis of the triaxial test and some ideas taken from the triaxial test on sand under high stresses an elasto-plastic model was proposed. The model has two yield surfaces; the first one describes the shear mechanism and the other one, the volumetric one. The flow rule of the deviatory part is defined by the dilatancy Rowe theory (1962), which was modified by Wan and Guo (1998) with a state parameter. The plastic potential of the volumetric part is considered associated. The model reproduces the soils behaviour under triaxial and isotropic paths subjected to suction changes. More over, it takes into account the particle breakage present in the material. Finally the model was implemented and the tests made with strain control were reproduced. The model matches, in general, all the characteristic behaviour of the material.

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No propósito de caracterizar este conhecimento e promover seu desenvolvimento, o presente trabalho indaga sobre a identificação e desenvolvimento do PCK do professor de Química em relação ao tema Ligação química. Assumiu-se como princípio fundamental do desenvolvimento do PCK, o processo reflexivo em coletivos docentes, em relação à modelagem como estratégia didática no Ensino de Ciências, acompanhado do trabalho colaborativo na construção de uma unidade didática sob este mesmo enfoque. Metodologicamente esta pesquisa foi abordada segundo a perspectiva do estudo de caso, no qual foram selecionados dois estudos de caso, correspondentes a duas professoras participantes do processo formativo que representam casos de interesse particular, ao considerar aspectos como as diferenças em suas formações profissionais e suas experiências como professoras de Química. Na identificação do PCK das professoras foram utilizados dois instrumentos de reconhecida importância, a CoRe e os PaP-erS, cuja construção possibilitou a reflexão das professoras sobre seus conhecimentos. O processo formativo foi caracterizado pela discussão e a reflexão sobre diferentes temáticas relacionadas ao uso dos modelos e da modelagem no Ensino de Ciências, encaminhadas a mobilizar cada um dos componentes do PCK (MAGNUSSOM et al.,1999). No final do processo, utilizou-se novamente como instrumento de análise o desenvolvimento de uma CoRe e a análise da unidade didática construída pelo grupo colaborativo de professores. Estes dois instrumentos, ao serem contrastados com a informação obtida no começo do processo e as narrativas emergidas no desenvolvimento do mesmo, permitiram reconhecer o desenvolvimento do PCK. Assumiu-se como método de análise de dados a Análise Textual Discursiva (MORAES, 2003), método de particular interesse, considerando a natureza holística do PCK do professor, no qual se envolvem diferentes dimensões de seu conhecimento profissional. Através deste processo de análise foram reveladas características importantes em relação a cada um dos componentes do PCK e seu desenvolvimento. Do presente estudo derivam-se conclusões relacionadas com o valor dos processos de reflexão docente e a construção coletiva de conhecimento no desenvolvimento do PCK do professor; o valor da formação em processos de modelagem, no desenvolvimento de conhecimentos associados aos diferentes componentes do PCK; as relações encontradas no desenvolvimento de alguns componentes, com outros conhecimentos bases do ensino; as dificuldades conceituais dos professores no ensino da Ligação química e sua relação com os componentes do PCK e o caráter particular do PCK e seu desenvolvimento, sujeito a diferentes aspectos relacionados com o desenvolvimento professional do professor. / In this research, the Pedagogical Content Knowledge (PCK) is identified as the knowledge produced by the transformation of the teaching basic knowledge which can be related to the teacher’s professional development. Aiming to characterize this knowledge and to promote its development, this investigation inquiries into the identification and development of the Chemistry teacher’s PCK in relation with the topic “chemical bonding”. It was assumed as a fundamental principle of the development of the PCK, the reflective process in teaching groups, in relation to modeling as didactic strategy in Science Teaching followed by the collaborative work in the design of a didactic unit under the same approach. Methodologically, this investigation was approached from the perspective of case study in which two case studies were selected corresponding to two teachers who participated in the formative processes that represent cases of particular interest, when considering aspects such as differences in their professional development and their experience as Chemistry teachers. In the identification of the PCK of the teachers, two instruments of recognized importance were used, CoRe and the PaP-erS, whose elaboration made possible the reflection of the teachers on their knowledges. This formative process was characterized by the debate and reflection over different topics related with the use of models and the modeling in Science Teaching with the purpose of mobilizing each of the PCK components. (MAGNUSSOM et al., 1999). At the end of the process the CoRe was used again as analytical instrument of the development and the didactical unit analysis built by the collaborative group of teachers. These two tools, by being compared with the information obtained at the beginning of the process and the narratives that emerged during the development of the investigation, allowed the acknowledgment of the development of the PCK. As a method of data analysis the “discursive textual analysis” was used (MORAES, 2003) which is a method that has a particular interest considering the holistic nature of the teacher’s PCK, in which different dimensions of their professional knowledge are involved. Through the analysis, researchers could recognize important characteristics regarding each one of the PCK components and their development. From this study, investigators could reach conclusions related to the value of the reflexive process of the teachers and the collective construction of the knowledge in the development of the PCK, with the basic knowledge’s for teaching, the teachers’ The conceptual difficulties of teachers in the teaching of Chemical Bonding and its relation to the components of the PCK and the particular character of the PCK and its development, subject to different aspects related to the professional development of the teachers.

