Tesis por compendio / [ES] El objetivo principal de este trabajo es estudiar la viabilidad de exportar uchuva orgánica hacia Europa como sustitución de cultivos ilícitos en las comunidades indígenas. Para lograr este objetivo se analizó el comportamiento de la demanda de la uchuva, pitaya y maracuyá hacia países europeos como Alemania. Se hizo un análisis financiero de la producción y exportación de uchuva desde Cali a Valencia. Se analizó el comportamiento del consumidor hacia la uchuva orgánica en Namur, Bélgica En cuanto la metodología para el comportamiento de la demanda, la predicción se realiza centrándose exclusivamente en los componentes estadísticos de la serie, base de datos que se obtuvo de ICECOMEX Para modelar la serie de maracuyá, pitahaya y uchuva, se utiliza un refinamiento de la familia de los modelos ARIMA. Para el segundo objetivo del análisis financiero con el fin de estimar los costos, los ingresos y la rentabilidad de la producción y exportación de uchuva, se recopiló información mediante entrevistas a productores orgánicos de uchuva de comunidades indígenas. La información recolectada incluyó el modo de producción orgánica, las prácticas de cultivo, la inversión inicial en ensamblaje, los insumos utilizados, la mano de obra y los niveles de productividad. Para el tercer objetivo del comportamiento al consumidor se realizó una encuesta en Namur, Bélgica. Como conclusión La uchuva es una fruta de grandes posibilidades de exportación para las comunidades indígenas debido a su atractivo de fruta exótica en países europeos y tiene un gran potencial como cultivo sustituto de cultivos ilícitos en la zona del Cauca, región del país donde existe más cultivos de coca. / [CA] L'objectiu principal d'este treball és estudiar la viabilitat d'exportar *uchuva orgànica cap a Europa com a substitució de cultius il·lícits en les comunitats indígenes. Per a aconseguir este objectiu es va analitzar el comportament de la demanda de la *uchuva, *pitaya i maracujà cap a països europeus com Alemanya. Es va fer una anàlisi financera de la producció i exportació de *uchuva des de *Cali a València. Es va analitzar el comportament del consumidor cap a la *uchuva orgànica en *Namur, Bèlgica Quan la metodologia per al comportament de la demanda, la predicció es realitza centrant-se exclusivament en els components estadístics de la sèrie, base de dades que es va obtindre de *ICECOMEX Per a modelar la sèrie de maracujà, *pitahaya i *uchuva, s'utilitza un refinament de la família dels models *ARIMA. Per al segon objectiu de l'anàlisi financera amb la finalitat d'estimar els costos, els ingressos i la rendibilitat de la producció i exportació de *uchuva, es va recopilar informació mitjançant entrevistes a productors orgànics de *uchuva de comunitats indígenes. La informació recol·lectada va incloure el mode de producció orgànica, les pràctiques de cultiu, la inversió inicial en acoblament, els inputs utilitzats, la mà d'obra i els nivells de productivitat. Per al tercer objectiu del comportament al consumidor es va realitzar una costa en *Namur, Bèlgica. Com a conclusió La *uchuva és una fruita de grans possibilitats d'exportació per a les comunitats indígenes a causa del seu atractiu de fruita exòtica en països europeus i té un gran potencial com a cultiu substitut de cultius il·lícits en la zona del *Cauca, regió del país on existix més cultius de coca. / [EN] The main objective of this work is to study the feasibility of exporting organic gooseberries to Europe as a substitution for illicit crops in indigenous communities. The behavior of the demand for cape gooseberry, pitaya, and passion fruit in European countries such as Germany was analyzed to achieve this objective. A financial analysis of the production and export of cape gooseberry from Cali to Valencia was made. Consumer behavior towards organic cape gooseberry in Namur, Belgium was analyzed As for the methodology for the behavior of demand, the prediction is made focusing exclusively on the statistical components of the series, a database that was obtained from ICECOMEX To model the series of passion fruit, dragon fruit and cape gooseberry, a refinement of the ARIMA mily of models is used. For the second objective of the financial analysis to estimate the costs, revenues, and profitability of gooseberry production and export, information was collected through interviews with organic gooseberry producers from indigenous communities. The information collected included the mode of the organic output, cultivation practices, initial investment in assembly, inputs used, labor, and productivity levels. For the third objective of consumer behavior, a slope was carried out in Namur, Belgium. In conclusion, cape gooseberry is a fruit with great export potential for indigenous communities due to its attractiveness as an exotic fruit in European countries. It has great potential as a substitute crop for illicit crops in the Cauca area, the region of the country where there are more coca crops. / Gómez Racines, L. (2024). Uchuva Orgánica como alternativa de sustitución de cultivos ilícitos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/212298 / Compendio

[ES] Esta tesis investiga los mecanismos microscópicos de la adsorción selectiva y difusión de etileno en zeolitas que contienen plata mediante una combinación de dispersión inelástica de neutrones (INS), dispersión cuasielástica de neutrones (QENS) y teoría funcional de densidad (DFT). Las zeolitas se han aplicado con éxito como materiales adsorbentes en varias separaciones desafiantes debido a sus propiedades físicas químicas notables y ajustables. Un uso particular está relacionado con la separación de alquenos de alcanos. Además de funcionar como tamices moleculares, la interacción selectiva del alqueno con los cationes de metales de transición ubicados en las cavidades de las zeolitas juega un papel crucial al mejorar la separación selectiva mediante un mecanismo conocido como complejación pi. La energía de unión de la complejación pi es intermedia entre una fisisorción fuerte y una quimisorción débil, lo que permite una alta selectividad y regenerabilidad de las moléculas adsorbidas en el sitio del metal de transición. Aunque se han publicado varios estudios sobre la adsorción de etileno en zeolitas con Ag, la mayoría se basan en técnicas experimentales o en predicciones puramente teóricas que no describen completamente el sistema bajo investigación. Por lo tanto, la interacción del etileno con la plata y los factores que determinan este mecanismo de adsorción selectiva y la difusión del etileno adsorbido en zeolitas con Ag aún no se comprenden completamente. La combinación de enfoques teóricos (DFT) y experimentales (INS y QENS) para estudiar la complejación pi de etileno en zeolitas de plata de poros pequeños CHA, RHO y LTA permite comprender las influencias de la geometría local de la estructura y entorno de los sitios Ag+ en la formación de complejos pi y difusión de la molecula. Además, este método puede extenderse a investigaciones en muchos materiales similares (sean otras zeolitas o diferentes sistemas microporosos) como una herramienta para proporcionar información cualitativa y cuantitativa satisfactoria. / [CA] Esta tesi investiga els mecanismes microscòpics de l'adsorció selectiva i difusió d'etilé en zeolites que contenen plata mitjançant una combinació de dispersió inelàstica de neutrons (INS), dispersió cuasielástica de neutrons (QENS) i teoria funcional de densitat (DFT). Les zeolites s'han aplicat amb èxit com a materials adsorbents en diverses separacions desafiadores a causa de les seues propietats físiques químiques notables i ajustables. Un ús particular està relacionat amb la separació d'alquens d'alcans. A més de funcionar com a tamisos moleculars, la interacció selectiva de l'alqué amb els cations de metalls de transició situats en les cavitats de les zeolites juga un paper crucial en millorar la separació selectiva mitjançant un mecanisme conegut com a complexació pi. L'energia d'unió de la complexació pi és intermèdia entre una fisisorción forta i una quimisorción feble, la qual cosa permet una alta selectivitat i regenerabilidad de les molècules objectiu adsorbidas en el lloc del metall de transició. Encara que s'han publicat diversos estudis sobre l'adsorció d'etilé en zeolites con Ag, la majoria es basen en tècniques experimentals o en prediccions purament teòriques que no descriuen completament el sistema sota investigació. Per tant, la interacció de l'etilé amb la plata i els factors que determinen este mecanisme d'adsorció selectiva i la difusió de l'etilé adsorbido en zeolites con Ag encara no es comprenen completament. La combinació d'enfocaments teòrics (DFT) i experimentals (INS i QENS) per a estudiar la complexació $\pi$ d'etilé en zeolites de plata de porus xicotets CHA, RHO i LTA permet comprendre les influències de la geometria local de l'estructura i entorn dels llocs Ag+ en la formació de complexos pi i difusió. A més, este mètode pot estendre's a investigacions en molts materials similars (ja siguen altres zeolites o diferents sistemes microporosos) com una ferramenta per a proporcionar informació qualitativa i quantitativa satisfactòria. / [EN] This thesis investigates the microscopic mechanisms of the selective adsorption and diffusion of ethylene on silver containing zeolites by a combination of Inelastic Neutron Scattering (INS), Quasielastic Neutron Scattering (QENS) and Density Functional Theory (DFT). Zeolites has been successfully applied as adsorbents materials to several challenging separations due to their remarkable and tunable chemical physical properties. One particular use is related to the separation of alkenes from alkanes. Apart from working as molecular sieves, the selective interaction of the alkene with transition metal cations located in the cavities of the zeolites plays a crucial role enhancing the selective separation by a mechanism known as pi-complexation. The pi-complexation binding energy is intermediate between a strong physisorption and a weak chemisorption, which allows high selectivity and regenerability of the targeted molecules adsorbed on the transition metal site. Although several studies have been published regarding the adsorption of ethylene on Ag-zeolites, most are based on experimental techniques or on purely theoretical predictions that do not completely describe the system under investigation. Therefore, the interaction of ethylene with silver and the factors that determine this selective adsorption mechanism and the diffusion of the adsorbed ethylene on Ag-zeolites are not fully understood yet. The combination of theoretical (DFT) and experimental (INS and QENS) approaches to study ethylene pi-complexation in silver small pore zeolites CHA, RHO and LTA allows to understand the influences of the local geometry of the framework and the neighboring chemical environment of the Ag+ sites on the formation of pi-complexes and diffusion of the molecule. Furthermore, this method may be extended to investigations in many alike materials (whether other zeolites or different microporous systems) as a tool to provide satisfactory qualitative and quantitative information. / This thesis has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 847439 in the framework of the PhDdoctoral training InnovaXN.This project was apartnership between the InstitutLaue-Langevin(ILL) in Grenoble (France),the Instituto de Tecnología Química (ITQ) Universidad Politecnica de Valencia (Spain)and CepsaSA industry in Madrid,(Spain). / Almeida, G. (2024). Understanding the microscopic mechanism for the industrially relevant ethylene/ethane separation by silver-containing molecular sieves [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211228

[ES] La tesis doctoral "Nanostructured supports for the detection of pathogens and biomolecules of interest based on molecular gates with oligonucleotides" se centra en el diseño de nanomateriales híbridos orgánico-inorgánicos como biosensores innovadores para la detección rápida y específica de patógenos como el virus del papiloma humano (VPH) y la bacteria Vibrio vulnificus, así como biomoléculas relevantes como miR-4732-3p, relacionado con la cardiotoxicidad en pacientes con cáncer. Los sensores desarrollados, basados en puertas moleculares en alúmina mesoporosa y validados con muestras clínicas, destacan por su alta sensibilidad, especificidad, rapidez y facilidad de uso, lo que los hace prometedores para aplicaciones en diagnóstico y monitoreo ambiental. / [CA] The doctoral thesis "Nanostructured supports for the detection of pathogens and biomolecules of interest based on molecular gates with oligonucleotides" focuses on the design of organic-hybrid nanomaterialsInorganic as innovative biosensors for rapid and specific detection of pathogens such as human papillomavirus (HPV) and the bacterium Vibrio vulnificus, as well as relevant biomolecules such as miR-4732-3p, related to cardiotoxicity in cancer patients. The developed sensors, based on mesoporous alumina molecular gates and validated with clinical samples, stand out for their high sensitivity, specificity, speed and ease of use, which makes them promising for applications in diagnosis and environmental monitoring. / [EN] La tesi doctoral "Nanostructured supports for the detection of pathogens and biomolecules of interest based on molecular gates with oligonucleotides" se centra en el disseny de nanomaterials híbrids orgànic-inorgànics com biosensors innovadors per a la detecció ràpida i específica de patògens com el virus del papil·loma humà (VPH) i el bacteri Vibrio vulnificus, així com biomolècules rellevants com miR-4732-3p, relacionat amb la cardiotoxicitat en pacients amb càncer. Els sensors desenrotllats, basats en portes moleculars en alúmina mesoporosa i validats amb mostres clíniques, destaquen per la seua alta sensibilitat, especificitat, rapidesa i facilitat d'ús, la qual cosa els fa prometedors per a aplicacions en diagnòstic i monitoratge ambiental. / This research was supported by project PID2021-126304OB-C41 funded by MCIN/AEI and by European Regional Development Fund - A way of doing Europe. This work has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Development of an Innovative Fluorogenic Biosensor for Direct Detection of Vibrio vulnificus, a Climate Change Biomarker research and innovation programme under grant agreement No 899708. This research was also supported by CIBER -Consorcio Centro de Investigación Biomédica en Red (CB06/01/2012), Instituto de Salud Carlos III, Ministerio de Ciencia e Innovación. This study forms part of the Advanced Materials programme (MFA/2022/049) and was supported by MCIN with funding from European Union NextGeneration EU (PRTR-C17.I1) and by Generalitat Valenciana. The study was also supported by the grants PID2020-120619RB-I00 funded by MCIN/AEI and CIAICO/2021/293 funded by “Conselleria de Educación, Universidades y Empleo” (Generalitat Valenciana, Spain). / Aranda Sobrino, MDLN. (2024). Nanostructured Supports for Detection of Pathogens and Biomolecules of Interest Based on Molecular Gates with Oligonucleotides [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211237

[ES] La tesis abarca una serie de estudios destinados a mejorar los programas de selección genética para aumentar la eficiencia alimentaria en dos etapas de la vida productiva de los cerdos: lactación y crecimiento. En los capítulos 2 al 5 se exploraron diversas metodologías y fuentes de información (genética, genómica y fenómica) para lograr este objetivo. La eficiencia alimentaria durante la lactación es un sistema complejo de rasgos fenotípicos interrelacionados. En el Capítulo 2 se usaron modelos de ecuaciones estructurales para inferir las asociaciones causales entre la ingesta diaria de alimento, el balance de peso de la cerda, la ganancia de peso de la camada, el balance de espesor de grasa dorsal y el peso metabólico de la cerda. Se analizaron datos de 1.100 cerdas de un experimento de selección divergente para la eficiencia en cerdos en crecimiento. Se utilizó el algoritmo de causación inductiva para definir el modelo de ecuaciones estructurales. Los resultados indicaron que la ingesta diaria de alimento y la ganancia diaria de peso de la camada influenciaban el balance diario de peso de la cerda, con coeficientes estructurales medios de 0.12 y -0.03, respectivamente. Posteriormente, el balance diario de peso de la cerda impactó en el balance diario del grosor de la grasa dorsal y en el peso metabólico de la cerda, con coeficientes estructurales de 0,70 y -1,22, respectivamente. Se evaluaron diferentes estrategias de selección. Las estrategias de selección que no dependían de registros de ingesta alimentaria resultaron igualmente efectivas, aunque aumentar la ganancia de peso de la camada reduciendo o manteniendo constante la ingesta alimentaria sin deteriorar la condición corporal de la cerda parece difícil. En el Capítulo 3 se exploraron los beneficios de métodos de multi-output y stacking para mejorar la precisión de la predicción de la eficiencia alimentaria a partir del genotipo de cerdos en crecimiento. Se analizaron datos de 5.828 cerdos y 45.610 SNPs, implementando cuatro estrategias diferentes. Modelos de random forest y support vector regression fueron entrenados con diferentes subconjuntos de variables predictoras (de 200 a 3000 SNPs más informativos). La estrategia estándar, que utilizaba solo los genotipos como predictores, mostró el mejor rendimiento. Con el algoritmo random forest y los 1.000 SNPs más informativos, la correlación de Spearman promedio fue 0.23 (0.04). En cuanto a la fenotipado de alto rendimiento, se propuso el uso de los acelerómetros y las cámaras para obtener información sobre el comportamiento animal. En el Capítulo 4, 16 conejos fueron equipados con acelerómetros y grabados durante 2 semanas. Se segmentaron las series temporales en ventanas de tiempo de diferentes tamaños (1, 3, 5, 7 y 9 segundos) y se calcularon 41 características por ventana. Modelos de random forest, support vector machine y gradient boosting fueron entrenados para clasificar estados activos/inactivos. El modelo de random forest, con una ventana de 9 segundos y las 5 características más importantes, alcanzó una precisión mediana de 1 y una recall mediana de 0.93. Finalmente, en el Capítulo 5 se combinó un algoritmo de seguimiento por detección con un sistema de identificación por radiofrecuencia para rastrear doce cerdos de un corral de los cuales tres cerdos tenían marcas de pelaje únicas que facilitaban su distinción visual. Se implementaron el algoritmo You Only Look Once (v8) para detección y el algoritmo BoT-SORT para seguimiento. Los cerdos con pelajes similares se rastrearon durante un promedio de 49 minutos, mientras que los cerdos con marcas únicas se rastrearon 152 minutos, con una coincidencia del 90% o más con la verdad absoluta. Esta combinación de dispositivos representa un avance significativo