En el presente trabajo de investigación se analiza la contaminación de las aguas subterráneas como consecuencia de la generación de lixiviados provenientes de la descomposición de cuerpos sepultados bajo suelo en el camposanto Parques del Paraíso que está en el Sur de la ciudad de Lima, muy cerca a la margen derecha del rió Lurin y bajo la influencia del acuífero del mismo. Este trabajo ha sido estructurado en 8 capítulos: En el Capitulo 1 se señala que el área en estudio esta ubicado en la zona de Santísimo Salvador de Pachacamac, distrito del mismo nombre, provincia y departamento de Lima. Abarcaba un área de 46.613 hectáreas, donde se construirían 171,221 sepulturas bajo suelo, y que actualmente esta funcionando en forma clandestina, sepultándose 60 cadáveres promedio por mes. Aguas abajo están asentados más de 100,000 habitantes que se abastecen de aguas subterráneas, a través de 12 pozos perforados, por ello y por las características del suelo, es que existe el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas por generación de lixiviados provenientes de sepulturas de cadáveres bajo suelo, que es lo que se plantea como problema. Se justifica la investigación en el incentivo al desarrollo de otros estudios como: la forma de transmisión de los contaminantes contenidos en estos lixiviados y la elaboración de nuevos métodos de análisis que permitan determinar contenidos de putrescina, cadaverina y virus patogénicos en las aguas subterráneas. Existieron limitaciones para el desarrollo de este trabajo, como: la escasa información existente sobre este tema, desinterés de la entidad normativa de nuestro país y de los propietarios de este tipo de cementerios, entre otras. Investigaciones realizadas en ciudades de Brasil y diferentes países Europeos, concluyen en que: a) es evidente la contaminación de las aguas subterráneas por estos lixiviados, b) la contaminación patogénica impacta negativamente en la salud de las personas. De allí que la hipótesis lanzada es: “Los lixiviados generados por la descomposición de cuerpos humanos sepultados bajo suelo son altamente contaminantes, por lo que el deterioro de las aguas subterráneas es evidente”, mientras que la hipótesis nula es: “Los suelos tienen un efecto depurador sobre estos contaminantes ya que son asimilados o absorbidos por los ecosistemas existentes en dichos recurso, por lo que el deterioro de las aguas subterráneas es insignificante”. Como unidad de observación se seleccionó el acuífero de la cuenca del rió Lurin, en el área de influencia del camposanto “Parques del Paraíso” y los instrumentos utilizados fueron: los análisis físico, químico y bacteriológico de las muestras extraídas de los pozos profundos ubicados dentro del área de influencia, entrevistas a especialistas y personas con conocimiento en esta materia. En el Capitulo 2 se consideran dos aspectos: el marco legal y el marco teórico. En el marco legal se han considerado todas aquellas normas que están relacionadas con el uso de los recursos naturales, el marco institucional y las responsabilidades de la gestión empresarial bajo el contexto de la protección, control ambiental y desarrollo sostenible que son aplicables a este trabajo de investigación. En el marco teórico se describe la ubicación y delimitación del área en estudio, y lo correspondiente a las características físicas, biológicas y socioeconómicas. También se expone la forma de transmisión de contaminantes, analizándose 4 formas. Por último se señalan las características de los líquidos lixiviados resultantes como producto de la descomposición de cuerpos sepultados bajo suelo. En el Capitulo 3, correspondiente a la Metodología del Trabajo, se señala que esta investigación es del tipo retrospectiva, experimental y explicativa. Las muestras fueron tomadas en los 12 pozos que están dentro del área de influencia del camposanto durante el periodo que va del 2000 al 2005 y llevadas al laboratorio de SEDAPAL para los análisis correspondientes. Las aguas subterráneas de estos pozos, de acuerdo a la Ley General de Aguas D.L.Nº 17752 y sus Reglamentos, califican como Clase I y los parámetros considerados fueron: Turbiedad, pH, Conductividad, Dureza Total, Sulfuros, Cloruros, Nitratos, Sólidos Totales Disueltos, Coliformes Fecales, Coliformes Termotolerantes y Colonias Heterotróficas. De estos 12 pozos, uno esta fuera de uso, tres están en reserva y los ocho restantes están operativos, inclusive uno de ellos esta dentro del camposanto. Cabe anotar que el camposanto “Parques del Paraíso” comenzó a funcionar el año 2003. En el Capitulo 4 se describen las características del acuífero en esta zona, señalándose que: esta constituido por depósitos aluviales del cuaternario reciente, conformado por arenas, gravas, arcillas y cantos rodados, dispuestos en placas o mezclados entre si, el acuífero esta en equilibrio y tiene suficiente reserva para la explotación indefinida de aguas subterráneas; el nivel de napa freática varía, dentro del camposanto “Parques del Paraíso” entre 6.0 m a 16.0 m y, en el pozo que esta ubicado dentro del camposanto, varía entre los 3.0 m a 10.0 m; el escurrimiento de las aguas subterráneas va de NE a SO. En el proceso de investigación se analizo la variación del nivel de la napa freática obtenida en un piezómetro de absorción ubicado al NE del limite del camposanto “Parques de Paraíso” en correlación con las descargas del rió Lurin, concluyéndose que la profundidades más superficial (3.0 metros en el mes de Abril/2002), se da en la época en que mayor caudal presenta el rió (7,2 m3/s). Los perfiles litológicos que se hicieron de los pozos 678 y 679, ubicados inmediatamente aguas arriba y aguas abajo del camposanto, demuestran que hasta los 10 m de profundidad los terrenos son de alta permeabilidad, producto de predominancia de arena, hormigón de río, piedras grandes y medianas (cantos rodados). Los valores de transmisividad y permeabilidad, medidos en estos mismos pozos, varían de buena a alta. Respecto a la calidad de aguas, las concentraciones de los elementos físicos, químicos y bacteriológicos califican al agua como potable. Del análisis de riegos se extrae que dados la consideración de cercanía al cauce del río Lurin, tipo de suelo y poca profundidad del nivel freático, la ubicación del cementerio es altamente vulnerable. En el Capitulo 5 se analizan e interpretan los resultados, resaltando el hecho de como en un ambiente propicio para la generación de lixiviados, y en consecuencia para la transmisión de contaminantes hacia las aguas subterráneas, esto no se ha dado. En los Capítulos 6 y 7 se concluyen y discuten algunos resultados, considerando lo obtenido como producto de la realización de otras investigaciones similares determinándose, de acuerdo a los resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación, que no existe contaminación de aguas subterráneas a la fecha. En el Capitulo 8 se dan algunas recomendaciones, resaltando la necesidad que se enriquezca la Ley General de Cementerios y Servicios Funerarios con la finalidad de potenciar la preservación de las aguas subterráneas que sirven para abastecer a las poblaciones, y un aporte muy importante referido a desarrollar una metodología que considere la aplicación de rangos ponderados para calcular el nivel de vulnerabilidad de los acuíferos cuyas agua se destinan a abastecimiento de poblaciones. Por ultimo se señala la bibliografía que a servido de soporte al trabajo de investigación y se anexan en glosario de términos y algunos testimonios fotográficos. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Desarrolla la implementación del sistema de ventilación mecánica para la extracción de monóxido en los estacionamientos del supermercado San Luis ubicado en la ciudad de Lima, con el fin de preservar la integridad del personal y de los clientes. El sistema elegido para su funcionamiento consiste en dimensionar y distribuir los conductos y seleccionar los equipos adecuadamente. El aire limpio lo hacemos ingresar a los estacionamientos es a través de los inyectores centrífugos, a la vez los extractores centrífugos direccionan el aire contaminado que hay en los estacionamientos hacia el exterior. Para realizar el diseño de los conductos se consideraron de las normas ASHRAE (American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineer), Norma Técnica E.M. 030 instalaciones de ventilación que brindan recomendaciones para garantizar el buen funcionamiento del sistema, también se consideraron los conocimientos adquiridos en la supervisión de campo de la ventilación mecánica. Se hizo el calculó del caudal de aire requerido de los estacionamientos, dimensionamientos de los conductos con las velocidades recomendadas y selección de equipos de ventilación, para satisfacer el buen funcionamiento del sistema de extracción de monóxido. Además, se asegura que la concentración de monóxido de carbono por debajo de 35 ppm, en cumplimiento con las normas ASHRAE, y que a su vez cumpla las cinco renovaciones por hora de acuerdo a lo establecido en el reglamento nacional de edificaciones (RNE). / Trabajo de suficiencia profesional

Se determina la calidad microbiológica y fisicoquímica de las aguas superficiales y aguas subterráneas del Área de Conservación Regional Humedales de Ventanilla, sistema acuático sometido a intensa contaminación. Los muestreos se realizaron en 17 estaciones ubicados en el ACR (Área de Conservación Regional) Humedales de Ventanilla. Estos muestreos se llevaron a cabo entre febrero y agosto del 2015. En 15 estaciones se tomaron muestras de agua superficial y en 2 estaciones muestras de agua subterránea (piezómetro-fondo) para analizar los 3 parámetros microbiológicos y 44 parámetros fisicoquímicos. Los datos de Coliformes fecales y Escherichia coli fueron sometidos a pruebas estadísticas que determinaron una relación lineal creciente entre las variables Log (Coliformes fecales) y Log (Escherichia coli) que debería considerarse en futuros trabajos de Humedales. Para determinar el grado de contaminación en los 47 parámetros analizados, los resultados se compararon con los indicadores establecidos en los ECAs Agua 2008, 2015 y 2017 para aguas de la categoría IV (Conservación del ambiente acuático), Subcategoría E1: Lagunas y lagos que incluye a los Humedales. Los parámetros que estuvieron por encima de los límites permisibles fueron analizados con los instrumentos de gestión del ACR Humedales de Ventanilla (Plan Maestro 2009-2014, reportes de vigilancia y amenazas) para explicar qué factores antropogénicos posibles influyeron en esos resultados. Las aguas superficiales del área de estudio presentaron valores altos de coliformes totales y coliformes fecales (13000 NMP/100ml y 7900 NMP/100 ml). Se determinó la presencia de Escherichia coli, siendo mayor en la estación M-12 denominada Espejo de Agua por ser el cuerpo de agua más grande del ACR y donde anidan el mayor números de aves. Los parámetros fisicoquímicos del agua en general superaron los límites permisibles establecidos por los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental (ECA) 2008, 2015 y 2017 del Perú (D.S. N°002-2008-MINAN, D.S. N°015-2015-MINAN y D.S. N°004-2017- MINAN). Se concluye que toda el área de estudio esta impactada por la contaminación microbiológica y fisicoquímica. Se considera de interés la afectación por metales pesados siendo el plomo el más preocupante y también As, Cu, Cd, Hg, Se, Zn y Tl. Los resultados indican una posible afectación a la biota acuática, la salud pública y la calidad del agua superficial y subterránea. Además un aporte importante fue la generación de 35 mapas de isolineas que muestran la dispersión de de los contaminantes en toda el Área de Conservación Regional Humedales de Ventanilla. / Tesis

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 5/5/2021. / Ingeniero Civil de Minas / En minas explotadas por el método de panel caving convencional, la ocurrencia de eventos tales como colapsos o estallidos de roca ha sido frecuente a lo largo de la historia. Ambas situaciones conducen a pérdidas productivas y a un aumento de los costos, puesto que se debe desarrollar un proyecto de contingencia para recuperar las reservas afectadas. Los eventos sísmicos son propios del proceso de caving. Sin embargo, en algunos casos existe una anomalía donde la cantidad de sismos supera los valores normales. Esta anomalía ocurre como consecuencia de la inestabilidad geomecánica insostenible del sector afectado. El caso de estudio en este trabajo, comprende la recuperación del frente de hundimiento del sector Centro-Fw de la mina Reservas Norte, División El Teniente, luego de un evento geomecánico ocurrido en el mes de marzo del año 2014. Cabe destacar que en este caso se pudo evitar que los daños aumentaran y causaran el colapso de las galerías de la mina. El principal objetivo de este estudio es documentar la recuperación de un sector, que se vio afectado por daños geomecánicos severos en las galerías del nivel de hundimiento, y cuyo resultado principal fue permitir la continuidad de la variante de explotación y evitar que se genere un colapso. Para abordar este trabajo se debió caracterizar detalladamente el caso de estudio, para identificar las actividades claves en este. Así, se realizó un