Metal mining is one of the economic pillars of the Peruvian economy. Peru is the main producer of gold, zinc, lead, and tin in Latin America and the second largest producer of copper, silver, and zinc worldwide. Despite its economic importance, mining has also left a plethora of Mining Environmental Liabilities (MEL) whose inadequate waste management represents a risk for both the environment and human health and is a common trigger of social problems. The Cajamarca región is the second región in Peru in terms of the number of MEL sites with the majority of them located in the Hualgayoc district. The goal of the PhD project is the assessment of the environmental impact of MEL in the Peruvian Andes using as an example two post-mining sites in the Hualgayoc district. This evaluation includes the study of soils and native plant species in terms of their metal accumulation potential and the species involved in the process, in order to generate information on a possible use of Andean native plants for phytoremediation. The mineralogical composition of soils is dominated by illite, kaolinite, quartz, and jarosite. Soil analyses also reveals a high acidity, very low content of essential nutrients, and potentially toxic concentrations of Pb, Cd, As, Cu, Ag, and Zn out of the 34 analysed elements. Sequential fractionation soil analyses indicate that the highest content of the metals is in fractions with limitedmetal mobility. Soils are classified as extremely polluted according to several geochemical indexes, thus represent a serious risk to the local ecosystem. The main part of the project concerns native Andean flora and contributes to their inventory with the identification of 22 plants belonging to 12 family species. The metal content in plant organs is correlated with that of the soil, in order to assess the phytoremediation potential of native plant species by establishing their metal bioaccumulation and translocation capabilities. Some plants are found to be potentially suitable for phytoremediation of Cd, Cu, and Zn but none of them for Pb, As, and Ag. The speciation studies carried out by HPLC with parallel elemental (ICP) and molecular (ESI) mass spectrometricdetection allows the identification of the chemical species responsible for the translocation of Cu and Zn. Nicotianamine complexes are the major species of copper and zinc in organs of Arenaria digyna, Nicotiana thyrsiflora and Puya sp.; they are accompanied by deoxymutageneic acid complexes. In addition, a novel, never reported so far, dihydroxy-nicotianamine species was identified as the most abundant Cu and Zn ligand in Hypericum laricifolium. / L'exploitation minière des métaux est l'un des piliers économiques de l'économie péruvienne. Le Pérou est le principal producteur d'or, de zinc, de plomb et d'étain d.Amérique latine et le deuxième producteur mondial de cuivre, d'argent et de zinc. Malgré son importance économique, l'exploitation minière a également laissé une pléthore de Responsabilités Environnementales Minières (REM) dont la gestion inadéquate des déchets représente un risque pour l'environnement et la santé humaine et est un déclencheur courant de problèmes sociaux. La région de Cajamarca est la deuxième région du Pérou en termes de nombre de sites REM, la majorité d'entre eux étant situés dans le district de Hualgayoc. L'objectif du projet de doctorat est l'évaluation de l'impact environnemental des REM dans les Andes péruviennes en utilisant comme exemple deux sites post-miniers dans le district de Hualgayoc. Cette évaluation comprend l'étude des sols et des espèces végétales indigènes en termes de potentiel d'accumulation des métaux et des espèces impliquées dans le processus, afin de générer des informations sur une éventuelle utilisation des plantes indigènes andines pour la phytoremédiation. La composition minéralogique des sols est dominée par l'illite, la kaolinite, le quartz et la jarosite. Les analyses de sol révèlent également une acidité élevée, une très faible teneur en nutriments essentiels et des concentrations potentiellement toxiques en Pb, Cd, As, Cu, Ag et Zn sur les 34 éléments analysés. Les analyses de sol par fractionnement séquentiel indiquent que la teneur la plus élevée en métaux se situe dans les fractions pour lesquelles la mobilité métallique est limitée. Selon plusieurs indices géochimiques, les sols sont classés comme extrêmement pollués et représentent ainsi un sérieux risque pour l'écosystème local. L'essentiel du projet concerne la flore andine indigène et contribue à leur inventaire avec l'identification de 22 plantes appartenant à 12 familles. La teneur en métaux des organes végétaux est corrélée à celle du sol, afin d'évaluer le potentiel de phytoremédiation des espèces végétales indigènes en établissant leurs capacités de bioaccumulation et de translocation des métaux. Certaines plantes se révélent être potentiellement appropriées pour la phytoremédiation du Cd, du Cu et du Zn, mais aucune d'entre elles pour le Pb, l'As et l'Ag. Les études de spéciation réalisées par HPLC avec détection par spectrométrie de masse parallèle élémentaire (ICP) et moléculaire (ESI) permettent d'identifier les espèces chimiques responsables de la translocation de Cu et Zn. Les complexes de nicotianamine sont les principales espèces de cuivre et de zinc dans les