en la identificación, seguimiento y trazabilidad de animales en grupo. / [CA] La tesi comprén una sèrie d'estudis destinats a millorar els programes de selecció genètica per a augmentar l'eficiència alimentària en dos etapes de la vida productiva dels porcs: lactació i creixement. En els capítols 2 al 5 es van explorar diverses metodologies i fonts d'informació (genètica, genòmica i fenómica) per a aconseguir este objectiu. L'eficiència alimentària durant la lactació és un sistema complex de trets fenotípics interrelacionats. En el Capítol 2 es van usar models d'equacions estructurals per a inferir les associacions causals entre la ingesta diària d'aliment, el balanç de pes de la truja, l'augment de pes de la ventrada, el balanç del gruix del greix dorsal i el pes metabòlic de la truja. Es van analitzar dades de 1.100 truges d'un experiment de selecció divergent per a l'eficiència en porcs en creixement. Es va utilitzar l'algorisme de causación inductiva per a definir el model d'equacions estructurals. Els resultats van indicar que la ingesta diària d'aliment i l'augment diari de pes de la ventrada van influir en el balanç diari de pes de la truja, amb coeficients estructurals mitjans posteriors de 0,12 i -0.03, respectivament. Posteriorment, el balanç diari de pes de la truja va impactar en el balanç diari del gruix del greix dorsal i en el pes metabòlic de la truja, amb coeficients estructurals de 0,70 i -1,22, respectivament. Es van avaluar diferents estratègies de selecció. Les estratègies de selecció que no depenien de registres d'ingesta alimentària van resultar igualment efectives, encara que augmentar el pes de la ventrada reduint o mantenint constant la ingesta alimentària sense deteriorar la condició corporal de la truja sembla difícil. En el Capítol 3 es van explorar els beneficis de mètodes de multi-output i stacking per a millorar la precisió de la predicció de l'eficiència alimentària a partir del genotip de porcs en creixement. Es van analitzar dades de 5.828 porcs i 45.610 SNPs, implementant quatre estratègies diferents. Models de random forest i support vector regression van ser entrenats amb diferents subconjunts de variables predictores (de 200 a 3000 SNPs més informatius). L'estratègia estàndard, que utilitzava només els genotips com a predictors, va mostrar el millor rendiment. Amb l'algorisme random forest i els 1.000 SNPs més informatius, la correlació de Spearman mitjana va ser 0.23 (0.04). Quant a la fenotipat d'alt rendiment, es va proposar l'ús dels acceleròmetres i càmeres per a obtindre informació sobre el comportament animal. En el Capítol 4, 16 conills van ser equipats amb acceleròmetres i gravats durant 2 setmanes. Es van segmentar les sèries temporals en finestres de temps de diferents grandàries (1, 3, 5, 7 i 9 segons) i es van calcular 41 característiques per finestra. Models de random forest, support vector machine i gradient boosting van ser entrenats per a classificar estats actius/inactius. El model de random forest, amb una finestra de 9 segons i les 5 característiques més importants, va aconseguir una precisió mitjana d'1 i una recall mitjana de 0.93. Finalment, en el Capítol 5 es va combinar un algorisme de seguiment per detecció amb un sistema d'identificació per radiofreqüència per a rastrejar dotze porcs d'un corral dels quals tres tenien marques de pelatge úniques que facilitaven la seua distinció visual. Es van implementar l'algorisme You Only Look Onze (v8) per a detecció i l'algorisme Bot-SORT per a seguiment. Els porcs amb pelatges similars es van rastrejar durant una mitjana de 49 minuts, mentres que els porcs amb marques úniques es van rastrejar 152 minuts, amb una coincidència del 90% o més amb la veritat absoluta. Esta combinació de dispositius representa un avanç significatiu en la identificació, seguiment i traçabilitat d'animals en grup. / [EN] The thesis comprises a series of studies aimed at improving genetic selection programs to increase feed efficiency at two stages of the productive life of pigs: lactation and growth. In Chapters 2 to 5, various methodologies and sources of information (genetics, genomics, and phenomics) were explored to achieve this goal. Feed efficiency during lactation is a complex system of interrelated phenotypic traits. In Chapter 2, structural equation models were used to infer the causal associations between daily feed intake, sow weight balance, litter weight gain, backfat thickness balance, and sow metabolic body weight. Data from 1,100 sows from a divergent selection experiment for efficiency in growing pigs were analysed. The inductive causation algorithm was used to define the structural equation model. Results indicated that daily feed intake and daily litter weight gain influenced daily sow weight balance, with average structural coefficients of 0.12 and -0.03, respectively. Subsequently, daily sow weight balance impacted daily backfat thickness balance and sow metabolic body weight, with structural coefficients of 0.70 and -1.22, respectively. Different selection strategies were evaluated. Selection strategies that did not rely on feed intake records proved equally effective, although increasing litter weight gain while reducing or maintaining constant feed intake without deteriorating the sow's body condition seems challenging. In Chapter 3, the benefits of multi-output and stacking methods to improve the accuracy of predicting feed efficiency from the genotype of growing pigs were explored. Data from 5,828 pigs and 45,610 SNPs were analysed, implementing four different strategies. Random forest and support vector regression models were trained with different subsets of predictor variables (from 200 to 3,000 of the most informative SNPs). The standard strategy, which used only genotypes as predictors, showed the best performance. With the random forest algorithm and the top 1,000 SNPs, the average Spearman correlation was 0.23 (0.04). Regarding high-throughput phenotyping, the use of accelerometers and cameras to obtain information on animal behaviour was proposed. In Chapter 4, 16 rabbits were equipped with accelerometers and filmed for 2 weeks. The time series were segmented into time windows of different sizes (1, 3, 5, 7, and 9 seconds), and 41 features were calculated per window. Random forest, support vector machine, and gradient boosting models were trained to classify active/inactive states. The random forest model, with a 9-second window and the 5 most important features, achieved a median precision of 1 and a median recall of 0.93. Finally, in Chapter 5, a tracking-by-detection algorithm was combined with a radio frequency identification system to track twelve pigs in a pen, three of which had unique coat markings that facilitated visual distinction. The You Only Look Once (v8) algorithm was implemented for detection and the BoT-SORT algorithm for tracking. Pigs with similar coat markings were tracked for an average of 49 minutes, while pigs with unique markings were tracked for 152 minutes, with a 90% or higher match with the ground truth. This combination of devices represents a significant advancement in the identification, tracking, and traceability of animals in groups. / Mora Fenoll, M. (2024). New insights for enhancing feed efficiency [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211262

Tesis por compendio / [ES] Esta tesis doctoral pretende aportar conocimientos fundamentales y prácticos sobre la valorización de las algas pardas. Se ha tratado de comprender la relación entre la estructura y funcionalidad de sus polisacáridos y proteínas, considerando sus propiedades funcionales, tecnológicas y bioactivas. Todo ello se ha abordado desde una perspectiva de biorrefinería, enfocada a la economía circular y la sostenibilidad. En primer lugar, se ha llevado a cabo una optimización para la extracción de compuestos valiosos a partir de algas pardas utilizando diversas tecnologías innovadoras. Se investigó un pretratamiento a alta presión de algas pardas (A. nodosum y S. latissima) para extraer alginato y se comparó con el método de extracción convencional. El objetivo era comprender cómo las diferencias iniciales en la composición y estructura de la pared celular de las algas afectaban a la extracción de este polisacárido y a sus propiedades tecnológicas, así como, su capacidad como emulsionante y gelificante. Asimismo, se examinó la extracción de conjugados proteína-polisacárido mediante la aplicación secuencial de varios métodos de extracción, así como sus propiedades funcionales (capacidad de retención de agua y aceite, emulsionante) y bioactivas (actividad antioxidante y capacidad antihipertensiva). En estos estudios se observaron diferencias en la arquitectura de la pared celular de las algas, pertenecientes a distintos órdenes, como Fucales y Laminariales, que influyeron directamente en los compuestos extraídos y en sus propiedades estructurales y tecnológicas. Sin embargo, a pesar de estas diferencias, los resultados mostraron el potencial de los compuestos extraídos como ingredientes en la industria alimentaria y farmacéutica. La segunda sección de esta tesis exploró la valorización de los subproductos generados durante la extracción del alginato. Se realizó un estudio exhaustivo de todas las fracciones y subproductos producidos en este proceso con el objetivo de identificar las fracciones más prometedoras para su valorización. Los resultados mostraron que los residuos sólidos tenían el potencial más significativo debido a su