El aumento de la flota, debido al desarrollo económico del país en la última década, ha generado problemas y dificultades que presentan los usuarios al momento de conducir en las calles de ciudades de todo el territorio nacional. Este conflicto no es ajeno al distrito de Lince, uno de los principales objetivos de este proyecto es llevar a cabo un análisis del problema existente en una de las intersecciones más concurridas de Lince con la ayuda de modelos de microsimulación y mesosimulación adecuados. Por otro lado, las instituciones y / o las empresas de construcción o consultoras que realizan proyectos de viales deben crear modelos computacionales o analíticos como parte fundamental de la etapa de diseño. Sin embargo, con el objetivo de ahorrar o por desconocimiento, realizan simulaciones mesoscópicas o macroscópicas, sin considerar que sus parámetros y ecuaciones son menos exactos que un modelo microscópico. Consistentemente, los resultados obtenidos no han sido correctos, debido a las características observadas en nuestra intersección, como presencia de vehículos pesados, estilo de manejo de conductores, numerosas paradas de transporte público, etc., para evaluar hasta qué punto es eficiente usar un modelo mesoscópico y evitar los tiempos computacionales de un modelo microscópico, se realizará un análisis comparativo de los resultados del Vissim, bajo la metodología de HCM 2010, en una intersección del distrito de Lince y así, optar por un rediseño semafórico coordinado para el cruce de la intersección que mejore el nivel de servicio como para las demoras, en la intersección estudiada. / The increase in the fleet, due to the economic development of the country in the last decade, has generated problems and difficulties that users present when driving on the streets of cities throughout the national territory. This conflict is not alien to the Lince district, one of the main objectives of this project is to carry out an analysis of the existing problem in one of the busiest intersections of Lince with the help of suitable microsimulation and mesosimulation models. On the other hand, institutions and / or construction or consulting companies that carry out road projects must create computational or analytical models as a fundamental part of the design stage. However, with the aim of saving or due to ignorance, they carry out mesoscopic or macroscopic simulations, without considering that their parameters and equations are less exact than a microscopic model. Consistently, the results obtained have not been correct, due to the characteristics observed in our intersection, such as the presence of heavy vehicles, driving style of drivers, numerous public transport stops, etc., to evaluate to what extent it is efficient to use a model In order to avoid the computational times of a microscopic model, a comparative analysis of the Vissim results will be carried out, under the HCM 2010 methodology, at an intersection of the Lince district and thus, opt for a coordinated traffic light redesign for the intersection of the intersection that improves the level of service as well as for delays, in the studied intersection. / Tesis

En la presente investigación se evaluó la eficiencia de las pilas de sacrificio en la reducción de la socavación local de pilares cilíndricos y rectangulares de puentes de ríos. Para ello, se realizaron modelaciones numéricas hidrodinámicas, en el software Iber, y se aplicaron las ecuaciones de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) y de Froechlich. En esta investigación, se emplearon los resultados del ensayo físico del pilar cilíndrico aislado de 30mm de diámetro, ensayado en el artículo científico desarrollado por Vahdati et al. (2020). Asimismo, se emplearon los resultados del pilar rectangular de nariz semicircular de 30mm de ancho y 150mm de largo, ensayado en el artículo científico desarrollado por Vijayasree, Eldho, Mazumder y Ahmad (2019). Estos ensayos físicos fueron calibrados para, posteriormente, adicionar las pilas de sacrificio, en diferentes configuraciones, y analizar su eficiencia en la reducción de la socavación local. Las configuraciones propuestas para las pilas son: triangular 30°, triangular 180°, en tandem y en tridem. Para el pilar cilíndrico aislado y para el pilar rectangular de nariz semicircular se obtuvieron porcentajes de reducción de la socavación local de hasta 45.32% y 60.75%, respectivamente. De acuerdo a los resultados, las configuraciones en tridem y triangulares de 180° fueron las más eficientes. Además, se realizó un análisis dimensional para conocer la influencia de las variables que intervienen en el fenómeno de socavación local. A partir de los resultados, se observó que el número de Froude (Fr) es el numero adimensional más influyente. / In this research, the efficiency of sacrificial piles in reducing local scour of cylindrical and rectangular piers of river bridges was evaluated through hydrodynamic numerical modeling (in the Iber software) and the application of the equations of Froechlich and Colorado State University (CSU). The results of the physical test of the 30 mm diameter single cylindrical pier, tested by Vahdati et al. (2020), and the results of the physical test of the rectangular pier with semi-circular nose of 30 mm wide and 150 mm long, tested by Vijayasree, Eldho, Mazumder and Ahmad (2019), were used. These physical tests were calibrated to add the sacrificial piles in different configurations and analyze their efficiency in reducing local scour. The proposed configurations for the piles were: triangular 30°, triangular 180°, tandem and tridem. The maximum percentages of reduction of local scour obtained were 45.32% and 60.75% for the single cylindrical pier and the rectangular semi-circular nose pier, respectively. According to the results, tridem and triangular 180° configurations were the most efficient. Likewise, a dimensional analysis was carried out to determine the influence of the variables involved in the phenomenon of local scour. From the results, the Froude number (Fr) was the most influential dimensionless number. / Tesis

