A partir de la invenció dels mètodes de generació (finals del segle XIX) i de la posterior posta a punt de les màquines adequades per a utilitzar-los, el dentat cicloïdal ha estat progressivament substituït pel dentat d'evolvent fins a tal punt que, exceptuant algunes aplicacions tradicionals (rellotgeria), podem dir avui dia que el primer ha esdevingut un objecte de museu.Les primeres eines emprades en la generació de dentats d'evolvent van adoptar l'angle de pressió de 14,5º: les raons semblen ser en part històriques (la forma del dentat que en resultava recordava el dentat cicloïdal i, en part de càlcul (el sin 14,5º és aproximadament 0,25, la qual cosa simplificava el càlcul). Les altures de cap i de peu eren iguals per facilitar la intercanviabilitat de les rodes generades, i la reducció del nombre d'eines. Aquestes eines, no obstant, donaven lloc a una interferencia important en la zona del peu de les dents quan s'intentava generar pinyons de poques dents.Aquest motiu, i l'exigència de capacitats de càrrega creixents, van conduir a buscar angles de pressió majors. Així doncs, l'eina més generalitzada avui dia és la de 20º, i comencen ja a ésser freqüents eines d'angles de pressió majors (22,5º, 25º i àdhuc superiors).La tècnica del desplaçament de perfil en la generació de les rodes dentades (o correcció de perfil) ha vingut a fer més flexible la utilització de les eines normalitzades.Entre els seus possibles efectes podem citar:Primer. Permet d'evitar la interferència en la generació dels pinyons de poques dents. Segon. Permet desplaçar la zona d'engranament, de la qual cosa en pot resultar un equilibrament entre la resistència de la dent del pinyó i la de la roda, així com la disminució del perill d'excoriació.Tercer. Permet realitzar rodes dentades que engranen segons un angle de pressió diferent del de l'eina. A la practica sempre es procura que sigui més gran, ja en resulten beneficiades les capacitats de càrrega de les dents i les pressions de contacte.Aquests avantatges, els quals es presenten en realitzar un desplaçament positiu (enfora) de l'eina (avantatges més acusats en el pinyó que en la roda), estan en compromís, però, amb la disminució del recobriment.El present treball ha tingut com a punt de partida la constatació que l'angle de pressió ha anat evolucionant al llarg del temps vers a valors superiors al llarg del temps.En un principi, doncs, ens proposàvem estudiar fins on era possible seguir aquesta tendència i quins eren els valors òptims d'aquest paràmetre.En abordar l'estudi, ens hem vist obligats a generalitzar el problema: hem prescindit de les eines normalitzades i del concepte de desplaçament. Ha calgut, doncs, fer una anàlisi dels paràmetres independents, reelaborar les expressions que relacionen els diferents paràmetres de l'engranatge i establir les expressions que tradueixin els límits intrínsecs de l'engranatge (interferències de funcionament, recobriment mínim, joc de fons, etc.): aquest és el tema del capítol 1.Un altre aspecte en el qual hem hagut de parar una especial atenció ha estat en l'elecció dels criteris de prevenció dels deterioraments: molts d'ells inclouen simplificacions respecte a les premisses inicials de càlcul, adaptades a l'eina de 20º. Haches és el tema dels capítols 2 al 6. El capítol 7 tracta de l'estimació de l'energia dissipada, aspecte complementari al present treball.Els capítols 8 i 9 estableixen els criteris d'optimització, i el capítol 10 ofereix les conclusions més sobresortints del treball. Respecte a aquestes últimes ens sembla interessant comentar dos aspectes:Primer. El càlcul habitual de la geometria d'un engranatge generat per una eina normalitzada sols es preocupa que el recobriment no sigui inferior a una certa cota mínima a base de fer una comprovació a posteriori. En el present treball hem tractat el coeficient de recobriment com una variable independent i, en conseqüència, en podem elegir el seu valor com a dada de partida.Segon. La conclusió principal de la tesi és la següent: el veritable límit absolut de la capacitat de carrega de l'engranatge des del punt de vista dels deterioraments estudiats (ruptura per fatiga, picadures i excoriació), té lloc quan tant la dent del pinyó com de la roda arriben a tenir un gruix de cap nul (límit de punta de la dent); donat que la practica confirma que les dents de un gruix de cap excessivament petit sofriesen un deteriorament de la punta, ens veiem inclinats a pensar que cal prendre un cert valor prudencial mínim per a aquest gruix.Per tant, les conclusions d'aquest treball condueixen a una altra investigació: quin és el gruix mínim de cap prudencial per tal que no es produeixi el deteriorament de la punta de la dent? / After the invention of different generation methods for cutting gear teeth (at the end of the nineteenth century) and the consequent development of suitable machines to carry out these methods, the cycloidal profile began progressively to be replaced by the involute profile. Today, excluding some traditional applications (e.g., watchmaking), the former profile has become a museum object.The first tools used in gear generation adopted the pressure angle of 14.5º. The reasons for this choice seem to have been partly historical (the shape of the resulting involute teeth, remembering the cycloidal ones) and partly for purposes of simplifying the calculus (the sine of 14.5º is nearly 0.25). To facilitate the interchangeability of gears and reduce the number of tools, the addendum and dedendum tooth heights were taken as equal. However, these tools induce important interferences in the pinion feet of a reduced number of teeth.The aforementioned reasons, and the demand to increase load capacities, led to the adoption of greater pressure angles. Hence, nowadays more generalised tools adopt the 20º profile angle, and the greater pressure angles of 22.5º and 25º (and even greater ones) become more frequent.The technique of profile shift in gear tooth generation gives flexibility in the usage of standardized tools. Some of the possible effects of the use of profile shift are:a) It avoids interferences during generation of pinions with a small number of teeth.b) It moves the path of contact, which can result in a balancing of pinion and wheel tooth stress and a diminishing of the scoring risk.c) It creates toothed wheels that mesh with a pressure angle different from that of the tool. In practice, usually, we do it greater because we obtain an improvement on tooth strength and contact pressure.However, it is necessary to establish a trade-off between the advantages of a positive (outside) profile shift (more important in the pinion than in the wheel) and the diminishing of the contact ratio.In spite of the interest of profile shift technique of standard tools, we note that simultaneously modifying several tooth parameters of generated gears (dedendum, maximum addendum, tooth thickness, etc.) restricts the possibilities of gear optimization.This dissertation starts by confirming that the profile angle has increased over time.First, we determined up to what degree it was possible to follow that tendency to establish the optimum values of this parameter.In the course of our work, we saw the convenience of generalizing the problem, disregarding the standardized tools and the concept of profile shift. We found it necessary to analyse the independent parameters, reelaborate the equations that refer to the gear parameters and establish the expressions that translate the intrinsic limits of meshing (functional interferences, minimal gear ratio, radial foot clearance, etc.). This is set out in Chapter 1.Another aspect that demands special attention was selection of the