composición fisicoquímica. Por lo tanto, se sugirieron posibles estrategias para valorizar estos residuos, destacando su alto potencial como ingredientes bioactivos, texturizantes o de valor añadido nutricional para aplicaciones alimentarias, de piensos, cosméticos y farmacéuticos. Además, a partir de este trabajo, se investigó la extracción secuencial y combinada por diferentes métodos para recuperar la mayor cantidad posible de proteína intracelular de estos residuos sólidos. Se comprobó que la fracción proteica de los extractos contenía un alto porcentaje de aminoácidos esenciales, adecuadas propiedades funcionales y una interesante actividad antihipertensiva. Finalmente, la tercera parte de esta tesis se centró en la generación de conocimiento a través de la elucidación estructural del alginato. Para ello, se desarrolló un método rápido para determinar la relación M/G del alginato, que mostró valores cercanos al método de referencia (1H NMR), demostrando su precisión. En conjunto, esta tesis doctoral representa un avance significativo en la generación de conocimiento y valorización de la biomasa algal y sus residuos en compuestos de alto valor. Además, estos enfoques son potencialmente aplicables a otras biomasas algales. / [CA] Esta tesi doctoral pretén aportar coneixements fonamentals i pràctics sobre la valorització de les algues marrons. S'ha tractat de comprendre la relació entre l'estructura i funcionalitat dels seus polisacàrids i proteïnes, considerant les seues propietats funcionals, tecnològiques i bioactivas. Tot això s'ha abordat des d'una perspectiva de biorrefinería, enfocada a l'economia circular i la sostenibilitat. En primer lloc, s'ha dut a terme una optimització per a l'extracció de compostos valuosos a partir d'algues marrons utilitzant diverses tecnologies innovadores. Es va investigar un pretractament a alta pressió d'algues marrons (A. nodosum i S. latissima) per a extraure alginat i es va comparar amb el mètode d'extracció convencional. L'objectiu era comprendre com les diferències inicials en la composició i estructura de la paret cel·lular de les algues afectaven l'extracció d'este polisacàrid i a les seues propietats tecnològiques, així com, la seua capacitat com a emulsionant i gelificant. Així mateix, es va examinar l'extracció de conjugats proteïna-polisacàrid mitjançant l'aplicació seqüencial de diversos mètodes d'extracció, així com les seues propietats funcionals (capacitat de retenció d'aigua i oli, emulsionant) i bioactivas (activitat antioxidant i capacitat antihipertensiva). En estos estudis es van observar diferències en l'arquitectura de la paret cel·lular de les algues, pertanyents a diferents ordes, com Fucales i Laminariales, que van influir directament en els compostos extrets i en les seues propietats estructurals i tecnològiques. No obstant això, malgrat estes diferències, els resultats van mostrar el potencial dels compostos extrets com a ingredients en la indústria alimentària i farmacèutica. La segona secció d'esta tesi va explorar la valorització dels subproductes generats durant l'extracció de l'alginat. Es va realitzar un estudi exhaustiu de totes les fraccions i subproductes produïts en este procés amb l'objectiu d'identificar les fraccions més prometedores per a la seua valorització. Els resultats van mostrar que els residus sòlids tenien el potencial més significatiu a causa de la seua composició fisicoquímica. Per tant, es van suggerir possibles estratègies per a valorar estos residus, destacant el seu alt potencial com a ingredients *bioactivos, texturitzants o de valor afegit nutricional per a aplicacions alimentàries, de pinsos, cosmètics i farmacèutics. A més, a partir d'este treball, es va investigar l'extracció seqüencial i combinada per diferents mètodes per a recuperar la major quantitat possible de proteïna intracel·lular d'estos residus sòlids. Es va comprovar que la fracció proteica dels extractes contenia un alt percentatge d'aminoàcids essencials, adequades propietats funcionals i una interessant activitat antihipertensiva. Finalment, la tercera part d'esta tesi es va centrar en la generació de coneixement a través de l'elucidació estructural de l'alginat. Per a això, es va desenvolupar un mètode ràpid per a determinar la relació M/G de l'alginat, que va mostrar valors pròxims al mètode de referència (1H NMR), demostrant la seua precisió. En conjunt, esta tesi doctoral representa un avanç significatiu en la generació de coneixement i valorització de la biomassa algal i els seus residus en compostos d'alt valor. A més, estos enfocaments són potencialment aplicables a altres biomasses algals. / [EN] This doctoral thesis aims to provide fundamental and practical knowledge on the valorization of brown seaweeds. It has sought to understand the relationship between the structure and functionality of their polysaccharides and proteins, considering their functional, technological and bioactive properties. All this has been approached from a biorefinery perspective, focused on circular economy and sustainability. First, an optimization for extracting valuable compounds from brown seaweeds was carried out using various innovative technologies. A high-pressure pre-treatment of brown seaweeds (Ascophyllum nodosum and Saccharina latissima) to extract alginate was investigated and compared with the conventional extraction method. The purpose was to understand how initial differences in algal cell wall composition and structure affected the extraction of this polysaccharide and its technological properties, such as its ability as emulsifier and gelling agent. Likewise, the extraction of protein-polysaccharide conjugates was examined by sequential application of several extraction methods, as well as their functional properties (water, oil retention activity and emulsifying capacity) and bioactive properties (antioxidant activity and antihypertensive capacity). In these studies, differences were observed in the cell wall architecture of the algae, belonging to different orders, such as Fucales and Laminariales, which directly influenced the extracted compounds and their structural and technological properties. However, despite these differences, the results showed the potential of the extracted compounds as ingredients in the food and pharmaceutical industries. The second section of this thesis explored the valorization of by-products generated during alginate extraction. An exhaustive study of all the fractions and by-products produced in this process was carried out to identify the most promising fractions for valorization. The results showed that solid wastes had the most significant potential due to their physicochemical composition. Therefore, possible strategies to valorize these wastes were suggested, highlighting their high potential as bioactive, texturizing, or nutritional value-added ingredients for food, feed, cosmetic, and pharmaceutical applications. Besides, from this work, sequential and combined extraction by different methods was investigated to recover as much intracellular protein as possible from these solid wastes. It was found that the protein fraction of the extracts contained a high percentage of essential amino acids, adequate functional properties, and an interesting antihypertensive activity. Finally, the third part of this thesis focused on generating knowledge through the structural elucidation of alginate. For this purpose, a rapid method was developed to determine the M/G ratio of alginate, which showed values close to the reference method (1H NMR), demonstrating its accuracy. Overall, this PhD thesis represents a significant advance in generating knowledge and valorizing algal biomass and its residues into high-value compounds. Furthermore, these approaches are potentially applicable to other algal biomasses. / The authors wish to acknowledge funds from the grants PID2022- 138328OB-C21 and CEX2021-001189-S funded by MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033 and by “ERDF A way of making Europe” and the project CIRCALGAE (Horizon Europe) under grant agreement 101060607. H. Bojorges acknowledges financial support from the Generalitat Valenciana for the award of a Santiago Grisolía grant (GRISOLIAP/2019/007). The authors acknowledge funds from the project PID2020-117744RJ-I00 and the project CIRCALGAE (Horizon Europe) under grant agreement 101060607. Additionally, the Accreditation as Center of Excellence Severo Ochoa CEX2021-001189-S funded by MCIN/AEI / 10.13039/501100011033 is also fully acknowledged. H. Bojorges expresses gratitude for the financial assistance provided by the Generalitat Valenciana in the form of a Santiago Grisolía grant (GRISOLIAP/2019/007) / Bojorges Gutiérrez, H. (2024). Biorefinery of the relevant brown algae Saccharina latissima and Ascophylum nodosum towards novel, sustainable and functional ingredients [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211317 / Compendio