El problema del transporte público en tren urbano es la sobredemanda de pasajeros a lo largo de su recorrido (estaciones). Tradicionalmente el estudio de distribución de pasajes se realiza antes de la construcción de los trenes urbanos, posterior a ello son pocos los que realizan el seguimiento del aumento de demanda y mejoras del tren urbano. Por ello, con el fin de minimizar la sobredemanda de ciertas estaciones, se aplicó el modelo gravitacional debido a su característica de impedancia. En el marco de la teoría de la incertidumbre, el modelo de transporte sólido basado en gravitacional incierta se transforma en su equivalente determinista, que puede resolverse mediante métodos de optimización general. Finalmente, se da un ejemplo numérico para ilustrar el propósito. / The problem of public transport in the urban train is the excess demand of passengers along its route (stations). Traditionally, the study of the distribution of passages is carried out before the construction of urban trains, after which few people monitor the increase in demand and urban train improvements. Therefore, in order to minimize the over demand of certain stations, the gravitational model was applied due to its impedance characteristic. Within the framework of uncertainty theory, the uncertain gravitational-based transport model is transformed into its deterministic equivalent, which can be solved using general optimization methods. Finally, a numerical example is given to illustrate the purpose. / Trabajo de investigación

[ES] El aumento de la población y el uso incontrolado de recursos y materias primas a escala global ha provocado una pérdida de la calidad ambiental y ha puesto de manifiesto la necesidad de un cambio de la mentalidad de la sociedad. Este cambio ha de articularse a partir de una normativa centrada en los conceptos de sostenibilidad y economía circular y a través del desarrollo e implantación de tecnologías más eficaces y respetuosas con el medio ambiente. El campo de las aguas residuales es uno de los que presenta una mayor capacidad de desarrollo en términos de economía circular y sostenibilidad. Las aguas residuales actúan como sumideros de diferentes recursos como son la energía o los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. En la actualidad, el nitrógeno es eliminado del agua residual mediante tratamientos biológicos como la nitrificación-desnitrificación que, además de impedir la recuperación de este recurso, tienen un consumo energético elevado. Además, la producción industrial del nitrógeno amoniacal se centra en el proceso Haber-Bosch, el cual es también electro-intensivo. Por todo ello, la necesidad de recuperar el nitrógeno presente en el agua residual ha ido tomando fuerza en los últimos años. Los contactores de membrana de fibra hueca son considerados como una de las tecnologías más prometedoras para la recuperación de nitrógeno. Estas membranas se caracterizan por su hidrofobicidad, lo que permite únicamente el paso de sustancias gaseosas de una corriente a otra. Esta tecnología consiste en poner en contacto una disolución rica en nitrógeno amoniacal a un pH elevado y una disolución ácida. El pH elevado hace que el amonio presente se encuentre en forma de amoniaco gas el cual es capaz de atravesar la membrana siendo capturado en la corriente ácida, normalmente de ácido sulfúrico, dando lugar a una disolución de sulfato de amonio. Esta tecnología destaca por, ser selectiva para el nitrógeno amoniacal, su bajo consumo energético y sus bajas necesidades de espacio para su implementación. En este trabajo se realiza un estudio sobre la aplicación de los contactores de membrana de fibra hueca para la recuperación de nitrógeno en el campo de las aguas residuales, centrándose en los siguientes puntos: - Evaluación del efecto de los principales parámetros operacionales sobre el rendimiento y la velocidad del proceso. Los parámetros en cuestión son el pH, el caudal y la temperatura de la corriente alimento, la superficie de membrana disponible y las características de las corrientes ácida y de alimentación. - Desarrollo de un modelo matemático capaz de representar el proceso de recuperación, así como la evolución del pH durante el mismo. - Estudio económico y ambiental de la implantación de esta tecnología a escala industrial en una depuradora. - Desarrollo de un sistema de control para su operación en continuo. / [CAT] L'augment de la població i l'ús incontrolat de recursos i matèries primeres a escala global ha provocat la pèrdua de qualitat ambiental i ha posat