criteria for preventing failures. Some of these criteria include simplifications to respect the initial premises adapted to 20º tools. This is set out in Chapters 2 to 6. Chapter 7 then deals with the dissipation of energy, a complementary aspect in this work.Finally, Chapters 8 and 9 establish the optimization criteria, and Chapter 10 presents the dissertation's conclusions. In relation to these conclusions, it is useful to comment on two aspects:First, when we determine the geometry of spur gears to be generated by a standardized tool, we make a later verification specifically for the purpose of checking to see if the gear ratio reaches a certain minimum value. The present work considers the gear ratio to be an independent variable that has been chosen as a datum.Second, the main conclusion of this work taking into consideration tooth breakage, pitting, and scoring failures is that the true limit of load capacity in spur gears corresponds when the tip tooth thickness for the pinion and the wheel simultaneously become zero (end limit). However, a prudential minimum number for this parameter must be accepted, since practice shows that an excessively narrow tip tooth thickness will suffer damage.Hence, the conclusions of the present dissertation lead to new research dealing with the minimum tip tooth thickness. We must do this in order to keep the tooth tip from failing.

Hasta mediados del siglo pasado, el transporte de mercancías por vía marítima se realizaba en lo que se conoce como transporte de mercancías en régimen de carga general. Para ello se utilizaban los clásicos buques mercantes con tres, cuatro o cinco bodegas de carga con los correspondientes entrepuentes para estibar las mercancías. Estos buques estaban provistos de puntales y grúas para realizar las operaciones de carga y descarga en los distintos puertos de escala.En la decada de los años 50, a partir de la introducción del contenedor como unidad de transporte, es cuando el transporte de mercancías por vía marítima da un importante vuelco; aparecen los buques portcontenedores, en la actualidad con capacidades de porte de hasta 8000 contenedores, y todo ello en detrimento del transporte de mercancías en régimen de carga general, hoy en día en vías de desaparición. Contenedores de distintas clases se utilizan para transportar cualquier tipo de mercancías a cualquier parte del mundo por vía marítima, ferrocarril o carretera en lo que se conoce como transporte multimodal.La presente tesis, estructurada en cinco capitulos, se basa en el estudio de las averías o daños provocados a las mercancías transportadas en el tipo de contenedor dry box de 20' o 40'. Si bien son múltiples las ventajas aportadas al transporte de mercancías con la aparición del contenedor, también es cierto que en ocasiones estas mercancías son entregadas al receptor dañadas por causas de diversa índole. Las consecuencias inmediatas a la recepción de mercancias dañadas son las reclamaciones de los receptores a los transportistas vía compañias de seguros.Es el estudio de los puntos débiles de los contenedores dry box de 20 y 40' a partir de la investigación, trabajo de campo y análisis de los resultados de un proceso estadístico en el cual se han valorado más de 2000 daños provocados a contenedores, lo que finalmente aporta las conclusiones y soluciones prácticas con el fin de intentar minimizar los daños provacados a las mercancías durante las distintas fases del transporte multimodal.

La vegetación siempre ha sido un elemento importante en la arquitectura, no sólo para satisfacer una necesidad estética, sino como elemento esencial para determinar el ambiente físico inmediato, ya sea como vallado, protección visual, acústica, contra el viento, la lluvia o el sol.Es frecuente encontrar en la arquitectura vernácula, ejemplos de cómo el hombre ha diseñado su hábitat creando un microclima en su entorno, empleando la vegetación para manipular los elementos climáticos.Sin embargo en la actualidad, la vegetación, la topografía del terreno y los cuerpos de agua, están siendo usados básicamente, con propósitos estéticos, utilitarios y recreativos, en la mayoría de los casos, el impacto que tendrán estos elementos, en el microclima, el confort humano y los aspectos energéticos, se toman en cuenta más de una manera intuitiva, que analizando el problema a fondo.El propósito de este trabajo es analizar el uso de la vegetación como elemento para la modificación del microclima, interpretando y poniendo los resultados de este análisis en un lenguaje arquitectónico, de tal manera que el diseñador tenga las herramientas para poder evaluar cualitativa y cuantitativamente el desempeño de la vegetación como sistema de climatización, tomando en cuenta sus características de ser vivo que la hacen más interesante.La hipótesis de este trabajo es que la vegetación tiene propiedades físicas y fisiológicas, que la hacen susceptible de ser utilizada como un sistema de climatización natural, de tal manera que si se combinan los diversos elementos vegetales, sería posible modificar el ambiente exterior a escala microclimática.Al concluir el presente estudio, se cumplió con las siguientes metas:1. Se identificaron y evaluaron los fenómenos de transferencia de calor y masa, que tienen lugar en la relación vegetación - microclima y seestablecieron sus efectos sobre el confort del ser humano en espacios exteriores 2. Se identificaron sistemas y elementos vegetales que permiten controlar el entorno climático teniendo a la vegetación como su principal componente.3. Se definieron de pautas de diseño para el uso de la vegetación en el control microclimático, tanto en el ámbito urbano como arquitectónico 4. Se desarrollaron herramientas, que permiten al arquitecto, evaluar y dimensionar los distintos elementos vegetales de acondicionamientoambiental 5. Se desarrolló un método de diseño, que permite la interacción de la arquitectura con otras disciplinas y facilita la toma de decisiones desde las primeras etapas de diseño de un espacio exterior. / Vegetation has been considered an important architectonic element, not only for aesthetics propose, but as an element to define the surrounding environment like a fence, visual screen or wind, acoustic rain or solar obstruction.Frequently one can find many examples of vernacular architecture where vegetation has been used to modify climatic elements around dwellings.Nevertheless, actually architects consider vegetation, as well as other landscape elements like water bodies or topography changes, only with aesthetic, recreational or functional proposes, most of the time, the impact of landscape elements on microclimate, human thermal comfort, or energy issues of adjacent buildings, are considered intuitively but not analysing the problem in deep.The propose of these work is to analyze the possibilities of using vegetation to modify microclimates of outdoor spaces. Interpreting the result in an architectural language, thus designer can have tools to design and evaluate the performance of vegetation as a environmental conditioning system, taking in to account its characteristic of living elements.As a conclusion of the study, the following goals were reached:1. Mass and heat transfer phenomena, were identified in vegetated outdoor spaces, stabilising its effects on human thermal comfort 2. Vegetal elements that can be used to modify and control microclimate were identified 3. It has been developed tools for architects and landscape designers to dimension and evaluate environmental performance of vegetal elements 4. A design method that encourage interaction between architecture and other expertises, since early design stage of an out door space.