organes d'Arenaria digyna, de Nicotiana thyrsiflora et de Puya sp.; ils sont accompagnés de complexes d'acide désoxymutagénique. En outre, une nouvelle espèce de dihydroxy-nicotianamine, jamais signalée à ce jour, est identifiée comme le ligand Cu et Zn le plus abondant dans l.Hypericum laricifolium. / La minería metálica es uno de los pilares económicos de la economía peruana. Perú es el principal productor de oro, zinc, plomo y estaño de América Latina y es el segundo productor mundial de cobre, plata y zinc. A pesar de su importancia económica, la minería también ha dejado una gran cantidad de Pasivos Ambientales Mineros (PAM) cuya inadecuada gestión de residuos representa un riesgo tanto para el medio ambiente como para la salud humana y es un desencadenante habitual de problemas sociales. La región de Cajamarca es la segunda del Perú en número de PAM y la mayoría de ellos se encuentran en el distrito de Hualgayoc. El objetivo del proyecto de doctorado es la evaluación del impacto ambiental de PAM en los Andes peruanos utilizando como ejemplo dos emplazamientos post-mineros en el distrito de Hualgayoc. Esta evaluación incluye el estudio de los suelos y de las especies vegetales nativas en cuanto a su potencial de acumulación de metales y las especies involucradas en el proceso, con el fin de generar información sobre un posible uso de las plantas nativas andinas para fitorremediación. La composición mineralógica de los suelos está dominada por illita, caolinita, cuarzo y jarosita. Los análisis del suelo también revelan una elevada acidez, un contenido muy bajo de nutrientes esenciales y concentraciones potencialmente tóxicas de Pb, Cd, As, Cu, Ag y Zn de entre los 34 elementos analizados. Los análisis de suelos por fraccionamiento secuencial indican que el mayor contenido de los metales se encuentra en las fracciones con movilidad limitada de los metales. Los suelos se clasifican como extremadamente contaminados según los índices geoquímicos, por lo que representan un grave riesgo para el ecosistema local. La parte principal del proyecto se refiere a la flora nativa andina y contribuye a su inventario con la identificación de 22 plantas pertenecientes a 12 especies familiares. El contenido de metales en los órganos de las plantas es correlacionado con el del suelo, con el fin de evaluar el potencial de fitorremediación de las especies de plantas nativas estableciendo su capacidad de bioacumulación y translocación de metales. Algunas plantas resultan ser potencialmente adecuadas para la fitorremediación de Cd, Cu y Zn, pero ninguna de ellas para Pb, As y Ag. Los estudios de especiación realizados por HPLC con detección elemental (ICP) y molecular (ESI) de espectrometría de masas en paralelo permiten identificar las especies químicas responsables de la translocación de Cu y Zn. Los complejos de Nicotianamina son las principales especies de cobre y zinc en órganos de Arenaria digyna, Nicotiana thyrsiflora y Puya sp.; están acompañados por complejos de ácido desoximutagénico. Además, se identifica una nueva especie de dihidroxi-nicotianamina, nunca reportada hasta ahora, como el ligando de Cu y Zn más abundante en Hypericum laricifolium.

Se estudia el ciclo del carbono en diferentes usos del suelo (uso forestal, campo agrícola abandonado y olivar de secano) de un ecosistema mediterráneo ante la perspectiva del cambio climático. La hipótesis general de esta tesis es que los cambios en los patrones (estructura y distribución espacial) y tipo de vegetación resultantes de la intensificación de los usos del suelo causarán alteraciones en las condiciones microclimáticas (temperatura y humedad del suelo) y en las características del micrositio (comunidades microbianas del suelo, calidad de los detritos procedentes de la vegetación, patrones de escorrentía y erosión del suelo), que afectarán a los flujos de carbono (entradas y salidas), a los factores que controlan dichos flujos y a la capacidad de secuestro de carbono del ecosistema. Para validar dicha hipótesis se plantean los siguientes objetivos generales: i) caracterizar los reservorios y los flujos de carbono; ii) evaluar la importancia relativa de los diferentes componentes del balance de carbono; e iii) identificar los factores que controlan los flujos de carbono más importantes que regulan la capacidad subterránea de secuestro del mismo en un gradiente de intensificación de usos del suelo. / This thesis provides a useful database of carbon (C) pools and fluxes under different land uses (open forest, old-field, olive grove) in a dry Mediterranean ecosystem of Southeast Spain. To understand how global climate change and alterations in land use are affecting Mediterranean soil biogeochemical processes, I completed four studies that investigated the different C components within the C balance of each land use type, the interactions between them, and their controlling factors. The main objectives were: 1) to quantify C pools and fluxes (outputs and inputs) under different land uses over a three-year period (2006-2009); 2) to compare two C balance approaches based on steady-state or non-steady-state conditions in order to assess the relative importance of the different C fluxes within the C balance of each land use type; and 3) to identify the factors controlling the main C fluxes within each land use type.