de manifest la necessitat d'un canvi de mentalitat de la societat. Aquest canvi ha d'articular-se d'acord amb una normativa centrada en els conceptes de sostenibilitat i economia circular i mitjançant el desenvolupament i implantació de tecnologies més eficients i respectuoses amb el medi ambient. El camp de les aigües residual és un dels que presenta major capacitat de desenvolupament en termes d'economia circular i sostenibilitat. Les aigües residuals actuen com a embornals de diferents recursos els quals arriben a les estacions depuradores com són l'energia o els nutrients com el nitrogen i el fòsfor. Actualment, el nitrogen és eliminat de l'aigua residual mitjançant tractaments biològics com la nitrificació-desnitrificació, que a més d'impedir la recuperació d'aquest recurs, té un consum energètic elevat. A més, la producció industrial del nitrogen amoniacal es basa en el procés de Haber-Bosch que és també electro-intensiu. Els comptadors de membrana de fibra buida son considerats com una de les tecnologies més prometedores per a la recuperació de nitrogen. Aquestes membranes es caracteritzen per la seua hidrofobicitat, la qual cosa permet únicament el pas de substàncies gasoses d'un corrent a altra. Aquesta tecnologia consisteix a posar en contacte una dissolució rica en nitrogen amoniacal a un pH elevat i una dissolució àcida. El pH elevat fa que l'amoni present es trobi en forma d'amoníac gas que és capaç d'entravessar la membrana sent capturat en el corrent àcida, normalment d'àcid sulfúric, i donant lloc a una dissolució de sulfat d'amoni. Aquesta tecnologia destaca per, ser selectiva per al nitrogen amoniacal, baix consum energètic i poques necessitats d'espai per a la seua implementació. En aquest treball es realitza un estudi sobre l'aplicació dels comptadors de membrana de fibra buida per a la recuperació de nitrogen en el camp de les aigües residuals, basant-se en els següents punts: - S'ha avaluat l'efecte dels principals paràmetres operacionals sobre el rendiment i la velocitat del procés. Aquests paràmetres són el pH, el cabal i la temperatura del corrent d'alimentació, la superfície de la membrana disponible i les característiques dels corrents àcides i d'alimentació. - S'ha desenvolupat un model matemàtic per tal de representar el procés de recuperació així com l'evolució del pH. - S'ha realitzat un estudi econòmic i ambiental de la implantació d'aquesta tecnologia a escala industrial en una depuradora - S'ha desenvolupat un sistema de control per a l'operació en continu. / [EN] Population growth and the global uncontrolled used of resources have reduced environmetal quality and highlighted the need for a change in society's mentality. This change should be carried out by new regulations based on the circular economy and sustainability and through the development and implementation of more efficcient evironmentally-friendly technologies. Wastewater treatment appears as one of the most promising industrial fields in terms of circular economy and sustainability. Wastewater acts as a sink of energy and nutrients such as nitrogen and phosphorous, which end up in wastwater treatment plants. Nitrogen is currently removed by the aerobic biological process called nitrification-denitrification. This process avoids the possibility of recovering nitrogen and requires a high energy consumption. Futhermore, ammonia is produced by the Haber-Bosch process, which also requires a lot of energy, thus increasing the need for nitrogen recovery from wastewater. The hollow fibre membrane contactor has appeared as a promising technology for nitrogen recovery. This hydrophobic membrane favours the passage of free ammonia gas from one side to the other without passing liquids. This technology puts a nitrogen-rich solution high pH stream in contact with an acid solution. The high pH makes ammonia appear as free ammonia gas, which is able to pass through the membrane. This free ammmonia is captured by an acid solution, usually sulphuric acid, producing an ammonia sulphate solution. The main advantages of this tecnology are its low energy consumption, small space requirements and the fact that it is selective to ammonia. This thesis describes an overall study of the potential of hollow fibre membrane contactor for nitrogen recovery from wastewater, for which the following aspects of the tecnlogy have been analyzed: - Operational parameters such as pH, feed Flow rate, temperature, membrane surface and the characteristics of the feed and acid stream. - A mathematical model able to represent pH and nitrogen evolution during the recovery process was developed. - An economical and environmental analysis focused on the implantation of this technology in a wastewater treatment plant. - A control system for optimizing continuous operations. / Noriega Hevia, G. (2021). Recuperación de nitrógeno mediante contactores de membrana: aplicación, modelación y control [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/178972 / TESIS