Water delivery systems usually work in continuous way based on some prescribed flow conditions and user's needs . However there are situations in which abrupt changes in the operating conditions must be carried on. Typical examples are the alternative closing of a canal system during the non-demand periods to save water for other purposes as energy production, and the closure of a canal due the danger of water pollution in the supplier river. Closure of a canal means setting zero flow conditions by closing the gates along the canal, while maintaining specific water levels under the maximum allowed value. The closure operation requires a progressive and well planned set of actions to avoid overtopping and cracking in the canal lining, which can involve both economic and environmental issues. The opening operation involves restarting the canal to its normal operating condition from zero flow condition. This thesis is devoted to develop a supervised decentralized predictive control strategy for solving the problems related to the closure and opening operations of canal systems. The evaluation is fulfilled by means of numerical simulation on two cases of study in a variety of operating scenarios. The strategy is also experimentally validated through real-time implementation in a laboratory canal available in the Technical University of Catalonia (canal PAC-UPC). The control strategy has been developed in a two-level architecture: (i) a set of individual decentralized downstream water level predictive controllers, which are formulated via an optimal control problem under dynamic constraints and implemented by upstream local gates; and (ii) a supervising level to achieve the compromise of fast execution with smooth gate trajectories and water level regulation, even in the presence of disturbances. The simulation and real-time implementation scenarios have demonstrated that the proposed strategy is convenient for closure and opening of irrigation canals. Problems presented when the canal closure operations are not managed properly, such as overtopping, have been avoided in all the scenarios. / Los canales de riego usualmente trabajan en forma continua bajo unas condiciones de flujo prescritas y acorde a las necesidades de agua de los usuarios. Sin embargo hay situaciones en las cuales se presentan cambios abruptos en las condiciones de operación. Un típico ejemplo es la alternativa de cierre durante los periodos de inactividad de los regantes. Dicho cierre tiene por objeto el ahorro de agua para otros propósitos, como puede ser la producción de energía. Otro ejemplo es la necesidad de cierre de un canal ante la presencia de un vertido de contaminantes aguas arriba en la fuente abastecedora de agua. El cierre de un canal requiere cerrar de forma progresiva y suave las compuertas de todo el canal, evitando desbordamientos y manteniendo unos calados de seguridad en los diferentes tramos del canal hasta llegar a una condición de caudal cero. La violación de los calados máximos puede producir inundaciones y pérdidas de agua innecesarias. La reducción de los niveles de agua por debajo de los calados mínimos permitidos puede causar daños en la estructura física del canal. Esta tesis se centra en el desarrollo de una estrategia de control predictivo descentralizado supervisado para gestionar de forma automática las operaciones de cierre y apertura de canales de riego. La evaluación de la estrategia se lleva a cabo mediante la simulación numérica en dos casos de estudio. Dicha evaluación se completa mediante experimentos en tiempo real realizados en un canal de laboratorio existente en la Universitat Politècnica de Catalunya (canal PAC-UPC). La estrategia de control se ha desarrollado con una arquitectura de dos niveles: (i) un conjunto de controladores individuales descentralizados para el control de niveles de aguas abajo, cuya formulación se plantea como un problema de control óptimo con restricciones dinámicas; y (ii) un nivel de supervisión encargado de alcanzar el compromiso de una ejecución rápida del proceso de cierre (o apertura) con movimientos suaves de compuerta y de una regulación de los niveles de agua dentro de los márgenes de consigna, incluso en presencia de perturbaciones. Tanto los escenarios de simulación como los de implementación en tiempo real, han demostrado que la estrategia propuesta en esta tesis es satisfactoria para operaciones de cierre y apertura de canales de riego. En efecto, la estrategia de control ha sido capaz de evitar problemas, como por ejemplo el desbordamiento, que se presentan cuando la operación de cierre de un canal no se realiza adecuadamente.