[ES] La técnica de "Soil Nailing" es un procedimiento de refuerzo del terreno utilizado continuamente en la estabilización de taludes y cortes del terreno en proyectos de ingeniería geotécnica. Esta técnica se aplica con frecuencia en la ciudad de Quito (Ecuador) para el refuerzo del terreno, mejorando la estabilidad de los taludes, durante el proceso de excavación de varios niveles de sótanos. Estas excavaciones de gran profundidad son habituales en proyectos inmobiliarios importantes de la ciudad, en los que el "Soil Nailing" se emplea con algunas variantes que la ajusten a los recursos constructivos disponibles en el medio. Pese a lo extendido de su uso, esta técnica, que ha resultado ser efectiva para estabilizar las excavaciones durante los procesos constructivos de estructuras de sótano en los suelos de la ciudad de Quito, actualmente dispone de pocas investigaciones locales, ya sean teóricas, numéricas o experimentales, basadas en las propiedades geotécnicas de los suelos volcánicos característicos de la ciudad. Esta Tesis Doctoral que contó con el soporte del Laboratorio de Ingeniería Geotécnica y el Laboratorio de Estructuras del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universitat Politècnica de València presenta un estudio experimental y numérico del comportamiento de dos excavaciones reforzadas con la técnica de "Soil Nailing" para la construcción de las estructuras de sótano de dos importantes edificios ubicados en la zona centro-norte de la ciudad de Quito. Tanto el estudio experimental como el numérico se enfocan principalmente en la evolución de las fuerzas de tensión en las barras de acero de los "Soil Nails", el análisis de desplazamientos horizontales de las pantallas y el análisis de asentamientos en el terreno que se encuentra detrás de las pantallas y que fueron inferidos por la construcción de cada nivel de sótano. Como parte del análisis numérico a través de elementos finitos se han considerado diferentes modelos constitutivos de suelo, cuyos parámetros se determinaron detalladamente de acuerdo a los ensayos de laboratorio del estudio de caracterización geotécnica de esta investigación. Por tanto, esta Tesis Doctoral constituye una de las primeras investigaciones completas de la región encaminada a explicar el comportamiento experimental y numérico de excavaciones mediante la técnica de "Soil Nailing" y respaldada con un completo trabajo de caracterización geotécnica, llevado a cabo a propósito como parte de este estudio. / [CA] La tècnica de "Soil Nailing" és un procediment de reforç del terreny utilitzat contínuament en l'estabilització de talussos i talls del terreny en projectes d'enginyeria geotècnica. Esta tècnica s'aplica ben sovint en la ciutat de Quito (Equador) per al reforç del terreny, millorant l'estabilitat dels talussos, durant el procés d'excavació de diversos nivells de soterranis. Estes excavacions de gran profunditat són habituals en projectes immobiliaris importants de la ciutat, en els que el "Soil Nailing" s'empra amb algunes variants que l'ajusten als recursos constructius disponibles en el mig. A pesar d'allò que s'ha estés del seu ús, esta tècnica que ha resultat ser efectiva per a estabilitzar les excavacions durant els processos constructius d'estructures de soterrani en els sòls de la ciutat de Quito, actualment disposa de poques investigacions locals, ja siguen teòriques, numèriques o experimentals basades en les propietats geotècniques dels sòls volcànics característics de la ciutat. Esta Tesi Doctoral que va comptar amb el suport del Laboratori d'Enginyeria Geotècnica i el Laboratori d'Estructures de l'Institut de Ciència i Tecnologia del Formigó (ICITECH) de la Universitat Politècnica de València presenta un estudi experimental i numèric del comportament de dos excavacions reforçades amb la tècnica del "Soil Nailing" per a la construcció de les estructures de soterrani de dos importants edificis ubicats en la zona centre-nord de la ciutat de Quito. Tant l'estudi experimental com el numèric s'enfoquen principalment en l'evolució de les forces de tensió en les barres d'acer dels "Soil Nailing", l'anàlisi de desplaçaments horitzontals de les pantalles i l'anàlisi d'assentaments en el terreny que es troba darrere de les pantalles i que van ser inferits per la construcció de cada nivell de soterrani. Com a part de l'anàlisi numèrica a través d'elements finits s'han considerat diferents models constitutius de sòl, els paràmetres de la qual es van determinar detalladament d'acord amb els assajos de laboratori de l'estudi de caracterització geotècnica d'esta investigació. Per tant, esta Tesi Doctoral constituïx una de les primeres investigacions completes de la regió encaminada a explicar el comportament experimental i numèric d'excavacions per mitjà de la tècnica del "Soil Nailing" i protegida amb un complet treball de caracterització geotècnica, dut a terme a propòsit com a part d'este estudi. / [EN] The "Soil Nailing" technique is a ground reinforcement procedure used consistently to stabilize slopes and land sections in geotechnical engineering projects. This technique is frequently used in the city of Quito (Ecuador) to reinforce the ground and improve slope stability during the excavation process for various underground parking levels. Such deep excavations are common in the city's most important real estate projects, in which "Soil Nailing" is used with different variations that are adjusted in accordance with the construction resources available in the particular environment. Despite its widespread use, this technique which has proven to be so effective in stabilizing excavations during the construction of underground structures in the soils of the city of Quito, currently suffers from a lack of local theoretical, numerical or experimental research based on the geotechnical properties of the city's characteristic soils. This Doctoral Thesis was supported by the Geotechnical Engineering Laboratory and the Structures Laboratory of the Concrete Science and Technology Institute (ICITECH) of the