[ES] Actualmente, el 54% de la población mundial vive en ciudades y se espera que en 2050 este porcentaje aumente al 68% (UNDESA, 2019). Una parte importante de esta población urbana se concentra en megaciudades, definidas como áreas urba-nas con más de 10 millones de habitantes. En América Latina, las principales megaciudades son Sao Paulo y Ciudad de México, con más de 20 millones de habitantes en cada una. Buenos Aires, Río de Janeiro, Lima y Bogotá son mega-ciudades aún en desarrollo (Cepal, 2013). La presente tesis doctoral tiene como objetivo identificar y analizar los impactos que la dinámica de crecimiento urbano de una megaciudad induce sobre el com-portamiento de las componentes del ciclo hidrológico. La investigación desarro-llada incorpora el efecto del cambio climático de forma conjunta con el efecto del cambio de uso de suelo urbano. Para ello, se ha planteado una metodología de agregación de parámetros hidrológicos en superficies urbanas que se ha aplicado a la megaciudad de Bogotá, utilizando el modelo hidrológico TETIS y el modelo de cambios de uso de suelo LCM, bajo los escenarios oficiales de cambio climático vigentes en Colombia. Los resultados obtenidos muestran que el análisis conjunto de cambio de uso de suelo y cambio climático proporciona herramientas valiosas para comprender el comportamiento hidrológico de la cuenca en la que se sitúan las megaciudades y predecir su evolución futura. En el caso de la megaciudad de Bogotá se ha obser-vado que el mayor efecto en las componentes del ciclo hidrológico se produce por el cambio de usos de suelo, el cual se ve incrementado por las acciones inducidas por el cambio climático. La utilización de modelos numéricos que consideren todos estos aspectos es de especial relevancia a la hora de definir los planes, políti-cas y programas de desarrollo en entornos densamente urbanizados. / [CA] Actualment, el 54% de la població mundial viu a ciutats i s'espera que el 2050 aquest percentatge augmenti al 68% (UNDESA, 2019). Una part important d'a-questa població urbana es concentra en megaciutats, definides com a àrees urba-nes amb més de 10 milions d'habitants. A Amèrica Llatina, les principals mega-ciutats són Sao Paulo i Ciutat de Mèxic, amb més de 20 milions d'habitants a cadascuna. Buenos Aires, Rio de Janeiro, Lima i Bogotá són megaciutats encara en desenvolupament (Cepal, 2013). Aquesta tesi doctoral té com a objectiu identificar i analitzar els impactes que la dinàmica de creixement urbà d'una megaciutat indueix sobre el comportament dels components del cicle hidrològic. La investigació desenvolupada incorpora l'efecte del canvi climàtic de forma conjunta amb l'efecte del canvi d'ús de sòl urbà. Per això, s'ha plantejat una metodologia d'agregació de paràmetres hidrolò-gics en superfícies urbanes que s'ha aplicat a la megaciutat de Bogotà, utilitzant el model hidrològic TETIS i el model de canvis d'ús de sòl LCM, sota els escenaris oficials de canvi climàtic vigents a Colòmbia. Els resultats obtinguts mostren que l'anàlisi conjunta de canvi d'ús de sòl i canvi climàtic proporciona eines valuoses per comprendre el comportament hidrològic de la conca on se situen les megaciutats i predir-ne l'evolució futura. En el cas de la megaciutat de Bogotà s'ha observat que l'efecte més gran en les components del cicle hidrològic es produeix pel canvi d'usos de sòl, el qual es veu incrementat per les accions induïdes pel canvi climàtic. La utilització de models numèrics que considerin tots aquests aspectes és especialment rellevant a l'hora de definir els plans, polítiques i programes de desenvolupament en entorns densament urbanit-zats / [EN] Currently 54% of the world population lives in cities and it is expected that by 2050 this percentage will increase to 68% (UNDESA, 2019). An important part of this urban population is concentrated in megacities, defined as urban areas with more than 10 million inhabitants. In Latin America, the main megacities are Sao Paulo and Mexico City, with more than 20 million inhabitants. Buenos Aires, Rio de Janeiro, Lima and Bogotá are megacities still in development (Cepal, 2013). This doctoral thesis aims to identify and analyse the impacts that the dynamics of urban growth of a megacity induce on the behaviour of of the hydrological cycle components. The research carried out incorporates the effect of climate change together with the effect of urban land use change. To do this, a methodology for aggregating hydrological parameters in urban areas has been proposed. This methodology has been applied to the megacity of Bogotá, using the TETIS hydro-logical model and the LCM land use change model, under the official climate change scenarios in force in Colombia. Results obtained show that the joint analysis of land use change and climate change provides valuable tools to understand the hydrological behaviour of the basin in which the megacities are located and predict their future evolution. In the case of the megacity of Bogotá, it has been observed that the greatest effect on the components of the hydrological cycle is produced by the land use change, which is increased by the actions induced by climate change. The use of numeri-cal models that consider all these aspects is of special relevance when defining development plans, policies and programs in densely urbanized environments. / Romero Hernández, CP. (2022). Análisis del impacto del crecimiento de las megaciudades sobre el ciclo hidrológico bajo escenarios de cambio climático. Aplicación a la cuenca del río Bogotá (Colombia) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191025