This thesis is based on the implementation of a computational system to numerically simulate the interaction between a fluid and an arbitrary number of rigid bodies. This implementation was performed in a distributed memory parallelization context, which makes the process and its description especially challenging. As a consequence, for the sake of descriptive precision and conceptual clarity, a new formal framework using set theory concepts is developed. The fluid is discretized using a non body-conforming mesh and the boundaries of the bodies are embedded in this mesh. The force that the fluid exerts on a body is determined from the residual of the momentum equations. Conversely, the velocity of the body is imposed as a boundary condition in the fluid. In this context, two new approaches are proposed. To account for the fact that fluid nodes can become solid nodes and vice versa due to the rigid body movement, we have adopted the FMALE approach, which is based on the idea of a virtual movement of the fluid mesh at each time step. A new method of interpolation is adopted inside the FMALE implementation in order to improve the results. The physics of the fluid is described by the incompressible Navier-Stokes equations. These equations are stabilized using a variational multiscale finite element method and solved using a fractional step like scheme at the algebraic level. The incompressible Navier-Stokes solver is a parallel solver based on master-worker strategy. The bodies can have arbitrary shapes and their motions are determined by the Newton-Euler equations. The contacts between bodies are solved using impulses to avoid interpenetrations. The time of impact is determined implementing a dynamic collision detection algorithm. As far as the parallel implementation is concerned, the data of all the bodies are shared by all the subdomains. To track the boundary of the bodies in the fluid mesh, computational geometry tools have been used. / Esta tesis se basa en la implementación de un sistema computacional para simular numéricamente la interacción entre un fluido y un número arbitrario de sólidos rígidos. La implementación se llevó a cabo considerando un ambiente de programación paralelo con memoria distribuida, lo que convierte al proceso y a su descripción en un reto importante. Como consecuencia, para una descripción conceptual clara y precisa, un nuevo marco formal se desarrolló utilizando los conceptos de la teoría de conjuntos. El fluido se discretiza utilizando una malla no conforme donde las mallas de contorno de los sólidos rígidos están embebidas. La fuerza que el fluido ejerce sobre un sólido se determina en base al residuo de las ecuaciones de conservación del momento. En cambio, la velocidad del sólido se impone como una condición de contorno en el fluido. En este contexto, en el marco de los métodos de malla de contorno embebidos, se proponen dos nuevas aproximaciones. Para resolver el problema que se plantea cuando un número dado de nodos que pertenecían al fluido se convierten en nodos que pertenecen al sólido y viceversa debido al propio movimiento de los sólidos, hemos adoptado la aproximación conocida como FMALE, la cual se basa en la idea de un movimiento virtual de la malla que discretiza al fluido a cada paso de tiempo. Un nuevo método de interpolación se implementó dentro del método FMALE para mejorar los resultados obtenidos. La física del fluido se describe mediante las ecuaciones de Navier-Stokes. Estas ecuaciones se estabilizaron utilizando el método variacional multiescala de los elementos finitos y se resolvieron utilizando un esquema similar al de los de paso de tiempo fraccionado. En general, los sólidos pueden tener formas arbitrarias y sus movimientos se describen mediante las ecuaciones de Newton-Euler. Los contactos entre sólidos se resuelven usando impulsos para evitar interpenetraciones. El tiempo de contacto se determina implementando un algoritmo de detección de colisiones dinámico. En paralelo, los datos de todos los sólidos se comparten entre todos los subdominios. Sin embargo, para tratar los contornos de los sólidos dentro de la malla no conforme que discretiza el problema, varias herramientas computaciones han sido usadas para reducir el tiempo de ejecución

Cementitious materials are used to condition or stabilise waste and to build infrastructure in disposal sites. Moreover, they are envisaged to form part of engineered barrier systems as container, backfill or liner materials in radioactive waste disposal concepts. In the event of contact with water, contaminants dissolve and their mobility is influenced by the employed cementitious materials. Therefore, sound understanding of the interactions between contaminants and degrading cementitious materials in flowing water is essential for safety assessment. The aim of this study was to identify the processes affecting retention of caesium, nickel and selenium on Hardened Cement Paste (HCP) during its degradation, from sane to severely degraded states. The focus was put on the underlying mechanisms and possible remobilisation of previously retained contaminants due to the changing composition of the HCP. Caesium, as Cs(I), nickel, as Ni(II) and selenium, as Se(VI), were chosen because they are considered as safety relevant radionuclides for nuclear waste disposal, represent different chemical characteristics and their stable isotopes can be used in experiments. To address shortcomings of previous studies in this field a combined approach was developed. First, a previously used thin-layer flow-through reactor was adapted and improved for the needs of studying contaminant retention and release during degradation of the multiphase material HCP. Second, retention and degradation were studied in equilibrated batch systems as well. Regarding degradation of HCP the following results were obtained: (1) The thin-layer flow-through setup was established for degradation of HCP at far-from-equilibrium conditions and a number of relevant experimental data were obtained. (2) A kinetic degradation model satisfactorily reproduced experimental results on HCP degradation. For this, a set of dissolution rate constants of cement phases was optimised which can also be used for other modelling studies. (3) The same model also satisfactorily reproduces results from experiments with different aqueous CO2 concentrations and with different solution types, i.e. synthesised granitic groundwater (GG water) and deionised (DI) water. (4) When quantitatively comparing different solution types, degradation of HCP equilibrated with GG water is stronger than after equilibration with DI water, due to higher aqueous CO2 concentration. Further, the effects of carbonate buffering and carbonation on HCP at far-from-equilibrium conditions were identified and quantified. (5) Four characteristic stages of HCP degradation in flow-through conditions were classified, taking into account carbonate buffering effects. The different stages can be discerned on-line by measurement of pH, Ca and Si concentrations in outflow solutions. Regarding retention of Cs, Ni and Se(VI) in HCP conditioned systems the following results were obtained: (1) Caesium and selenate distribution coefficients were determined in equilibrated systems at different degradation states of HCP. (2) Caesium and selenate retention was quantified at flow conditions during continuous degradation of HCP in DI and GG water and likely retention mechanisms were narrowed down.