Universitat Politècnica de València. It presents an experimental and numerical study of the behavior of two excavations reinforced with the Soil Nailing technique for the construction of the basement structures of two important buildings located in the north-central area of the city of Quito. Both the experimental and the numerical study focus mainly on the stress of tension forces exerted on the steel bars of the "Soil Nails", analysis of horizontal wall displacements and analysis of settlements of the ground behind the walls, which were induced by the construction of each underground level. As part of the numerical analysis through finite elements, different constitutive soil models were considered, the parameters of which were determined in detail in accordance with laboratory testing from the geotechnical characterization study for this research. This Doctoral Thesis, therefore, constitutes one of the first complete studies in the region aimed at explaining the experimental and numerical behavior of excavations through the Soil Nailing technique, supported by complete geotechnical characterization work which was carried out for the purpose of forming part of this study. / Capa Guachón, VE. (2021). Estudio experimental y numérico del comportamiento de excavaciones ejecutadas mediante la técnica de suelo claveteado (soil nailing) en suelos de la ciudad de Quito (Ecuador) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/164174

Esta investigación busca evaluar la Interacción entre el Suelo y la Estructura (ISE) en reservorios elevados tipo INTZE de tres diferentes capacidades, cimentados en diferentes tipos de suelos, ubicados en la zona con más peligro sísmico en el Perú. Para esto se planteó realizar una muestra de 27 configuraciones estructurales, con variaciones de altura y diámetro del fuste, y diámetro de losa de cimentación, las cuales están cimentadas en cuatro tipos de suelos de acuerdo con la norma Sismorresistente E.030-16. Se evaluará la influencia de la carga sísmica, mediante un análisis dinámico espectral definido por los lineamientos de las normas nacionales E.030-16 y complementariamente por códigos y estándares internacionales como el ACI 350.3-06. Para el dimensionamiento de los reservorios se aplicó el criterio de Otto Intze, análisis estático de esfuerzos y criterios del código ACI 350.3-06 y ACI 307-48. Estos reservorios fueron modelados en el software SAP2000, contando con 216 simulaciones en total. Se aplicó el modelo de Housner (1963) para la Interacción Fluido-Estructura y para la ISE se aplicó el modelo recomendado por el código FEMA P-750. Para analizar los resultados de interés, como las fuerzas internas en el fuste, la cortante basal, momento de volteo, desplazamientos y periodos, se aplicó la prueba de normalidad de Shapiro Wilk para la variación porcentual que se genera al evaluar la ISE, con el fin de determinar intervalos de variación con una probabilidad del 95%. Además, se aplicó la prueba de independencia Chi-Cuadrado para determinar cuantitativamente si la ISE influye en la reducción de las respuestas de interés. Se concluye de la prueba de independencia que, para un nivel de significancia de 15% la ISE influye en la reducción de la fuerza cortante basal y momento de volteo. Así mismo, para un nivel de significancia de 5% la ISE influye en la reducción de las fuerzas internas locales de fuste. / This research seeks to evaluate the soil structure interaction (SSI) in elevated water tanks of three different capacities, founded on different types of soil, all located in the most seismic hazard zone in Peru. Twenty-seven models were evaluated, all with different structural adjustments, including variations in the capacity, height, and diameter of the foundation slab, which are founded on four types of soil, according to the Peruvian Code for Earthquake Resistant Design E.030-16. We are going to analyze the seismic load influence through a spectral dynamic analysis, according to the Peruvian Code E.030-16, and the ACI 350.3-06 code for elevated tanks. For the sizing of the elevated tanks, the Otto Intze criterion, the static stress analysis, the ACI 350.3-06 and the ACI 307-48 code were applied. These elevated water tanks were modeled in the SAP2000 software, with 216 simulations. The Housner model (1963) was applied for the Fluid Structure Interaction, and for the Soil-Structure Interaction (SSI), we applied the model recommended by the FEMA P-750 code. To analyze the results of interest, such as internal forces in the shaft, base shear, rocking moment, displacements and periods, we applied the Shapiro Wilk normality test for the percentage variation that is generated when we evaluate the SSI, in order to determinate variations intervals with a probability of 95%. Also, we applied the Chi-Square test of independence to determinate, quantitatively, if the results are influenced by the SSI. We concluded, from the independence test that, for a significance level of 15%, the SSI influences the reduction of the basal shear force and the rocking moment. Likewise, for a significance of 5%, the SSI influences the reduction of the internal shaft forces. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina la mezcla de abonos: natural orgánico, y sintético, que optimice la calidad de un suelo agrícola, utilizando un suelo agrícola de la localidad de Pampa del Arco, Ayacucho; el mismo que estuvo en descanso bajo cobertura de Pennisetum clandestinum, por un período de cinco años. La unidad experimental consiste en baldes plásticos para 20 kg de suelo con cultivo de tomate. Se utiliza el diseño 03 de julio, que evalúa cinco niveles para cada uno de los factores en estudio (a: abono natural, compost; b: fertilizantes sintéticos, NPK). Se evalúan dos variables: “calidad del suelo” y “salud del cultivo”. Los resultados encontrados permiten arribar a las conclusiones siguientes: la calidad del suelo sufre cambios significativos según la mezcla de abonos, siendo más perjudiciales las que llevan altos niveles de abono sintético; por el contrario el abono orgánico contribuye a mantener una adecuada tasa de infiltración del agua en el perfil del suelo. La aplicación de abono sintético puro, sin acompañar con compost, afecta la actividad microbiana del suelo. El menor impacto negativo sobre la infiltración del agua en el perfil del suelo, se consigue aplicando mezclas de un mínimo de 5 t.ha-1 de compost con 80-90-70 kg.ha-1 de NPK, o mezclas de un mínimo de 7,5 t.ha-1 de compost con 160-180-140 kg.ha-1 de NPK. El mejor nivel de calidad del suelo estimada por efecto de la mezcla de compost y abono sintético corresponde a la mezcla de 10 t.ha-1 de compost y 160-180-140 kg.ha-1 de NPK. Los modelos que predicen la influencia del abono orgánico (compost) y del abono sintético en la calidad del suelo y salud del cultivo, son: Y = 22,74 + 2,0949X1 - 4,3154X2 + 0,8430X1² - 0,5648X2² + 0,2771X1X2, para la tasa de infiltración del agua a través del perfil del suelo; Y = 805,9 + 35,98462X1 + 52,72179X2 + 2,20291X1² - 10,23337X2² - 9,05208X1X2, para el rendimiento de frutos de tomate. / Tesis

Se presenta una propuesta metodológica de clasificación de la degradación del suelo en ecosistemas semiáridos por pérdida de materia orgánica, basada en el tratamiento estadístico por análisis discriminante y factorial de los parámetros que habitualmente se determinan en los suelos y que influyen de manera decisiva en su degradación biológica y física. Se aplica el estudio a suelos calizos de siete zonas de la Región de Murcia, obteniéndose tres elementos discriminatorios: materia orgánica, textura y clase de productividad, siendo las dos primeras las de mayor peso específico. Con el análisis discriminante se establecen cuatro clases de degradación de suelos, en función del contenido en materia orgánica. A continuación, para evaluar el estado de degradación del suelo se recurre al análisis factorial de las variables estudiadas, presentando los suelos menos degradados un factor fertilidad positivo, mientras que los más degradados tienen un factor fertilidad negativo, tanto más bajo cuanto más intensa es la degradación. Como conclusión, se considera que el Calcisol pétrico, cultivado, procede de la degradación del Kastanosem pétrico, bajo vegetación natural, por degradación biológica de éstos, con la consiguiente disminución de materia orgánica con el transcurso del tiempo. Se calcula que dicha degradación viene operando desde hace unos 100 años. / We presented/displayed in this work a methodologic proposal of classification of the degradation of the ground in semi-arid ecosystems by loss of organic matter, cradle in the statistical treatment by discriminante and factorial analysis of the parameters that habitually determine in grounds and that they influence of decisive way in its biological and physical degradation. It is applied to the study to limestone grounds of seven zones of the Region of Murcia, obtaining itself three discriminatory elements: organic matter, texture and class of productivity, being two first those of greater specific weight. With the discriminante analysis four classes of ground degradation settle down, based on the content in organic matter, of greater to minor, assigning each sample to one of them. Class 1: Calcic Kastanosem, Leptosol and Cambisol. Class 2: Pétrico Kastanosem. Class 3: Pétrico and háplico Calcisol. Class 4: Regosol, Fluvisol and Antrosol. Next, to evaluate the state of degradation of the ground one resorts to the factorial analysis of the studied variables, presenting grounds less degraded a factor positive fertility, whereas the most degraded they have a negative factor fertility, lower as much at the most intense is the degradation. Like conclusion, it is considered that the pétrico Calcisol, cultivated, comes from the degradation of the pétrico Kastanosem, under natural vegetation, by biological degradation of these, with the consequent diminution of organic matter with the course of the time. One calculates that this degradation has been coming operating for about 100 years.

Mientras que en nuestro país las investigaciones arqueológicas, históricas y paleoambientales en los espacios de alta montaña destacan por su escasez, numerosos estudios europeos han demostrando la existencia de una intensa ocupación y explotación humana desde la Prehistoria a nuestros días. Los estudios realizados en sectores pirenaicos han señalado que dicha gestión humana se caracterizó por una destacada variabilidad regional en términos de prácticas humanas y modos de ocupación durante el Holoceno. Sin embargo, el estudio integrado arqueológico y paleoambiental de la gestión antrópica de sectores altimontanos pirenaicos a escala microregional ha sido realizada de manera muy puntual y es actualmente un ámbito de estudio poco explorado. La presente Tesis doctoral se inscribe en un proyecto de investigación interdisciplinar en el campo de la Arqueología del Paisaje desarrollado en el valle del Madriu-Perafita-Claror (VMPC, Andorra), declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en el 2004. Este trabajo pretende reconstruir la gestión humana y la configuración paisajística de los paisajes culturales pirenaicos durante el Holoceno, tomando como escenario de estudio los sectores altimontanos del valle del Madriu-Perafita-Claror y valorando aquellos factores de carácter socio-cultural y/o climático-ambiental que han contribuido a la culturización de estos espacios y a su modelado paisajístico. Asimismo se pretende caracterizar los diferentes usos del suelo altimontanos, determinar el impacto paisajístico de los mismos y su papel en la configuración paisajística del valle a nivel microregional.Para cumplir estos objetivos se ha llevado a cabo un estudio paleoambiental multi-proxy a alta resolución temporal y espacial que combina el análisis del polen en secuencias naturales con otros indicadores que proporcionan información de carácter local, como estomas, microfósiles no polínicos (NPPs) o partículas carbonosas. Siguiendo una estrategia microregional, se han estudiado dos lagos y dos turberas de reducido