Ce travail porte sur les processus hydrodynamiques en zone littorale.Deux principaux thèmes sont abordés. Le premier concerne la couchelimite oscillante provoquée par l’interaction entre les vagues et le fondà l’approche des côtes. Le second traite de l’évolution de la circulationet la vorticité induite par la bathymétrie et/ou le forçage des vagues.Un modèle de couche limite turbulente a été élaboré et utilisé pourobserver l’évolution de la couche limite oscillante sous l’effet de vaguesnon-linéaires, en s’appuyant sur une modélisation physique menéedans le canal à houle du LEGI. Les profils expérimentaux de vitesseet positions du fond fixe instantanés permettent de définir l’évolutiondes non-linéarités induites par les vagues au sein de la couche limite.Le modèle numérique couplé à une modélisation du mouvement dulit mobile est capable de reproduire l’évolution de ces non-linéarités,et explique que la diffusion verticale observée expérimentalementest principalement due au mouvement vertical du lit causé induitpar les vagues. Pour l’étude de la circulation et de la vorticité enzone côtière, un modèle numérique 2D moyenné sur la verticale detype Shallow Water est validé avec les données d’une expériencemenée dans le basin à vagues du Laboratoire Hydraulique de France(ARTELIA). La formation de courants sagittaux a été forcée parun front de vagues avec un déficit d’énergie au centre du bassin. Lemodèle numérique est validé par des mesures de surface libre, devitesse, ainsi que de circulation et vorticité. En utilisant ensuitel’équation de vorticité potentielle comme outil de diagnostic, avec unforçage monochromatique on prédit un équilibre entre la générationde vorticité et son advection par l’écoulement moyen. / This work is about the hydrodynamic processes in the nearshorezone. They are of great importance to estimate the overall dynamicsof the coastal zone. This thesis is divided into two main parts; thefirst one investigates the coastal bottom boundary layer induced bythe interaction of the waves and the bottom when approaching thecoast; the second one is about the evolution of the mean circulationand vorticity induced by an inhomogeneity in the bathymetry orthe wave forcing. A turbulent boundary layer numerical model hasbeen developed and used to simulate the evolution of the oscillatingboundary layers under non-linear waves, of a flume experiment at theLaboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels (LEGI) inGrenoble, France. The experimental instantaneous velocity profilesand still bed positions, allow defining the non-linear velocity distributionsinduced by the waves within the boundary layer. The numericalmodel coupled with a ad-hoc modeling of the mobile bed motionis able to reproduce the vertical distribution of the non-linearities,and also indicates that the vertical diffusion observed experimentallyis mainly caused by the mobile bed motion induced by the passingwaves. A 2D depth-averaged nonlinear shallow water numericalmodel is used to study the circulation and vorticity in the nearshorezone. This model is validated on a mobile bed experiment in thewave basin of the Laboratoire Hydraulique de France (ARTELIA).The formation of rip currents is forced by a damped wave forcing inthe middle of the wave basin. The numerical model is validated withfree surface and velocity measurements, and by the circulation andvorticity. Using the potential vorticity balance as a diagnosis tooland with a monochromatic wave forcing, an equilibrium between thevorticity generation and advection is observed in the nearshore zone. / Este trabajo trata de los procesos hidrodinámicos en la zona litoral,de grande importancia para la dinámica global del flujo costero. Dostemas principales son estudiados. El primero trata de la capa límiteoscilante provocada por la interacción entre el oleaje y el fondo alacercarse a la costa. El segundo tema trata de la evolución de lacirculación y la vorticidad inducida por la batimetría y/o el oleaje.Un modelo de capa límite turbulenta ha sido elaborado y validadopara analizar la evolución de la capa límite oscilante bajo la influenciade oleaje no-lineal, apoyándose en una modelación física, realizada enel canal de olas del LEGI. Los perfiles experimentales instantáneos develocidad y posición del fondo fijo, permiten definir la evolución delas no-linealidades inducidas por las olas dentro de la capa límite. Elmodelo numérico acoplado a una modelación del movimiento del fondomóvil es capaz de reproducir la evolución de estas no-linealidades, yexplica también que la difusión vertical observada experimentalmentees principalmente debida al movimiento vertical del fondo inducidopor el oleaje. El estudio de la circulación y de la vorticidad en zonascosteras se hace mediante un modelo numérico 2D promediado enla vertical de tipo Shallow Water que es validado con los datos deuna experiencia llevada a cabo en la piscina de olas del LaboratoireHydraulique de France (ARTELIA). La formación de corrientes ripse realiza a través de frentes de olas con un déficit de energía en elmedio de la piscina. El modelo numérico es validado con medicionesde superficie libre, de velocidades, y de circulación y vorticidad.Utilizando la ecuación de vortcidad potencial como herramienta dediagnóstico, con un oleaje monocromático se predice un equilibrioentre la generación de vorticidad y su advección por las corrientes.