(3) In the case of nickel, the solubility limiting phases formed in presence of HCP were identified at different degradation states. (4) The formation of a so far non-described nickel-silicate-hydrate was observed in the more degraded system at pH around 11.6. (5) The influence of different aqueous CO2 concentrations on Cs, Ni and Se(VI) retention was demonstrated to be minor. This study showed that the persistency of contaminant retention by adsorption in degrading cementitious systems is not only a question of distribution coefficients at different degradation states, but also a question of how fast these degradation states are reached. / Los materiales cementosos son usados para acondicionar y estabilizar los residuos, así como para construir las infraestructuras de los almacenes en los cuales son depositados. Dichos materiales están concebidos para formar parte de las barreras de ingeniería para residuos radiactivos. En el caso de contacto con el agua, los contaminantes presentes en los residuos se disolverán y su movilidad se verá afectada por los materiales cementosos utilizados. Por lo tanto, un profundo conocimiento de las interacciones entre los contaminantes y los materiales cementosos degradados por el agua corriente es esencial para evaluar la seguridad de los almacenes de residuos. El objetivo del estudio fue la identificación de los procesos de retención que afectan al Cs, Ni y Se durante la degradación del cemento endurecido (CE), desde estados sanos hasta estados de degradación elevados. El foco fue puesto en los mecanismos subyacentes y en la posible removilización de los contaminantes, previamente retenidos, debido a la cambiante composición del CE. Se desarrolló un enfoque combinado: Por un lado, se adaptó un reactor de flujo de capa fina, para abordar las necesidades requeridas en el estudio de la retención y la liberación de los contaminantes durante la degradación del material de CE multifase. Por otro lado, los procesos de retención y degradación fueron también estudiados mediante el uso de sistemas de tipo ¿batch¿. Con respecto a la degradación de CE se obtuvieron los siguientes resultados: 1) Se estableció la configuración de flujo continuo en capa fina para la degradación del CE en condiciones alejadas del equilibrio. 2) Los resultados experimentales obtenidos para la degradación del CE fueron reproducidos mediante un modelo de degradación cinética. Para ello, se optimizaron un conjunto de constantes de velocidad de disolución de las fases de cemento, las cuales también pueden ser utilizadas para otros estudios de modelización. 3) El mismo modelo también reprodujo, satisfactoriamente, los resultados de experimentos realizados con diferentes concentraciones acuosas de CO2 y con dos tipos de agua, la subterránea granítica (SG) y la desionizada (DI). 4) Se demostró una mayor degradación del CE cuando está equilibrado con agua SG comparado con agua DI. Este efecto es debido a una mayor concentración acuosa de CO2 en el agua SG. Además, se identificó y cuantificó el efecto tampón del carbonato y de la carbonatación del CE en condiciones alejadas del equilibrio. 5) Se clasificaron cuatro etapas características de la degradación del CE en condiciones de flujo continuo, teniendo en cuenta los efectos del tampón carbonato. Las diferentes etapas se pueden distinguir durante el experimento mediante la medición del pH y de las concentraciones de Ca y Si en la solución a la salida del reactor. Con respecto a la retención de Cs, Ni y Se(VI) en sistemas acondicionados con CE se obtuvieron los siguientes resultados: 1) Se determinaron los coeficientes de distribución de Cs y Se(VI) en sistemas equilibrados a diferentes estados de degradación. 2) Se cuantificó la retención de Cs y Se(VI) en condiciones de flujo durante la degradación continua de CE en agua del tipo DI y SG, y los posibles mecanismos de retención se acotaron. 3) En el caso del Ni, se identificaron las diferentes fases limitantes de la solubilidad formadas en presencia del CE a diferentes estados de degradación. 4) Se observó la formación de un silicato de níquel hidratado, no descrito hasta la fecha, en el sistema más degradado con un valor de pH alrededor de 11.6. 5) Se demostró que la influencia de diferentes concentraciones acuosas de CO2 en la retención de Cs, Ni y Se(VI) es mínima. Este estudio ha demostrado que la persistencia de la retención de contaminantes, atribuida a la adsorción, no es sólo debida a los coeficientes de distribución a diferentes estados de degradación, sino que depende también de la velocidad a la cual los diferentes estados de degradación son alcanzados

In the last two decades an increasing presence of organic substances such drugs, pesticides, etc. has been detected in water which may affect the health of the organisms and the environment. Some of these contaminants remain in the water after the usual treatment in sewage plants. This fact makes evident the need of introduction of the tertiary treatments that allow the complete elimination of these substances. This Doctoral Thesis researches for the elimination of different organic and emerging compounds present in water by means of the adsorption with new activated carbons. In particular, new carbon materials from different wastes, coal, synthetic materials, which have been produced and characterized, allow the adsorption of the organic compounds widely used in society. Different characteristics of the adsorbents (chemical composition, functional groups, texture, etc.) and of adsorbates (dimensions, hydrophobicity, pKa, functional groups, etc.) that influence on the adsorption process have been studied. Moreover, in this work, an analysis and kinetic model have been proposed. The analytic model allow, by chemometrics, enhancing the quantification of two or more organic compounds in solution by spectroscopy UV-vis. The kinetic model proposed provides a better comprehension and interpretation, as a better prediction of the different parameters on the adsorption process. In this sense, the following Thesis presents five works which have allowed a better comprehension of the adsorption process by means carbon materials from different origin. The first work, “highly microporous activated carbons from biocollagenic wastes as adsorbents or aromatic pollutants in water originating from industrial activities”, about the texture and chemical composition of activated carbon from biocollagenic wastes which have been studied in order to observe how these parameters affect on the adsorption of aromatic monosubstitued compounds. Moreover, different variables as temperature and activating agent are studied in the process of manufacture activated carbons. The second work, “Removal of pharmaceutical and Iodinated Contrast Media (ICM) compounds on carbon xerogels and activated carbons. NOM and textural properties influences”, shows the important role of pore size distribution in activated carbon which plays on the adsorption of different pharmaceuticals (salicylic acid, paracetamol, diclifenac, etc.) and iodinated contrast media (iohexol, iodixanol, iomeprol, etc) of different size. The influence of natural organic matter (NOM) in water is also studied in the adsorption of the all pollutants. The adsorption of paracetamol, phenol and salicylicacid in different coal-based activated carbon is showed in the contain of the work “Removal of pharmaceutical pollutants in water using coal-based activated carbons”. In this work, the chemical characteristics on the surface of activated carbons are studied in order to observe the influence in the adsorption of different organic compounds; and also the influence of the pH water. The results showed an increase of adsorption of salicylates due to the presence of sulphur on the surface of the adsorbent. The fourth work; “Multicomponent adsorption on coal-based activated carbons on aqueous media: new cross-correlation analysis method”, as