tamaño situadas a diferentes altitudes y en diferentes sectores del valle del Madriu situados entre 2.100 y 2.530 m. Los resultados paleoambientales se han comparado con aquellos obtenidos en otras dos turberas situadas en el valle del Madriu y en el valle de Perafita-Claror (Miras et al. 2007; Miras et al. en prensa) con el fin de detectar posibles variabilidades en la gestión y estructuración paisajística de carácter "intra-valle" (en los diferentes sectores del valle del Madriu) e "inter-valle" (entre los valles del Madriu y de Perafita-Claror"). Finalmente, estos resultados han sido integrados con la información arqueológica obtenida en el marco del proyecto interdisciplinar (Orengo 2007; Palet et al. 2007), siendo así posible poner de manifiesto la complejidad de la gestión humana altimontana a lo largo del tiempo en este sector pirenaico.Los resultados de este trabajo destacan la existencia en el VMPC de diferentes fases de gestión humana y variabilidad paisajística de carácter microregional "intra-valle" e "inter-valle" desde el Neolítico inicial al Bronce inicial y desde el periodo romano a época contemporánea. Este estudio demuestra que la variabilidad paisajística no se relaciona necesariamente con parámetros topográficos o climáticos, destacando el papel de los parámetros sociales, económicos y culturales en la estructuración de la gestión del medio y la configuración del paisaje de alta montaña desde la Prehistoria. Este estudio, además, pone de manifiesto que los espacios de alta montaña son paisajes culturales, resultado de la interacción a lo largo del tiempo de una gestión humana diversificada en la que no sólo destaca el pastoreo sino también otras actividades relacionadas con la explotación forestal y minero-metalúrgica (explotación de resina, carboneo, metalurgia). Finalmente, destaca el valor de los estudios integrados paleoambientales multi-proxy y arqueológicos desarrollados a una escala microregional como una estrategia de estudio adecuada para el análisis de la gestión humana y el cambio paisajístico en sectores de montaña durante el Holoceno.Palabras clave: paisajes culturales, reconstrucción del paisaje, variabilidad paisajística microregional, usos del suelo altimontanos, estudio multi-proxy, polen, alta montaña, arqueología del paisaje, Pirineos orientales, Holoceno / Previous research acknowledges the ancient and complex land-use history of European mountainous areas, which are characterised by a remarkable regional variability in terms of human practices and patterns of occupation during the Holocene. However, the combined palaeoenvironmental and archaeological study of highland human management at a microregional scale remains a largely unexplored research field, especially in the Pyrenees. This PhD project was performed as a part of an integrated palaeoenvironmental and archaeological research program which aims to understand the long-term shaping of the Madriu-Perafita-Claror valley (MPCV, Andorra), a high mountain cultural landscape included in 2004 in the UNESCO World Heritage List. Main objectives of this study are, firstly, to reconstruct human management and landscape shaping of high altitudinal Pyrenean spaces along the Holocene assessing those environmental and/or human factors involved, and secondly, to reconstruct microregional land-use and landscape variability in the shaping of highland spaces.To accomplish these objectives a high temporal resolution palaeoenvironmental study which combines pollen with other biological proxies providing more local information such as stomata, non-pollen palynomorphs (NPPs), and macrocharcoal charred particles was carried out in the upper subalpine and alpine belts of the MPCV following a fine spatial-resolution strategy. Four nearby small peat and lake basins were studied at different altitudes and landscape settings of the main Madriu valley. Palaeoenvironmental results were afterwards compared with those of two other peat sequences located at the Madriu and the Perafita valley (Miras et al. 2007; Miras et al. in press) in order to detect small-scale land-use variability at both intra-valley (within the Madriu valley) and inter-valley (between Madriu and Perafita valley) scales. Palaeoecological results were further integrated with archaeological local data, and together underline the marked complexity of high mountain land-use system over the Holocene period. Results drawn from this study stress the existence in the MPCV of different phases of microregional land-use and landscape variability at both intra-valley and inter-valley scales from the early Neolithic to the early Bronze Age and from the Roman Period to the Modern Era. The study show that landscape variability is not necessarily connected to topographic or climatic parameters, and underline the role of social, economical and cultural parameters in the land-use organisation and the landscape shaping of high mountain spaces since Prehistory. This study depicts highlands as cultural landscapes resulting from the long-term interaction of a diversified rage of land-uses, comprising grazing but also other activities related with woodland exploitation. Finally it demonstrates the value of combined palaeoenvironmental multi-proxy records and archaeological studies carried out at a microregional scale in the study of human mountain management and landscape change during the Holocene.Keywords: cultural landscapes, landscape change, microregional landscape variability, high-mountain land-use, multi-proxy study, pollen, high mountain, landscape archaeology, eastern Pyrenees, Holocene / Previous research acknowledges the ancient and complex land-use history of European mountainous areas, which are characterised by a remarkable regional variability in terms of human practices and patterns of occupation during the Holocene. However, the combined palaeoenvironmental and archaeological study of highland human management at a microregional scale remains a largely unexplored research field, especially in the Pyrenees. This PhD project was performed