[ES] La gestión de los recursos hídricos es de vital importancia para la comprensión de las sequias a largo plazo. En la actualidad, se presentan problemas debido a la disponibilidad y manejo del recurso hídrico. Además, el cambio climático afecta de manera negativa las variables climáticas y la disponibilidad del recurso hídrico. El tomar decisiones en base a información confiable y precisa conlleva un arduo trabajo y es necesario contar con diferentes herramientas que permitan llegar a la gestión de los recursos hídricos. La modelización de las variables climáticas es parte fundamental para determinar la disponibilidad del recurso hídrico. Las más importantes son la precipitación y temperatura o precipitación y evapotranspiración. Los modelos estocásticos se encuentran en un proceso de evolución que permiten reducir la escala de análisis. En esta investigación se ha abordado la modelación de variables climáticas con detalle diario. Se ha planteado una metodología para la generación de series sintéticas de precipitación y temperatura mediante modelización estocástica continua multivariada a escala diaria. Esta metodología también incorpora la corrección del sesgo para precipitación y temperatura de los escenarios de cambio climático con detalle diario. Los resultados de la presente tesis indican que los modelos estocásticos multivariados pueden representar las condiciones espaciales y temporales de las diferentes variables climáticas (precipitación y temperatura). Además, se plantea una metodología para la determinación de la evapotranspiración en función de los datos climáticos disponibles. Por otro lado, los modelos estocásticos multivariados permiten la corrección del sesgo con resultados diarios, mensuales y anuales más realistas que otros métodos de corrección de sesgo. Estos modelos climáticos son una herramienta para pronosticar eventos o escenarios futuros que permiten tomar mejores decisiones de manera anticipada. Estos modelos se programaron en el entorno de MatLab con el objetivo de aplicarlos a diferentes zonas de estudio de manera eficiente y automatizada. Los análisis realizados en la presente tesis se realizaron para la cuenca del Júcar con un buen desempeño para las condiciones de la cuenca. / [CA] La gestió dels recursos hídrics és de vital importància per a la comprensió de les sequeres a llarg termini. En l'actualitat, es presenten problemes a causa de la disponibilitat i maneig del recurs hídric. A més, el canvi climàtic afecta de manera negativa les variables climàtiques i la disponibilitat del recurs hídric. El prendre decisions sobre la base informació de confiança i precisa comporta un ardu treball i és necessari comptar amb diferents eines que permeten arribar a la gestió dels recursos hídrics. La modelització de les variables climàtiques és part fonamental per a determinar la disponibilitat del recurs hídric. Les més importants són la precipitació i temperatura o precipitació i evapotranspiració. Els models estocàstics es troben en un procés d'evolució que permet la incorporació de més detalls reduint l'escala d'anàlisi. En aquesta investigació s'ha abordat el modelatge de variables climàtiques amb detall diari. S'ha plantejat una metodologia per a la generació de sèries sintètiques de precipitació i temperatura mitjançant modelització estocàstica contínua multivariada a escala diària. Aquesta metodologia també incorpora la correcció del biaix per a precipitació i temperatura dels escenaris de canvi climàtic amb detall diari. Els resultats de la present tesi indiquen que els models estocàstics multivariats poden representar les condicions espacials i temporals de les diferents variables climàtiques (precipitació i temperatura). A més es planteja una metodologia per a la determinació de l'evapotranspiració en funció de les dades climàtiques disponibles. D'altra banda, els models estocàstics multivariats permeten la correcció del biaix amb resultats diaris, mensuals i anuals més realistes que altres mètodes de correcció de biaix. Aquests models climàtics són una eina per a pronosticar esdeveniments o escenaris futurs que permeten prendre millors decisions de manera anticipada. Aquests models es van programar a l'entorn de Matlab amb l'objectiu d'aplicar-los a diferents zones d'estudi de manera eficient i automatitzada. Les anàlisis realitzades en la present tesi es van realitzar per a la conca del Xúquer amb un bon acompliment per a les condicions de la conca. / [EN] Management of the water resources is important for understanding long-term droughts. Currently, there are problems due to the availability and management of water resources. Furthermore, climate change negatively affecting climate variables and the availability of water resources. Making decisions based on reliable and accurate information involves hard work and it is necessary to have different tools to achieve the management of water resources. The modeling of the climatic variables is a fundamental part to determine the availability of the water resource. The most important are precipitation and temperature or precipitation and evapotranspiration. Stochastic models are in a process of evolution that allows the incorporation of more details by reducing the scale of analysis. In this research, the modeling of climatic variables has been approached in daily detail. A methodology has been proposed for the generation of synthetic series of precipitation and temperature by means of multivariate continuous stochastic modeling on a daily scale. This methodology also incorporates the bias correction for precipitation and temperature of the climate change scenarios with daily detail. The results of this thesis indicate that multivariate stochastic models can represent the spatial and temporal conditions of the different climatic variables (precipitation and temperature). In addition, a methodology is proposed for the determination of evapotranspiration based on the available climatic data. On the other hand, multivariate stochastic models allow bias correction with more realistic daily, monthly and annual results than other bias correction methods. These climate models are a tool to forecast future events or scenarios that allow better decisions to be made in advance. These models were programmed in the MatLab software with the aim of applying them to different study areas in an efficient and automatically. The work in this thesis was carried out for the Júcar basin with a good performance for the conditions of the basin / Hernández Bedolla, J. (2022). Análisis estocástico de datos climáticos como predictor para la gestión anticipada de sequías en recursos hídricos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/182095 / TESIS