a continuation of the previous work, shows a new chemometric technique that allows to analysis the binary and ternary solutions correctly by UV-vis spectroscopy. Moreover, the competitive effect between two or three molecules is studied on the adsorption process. In the last work, “Role of activated carbon properties in atrazine and paracetamol adsorption equilibrium and kinetics”, a new kinetic model is proposed for the adsorption of paracetamol and atrazine using activated carbon from sewage sludge and two, commercial, activated carbons. / En les darreres dues dècades s’ha detectat un increment de la presència de substàncies orgàniques com els fàrmacs, els pesticides,... en l’aigua que poden afectar la salut dels éssers vius i del medi ambient. Algun d'aquests contaminants romanen en les aigües després d’haver passat pels tractaments habituals en les plantes depuradores de tractament. Aquest fet fa evident la necessitat de la implantació de tractament terciaris que permetin la seva completa eliminació. La present Tesi doctoral estudia l’eliminació de diferents compostos orgànics i emergents presents en aigua mitjançant la tecnologia d’adsorció amb nous carbons activats. Concretament, s'han produït i caracteritzat nous materials carbonosos procedents de residus, carbó mineral, materials sintètics, ... que permeten adsorbir diferents compostos orgànics d'ampli us en la nostra societat. S'han estudiat les característiques dels adsorbents (composició química, grups funcionals, porositat) i dels adsorbats (dimensions, hidrofobicitat, pKa, grups funcionals...) que influeixen en el procés d’adsorció. A més a més, en aquest treball, s'han proposat dos nous models, un d'anàlisi i un altre cinètic. El model analític permet, mitjançant la quimiometria, millorar la quantificació de dos o més compostos orgànics presents en una mescla per espectroscòpia UV-vis. El model cinètic proposat proporciona una millor comprensió i interpretació, així com una millor predicció dels diferents paràmetres del procés d'adsorció. En aquest sentit, en la següent Tesi es presenten cinc treballs que han permès una millor comprensió del procés d’adsorció mitjançant materials carbonosos de diferents procedències. En el primer treball, “Highly microporous activated carbons from biocollagenic wastes as adsorbents or aromatic pollutants in water originating from industrial activities”, s'ha estudiat com afecta la textura i la composició química de carbons activats procedents de residus de pells en l'adsorció de compostos aromàtics monosubtituits. A més a més s’estudia com afecten diferents variables com temperatura i agent activant en el procés de fabricació dels carbons activats. El segon treball, “Removal of pharmaceutical and Iodinated Contrast Media (ICM) compounds on carbon xerogels and activated carbons. NOM and textural properties influences”, posa de manifest el rellevant paper que juga la distribució de porus d’un carbó activat en l’adsorció de diferents fàrmacs (àcid salicílic, paracetamol, diclofenac, ...) i agents de contrast (iohexol, iodixanol, iomeprol,...) de diferent mida. També, s’ha estudiat la influència de la matèria orgànica present en l’aigua en l’adsorció de tots els contaminants. L’estudi de l’adsorció de paracetamol, fenol i àcid salicílic en diferents carbons activats procedents de carbó mineral es reflexa en el treball “Removal of pharmaceutical pollutants im water using coal-based activated carbons”. En aquest treball s'estudia la influència de les característiques químiques de la superfície dels carbons activats en l’adsorció dels diferents compostos orgànics, així com la influència del pH de les aigües. Els resultats van mostrar un augment de l’adsorció de salicilats degut a la presència de sofre en l'adsorbent. El quart treball, “Multicomponent adsorption on coal-based activated carbons on aqueous media: new cross-correlation analysis method”, és una continuació del treball anterior. En aquest cas, es presenta un nova tècnica quimiomètrica que permet analitzar correctament mescles binàries i ternàries per espectroscòpia UV-vis. A més s’estudia l’efecte competitiu entre dues o tres molècules en el procés d'adsorció. El cinquè i últim treball, "Role of activated carbon properties in atrazine and paracetamol adsorption equilibrium and kinetics", planteja un nou model cinètic per a l’adsorció de paracetamol i atrazina mitjançant carbó activat procedent de fangs de depuradora i dos carbons comercials.

The main objective of this study is to compare the implementation of a quality model that comprehensively covers the stages of housing construction, with tracking sales strategies in real estate housing projects. The tangible result is to propose specific mechanisms to improve the system for measuring quality of construction processes, and monitoring-analysis of complaints in housing business. This work was conducted by reviewing the process of implementing the "Modelo de Calidad en los Procesos de Construcción de Vivienda 3CV+2" in a real estate company in the metropolitan area of Monterrey Mexico, which is dedicated to offer middle income and residential houses. Subsequently the mechanism of guarantees care was analyzed based on customer complaints. Finally quality measurements were compared with the guarantees results. Both data -quality and after-sales work- were reviewed in 8 developments between 2012 and 2015. In order to compare the two processes it was necessary to define a method of standardization of the data, since the mechanisms of generation and processing for both of them were not compatible to compare them directly. In conclusion, this work found that the company has achieved mixed results in linking the results of quality construction with the amount of customer complaints. Some developments behavior showed positive trend, some had a beginning relationship between both, and one of the reviewed developments showed an unfavorable performance in construction quality vs. complaints ratio / Este estudio tiene como objetivo principal comparar la implementación de un modelo de calidad que cubra de manera integral las etapas de construcción, con estrategias de seguimiento de postventa en proyectos inmobiliarios de vivienda. El resultado tangible de este estudio, es proponer mecanismos específicos de mejora del sistema de medición de calidad de los procesos constructivos, y del seguimiento y análisis de las garantías en las viviendas. Este trabajo se desarrolló mediante la revisión del proceso de implantación del "Modelo de Calidad en los Procesos de Construcción de Vivienda 3CV+2", en una empresa del sector inmobiliario de la zona metropolitana de Monterrey México, la cual se dedica al segmento de vivienda media y residencial. Posteriormente se analizó el mecanismo de atención de garantías por quejas de los clientes. Y finalmente se compararon las mediciones de calidad con los registro de posventa. Se revisaron datos tanto de calidad y de posventa para 8 desarrollos entre los años 2012 a 2015. Para lograr comparar ambos procesos, se tuvo que definir una metodología de uniformización de los datos, ya que los mecanismos de generación y procesamiento de los mismos no eran compatibles para compararlos de manera directa. Como conclusión de este trabajo se encontró que la empresa ha logrado resultados diversos en la vinculación entre los resultados de calidad en la construcción con la cantidad de quejas de los clientes. Algunos desarrollos mostraron comportamiento con tendencia positiva en la relación calidad-posventa, algunos tenían una relación incipiente entre ambos factores, y uno de los desarrollos revisados mostró un comportamiento desfavorable en la relación calidad de construcción Vs. posventa.