as a part of an integrated palaeoenvironmental and archaeological research program which aims to understand the long-term shaping of the Madriu-Perafita-Claror valley (MPCV, Andorra), a high mountain cultural landscape included in 2004 in the UNESCO World Heritage List. Main objectives of this study are, firstly, to reconstruct human management and landscape shaping of high altitudinal Pyrenean spaces along the Holocene assessing those environmental and/or human factors involved, and secondly, to reconstruct microregional land-use and landscape variability in the shaping of highland spaces.To accomplish these objectives a high temporal resolution palaeoenvironmental study which combines pollen with other biological proxies providing more local information such as stomata, non-pollen palynomorphs (NPPs), and macrocharcoal charred particles was carried out in the upper subalpine and alpine belts of the MPCV following a fine spatial-resolution strategy. Four nearby small peat and lake basins were studied at different altitudes and landscape settings of the main Madriu valley. Palaeoenvironmental results were afterwards compared with those of two other peat sequences located at the Madriu and the Perafita valley (Miras et al. 2007; Miras et al. in press) in order to detect small-scale land-use variability at both intra-valley (within the Madriu valley) and inter-valley (between Madriu and Perafita valley) scales. Palaeoecological results were further integrated with archaeological local data, and together underline the marked complexity of high mountain land-use system over the Holocene period. Results drawn from this study stress the existence in the MPCV of different phases of microregional land-use and landscape variability at both intra-valley and inter-valley scales from the early Neolithic to the early Bronze Age and from the Roman Period to the Modern Era. The study show that landscape variability is not necessarily connected to topographic or climatic parameters, and underline the role of social, economical and cultural parameters in the land-use organisation and the landscape shaping of high mountain spaces since Prehistory. This study depicts highlands as cultural landscapes resulting from the long-term interaction of a diversified rage of land-uses, comprising grazing but also other activities related with woodland exploitation. Finally it demonstrates the value of combined palaeoenvironmental multi-proxy records and archaeological studies carried out at a microregional scale in the study of human mountain management and landscape change during the Holocene.Keywords: cultural landscapes, landscape change, microregional landscape variability, high-mountain land-use, multi-proxy study, pollen, high mountain, landscape archaeology, eastern Pyrenees, Holocene

El desenvolupament de mètodes d'anàlisi de compostos fenòlics és una pràctica habitual en molts laboratoris des de l'establiment de mesures legislatives de control de les concentracions d'aquestes substàncies en el medi ambient. Les tècniques cromatogràfiques representen la primera opció per a la determinació de la major part de compostos orgànics, en els que s'inclouen els fenols. Aquests, per les seves propietats de volatilitat i polaritat, poden analitzar-se emprant tant la cromatografia líquida com la cromatografia de gasos i aquesta dualitat s'ha aplicat en aquest treball. / Phenols form a heterogenic compound family that has been found to have a detrimental effect on human health and to alter the taste and odour of water. Given the production of these contaminating compounds has increased considerably, both the EU and the EPA have established limits for the presence in the environment. The strictness of this legislation has made it necessary to develop more sensitive analytical methods to allow the detection of phenols at trace levels and to monitor their distribution in the different environmental contexts in which they are found.

El glifosat és un herbicida no selectiu àmpliament utilitzat en cultius agrícoles i zones no agrícoles que requereixen un control de la vegetació. Tot i la baixa toxicitat del glifosat en si mateix, la seva aplicació es realitza emprant formulacions comercials que contenen substàncies auxiliars que milloren l'eficàcia de l'herbicida, però modifiquen la toxicitat del producte final.Aquest treball s'ha centrat en la determinació de components de formulacions comercials d'herbicides i el seu comportament en el sòl. La primera part del treball s'ha dedicat al desenvolupament de mètodes d'anàlisi per a la determinació de glifosat i el seu principal metabòlit, AMPA, en matrius aquoses i sòls. A continuació s'ha desenvolupat un mètode d'anàlisi per les substàncies auxiliars addicionades freqüentment en les formulacions comercials, tensioactius no iònics. Finalment s'ha estudiat la mobilitat de l'herbicida en sòls de la zona mediterrània, incidint en els processos d'adsorció i degradació. També s'ha comparat el comportament de diversos herbicides comercials que contenen glifosat. / Glyphosate is a non-selective broad-spectrum herbicide widely used both in agriculture and in the control of vegetation in nonagricultural land. The toxicity of pure glyphosate is low but commercial formulations usually contain auxiliary substances to enhance the effectiveness of the active ingredient which modify the toxicity of the final product. The first part of this study is devoted to the development of analytical methods for the determination of glyphosate and its main metabolite, aminomethylphosphonic acid (AMPA), in aqueous and soil samples. An analytical method for the determination of non-ionic surfactants, auxiliary substances, generally added to commercial formulations, is then developed. In the second part the mobility of the herbicide in soils located in the Mediterranean area is investigated with special focus in those aspects related to the sorption and degradation processes. Finally, a comparison of the behaviour of different glyphosate-containing commercial herbicides is made.