ordenamiento y análisis de los hechos, que permitió documentar de manera clara los aspectos relevantes para la recuperación del sector estudiado. Gracias a las actividades realizadas fue posible reiniciar el frente de hundimiento y, más importante aún, se pudo continuar con el sistema de explotación, sin necesidad de implementar una variante en este. El diseño de la solución y la planificación de la extracción, resultaron posibles gracias al sistema de extracción del sector (variante convencional). Esto genera una ventaja para la variante convencional de panel caving, la cual se puede considerar para la elección del método de explotación en proyectos futuros. Así, dadas las actividades claves identificadas en el caso de estudio y considerando el éxito en el trabajo realizado, se listan las actividades claves para afrontar daños geomecánicos severos ubicados por delante del frente de hundimiento. Estas actividades claves generan una importante fuente de información, en caso de la ocurrencia de eventos similares en un futuro. Dentro de las actividades claves identificadas en el caso de estudio, se realiza una recomendación con respecto al diseño de la solución, específicamente en el diagrama de perforaciones. Esta modificación implica reducir el largo de las perforaciones realizadas desde el nivel de producción, permitiendo disminuir costos y tiempo de desarrollo.

[ES] El tema de la investigación se centra en técnicas avanzadas para manejar problemas de aguas subterráneas y superficiales relacionados con métodos inversos y cambio climático. Los filtros de Kalman, con especial atención en Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), se analizan y mejoran para la solución de diferentes tipos de problemas inversos. En particular, la principal novedad es la aplicación de estos métodos para la identificación de series temporales. La primera parte de la tesis, luego de la descripción del método, presenta el desarrollo de un software escrito en Python para la aplicación de la metodología propuesta. El software cuenta con un flujo de trabajo flexible que puede adaptarse fácilmente para implementar diferentes variantes del filtro de Kalman y ser aplicado para la solución de varios tipos de problemas. Un paquete de herramientas proporciona varias funcionalidades que permiten de configurar el algoritmo de acuerdo con el problema específico analizado. La primera aplicación se refiere a la solución del problema inverso de flujo en ríos. Este es un procedimiento inverso destinado a estimar el flujo de entrada a un sistema hidráulico en función de información recopilada abajo. El procedimiento se prueba mediante dos ejemplos sintéticos y un estudio de caso real; se investiga el impacto de los tamaños de los conjuntos y la aplicación de técnicas de localización e inflación de covarianzas. Los resultados muestran la capacidad del método propuesto de resolver este tipo de problemas; el rendimiento de ES-MDA mejora, especialmente para tamaños de conjuntos pequeños, cuando se aplican técnicas de inflación y localización de covarianza. La segunda aplicación en el campo de las aguas superficiales se refiere a la calibración de un modelo hidrológico-hidráulico que simula los mecanismos de formación de eventos de inundación. ES-MDA se acopla al modelo numérico de forma paralela para la estimación de los coeficientes de rugosidad e infiltración en base al conocimiento de un hidrograma de flujo en una sección del dominio. Los resultados de dos casos sintéticos y un estudio de caso real demuestran la capacidad del método propuesto para calibrar el modelo hidrológico-hidráulico con un tiempo computacional razonable. En el campo de aguas subterráneas, ES-MDA se aplica por primera vez para identificar simultáneamente la ubicación de la fuente y el historial de liberación de un contaminante en un acuífero a partir de datos de concentración detectados en diferentes puntos del dominio. Se realizaron numerosas pruebas para evaluar la influencia de la distribución espacial y temporal de los datos de concentración, el número del conjunto y el uso de técnicas de localización e inflación; además, se presenta un nuevo procedimiento para realizar una localización iterativa espacio-temporal. La metodología se valida mediante un ejemplo analítico y un estudio de caso que utiliza datos obtenidos en el laboratorio mediante una caja de arena. ES-MDA conduce a una buena estimación de los parámetros investigados; una red de monitoreo bien diseñada y la aplicación de correcciones de covarianza mejoran el rendimiento del método y ayudan a mitigar el posible problema de no unicidad de la solución. Otro propósito de la tesis es investigar el efecto del cambio climático en las aguas subterráneas. Se presenta un modelo simplificado que describe la respuesta de los niveles de agua subterránea a las variables meteorológicas hasta 2100. Es un enfoque estadístico sencillo basado en las correlaciones entre los niveles de agua subterránea y dos índices de sequía que dependen de los datos de precipitación y temperatura. El método se utiliza para evaluar el impacto del cambio climático en los recursos de agua subterránea en un área de estudio ubicada en el norte de Italia utilizando datos históricos y de modelos climáticos regionales. Los resultados m / [CA] El tema de la investigació se centra en tècniques avançades per a manejar problemes d'aigües subterrànies i superficials relacionats amb mètodes inversos i canvi climàtic. Els filtres de Kalman, amb especial atenció en Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), s'analitzen i milloren per a la solució de diferents tipus de problemes inversos. En particular, la principal novetat és l'aplicació d'aquests mètodes per a la identificació de sèries temporals. La primera part de la tesi presenta el desenvolupament d'un programari escrit en Python per l'aplicació de la metodologia presentada. El programari compta amb un flux de treball flexible que pot adaptar-se fàcilment per a implementar diferents variants del filtre de Kalman i ser aplicat per a la solució de diversos tipus de problemes. Un paquet complementar d'eines proporciona diverses funcionalitats que permeten de configurar l'algorisme d'acord amb el problema específic analitzat. La primera aplicació es un nou enfocament per la solució del problema invers de flux en rius. Aquest és un procediment invers destinat a estimar el flux d'entrada a un sistema hidràulic en funció d'informació recopilada aigües avall. El procediment es prova mitjançant dos exemples sintètics i un estudi de cas real; s'investiga l'impacte de les grandàries dels conjunts i l'aplicació