The main goal of this thesis is to develop lossless compression schemes for analog and binary sources. All the considered compression schemes have as common feature that the encoder can be represented by a graph, so they can be studied employing tools from modern coding theory. In particular, this thesis is focused on two compression problems: the group testing and the noiseless compressed sensing problems. Although both problems may seem unrelated, in the thesis they are shown to be very close. Furthermore, group testing has the same mathematical formulation as non-linear binary source compression schemes that use the OR operator. In this thesis, the similarities between these problems are exploited. The group testing problem is aimed at identifying the defective subjects of a population with as few tests as possible. Group testing schemes can be divided into two groups: adaptive and non-adaptive group testing schemes. The former schemes generate tests sequentially and exploit the partial decoding results to attempt to reduce the overall number of tests required to label all members of the population, whereas non-adaptive schemes perform all the test in parallel and attempt to label as many subjects as possible. Our contributions to the group testing problem are both theoretical and practical. We propose a novel adaptive scheme aimed to efficiently perform the testing process. Furthermore, we develop tools to predict the performance of both adaptive and non-adaptive schemes when the number of subjects to be tested is large. These tools allow to characterize the performance of adaptive and non-adaptive group testing schemes without simulating them. The goal of the noiseless compressed sensing problem is to retrieve a signal from its lineal projection version in a lower-dimensional space. This can be done only whenever the amount of null components of the original signal is large enough. Compressed sensing deals with the design of sampling schemes and reconstruction algorithms that manage to reconstruct the original signal vector with as few samples as possible. In this thesis we pose the compressed sensing problem within a probabilistic framework, as opposed to the classical compression sensing formulation. Recent results in the state of the art show that this approach is more efficient than the classical one. Our contributions to noiseless compressed sensing are both theoretical and practical. We deduce a necessary and sufficient matrix design condition to guarantee that the reconstruction is lossless. Regarding the design of practical schemes, we propose two novel reconstruction algorithms based on message passing over the sparse representation of the matrix, one of them with very low computational complexity. / El objetivo principal de la tesis es el desarrollo de esquemas de compresión sin pérdidas para fuentes analógicas y binarias. Los esquemas analizados tienen en común la representación del compresor mediante un grafo; esto ha permitido emplear en su estudio las herramientas de codificación modernas. Más concretamente la tesis estudia dos problemas de compresión en particular: el diseño de experimentos de testeo comprimido de poblaciones (de sangre, de presencia de elementos contaminantes, secuenciado de ADN, etcétera) y el muestreo comprimido de señales reales en ausencia de ruido. A pesar de que a primera vista parezcan problemas totalmente diferentes, en la tesis mostramos que están muy relacionados. Adicionalmente, el problema de testeo comprimido de poblaciones tiene una formulación matemática idéntica a los códigos de compresión binarios no lineales basados en puertas OR. En la tesis se explotan las similitudes entre todos estos problemas. Existen dos aproximaciones al testeo de poblaciones: el testeo adaptativo y el no adaptativo. El primero realiza los test de forma secuencial y explota los resultados parciales de estos para intentar reducir el número total de test necesarios, mientras que el segundo hace todos los test en bloque e intenta extraer el máximo de datos posibles de los test. Nuestras contribuciones al problema de testeo comprimido han sido tanto teóricas como prácticas. Hemos propuesto un nuevo esquema adaptativo para realizar eficientemente el proceso de testeo. Además hemos desarrollado herramientas que permiten predecir el comportamiento tanto de los esquemas adaptativos como de los esquemas no adaptativos cuando el número de sujetos a testear es elevado. Estas herramientas permiten anticipar las prestaciones de los esquemas de testeo sin necesidad de simularlos. El objetivo del muestreo comprimido es recuperar una señal a partir de su proyección lineal en un espacio de menor dimensión. Esto sólo es posible si se asume que la señal original tiene muchas componentes que son cero. El problema versa sobre el diseño de matrices y algoritmos de reconstrucción que permitan implementar esquemas de muestreo y reconstrucción con un número mínimo de muestras. A diferencia de la formulación clásica de muestreo comprimido, en esta tesis se ha empleado un modelado probabilístico de la señal. Referencias recientes en la literatura demuestran que este enfoque permite conseguir esquemas de compresión y descompresión más eficientes. Nuestras contribuciones en el campo de muestreo comprimido de fuentes analógicas dispersas han sido también teóricas y prácticas. Por un lado, la deducción de la condición necesaria y suficiente que debe garantizar la matriz de muestreo para garantizar que se puede reconstruir unívocamente la secuencia de fuente. Por otro lado, hemos propuesto dos algoritmos, uno de ellos de baja complejidad computacional, que permiten reconstruir la señal original basados en paso de mensajes entre los nodos de la representación gráfica de la matriz de proyección.