El objetivo principal de esta investigación se centra en el estudio del comportamiento hidro-mecánico asociado con los cambios de succión y tensión neta de un suelo colapsable. Se ha definido cuidadosamente un programa de ensayos de laboratorio con una variedad de trayectorias tensionales y de succión que reproduzcan respuestas de interés para el avance del conocimiento de los suelos no saturados. Los resultados de los ensayos se han interpretado de acuerdo a un modelo de endurecimiento elastoplástico desarrollado previamente en el Departamento (Barcelona Basic Model).Para esta investigación se ha escogido una arcilla de baja plasticidad con una estructura preparada artificialmente y compactada estáticamente en condiciones isótropas (tensión controlada). Tras la compactación se ha medido la succión total de las muestras empleando la técnica psicrométrica. Con este procedimiento de fabricación se conoce la historia de tensión y succión de las muestras, y se establecen unas condiciones iniciales precisas. La estructura de las muestras se ha caracterizado mediante porosimetría de intrusión de mercurio, microscopía electrónica y una serie de ensayos mecánicos previos.Se ha desarrollado una nueva célula edométrica con control de la succión y se ha puesto a punto una célula triaxial existente, para la aplicación de tensiones desviadoras y poder realizar ensayos de rotura a compresión triaxial con succión y deformación controladas. Mediante ensayos edométricos e isótropos con control de la succión, se ha estudiado el comportamiento volumétrico (colapso, hinchamiento y retracción) de muestras normalmente consolidadas y sobreconsolidadas. Se ha analizado la influencia del estado inicial, así como los efectos de la tensión neta aplicada y los cambios de succión en el comportamiento volumétrico, la permeabilidad y las características de retención de agua. En estos ensayos se han observado pautas de comportamientos reversibles e irreversibles en relación con los cambios de volumen. Se ha constatado la existencia de deformaciones plásticas importantes y de cambios irreversibles en el contenido de agua, asociados a las trayectorias de hidratación y secado, así como en las trayectorias de carga y descarga.simismo, se ha estudiado el comportamiento hidro-mecánico durante la aplicación de una tensión desviadora a succión constante, analizando la respuesta tenso-deformacional, el acoplamiento hidráulico y determinando los parámetros de resistencia al corte en muestras normalmente consolidadas y sobreconsolidadas. El estudio experimental ha consistido de un programa de ensayos de compresión triaxial a deformación controlada bajo confinamiento y succión constantes. El estado sobreconsolidado se ha inducido previamente a la etapa de corte por un proceso hidráulico (humedecimiento-secado y secado-humedecimiento) y por un proceso mecánico (carga-descarga). La respuesta al corte de las muestras normalmente consolidadas se ha estudiado para el nivel máximo de tensión media neta alcanzado por la muestra y en trayectorias previas de colapso.Durante la etapa de corte las muestras presentaron inicialmente un comportamiento volumétrico contractante y posteriormente exhibieron dilatancia sin que se detectara evidencia de reblandecimiento del suelo. Asimismo, en todas las muestras, se observó inicialmente expulsión de agua hasta alcanzar un valor estable sin que se detectaran signos de entrada de agua durante la etapa final de dilatancia. A partir de los resultados de los ensayos se ha establecido la existencia de una línea de estado crítico en términos de tensión media neta, de tensión desviadora y de relación de vacíos, cuya posición depende del valor de la succión. Los resultados experimentales se han analizado utilizando el modelo de endurecimiento elastoplástico, que se basa en conceptos de estado crítico. Se han determinado los parámetros del suelo asociados con dicho modelo y se han simulado algunas trayectorias tensionales, que han servido para validar su capacidad para reproducir la respuesta de un suelo no saturado. / The main objective of this research work focuses on the study of the hydro-mechanical behaviour associated with changes in suction and net stress in a collapsible soil. A laboratory test program was carefully defined using different stress and suction paths, with the aim of enriching the existing body of knowledge regarding unsaturated soil behaviour. The results from the tests were interpreted by means of an elastoplastic hardening model previously developed in the Geotechnical Department (Barcelona Basic Model).A low plasticity clay, with an artificially prepared structure, statically compacted under isotropic conditions (controlled stress conditions), was chosen for this investigation. After compaction, the total suction of the samples was measured using transistor psychrometers. This preparation method allowed to know the stress and suction history of the samples and their precise initial conditions.The structure of the samples was characterised using mercury intrusion porosimetry, electronic microscopy and a series of previous mechanical tests.A new controlled-suction oedometer cell was developed and the existent triaxial cell was upgraded in order to carry out triaxial compression tests with controlled suction under constant strain rate.These controlled-suction isotropic and oedometer tests allowed the study of the volumetric response (collapse, swelling and shrinkage) of normally consolidated and overconsolidated samples. The influence of the initial state was analysed, as well as the effects of applied net stress and the changes of suction in the volumetric behaviour, the permeability and the water retention properties. These tests showed reversible and irreversible features regarding volume change behaviour. Significant plastic strains and irreversible changes in water content, associated with the wetting-drying paths and loading-unloading paths, were observed.Likewise, the hydro-mechanical response was studied during the application of a deviatoric stress at constant suction, thus analysing the stress-strain response and the hydraulic coupling, and determining the shear strength parameters in normally consolidated and overconsolidated samples.The research consisted in a program of strain-controlled triaxial compression tests under constant confinement and suction. The overconsolidated state was induced before the shearing phase by means of a hydraulic process (wetting-drying and drying-wetting paths) and a mechanical process (loading-unloading path). The response to shearing of normally consolidated samples was studied for the cases in which the sample achieved a maximum level of mean net stress, as well as after wetting paths with dominant collapsible strains.During the shearing phase, the samples initially presented compressive volumetric response, while afterwards they showed dilatancy without evidencing any strain softening. Furthermore, in all samples, there was an initial water outlet that attained a stable value after the compressive phase, although any water inlet was detected during the final dilative phase. Test results showed the existence of a critical state line in terms of net mean stress, deviatoric stress and void ratio, whose position depends on the value of suction.Experimental results were interpreted using the elastoplastic hardening model, which is based on critical state concepts. Soil parameters associated with this model were determined and some stress paths were simulated, which helped to validate the model capacity to reproduce the response of an unsaturated soil.