de tècniques de localització i inflació de covariàncies. Els resultats mostren la capacitat del mètode proposat de resoldre aquest tipus de problemes; el rendiment de ES-MDA millora, especialment per a grandàries de conjunts xicotets, quan s'apliquen tècniques d'inflació i localització de covariància. La segona aplicació en el camp de les aigües superficials es refereix al calibratge d'un model hidrològic-hidràulic que simula els mecanismes de formació d'esdeveniments d'inundació a partir de sollicitació hidrometeorológicas i la seua posterior propagació. ES-MDA s'acobla al model numèric de manera paral·lela per l'estimació dels coeficients de rugositat i infiltració sobre la base del coneixement d'un hidrograma de flux en una secció del domini. Els resultats de dos casos sintètics i un estudi de cas real demostren la capacitat del mètode proposat per calibrar el model hidrològic-hidràulic amb un temps computacional raonable. En el camp d'aigües subterrànies, ES-MDA s'aplica per primera vegada per identificar simultàniament la ubicació de la font i l'historial d'alliberament d'un contaminant en un aqüífer a partir d'un conjunt de dades de concentració detectats en diferents punts del domini. Es van realitzar nombroses proves per avaluar la influència de la distribució espacial i temporal de les dades de concentració, el número del conjunt i l'ús de tècniques de localització i inflació; a més, es presenta un nou procediment per realitzar una localització iterativa espaciotemporal. La metodologia es valguda mitjançant un exemple analític i un estudi de cas per al qual s'utilitzen dades obtingudes en el laboratori mitjançant una caixa d'arena. ES-MDA condueix a una bona reconstrucció dels paràmetres investigats; una xarxa de monitoratge ben dissenyada i l'aplicació de correccions de covariància milloren el rendiment del mètode i ajuden a mitigar el possible problema de no unicitat de la solució. Un altre propòsit de la tesi és investigar l'efecte del canvi climàtic en les aigües subterrànies. Es presenta un model simplificat que descriu la resposta dels nivells d'aigua subterrània a les variables meteorològiques fins a 2100. És un enfocament estadístic senzill basat en les correlacions entre els nivells d'aigua subterrània i dos índexs de sequera que depenen de les dades de precipitació i temperatura. El mètode s'utilitza per a avaluar l'impacte del canvi climàtic en els recursos d'aigua subterrània en una àrea d'estudi situada en el nord d'Itàlia utilitzant dades històriques i de models climàtics regionals. / [EN] This work focuses on the investigation of advanced techniques to handle groundwater and surface water problems in the framework of inverse methods and climate change. The Ensemble Kalman filter methods, with particular attention to the Ensemble Smoother with Multiple Data Assimilation (ES-MDA), are extensively analyzed and improved for the solution of different types of inverse problems. In particular, the main novelty is the application of these methods for the identification of time series function. In the first part of the thesis, after the description of the ES-MDA method, the development of a Python software package for the application of the proposed methodology is presented. It is designed with a flexible workflow that can be easily adapted to implement different variants of the Ensemble Kalman filter and to be applied for the solution of various types of inverse problems. A complemented tool package provides several functionalities that allow to setup the algorithm configuration suiting the specific analyzed problem. The first novelty application of the ES-MDA method aimed at solving the reverse flow routing problem. The objective of the inverse procedure is the estimation of an unknown inflow hydrograph to a hydraulic system on the basis of information collected downstream and a given forward routing model that relates inflow hydrograph and downstream observations. The procedure is tested by means of two synthetic examples and a real case study; the impact of ensemble sizes and the application of covariance localization and inflation techniques are also investigated. The tests show the capability of the proposed method to solve this type of problem; the performance of ES-MDA improves, especially for small ensemble sizes, when covariance localization and inflation techniques are applied. The second application, in the context of surface water, concerns the calibration of a hydrological-hydraulic model that simulates rainfall-runoff processes. The ES-MDA is coupled with the numerical model by parallel way for the estimation of roughness and infiltration coefficients based on the knowledge of a discharge hydrograph at the basin outlet. The results of two synthetic tests and a real case study demonstrate the capability of the proposed method to calibrate the hydrological-hydraulic model with a reasonable computational time. In the groundwater field, ES-MDA is applied for the first time to simultaneously identify the source location and the release history of a contaminant spill in an aquifer from a sparse set of concentration data collected in few points of the aquifer. The impacts of the concentration sampling scheme, the ensemble size and the use of covariance localization and covariance inflation techniques are tested; furthermore, a new procedure to perform a spatiotemporal iterative localization is presented. The methodology is tested by means of an analytical example and a study case that uses real data collected in a laboratory sandbox. ES-MDA leads to a good estimation of the investigated parameters; a well-designed monitoring network and the use of covariance corrections improve the performance of the method and help to minimize ill-posedness and equifinality. A part of the thesis investigates the impact of climate change on the groundwater availability. A surrogate model that describes the response of groundwater levels to meteorological variables up to 2100 is presented. It is a simple statistical approach based on the correlations between groundwater levels and two drought indices that depend on precipitation and temperature data. The presented method is used to evaluate the impact of climate change on groundwater resources in a study area located in Northern Italy using historical and regional climate model data. The results denote a progressive increase of groundwater droughts in the investigated area. / Todaro, V. (2021). Advanced techniques for solving groundwater and surface water problems in the context of inverse methods and climate change [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166439 / TESIS