El objetivo de la investigación es el estudio de los rasgos que caracterizan la estructura territorial de Bogotá y los 17 municipios de su área de influencia inmediata, y el análisis de los cambios ocurridos durante el transcurso de la última década. Así mismo, se busca mensurar la magnitud de los impactos que esta nueva estructura haya provocado sobre las dinámicas urbanas de los entornos en transformación. Se utilizó el método funcional del valor de interacción para la identificación de los sistemas urbanos locales; el método de umbrales de referencia para la delimitación del centro económico de la ciudad; métodos paramétricos para la identificación de candidatos y subcentros de empleo desde una perspectiva morfológica; indicadores de caracterización territorial para el estudio de los subcentros; y el análisis de regresión lineal para el estudio de la relación entre el cambio de uso y los valores inmobiliarios impulsados por las transformaciones sobre la estructura urbana. Se utilizaron principalmente las dos encuestas de movilidad aplicadas en la ciudad para los años 2005 y 2011, y las bases de datos del Catastro Distrital para los mismos periodos. Desde la perspectiva funcional, se encontró para 2011 una estructura territorial constituida por sistemas urbanos integrales (incluyendo todos los viajes efectuados diariamente al interior del área metropolitana de Bogotá), caracterizados por cumplir las condiciones de autocontención y continuidad requeridos en la periferia, y con problemas para su consolidación al interior de la ciudad central. Se encontró que los viajes con motivos distintos al laboral se realizan a distancias considerablemente más cortas que los viajes al trabajo y utilizan básicamente el modo ‘a pie’ para su traslado. Se concluye que el grueso de los viajes registrados por la encuesta de movilidad del año 2011 se hace a una escala más local que los viajes al trabajo, lo cual genera cierta cohesión territorial y por tanto facilita la aplicación del método del valor de interacción para la identificación de subsistemas metropolitanos. Desde el enfoque morfológico, se encontró un bajo nivel de policentrismo representado por un centro de doble núcleo para ambos periodos examinados y tres subcentros significativos y persistentes en el tiempo, ubicados al interior de la ciudad central. El análisis dinámico del CBD y los subcentros estadísticamente significativos muestra ligeras diferencias tanto en el primero como en la zona de transición pero mayores diferencias en la identificación de subcentros, pues mientras unos persisten, otros surgen o desaparecen en 2011 con respecto al año 2005. Los sectores que se mantienen en todo el periodo son Country Club, una zona principalmente residencial de estratos altos al norte de Bogotá, con actividad económica especializada en construcción, servicios y restaurantes y hoteles; Puente Aranda con poca actividad residencial y en cambio sí comercial, de industria y servicios financieros; y Ciudad Salitre Oriental con vivienda de estratos medios y una gran mezcla de usos dotacionales para la administración pública y grandes superficies comerciales. La denominada Zona Industrial de Bogotá surge en 2011 como explicativa del patrón de densidad laboral, desempeñando un papel decisivo no tanto en la actividad productiva, como sí en la comercial y dotacional de sus zonas aledañas. Finalmente, resaltar la existencia de dos nodos importantes en 2005 (Parque Simón Bolívar y San Rafael) que no alcanzan a consolidarse en 2011 como subcentros de empleo. Finalmente, el análisis de las dinámicas urbanas encontró un incremento importante de la actividad terciaria en detrimento del uso industrial, tanto en la totalidad de la ciudad como en los subcentros analizados; así como importantes incrementos en los avalúos, la mayoría de las veces mayores al incremento medio de la ciudad. / The aim of the investigation is the study of the features that characterize the spatial structure of Bogotá and 17 municipalities in its immediate area of influence, and the analysis of the changes over the course of the last decade. Likewise, it seeks to measure the magnitude of the impact that this new structure has brought over the urban dynamics of changing environments. Were used functional interaction value method for the identification of local urban systems; the method of reference thresholds for delimiting the economic center of the city; parametric methods for identifying candidates and subcenter employment from a morphological perspective; territorial characterization indicators for the study of the subcenters; and linear regression analysis to study the relationship between the change of use and property values driven by the changes over the urban structure. The two surveys of mobility in the city applied for the years 2005 and 2011, and the Cadastral databases for the same periods were mainly used. From the functional perspective, it was found in 2011 a territorial structure consisting of Integral Urban Systems (including all trips made daily within the metropolitan area of Bogotá), characterized by fulfilling the conditions of self- containment and continuity required in the periphery, and problems for consolidation within the central city. It was found that reasons other than commuting are made considerably shorter than the travel-to-work distances and mainly used mode 'walk' to travel. It is concluded that the bulk of the trips recorded by the mobility survey in 2011 is a more local scale that travel to work, which generates some territorial cohesion and thus facilitates the application of the interaction value method for identifying metropolitan subsystems. From the morphological approach he was found for both periods under review, a low level of polycentrism represented by a dual-core center and three sub significant and persistent over time, located within the central city. The dynamic analysis of the CBD and the statistically significant subcenter shows slight differences in both the first and the transition zone but major differences in identifying subcenters, because while some remain, others arise or disappear in 2011 compared to 2005. The sectors that remain throughout the period are Country Club, a mainly residential area of higher strata in the north of Bogota, with economic activity specialized in construction, services and restaurants and hotels; Puente Aranda with low residential activity and foremost business, industry and financial services; Ciudad Salitre Oriental with middle strata housing and a great mixture of communal uses for public administration and department stores. The so-called Zona Industral of Bogotá arises in 2011 as an explanatory employment density pattern, playing a decisive role not so much in productive, as if in the commercial activity, facilities and public services of its surrounding areas. Finally, to highlight the existence of two important nodes in 2005 (Parque Simon Bolivar and San Rafael) that fail to consolidate in 2011 as a employment subcenter. Finally, urban dynamics analysis found a significant increase in the tertiary activity (commercial and private facilities uses) to the detriment of industrial use, both the entire city and subcenters analyzed; as well as significant increases in valuations, most times higher than the average increase of the whole city