[ES] El desarrollo y uso biofungicidas y bioinsecticidas para el control de enfermedades y plagas ha sido objeto de una amplia atención por parte de la comunidad científica. Sin embargo, puede afirmarse que el desarrollo y uso de bioherbicidas está, desde el punto de vista de la investigación y su aplicación práctica en campo, en sus primeros estadios. Esta tesis doctoral, surgida desde el seno de una empresa del sector a través de un proyecto de investigación conjunto con la UPV, pretende profundizar en el análisis de los efectos producidos por los bioherbicidas en malas hierbas, contribuyendo a la cuantificación de su eficacia y evaluando los modos de acción, ya que consideramos que estos son los aspectos esenciales para el desarrollo industrial y en el avance del conocimiento científico. Concretamente, se ha partido del conocimiento previo de sustancias naturales bioherbicidas de los grupos de investigación del Instituto Agroforestal Mediterráneo de la Universitat Politècnica de València y de la Universidade de Vigo, así como de la experiencia en la formulación de compuestos naturales por parte de la empresa Seipasa S.A. El objetivo principal de esta investigación ha sido desarrollar un herbicida natural mejorado para su implementación en el mercado nacional e internacional. Dado que el ácido pelargónico ha demostrado su alta eficacia en campo para el de control de malas hierbas y que, por otra parte, resulta un activo de producción viable a nivel industrial fue escogido como activo principal para el desarrollo de los experimentos que componen esta investigación. Las altas dosis de ácido pelargónico necesarias para conseguir sus efectos bioherbicidas la concentración elevada del activo en los productos disponibles actualmente en el mercado hacen que económicamente no sea una alternativa real a los herbicidas de síntesis química. Por ello, en esta tesis se estudiaron las posibles sinergias de la combinación del activo principal (ácido pelargónico) con otras sustancias herbicidas naturales, sustancias viables de producir en términos de costes: el aldehído cinámico y el carvacrol. En el estudio y comprobación de la eficacia o capacidad de control, así como del modo de acción de cada uno de los compuestos seleccionados, se realizaron ensayos en diferentes condiciones experimentales. ¿ in vitro en placa Petri y condiciones controladas de temperatura y humedad. Ensayos de germinación, modo de acción y curvas de dosis respuesta en malas hierbas objetivo y en plantas modelo (Arabidopsis sp.) ¿ Ensayos en invernadero sin control de temperatura ni humedad. Ensayos en macetas y suelo con semillas de malas hierbas seleccionadas por su importancia agronómica (monocotiledóneas y dicotiledóneas). ¿ Ensayos en campo en parcelas seleccionadas por su amplia diversidad de malas hierbas en los cultivos leñosos escogidos (viñedo). En concreto, se determinó la actividad bioherbicida del ácido pelargónico (AP), carvacrol (CV) y aldehído cinámico (AC) de forma individual y de sus combinaciones en las diferentes condiciones experimentales citadas anteriormente, y frente a malas hierbas monocotiledóneas y dicotiledóneas como Amaranthus retroflexus L., Avena fatua L., Portulaca oleracea L., Chenopodium album L. y Erigeron bonariensis L. Los tres activos mostraron una potente actividad fitotóxica, alcanzando una elevada eficacia y nivel de daño en todas las especies, siendo el AP el más eficaz para el cuál se estudió el modo de acción. Gracias a estos estudios se determinó la curva dosis- respuesta, así como las concentraciones letales para el 50 y 80 % de la población de malas hierbas estudiadas. Se desarrollaron prototipos de formulaciones viables industrialmente de acuerdo con dichas concentraciones y se procedió al registro comercial de una de ellas. Se comprobaron las sinergias, efectos aditivos o antagónicos gracias a una triple comprobación nunca antes realizada con moléculas naturales, lo que caracteriza con novedad esta tesis doctoral. / [CA] El desenvolupament i ús de biofungicides i bioinsecticides per al control de malalties i plagues ha rebut una atenció generalitzada per part de la comunitat científica. No obstant això, es pot afirmar que el desenvolupament i ús de bioherbicidas està, des del punt de vista de la recerca i la seva aplicació pràctica al camp, en els seus primers estats. Aquesta tesi doctoral, sorgida des del si d'una empresa del sector a través d'un projecte de recerca conjunt amb la UPV, pretén aprofundir en l'anàlisi dels efectes produïts pels bioherbicidas en males herbes, contribuint a la quantificació de la seva eficàcia i avaluant els modes d'acció, ja que considerem que aquests són aspectes essencials per al desenvolupament industrial i en l'avanç del coneixement científic. Concretament, s'ha partit del coneixement previ de substàncies naturals bioherbicidas dels grups de recerca de l'Institut Agroforestal Mediterrani de la Universitat Politècnica de València i de la Universitat de Vigo, així com de l'experiència en la formulació de compostos naturals per part de l'empresa Seipasa S.A. L'objectiu principal d'aquesta recerca ha estat desenvolupar un herbicida natural millorat per a la seva implementació en el mercat nacional i internacional. Atès que l'àcid pelargònic ha demostrat la seva alta eficàcia en camp per al control de males herbes i, d'altra banda, resulta un actiu de producció viable a nivell industrial, va ser triat com a actiu principal per al desenvolupament dels experiments que composen aquesta recerca. Les altes dosis d'àcid pelargònic necessàries per aconseguir els seus efectes bioherbicidas i la concentració elevada de l'actiu en els productes disponibles actualment en el mercat fan que econòmicament no sigui una alternativa real als herbicides de síntesi química. Per això, en aquesta tesi es van estudiar les possibles sinergies de la combinació de l'actiu principal (àcid pelargònic) amb altres substàncies herbicidas naturals, substàncies viables de produir en termes de costos: l'aldehid cinàmic i el carvacrol. En l'estudi i comprovació de l'eficàcia o capacitat de control, així com del mode d'acció de cadascun dels compostos seleccionats, es van realitzar assajos en diferents condicions experimentals: In vitro en placa Petri i condicions controlades de temperatura i humitat. Assajos de germinació, mode d'acció i corbes de dosi resposta en males herbes objectiu i en plantes model (Arabidopsis sp.). Assajos en hivernacle sense control de temperatura ni humitat. Assajos en testos i terra amb llavors de males herbes seleccionades per la seva importància agronòmica (monocotiledònies i dicotiledònies). Assajos en camp en parcel·les seleccionades per la seva àmplia diversitat de males herbes en els conreus llenyosos escollits (vinya). Concretament, es va determinar l'activitat bioherbicida de l'àcid pelargònic (AP), carvacrol (CV) i aldehid cinàmic (AC) de forma individual i de les seves combinacions en les diferents condicions experimentals esmentades anteriorment, i davant de males herbes monocotiledònies i dicotiledònies com Amaranthus retroflexus L., Avena fatua L., Portulaca oleracea L., Chenopodium album L. i Erigeron bonariensis L. Els tres actius van mostrar una potent activitat fitotòxica, assolint una elevada eficàcia i nivell de dany en totes les espècies, sent l'AP el més eficaç pel qual es va estudiar el mode d'acció. Gràcies a aquests estudis es va determinar la corba dosi-resposta, així com les concentracions letals per al 50 i 80% de la població de males herbes estudiades. Es van desenvolupar prototips de formulacions viables industrialment d'acord amb aquestes concentracions i es va procedir al registre comercial d'una d'elles. Es van comprovar les sinergies, efectes additius o antagònics gràcies a una triple comprovació mai abans realitzada amb molècules naturals, la qual cosa caracteritza amb novetat aquesta tesi doctoral. / [EN] The development and use of biofungicides and bioinsecticides for the control of diseases and pests have received widespread attention from the scientific community. However, it can be asserted that the development and use of bioherbicides are, from the standpoint of research and practical field application, in their early stages. This doctoral thesis, originating from within a company in the sector through a joint research project with UPV, aims to delve into the analysis of the effects produced by bioherbicides on weeds, contributing to the quantification of their efficacy and evaluating the modes of action, as we consider these to be essential aspects for industrial development and the advancement of scientific knowledge. Specifically, this research has built upon previous knowledge of natural bioherbicidal substances from the research groups of the Mediterranean Agroforestry Institute at the Polytechnic University of Valencia and the University of Vigo, as well as the experience in formulating natural compounds by Seipasa S.A. The main objective of this research has been to develop an improved natural herbicide for implementation in the national and international markets. Given that pelargonic acid has demonstrated its high efficacy in the field for weed control and, furthermore, it is a commercially viable active ingredient at the industrial level, it was chosen as the primary active ingredient for the development of the experiments comprising this research. The high doses of pelargonic acid required to achieve its bioherbicidal effects and the elevated concentration of the active ingredient in currently available market products make it economically unfeasible as a real alternative to chemically synthesized herbicides. Therefore, this thesis explored the potential synergies of combining the primary active ingredient (pelargonic acid) with other natural herbicidal substances, economically viable substances in terms of production costs: cinnamic aldehyde and carvacrol. In the study and verification of the efficacy or control capacity, as well as the mode of action of each of the selected compounds, experiments were conducted under