Investiga el comportamiento de la resistencia cortante del relave grueso por causas meteorológicas y su influencia en la estabilidad de taludes de la Presa de Relaves N° 3 de Mahr Tunel, ubicada en el Perú. Para este propósito se realizó análisis de muestras inalteradas extraídas de diferentes zonas de la presa, para diferentes periodos de exposición a los agentes meteorológicos, se realizaron los ensayos triaxiales consolidado no drenado - CU. Conforme los resultados de las investigaciones geotécnicas ejecutados, en términos de esfuerzos totales y efectivos; el ángulo de fricción (φ), para el año “0” resultó 16.5º y 31.5º, para el año 3 resultó 26º y 41.4º, para el año 4 resultó 35º; para el año 6 resultó 52º y 51º, para el año 7 resultó 27º y 36.4º. La cohesión (c) del relave grueso, para el año “0” resultó 0 kPa y 3 kPa, para el año 3 resultó 230 kPa y 0 kPa, para el año 4 resultó 50 kPa y 78 kPa, para el año 6 resultó 90 kPa y 120 kPa, para el año 7 resultó 120 kPa y 29 kPa. A partir de estos resultados se concluye que, el ángulo de fricción y cohesión aumentaron, conforme aumentó el periodo de exposición. El incremento de la resistencia cortante del relave, conforme aumenta el periodo de exposición a los agentes meteorológicos, tiene influencia directa en el incremento de los valores de los factores de seguridad del análisis de estabilidad de la presa; en ese sentido, se puede mencionar que el incremento de la resistencia se manifiesta aun no existiendo presiones exteriores y debido al contenido mineralógico del relave el cual genera procesos físicos-químicos que han ocasionado presiones inter-granulares, estas presiones han generado fricción entre las partículas del relave, así como el incremento de la fricción por el efecto de consolidación secundaria. / Tesis

En el contexto de las operaciones de minería subterránea se ha identificado que el principal problema es la posibilidad de que ocurran accidentes generados por la caída de objetos. Para afrontar este problema, se propone hacer uso de robots móviles que realicen la inspección e identificación de este tipo de riesgos. Es en esta línea que los drones equipados con sensores ópticos se vuelven una alternativa para conocer el estado real de dichos espacios y detectar a tiempo algún indicio de posible caída de objetos, esto gracias a la posibilidad que estos brindan de llegar a lugares de difícil acceso sin que el operador tenga que exponerse. En el marco de la tesis presentada, se planteará una estrategia de control que permita la navegación autónoma de un vehículo aéreo no tripulado del tipo ala rotatoria o dron dentro de un espacio confinado como el de las galerías de mina subterránea, donde no se tenga acceso a la señal GPS (Sistema de Posicionamiento Global) y se use únicamente la información recabada por un sensor LiDAR y una unidad de medida inercial (IMU). Para cumplir con este objetivo, se utilizará un controlador diseñado a partir del modelo matemático que mejor describa la dinámica del dron en dos dimensiones. Se realizará tanto el diseño teórico del controlador propuesto como la simulación del sistema de control de la trayectoria del vehículo aéreo. Finalmente, la tesis obtendrá como resultado, una comparativa entre el controlador propuesto y la estrategia de control clásica usada en los drones comerciales. Para ello, se tomará en cuenta las principales restricciones que se tiene en la operación de los vehículos aéreos no tripulados dentro de los espacios confinados, así como la robustez en su respuesta ante perturbaciones externas o como parte del error en la medida de los sensores utilizados.

Aquesta Tesi Doctoral està centrada en la reconstrucció de les condicions climàtiques del passat a la conca occidental del Mediterrani, i més concretament en l’estudi de l’efecte de la variabilitat climàtica d’escala orbital i mil•lenària sobre les condicions oceanogràfiques de la conca. El treball es basa en l’anàlisi i interpretació de dades de indicadors sedimentològics, com ara la mida de gra i la composició elemental dels sediments, d’on s’ha obtingut informació sobre els canvis en les aportacions terrígenes induïts per la variabilitat climàtica i oceanogràfica de la conca, reflectida en canvis del nivell del mar o de la circulació termohalina. Hom ha pogut investigar els canvis del nivell del mar associats als cicles glacials mitjançant l’estudi de les variacions en la mida de gra de les partícules sedimentàries i en la composició elemental d’un testimoni del marge progradant del Golf de Lleó. Les variacions eustàtiques del nivell del mar han determinat l’apilament d’unitats sedimentaries regressives en el talús superior amb una ciclicitat de 100 ka. Els canvis en el nivell del mar han modulat la sedimentació en el marge, la qual va oscil•lar entre aportacions principalment fluvials durant els períodes glacials coincidint amb nivells del mar baixos, i aportacions degudes a la reactivació de processos erosius a la plataforma continental com les Cascades d’Aigües Denses de Plataforma durant les èpoques amb nivell del mar alt corresponents als períodes interglacials. L’estudi de l’Estadi Isotòpic Marí 3, entre 65 i 20 ka, caracteritzat per condicions climàtiques fluctuants de escala mil•lenària, ens hauria d’ajudar a entendre com el clima es comporta sota condicions canviants ràpides i per lo tant pot ser clau per entendre millor el ràpid canvi climàtic induït per l’ésser humà. Les variacions de la mida de gra durant aquest període en el marge del Golf de Lleó han revelat per primera vegada l’existència d’oscil•lacions del nivell del mar d’escala mil•lenària associades a la variabilitat climàtica dels cicles de Dansgaard-Oeschger observats a l’Atlàntic Nord. Nivells del mar relativament alts s’associen a les fases càlides dels cicles de Dansgaard-Oeschger. Aquests resultats mostren una ràpida resposta dels casquets polars a la variabilitat climàtica ràpida del darrer període glacial. Resta per identificar, però, amb precisió el inici d’aquestes pujades del nivell del mar i la seva amplitud. La circulació termohalina del Mediterrani occidental també s’ha vist afectada per les oscil•lacions climàtiques dels cicles de Dansgaard-Oeschger durant l’Estadi Isotòpic Marí 3. Els resultats confirmen que la circulació profunda del Mediterrani occidental funcionà de manera asincrònica respecte a la Circulació de Retorn de l’Atlàntic Nord durant els cicles de Dansgaard-Oeschger. Aquest fet posa de manifest la rapidesa en la transmissió de la variabilitat climàtica entre latituds altes i intermèdies, probablement induïda per un mecanisme de teleconnexió atmosfèrica