La Recàrrega Artificial d'aqüífers és una tècnica extremadamente poderosa per optimitzar la gestió dels recursos hídrics. De cara a eliminar actituds escèptiques respecte a la seva aplicabilitat en nombroses situacions, és essencial adquirir més coneixements sobre els conceptes quantitatius més importants. Un tema crític és el de la minimització de la colmatació en dispositius de recàrrega. Atesa la extraòrdinaria importància d'aquest problema, es va efectuar una intensa recerca bibliogràfica que permetés determinar els processos bàsics que tenen lloc en la colmatació de plantes de recàrrega. Això, juntament amb la informació de tipus tecnológic subministrada per gestors de plantes de recàrrega, ha permès proposar un model matemàtic conceptual que integra els processos principals: retenció de partícules en suspensió portades per l'aigua de recàrrega, precipitació de minerals, creixement bacterià, generació de gas y compactació. Amb l'ajuda dels codis ja existents, l'esmentat model fou posteriorment incorporat a un programa d'elements finits tridimensionals que és capaç de tractar els cinc processos citats. El programa ha estat aplicat a tres casos de laboratori i a un experiment de camp amb el fi d'establir la validesa del marc conceptual adoptat.Aquesta tesi descriu els aspectes principals del model, els seus fonaments teòrics, la implementació numèrica i l'aplicació als exemples citats. La varietat de condicions simulades i els resultats aconseguits confirmen que el programa pot reproduir de forma satisfactòria una ampli ventall de problemes de colmatació, entre les quals s'inclouen sistemes superficials (bassas) i profunds (pous), flux radial i vertical, transport reactiu multicomponent, i d'altres. Això demostra la utilitat del programa per integrar dades de naturalesa completament diferente. A pesar de les limitacions inherents a tota formulació matemàtica, la modelació integrada proporciona estimacions quantitatives del potencial colmatant. Consegüentment, pot ser considerada com a una eina bàsica per al disseny i gestió de plantes de recàrrega i, eventualment, amb un fi predictiu. / La Recarga Artificial de acuíferos es una técnica extremadamente poderosa para optimizar la gestión de los recursos hídricos. De cara a eliminar actitudes escépticas respecto a su aplicabilidad en numerosas situaciones, es esencial adquirir más conocimientos sobre los conceptos cuantitativos más importantes. Un tema crítico es el de la minimización de la colmatación en dispositivos de recarga. Dada la extraordinaria importancia de este problema, se efectuó una intensa búsqueda bibliográfica que permitiera determinar los procesos básicos que tienen lugar en la colmatación de plantas de recarga. Esto, junto con la información de tipo tecnológico suministrada por gestores de plantas de recarga, ha permitido proponer un modelo matemático conceptual que integra los procesos principales: retención de partículas en suspensión en el agua de recarga, precipitación de minerales, crecimiento bacteriano, generación de gas y compactación. Con la ayuda de códigos ya existentes, dicho modelo fue posteriormente incorporado en un programa de elementos finitos tridimensional que es capaz de tratar los cinco procesos citados. El programa ha sido aplicado a tres casos de laboratorio y a un experimento de campo con el fin de establecer la validez del marco conceptual adoptado.Esta tesis describe los aspectos principales del modelo, sus fundamentos teóricos, la implementación numérica y la aplicación a los ejemplos citados. La variedad de condiciones simuladas y los resultados logrados confirman que el programa puede reproducir de forma satisfactoria una amplia gama de problemas de colmatación, entre las que se incluyen sistemas superficiales (balsas) y profundos (pozos), flujo radial y vertical, transporte reactivo multicomponente, y otros. Esto demuestra la utilidad del programa para integrar datos de naturaleza completamente diferente. A pesar de las limitaciones inherentes a toda formulación matemática, la modelación integrada proporciona estimaciones cuantitativas del potencial colmatante. Por consiguiente, puede ser considerada como una herramienta básica de cara al diseño y gestión de plantas de recarga y, eventualmente, de cara a la predicción. / Artificial Recharge of groundwater is an extremely powerful technique to optimise the management of water resources. In order to eliminate sceptical misconceptions concerning its applicability to numerous situations, it is essential to gain insight into the fundamental quantitative concepts. A critical point is the minimisation of clogging of the recharge device. Given the extraordinary importance of this problem, an intensive bibliographic research was conducted to determine the basic processes underlying the clogging of recharge plants. This, in combination with technological information supplied by Artificial Recharge operators, allowed to propose a conceptual mathematical model that could integrate the main processes. Attachment of suspended solids carried by recharge water, mineral precipitation, bacterial growth, gas binding and compaction of the upper soil layer were found to be determinant in clogging development. Based on existing investigation codes, such model was implemented into a three-dimensional finite element code that is able to cope with the referred mechanisms. The code was applied to three laboratory cases and to one field experiment in order to assess the validity of the adopted framework.This thesis includes the main concepts of the model, its theoretical background, numerical implementation and the application to the referred cases. The variety of simulated conditions and the results achieved with the model confirm that the code can reproduce successfully a wide range of clogging problems, including surface (basins) and deep (wells) systems, vertical and radial flow, multiphase transport and other options. This demonstrates the usefulness of the code to integrate data which are completely different in nature. In spite of the limitations inherent to all mathematical formulations, integrated modelling provides quantitative estimates of the clogging potential. Consequently, can be considered as a basic tool for design and management of recharge plants, and, eventually, for predictive purposes.