different experimental conditions: In vitro on Petri dishes under controlled temperature and humidity conditions. Germination assays, mode of action, and dose-response curves on target weeds and model plants (Arabidopsis sp.). Greenhouse trials without temperature or humidity control. Pot and soil trials with seeds of selected weeds of agronomic importance (monocotyledons and dicotyledons). Field trials in plots selected for their wide diversity of weeds in chosen woody crops (vineyards). Specifically, the bioherbicidal activity of pelargonic acid (AP), carvacrol (CV), and cinnamic aldehyde (AC) was determined individually and in combination under the aforementioned experimental conditions, against monocotyledonous and dicotyledonous weeds such as Amaranthus retroflexus L., Avena fatua L., Portulaca oleracea L., Chenopodium album L., and Erigeron bonariensis L. All three active ingredients showed potent phytotoxic activity, achieving high efficacy and levels of damage in all species, with AP being the most effective for which the mode of action was studied. Through these studies, the dose-response curve was determined, as well as the lethal concentrations for 50 and 80% of the weed population studied. Prototypes of industrially viable formulations were developed according to these concentrations, and the commercial registration of one of them was initiated. Synergies, additive effects, or antagonisms were verified through a triple verification never before conducted with natural molecules, which characterizes this doctoral thesis with novelty. / Muñoz Usero, M. (2024). Desarrollo de un producto herbicida natural respetuoso con el medio ambiente para el control biológico de arvenses [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/208223

[ES] El strappo es una técnica de arranque que permite extraer la superficie más externa de una pintura mural. Sus orígenes se remontan al siglo XVIII y a lo largo de la historia ha sido empleado de forma extensa como recurso conservativo en la intervención de nuestro patrimonio, aunque también ha sido muy cuestionado y acotado, por lo que la presente investigación muestra la vigencia de la técnica. Por otro lado, desde hace algunas décadas este sistema de arranque ha sido adoptado por diversos artistas como método de producción de obras de arte. La hipótesis de esta tesis doctoral plantea que el strappo es un sistema de arranque de pintura mural que ofrece posibilidades válidas y aplicables tanto en el ámbito de la conservación del patrimonio cultural como en el contexto del arte contemporáneo. La presente tesis reúne en una misma investigación los diversos usos que puede proporcionar esta técnica de arranque, en los dos ámbitos mencionados anteriormente. Esta idea surge de la necesidad de hallar soluciones técnicas a diversas problemáticas específicas, por un lado, sobre los procedimientos requeridos para llevar a cabo un strappo de pintura mural minimizando sus riesgos y, por otro lado, sobre los tratamientos y materiales más adecuados para intervenir una pintura mural arrancada. La investigación teórico-experimental que se desarrolla a lo largo de la tesis tiene como finalidad actualizar el protocolo de intervención a seguir para la realización del proceso que conlleva un arranque a strappo, adaptando la técnica tradicional a las necesidades de las obras investigadas, aportando con ello nuevos conocimientos sobre sistemas de consolidación de pinturas murales al seco. Las casuísticas de este tipo de pinturas son diversas, y van desde la sensibilidad al agua, hasta los problemas derivados de la falta de cohesión de la estructura pictórica. Cualquiera de los sistemas de arranque de pintura mural conlleva en sí mismo un riesgo, las operaciones de extracción son complejas y pueden acontecer múltiples circunstancias que derivan en problemáticas que deben intentar solventarse. Ante esta situación la tesis reivindica la necesidad de continuar investigando sobre este recurso conservativo, para intentar progresar y minimizar los riesgos y las dificultades de una técnica (el strappo) que sigue vigente en la actualidad y continúa realizándose cuando las circunstancias lo justifican como único recurso de salvaguarda. / [CA] El strappo és una tècnica d'arrancament que permet extraure la superfície més externa d'una pintura mural. Els seus orígens es remunten al segle XVIII i al llarg de la història ha sigut emprat de manera extensa com a recurs conservatiu en la intervenció del nostre patrimoni, encara que també ha sigut molt qüestionat i delimitat, per la qual cosa la present investigació mostra la vigència de la tècnica. D'altra banda, des de fa algunes dècades este sistema d'arrancament ha sigut adoptat per diversos artistes com a mètode de producció d'obres d'art. La hipòtesi d'esta tesi doctoral planteja que el strappo és un sistema d'arrancament de pintura mural que oferix possibilitats vàlides i aplicables tant en l'àmbit de la conservació del patrimoni cultural com en el context de l'art contemporani. La present tesi reunix en una mateixa investigació els diversos usos que pot proporcionar esta tècnica d'arrancament, en els dos àmbits esmentats anteriorment. Esta idea sorgix de la necessitat de trobar solucions tècniques a diverses problemàtiques específiques, d'una banda, sobre els procediments requerits per a dur a terme un strappo de pintura mural minimitzant els seus riscos i, d'altra banda, sobre els tractaments i materials més adequats per a intervindre una pintura mural arrancada. La investigació teòric-experimental que es desenvolupa al llarg de la tesi té com a finalitat actualitzar el protocol d'intervenció a seguir per a la realització del procés que comporta un arrancament a strappo, adaptant la tècnica tradicional a les necessitats de les obres investigades, aportant amb això nous coneixements sobre sistemes de consolidació de pintures murals al sec. Les casuístiques d'esta mena de pintures són diverses, i van des de la sensibilitat a l'aigua, fins als problemes derivats de la falta de cohesió de l'estructura pictòrica. Qualsevol dels sistemes d'arrancament de pintura mural comporta en si mateix un risc, les operacions d'extracció són complexes i poden esdevindre múltiples circumstàncies que deriven en problemàtiques que han d'intentar solucionar-se. Davant esta situació la tesi reivindica la necessitat de continuar investigant sobre este recurs conservatiu, per a intentar progressar i minimitzar els riscos i les dificultats d'una tècnica (el strappo) que continua vigent en l'actualitat i continua realitzant-se quan les circumstàncies ho justifiquen com a l'únic recurs de salvaguarda. / [EN] Strappo is a detachment technique for removing the outermost surface of a mural painting. Its origins date back to the 18th century and throughout history it has been used extensively as a conservation technique. Even though it is a popular intervention, strappo has also been highly questioned in the conservation field; therefore, this research tries to show the validity of the technique. On the other hand, for some decades the strappo system has been adopted by various artists as a method of producing works of art. The hypothesis of this doctoral thesis is that strappo is a system for detachment of wall paintings that offers valid and applicable possibilities both in the field of cultural heritage conservation and in the context of contemporary art production. This thesis brings together in the same research the different uses that this starting technique can provide, in the two areas mentioned above. This idea arises from the need to find technical solutions to various specific problems, on the one hand, on the procedures required to carry out a mural painting removal minimising its risks and, on the other hand, on the most suitable treatments and materials to intervene on a torn mural painting. The theoretical-experimental research carried out throughout the thesis aims to update the intervention procedure for carrying out a strappo start-up, adapting the traditional technique to the needs of the works investigated, thereby providing new knowledge on systems for consolidating dry mural paintings. The casuistry of this type of painting is diverse, ranging from sensitivity to water to problems derived from the lack of cohesion of the pictorial structure. Any of the detachment of wall paintings systems involves a risk in itself, the extraction operations are complex and multiple circumstances can occur that lead to problems that must be solved. In view of this situation, the thesis claims the need to continue researching this conservation resource, in order to try to progress and minimise the risks and difficulties of a technique (strappo) that is still in use today and continues to be carried out when circumstances justify it as the only safeguarding resource. / Hernández Altarejos, I. (2024). El arranque a strappo de pinturas murales. Estudio de la técnica como método de conservación y como recurso artístico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/206466