similar a l’actual Oscil•lació de l’Atlàntic Nord. Tot i així, la circulació profunda del Mediterrani occidental també fou modulada per canvis en la hidrologia de la conca. A l’Holocè hom ha identificat igualment una sèrie d’esdeveniments de curta durada de intensificació de la circulació termohalina, els quals mostren una ciclicitat d’uns 1000 anys. Hom ha pogut correlacionar aquest esdeveniments amb altres observats a l’Atlàntic Nord i en altres regions del planeta, fet que confirma que les reorganitzacions ràpides del sistema climàtic són també comuns en els períodes interglacials. / This PhD Thesis focuses on the reconstruction of past climatic conditions in the Western Mediterranean Basin, and more precisely on the study of the impact of climate variability at orbital and millennial time scales over oceanographic conditions. The work relies on the study of sedimentological proxies like grain-size and elemental geochemical composition of the sediments for unravelling the changes in terrigenous supplies led by oscillations in climate and oceanographic conditions, namely sea level fluctuations and changes in the termohaline circulation of the Western Mediterranean Sea. Sea level changes associated with glacial cycles have been investigated by analysing the oscillations in grain-size and geochemical composition of the sediment records from the progradational Gulf of Lion margin. Eustatic sea level oscillations have determined stacking of regressive progradational units in the upper slope following a 100 kyr cyclicity. Sea level fluctuations have modulated sediment accumulation over this margin, with a succession of periods dominated by high fluvial supplies, and periods characterized by the reactivation of erosive processes in the continental shelf such as Dense Shelf Water Cascading during glacial lowstands and interglacial highstands, respectively. The study of climate variability during Marine Isotope Stage 3, between 65 and 20 ka, characterized by rapid climate fluctuations of millennial time scales, may help us to understand how the climate behaves when undergoing rapid changes and therefore might also further increase our understanding of rapid, anthropogenic climate change. The high-resolution study of grain-size oscillations during Marine Isotopic Stage 3 in the Gulf of Lion margin has shown by the first time the occurrence of millennial scale sea level fluctuations associated with climate variability during the Dansgaard-Oeschger cycles identified in the North Atlantic region. Relative high sea level has been observed to occur during warm interstadials of the Dansgaard-Oeschger cycles. These results point to a rapid response of the ice sheets to climate variability during the last glacial period. However, the precise timing and the amplitude of these millennial-scale sea level rises are still to be determined. The termohaline circulation of the Western Mediterranean Sea has been affected by Dansgaard-Oeschger climate oscillations during Marine Isotopic Stage 3 too, as determined by the study carried out in the IMAGES core MD99-2343 offshore Minorca island. Our results show that during Dansgaard-Oeschger cycles the circulation of deep-water masses in the Western Mediterranean was not synchronized with the Atlantic Meridional Overturning Circulation. This confirms the rapid transmission of climate variability between high and mid-latitudes, likely induced by an atmospheric mechanism similar to the present-day North Atlantic Oscillation. Hydrological oscillations within the basin further modulated the termohaline circulation in the Western Mediterranean Sea. During the Holocene a series of short-lived events of enhanced deep-water circulation have been identified to occur with a cyclicity close to 1000 yr, which have been correlated to relatively cold periods recently recognized from the North Atlantic region and in other regions of the world. These results confirm that rapid reorganizations of the climate system usually ascribed to glacial stages are also a common feature during interglacial periods.

Este trabajo tiene como objetivo el desarrollo de la metodología de diseño óptimo de procesos de separación con membranas líquidas selectivas en su aplicación a la separación de mezclas multicomponentes con recuperación selectiva del componente de interés. Para ello se ha investigado la separación selectiva y concentración de cromo(VI) presente inicialmente en un acuífero subterráneo contaminado por acción de la actividad industrial desarrollada a nivel superficial y donde a su vez, coexisten otras especies aniónicas competitivas (sulfato y cloruro mayoritariamente) presentes por las propias características del acuífero y por su localización en una zona litoral. Tras la selección de Alamine 336 (amina terciaria) y NaOH como agentes de extracción y reextracción respectivamente, se caracterizaron experimentalmente las reacciones químicas responsables de la etapa de extracción, así como la cinética del proceso de separación-concentración cuando se emplea la tecnología de pertracción en emulsión (EPT) en contactores de fibra hueca. Finalmente, se desarrolló un modelo matemático multicomponente y se determinaron los parámetros característicos del mismo con el fin de llevar a cabo el diseño óptimo del proceso mediante técnicas de optimización matemática. / This work aims at the development of the methodology for the optimal design of selective liquid membrane processes as efficient alternatives for the separation and selective recovery of raw materials and valuable compounds from multicomponent systems. For this purpose, the proposed methodology has been applied to the remediation of polluted groundwater containing hexavalent chromium as a consequence of effluent leaking from surface deposition of industrial wastes. Furthermore, other competitive anionic species (mainly sulphate and chloride anions) were also present in the groundwaters due to the specific location being close to the shore.After selecting Alamine 336 (tertiary amine) and NaOH as the best extraction and back-extraction agents respectively, a careful experimental design was performed in order to analyse the chemical equilibria involved in the extraction step. Once the emulsion pertraction technology (EPT) was selected as the most suitable separation-concentration process configuration, the experimental kinetic analysis and mathematical modeling of EPT were carried calculating the values of the design parameters. Finally, the proposed multicomponent model was employed to carry out the optimal process design by means of mathematical optimization techniques.

[EN] Investigations related to the comprehensive understanding of the relationship between surface and groundwater under the conjunctive water management of complex water resource systems requires establishing new tools and methods to jointly assess the natural processes of hydrological systems. When the water resources of a system with strong interaction of surface water and groundwater are evaluated, the approach in terms of conjunctive use is ideal for avoiding the duplication of resources in a simulated complex system. This thesis proposes a generic methodology for integrating models of aquifer into systems with conjunctive use, through efficient water exchange evaluation given in the river-aquifer interactions, with intensive interaction of surface water and groundwater. The main objective of this thesis is to propose a useful methodology for integrating aquifers into systems with conjunctive use, efficiently evaluating the flow exchange between surface and ground massess of a basin. The specific objectives are: (i) review and summarize the state of the art of the methodologies used to assess the river-aquifer relationships into models with conjunctive use; (ii) develop a generic methodology of conjunctive water resource management in complex basins; (iii) adapt a tool for estimating surface and groundwater flow contributions; (iv) implementing a mathematical routine for evaluating nonlinear boundary conditions (in terms of the Eigenvalues technique); (v) implement a tool of approximation of hydrogeological parameters for aquifers integrated on conjunctive use systems; (vi) integrate and apply different techniques, methods and tools in the evaluation of case studies; (vii) evaluate the regionalized effect of climate change on groundwater masses of the aquifer model of the main case study. The implementation methodology considers the following aspects: i. Avoid duplication of resources, conjunctively getting surface and infiltration contributions in the same hydrological model. ii. Propose and validate the operation of an assessment tool to evaluate the interchange flow given into river-aquifer interactions, through the efficient evaluation of nonlinear boundary conditions. iii. Propose a tool to generate and evaluate hydrogeological parameters for its use in models of Eigenvalues aquifers. iv. Propose and evaluate a particular methodology for analyzing the regionalized impact of climate change on groundwater masses on the case study aquifer. On this thesis auxiliary tools were implemented for modeling and simulating the conjunctive water resources in a complex basin such as the case study: the Duero River Basin, Spain. The results of implementing the methodology, tools and specific methods on a complex case study were satisfactory, to achieve the validation of the methodology and adaptations of pre-existing tools and methods. The use of semi-distributed and conceptual rainfall-runoff models allow to selectively separate the components of surface flow and underground recharge into masses of a same water system, avoiding duplication in the evaluation of water resources. In particular, the contribution of the approximated numerical solutions have proven to be a powerful and efficient improvement proposal into the evaluation process of conjunctive water resources use in simple and complex aquifer models, demonstrated in the case studies of Beniardá- Polop and the Duero aquifers. The analysis of the regionalized impact of climate change on groundwater massesof the Duero Basin is associated with the impact on the average recharge obtained respect to the climate scenarios of the IPCC AR5 (RCP 4.5, 6.0 and 8.5, periods 2046-2065 and 2081-2100). / [ES] Las investigaciones que profundizan en el conocimiento integral de las relaciones entre el agua superficial y subterránea, en el marco de la gestión conjunta de recursos de sistemas hídricos complejos, requiere establecer nuevas herramientas y métodos que permitan evaluar conjuntamente los procesos naturales de sistemas hidrológicos. Cuando se evalúan los recursos hídricos de un sistema con interacción intensa de aguas superficiales y subterráneas, el enfoque de evaluación con carácter de uso conjunto es el ideal para evitar la duplicidad de recursos simulados en un sistema complejo. Esta tesis propone una metodología genérica para integrar modelos de acuífero en sistemas de uso conjunto, mediante la evaluación eficiente del intercambio de agua dado en las relaciones río-acuífero de un sistema con interacción intensiva de sus aguas superficiales y subterráneas. El objetivo principal de esta tesis es proponer una metodología útil para la integración de acuíferos en sistemas de uso conjunto, evaluando eficientemente el intercambio de flujo entre masas superficiales y subterráneas de una cuenca hidrológica. Los objetivos particulares son: (i) revisar y sintetizar el estado del arte sobre metodologías de evaluación de relaciones río-acuífero en modelos de uso conjunto; (ii) desarrollar una metodología genérica de evaluación conjunta de recursos hídricos en cuencas complejas; (iii) adecuar una herramienta de estimación de aportaciones superficiales y subterráneas; (iv) implementar una rutina matemática para la evaluación de condiciones de contorno no lineales (en términos de la técnica de Autovalores); (v) implementar una herramienta de aproximación de parámetros hidrogeológicos para acuíferos integrados en sistemas de uso conjunto; (vi) integrar y aplicar distintas técnicas, métodos y herramientas en la evaluación de casos de estudio; (vii) evaluar el efecto del cambio climático regionalizado sobre masas subterráneas del modelo de acuífero del caso de estudio principal. La implementación metodológica considera los siguientes aspectos: i. Evitar duplicidad de recursos, obteniendo conjuntamente aportaciones superficiales e infiltración en un mismo