[ES] El panorama industrial actual se enfrenta a desafíos significativos mientras transita hacia la descarbonización y la sostenibilidad, impulsado por el imperativo de lograr emisiones netas cero para 2050. Se espera una importante contribución hacia este objetivo al conectar materias primas no convencionales y renovables, alternativas a los materiales fósiles convencionales como el petróleo, a las cadenas de valor existentes de la industria química. Actualmente, existe un creciente interés industrial en la producción de nitrilos de cadena corta como HCN y acetonitrilo, mientras que se espera que las tasas de demanda global disminuyan en los próximos años en el caso del acrilonitrilo. Como reemplazo para materias primas convencionales para la producción de nitrilos, como las olefinas ligeras C2-3 de origen fósil, el desarrollo de rutas de conversión selectivas a partir de bloques de construcción C1 renovables, como el bio/e-syngas o su derivado metanol, y precursores N1 renovables, como el amoníaco verde, proporciona rutas hacia los productos químicos nitrilos, prospectivamente con una huella de carbono más baja. La presente tesis desarrolla y estudia catalizadores sólidos capaces de dirigir simultáneamente reacciones de acoplamiento C-N y C-C para la producción de nitrilos alifáticos C2+, particularmente acetonitrilo. Se hace hincapié en desvelar la naturaleza y estructura del verdadero catalizador activo, que se desarrolla bajo las condiciones del proceso. Específicamente, la tesis estudia efectos promocionales provocados por la combinación de dos metales en compuestos intersticiales mixtos de metales, aleaciones y compuestos intermetálicos. En primer lugar, se realizan estudios catalíticos y teóricos complementarios de Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) sobre la conversión de mezclas de amoníaco (N1) y gas de síntesis (C1, CO+H2) a acetonitrilo con un (pre)catalizador monometálico MoO3. Estos estudios demuestran que MoN1-x, que se desarrolla mediante nitridación superficial, es el catalizador activo real y sugieren que la activación disociativa de HCN, asistida por oxígeno, es el paso controlante de la cinética de formación de acetonitrilo. A continuación, se estudian efectos promocionales de metales de transición divalentes de primera fila en catalizadores basados en molibdeno, utilizando un conjunto de compuestos de molibdato mixto cristalino, estructuralmente análogos, como precursores de catalizador. El dopado con Mn (Mn:Mo ~1) proporciona un catalizador particularmente selectivo y estable para la síntesis de acetonitrilo a partir de mezclas de NH3/gas de síntesis, logrando una tasa de formación de acetonitrilo de 50·10-3 mmol gcat-1 min-1 a 723K. Un conjunto de métodos in situ y operando con sensibilidad bulk y superficial, proporcionan evidencias de que un oxinitruro mixto MnM, con una simetría Fm-3m, y rico en defectos estructurales, representa el catalizador activo. Se sugiere que la mayor oxofilia del oxinitruro mixto MnMo, junto con el papel clave del oxígeno superficial para la activación disociativa de HCN, subyacen al efecto sinérgico de ambos metales. Finalmente, se estudió la conversión de mezclas en fase vapor de metanol (C1) y amoníaco (N1) a compuestos nitrogenados sobre nanocristales bimetálicos GaNi soportados en SiO2. Las aleaciones desordenadas de GaNi (Ga/(Ga+Ni)< 20%) son particularmente selectivas hacia la síntesis de nitrilos, mientras que los compuestos intermetálicos GaNi (Ga/(Ga+Ni)> 40%) catalizan principalmente la aminación de metanol a metilaminas. La difracción de rayos X y espectroscopía de absorción de rayos X, in situ y operando, revelan que el galio es un promotor necesario, el cual contribuye a la estabilización de fases expandidas de fcc Ni(C,N) así como Ni3C, a temperaturas relevantes para la catálisis (673-773K), cuyo desarrollo en la superficie del catalizador corresponde al inicio de la producción de nitrilos C2+ mediante la integración de reacciones de acoplamiento C-N y C-C. / [CA] El panorama industrial actual s'enfronta a desafiaments significatius mentres transita cap a la descarbonització i la sostenibilitat, impulsat per l'imperatiu d'aconseguir emissions netes zero per a 2050. S'espera una important contribució cap a este objectiu en connectar matèries primeres no convencionals i renovables, alternatives als materials fòssils convencionals com el petroli, a les cadenes de valor existents de la indústria química. Actualment, existix un creixent interés industrial en la producció de nitrils de cadena curta com HCN i acetonitril, mentres que s'espera que les taxes de demanda global disminuïsquen en els pròxims anys en el cas del acrilonitrilo. Com a reemplaçament per a matèries primeres convencionals per a la producció de nitrils, com les olefines lleugeres C2-3 d'origen fòssil, el desenvolupament de rutes de conversió selectives a partir de blocs de construcció C1 renovables, com el bio/e-syngas o el seu derivat metanol, i precursors N1 renovables, com l'amoníac verd, proporciona rutes cap als productes químics nitrils, prospectivament amb una petjada de carboni més baixa. La present tesi desenvolupa i estudia catalitzadors sòlids capaços de dirigir simultàniament reaccions d'acoblament C-N i C-C per a la producció de nitrils alifàtics C2+, particularment acetonitril. Es posa l'accent a revelar la naturalesa i estructura del verdader catalitzador actiu, que es desenvolupa sota les condicions del procés. Específicament, la tesi estudia efectes promocionals provocats per la combinació de dos metalls en compostos intersticials mixtos de metalls, aliatges i compostos intermetàl·lics. En primer lloc, es realitzen estudis catalítics i teòrics complementaris de Teoria del Funcional de la Densitat (DFT) sobre la conversió de mescles d'amoníac (N1) i gas de síntesi (C1, CO + H2) a acetonitril amb un (pre)catalitzador monometálico MoO3. Estos estudis demostren que MoN1-x, que es desenvolupa mitjançant nitridació superficial, és el catalitzador actiu real i suggerixen que l'activació dissociativa de HCN, assistida per oxigen, és el pas controlante de la cinètica de formació d'acetonitril. A continuació, s'estudien efectes promocionals de metalls de transició divalentes de primera fila en catalitzadors basats en molibdé, utilitzant un conjunt de compostos de molibdat mixt cristal·lí, estructuralment anàlegs, com a precursors de catalitzador. El dopat amb Mn (Mn:Mo ~1) proporciona un catalitzador particularment selectiu i estable per a la síntesi d'acetonitril a partir de mescles de NH3/gas de síntesi, aconseguint una taxa de formació d'acetonitril de 50·10-3 mmol gcat-1 min-1 a 723 K. Un conjunt de mètodes in situ i operant amb sensibilitat bulk i superficial, proporcionen evidències que un oxinitrur mixt MnM, amb una simetria Fm-3m, i ric en defectes estructurals, representa el catalitzador actiu. Se suggerix que la major oxofilia del oxinitrur mixt MnMo, juntament amb el paper clau de l'oxigen superficial per a l'activació dissociativa de HCN, subjauen a este efecte sinèrgic de tots dos metalls. Finalment, es va estudiar la conversió de mescles en fase vapor de metanol (C1) i amoníac (N1) a compostos nitrogenats sobre nanocristalls bimetàl·lics GaNi suportats en SiO2. Els aliatges desordenats de GaNi (Ga/(Ga+Ni)< 20 %) són particularment selectives cap a la síntesi de nitrils, mentres que els compostos intermetàl·lics GaNi (Ga/(Ga+Ni)> 40 %) catalitzen principalment l'aminació de metanol a metilamines. La difracció de raigs X i espectroscòpia d'absorció de raigs X, in situ i operant, revelen que el gal·li és un promotor necessari, el qual contribuïx a l'estabilització de fases expandides de fcc Ni(C,N) així com Ni3C, a temperatures rellevants per a la catàlisi (673-773 K), el desenvolupament de la qual en la superfície del catalitzador correspon a l'inici de la producció de nitrils C2+ mitjançant la integració de reaccions d'acoblament C-N i C-C. / [EN] The current industrial landscape is facing significant challenges as it transitions towards decarbonization and sustainability, driven by the imperative of achieving net-zero emissions by 2050. An important contribution towards this goal is expected from connecting unconventional and renewable feedstocks, alternative to conventional fossil raw materials such as crude oil, to existing value chains of the chemical industry. There is currently growing industrial interest in the production of short-chain nitriles such as acid cyanide and acetonitrile, while lower global demand rates are expected in the next years for acrylonitrile. Departing from conventional raw materials for nitrile production, such as C2-3 light olefin petrochemicals, the development of selective conversion routes from renewable C1 building blocks, such as bio/e-syngas or its derivative methanol, and renewable N1 precursors, like green ammonia, provides prospectively lower carbon footprint routes towards nitrile commodity chemicals. The present thesis develops and studies solid catalysts able to concomitantly steer C-N and C-C coupling reactions for the production of C2+ aliphatic nitrile N-chemicals, precisely acetonitrile. Emphasis is placed on unveiling the nature and structure or the true working catalyst, which develops under relevant process conditions. Specifically, the thesis studies promotional effects brought about by the combination of two metals in mixed-metal interstitial compounds, alloys and intermetallic compounds. First, complementary catalytic and theoretical Density Functional Theory studies on the conversion of mixtures of ammonia (N1) and syngas (C1, CO and H2) to acetonitrile with a monometallic MoO3 (pre)catalyst show MoN1-x, which develops upon near-surface nitridation, as the actual working catalyst and suggest O-assisted dissociative activation of HCN as a kinetically controlling step towards acetonitrile and higher nitriles. Next, promotional effects by first-row divalent transition metals on molybdenum-based