modelo hidrológico. ii. Proponer y validar el funcionamiento de una herramienta de evaluación del intercambio de flujo por relaciones río-acuífero, mediante la evaluación eficiente de condiciones de contorno no lineales. iii. Proponer una herramienta para generar y evaluar parámetros hidrogeológicos para su uso en modelos de acuífero por Autovalores. iv. Proponer y evaluar una metodología particular para analizar el impacto del cambio climático regionalizado sobre las masas subterráneas del acuífero del caso de estudio. En esta tesis se implementaron herramientas auxiliares para la modelación y simulación conjunta de recursos hídricos de una cuenca compleja, caso de estudio: Cuenca hidrológica del Río Duero, España. Los resultados de implementar la metodología, sus herramientas y métodos particulares sobre un caso de estudio complejo han sido satisfactorios, al lograr validar la metodología y las adecuaciones sobre herramientas y métodos pre-existentes. El uso de modelos lluvia escorrentía de tipo conceptual y semi-distribuido permite la separación de las componentes de flujo superficial y la recarga selectiva a masas subterráneas del mismo sistema hidrológico, evitando duplicidad en la evaluación del recurso hídrico. En particular, el aporte de las soluciones numéricas aproximadas han demostrado ser una propuesta potente y mejora eficiente del proceso de evaluación del uso conjunto de recursos hídricos en modelos de acuífero sencillos y complejos, demostrado en los casos de estudio del Acuífero Beniardá-Polop y el Acuífero del Duero. El análisis del impacto de cambio climático regionalizado sobre masas subterráneas del Duero está asociado al impacto sobre el valor medio de recarga para los escenario / [CAT] Les investigacions que profundisen en el coneiximent integral de les relacions entre l'aigua superficial i subterranea, en el marc de la gestio conjunta de recursos de sistemes hídricos complexos, requerix establir noves ferramentes i metodos que permeten evaluar conjuntament els processos naturals de sistemes hidrologics. Quan s'evalüen els recursos hídricos d'un sistema en interaccio intensa d'aigües superficials i subterranees, l'enfocament d'evaluacio en caracter d'us conjunt es l'ideal per a evitar la duplicitat de recursos simulats en un sistema complex. Esta tesis propon una metodologia generica per a integrar models d'acuífero en sistemes d'us conjunt, mediant l'evaluacio eficient de l'intercanvi d'aigua donat en les relacions riu-acuífero d'un sistema en interaccio intensiva de les seues aigües superficials i subterranees. L'objectiu principal d'esta tesis es propondre una metodologia util per a l'integracio d'acuíferos en sistemes d'us conjunt, evaluant eficientment l'intercanvi de decorriment entre masses superficials i subterranees d'una conca hidrologica. Els objectius particulars son: (i) revisar i sintetisar l'estat de l'art sobre metodologies d'evaluacio de relacions riu-acuífero en models d'us conjunt; (ii) desenrollar una metodologia generica d'evaluacio conjunta de recursos hídricos en conques complexes; (iii) adequar una ferramenta d'estima d'aportaments superficials i subterranees; (iv) implementar una rutina matematica per a l'evaluacio de condicions de rodalia no llinials (en termens de la tecnica d'Autovalores); (v) implementar una ferramenta d'aproximacio de parametros hidrogeológicos per a acuíferos integrats en sistemes d'us conjunt; (vi) integrar i aplicar distintes tecniques, metodos i ferramentes en l'evaluacio de casos d'estudi; (vii) evaluar l'efecte del canvi climatic regionalisat sobre masses subterranees del model d'acuífero del cas d'estudi principal. L' implementación metodologica considera els següents aspectes: i. Evitar duplicitat de recursos, obtenint conjuntament aportaments superficials i infiltracio en un mateix model hidrologic. II. Propondre i validar el funcionament d'una ferramenta d'evaluacio de l'intercanvi de decorriment per relacions riu-acuífero, mediant l'evaluacio eficient de condicions de rodalia no llinials. III. Propondre una ferramenta per a generar i evaluar parametros hidrogeológicos per al seu us en models d'acuíferos per Autovalores. IV. Propondre i evaluar una metodologia particular per a analisar l'impacte del canvi climatic regionalisat sobre les masses subterranees de l'acuífero del cas d'estudi. En esta tesis se implementaron ferramentes auxiliars per a la modelación i simulación conjunta de recursos hídricos d'una conca complexa, cas d'estudi: Conca hidrologica del Riu Duero, Espanya. Els resultats d'implementar la metodologia, les seues ferramentes i metodos particulars sobre un cas d'estudi complex han segut satisfaents, al conseguir validar la metodologia i les adequacions sobre ferramentes i metodos pre-existents. L'us de models pluja escorrentía de tipo conceptual i semi-distribuit permet la separacio de les components de decorriment superficial i la recarrega selectiva a masses subterranees del mateix sistema hidrologic, evitant duplicitat en l'evaluacio del recurs hídrico. En particular, l'aporte de les solucions numeriques aproximades han demostrat ser una proposta potent i millor eficient del proces d'evaluacio de l'us conjunt de recursos hídricos en models d'acuífero senzills i complexos, demostrat en els casos d'estudi de l'acuífero Beniardá-Polop i l'acuífero del Duero. L'analisis de l'impacte de canvi climatic regionalisat sobre masses subterranees del Duero està associat a l'impacte sobre el valor mig de recarrega per als escenaris climatics de l'AR5 de l'IPCC (RCP 4.5, 6.0 i 8.5, de Periodos 2046-2065 i 2081-2100). / Hernández Hernández, MA. (2015). Metodología de integración de modelos de acuífero en sistemas de uso conjunto, mediante la evaluación eficiente de condiciones de contorno no lineales presentes en relaciones río-acuífero [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59448 / TESIS