catalysts are studied, using a set of structurally analogous crystalline ammonium mixed-metal molybdate compounds as catalyst precursors. Doping with Mn (Mn:Mo ~1) affords a particularly selective and stable catalyst for acetonitrile synthesis from NH3/syngas mixtures, achieving an acetonitrile formation rate of 50·10-3 mmol gcat-1 min-1 at 723 K. A battery of in situ and operando bulk and near-surface sensitive methods provide evidence that a defective MnMo mixed-metal oxynitride, with a Fm-3m symmetry, best represents the working catalyst. The higher oxophilicity of the mixed-metal MnMo oxynitride, alongside the key role of surface oxygen for HCN dissociative activation, is suggested to underlie the Mn-Mo bimetallic synergistic effect. Finally, the conversion of vapor mixtures of methanol (C1) and ammonia (N1) to N-compounds was studied on SiO2-supported GaNi bimetallic nanocrystals. Disordered GaNi alloys (Ga/(Ga+Ni)< 20 %) show to be particularly selective towards nitrile synthesis, whereas GaNi intermetallic compounds (Ga/(Ga+Ni)> 40 %) catalyzed primarily methanol amination to methylamines. In situ and operando X-ray diffraction and X-ray absorption spectroscopy reveal that Ga is a necessary promoter in nickel-based nanocrystals, contributing to the stabilization of expanded fcc Ni(C,N) and Ni3C phases at catalysis relevant temperatures (673-773 K), whose development on the catalyst surface corresponds to the onset of C2+ nitrile production by integration of C-N and C-C coupling reactions. / Martínez Monje, ME. (2024). Catalytic co-valorization of C1 and N1 compounds towards nitrile chemicals [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207107

[ES] A lo largo de la historia, los movimientos migratorios de población siempre han sido una constante. Pero son aquellos propiciados por la Primera y Segunda Revolución Industrial y al Desarrollismo posterior a la Segunda Guerra Mundial, los que generarán grandes cambios urbanísticos en las ciudades. La migración masiva desde las zonas rurales hacia las áreas urbanas, unida a la absorción de poblaciones cercanas motivará la aparición de las primeras metrópolis. Como resultado, surgirán los primeros planes de desarrollo urbano y los primeros ensanches. Pese a que los primeros reglamentos planteaban retículas y geometrías definidas, las posteriores modificaciones y la especulación han modificado, en ocasiones, sustancialmente la concepción original de estos barrios históricos. De igual modo, el envejecimiento de la población y la falta de recursos han contribuido al deterioro de gran parte de estos edificios residenciales. Por consiguiente, el desorden visual, la degradación de los elementos constructivos, y la falta de mantenimiento, ponen de manifiesto, con frecuencia, la necesidad de una renovación urbana del patrimonio arquitectónico. Pero el proceso de migración hacia las ciudades, lejos de detenerse, sigue en marcha. En la actualidad, es también necesario desarrollar un nuevo parque residencial para hacer frente a la creciente demanda de viviendas. Así pues, todo este contexto ha llevado a plantear una estrategia de ampliación en las zonas de ensanche decimonónico y de la primera mitad del siglo XX. Una posibilidad es la extensión en altura de unidades residenciales que todavía no han agotado su edificabilidad. Del mismo modo, la actual crisis climática nos hace replantear el enfoque en el diseño de estas viviendas. Es por eso, que la construcción prefabricada y modular se ha convertido en el núcleo del modelo constructivo para hacer frente a estas necesidades emergentes. En la presente tesis doctoral, el desarrollo principal consiste en una comparación y análisis de estructuras prefabricadas y modulares que acojan estas nuevas viviendas en edificios preexistentes en la zona del Eixample de la ciudad de Valencia, que se toma como estudio de caso, teniendo en cuenta las características estructurales de esta tipología de construcción y su interacción con la nueva estructura. La investigación desarrollada ambiciona establecer una secuencia aproximativa a este nuevo fenómeno desde lo más amplio, como es la ciudad, hasta lo más concreto, como es la validación estructural de un modelo de vivienda. Para ello, ha sido necesario realizar una matriz comparativa entre diversas estructuras modulares y ligeras, que puntúe múltiples requisitos esenciales para la ampliación vertical. De todos ellos, se han escogido los mejores puntuados, y se han modelizado estructuralmente y comparado resultados. De este modo, los modelos finalmente comparados han sido los sistemas porticados de acero, y los sistemas panelados de madera contralaminada. Por último, para garantizar la aplicabilidad del nuevo cuerpo y con el fin de asegurar la integridad del edificio existente, se ha realizado un estudio estructural sobre cómo interactúan ambas estructuras. A partir de un modelo numérico realizado con Elementos Finitos para la modelización del edificio existente, se ha realizado un análisis lineal para cargas gravitatorias, así como un cálculo no lineal del material. Los resultados obtenidos en estos análisis nos proporcionan información sobre el comportamiento estructural, los posibles mecanismos de colapso y la vulnerabilidad del sistema. Dando como resultado las premisas a tener en cuenta para la ampliación vertical de edificios residenciales existentes. / [CA] Al llarg de la història, els moviments migratoris de població sempre han sigut una constant. Però són aquells propiciats per la Primera i Segona Revolució Industrial i al Desenvolupisme posterior a la Segona Guerra Mundial, els que generaran grans canvis urbanístics a les ciutats. La migració massiva des de les zones rurals cap a les àrees urbanes, unida a l'absorció de poblacions pròximes motivarà l'aparició de les primeres metròpolis. Com a resultat, sorgiran els primers plans de desenvolupament urbà i els primers eixamples. Malgrat que els primers reglaments plantejaven retícules i geometries definides, les posteriors modificacions i l'especulació han modificat, a vegades, substancialment la concepció original d'aquests barris històrics. D'igual mode, l'envelliment de la població i la falta de recursos han contribuït a la deterioració de gran part d'aquests edificis residencials. Per consegüent, el desordre visual, la degradació dels elements constructius, i la falta de manteniment, posen de manifest, amb freqüència, la necessitat d'una renovació urbana del patrimoni arquitectònic. Però el procés de migració cap a les ciutats, lluny de detindre's, continua en marxa. En l'actualitat, és també necessari desenvolupar un nou parc residencial per a fer front a la creixent demanda d'habitatges. Així doncs, tot aquest context ha portat a plantejar una estratègia d'ampliació en les zones d'eixample huitcentista i de la primera meitat del segle XX. Una possibilitat és l'extensió en altura d'unitats residencials que encara no han esgotat la seua edificabilitat. De la mateixa manera, l'actual crisi climàtica ens fa replantejar l'enfocament en el disseny d'aquests habitatges. És per això, que la construcció prefabricada i modular s'ha convertit en el nucli del model constructiu per a fer front a aquestes necessitats emergents. En la present tesi doctoral, el desenvolupament principal consisteix en una comparació i anàlisi d'estructures prefabricades i modulars que acullen aquests nous habitatges en edificis preexistents en la zona de l'Eixample de la ciutat de València, que es pren com a estudi de cas, tenint en compte les característiques estructurals d'aquesta tipologia de construcció i la seua interacció amb la nova estructura. La investigació desenvolupada ambiciona establir una seqüència aproximativa a aquest nou fenomen des del més ampli, com és la ciutat, fins al més concret, com és la validació estructural d'un model d'habitatge. Per a això, ha sigut necessari realitzar una matriu comparativa entre diverses estructures modulars i lleugeres, que puntue múltiples requisits essencials per a l'ampliació vertical. De tots ells, s'han triat els millors puntuats, i s'han modelitzat estructuralment i comparats resultats. D'aquesta manera, els models finalment comparats han sigut els sistemes porticats d'acer, i els sistemes de panels de fusta contralaminada. Finalment, per a garantir l'aplicabilitat del nou cos i amb la finalitat d'assegurar la integritat de l'edifici existent, s'ha realitzat un estudi estructural sobre com interactuen totes dues estructures. A partir d'un model numèric fet amb Elements Finits per a la modelització de l'edifici existent, s'ha dut a terme una anàlisi lineal per a càrregues gravitatòries, així com un càlcul no lineal del material. Els resultats obtinguts en aquestes anàlisis ens proporcionen informació sobre el comportament estructural, els possibles mecanismes de col·lapse i la vulnerabilitat del sistema. Donant com a resultat les premisses a tindre en compte per a l'ampliació vertical d'edificis residencials existents. / [EN] Throughout history, migratory population movements have always been a constant. But it is those brought about by the First and Second Industrial Revolutions and post-World War II developmentalism that will generate major urban changes in cities. Mass migration from rural areas to urban areas, together with the absorption of nearby populations, led to the emergence of the first metropolises. As a result, the first urban development plans and the first urban extensions will emerge. Although the first planning regulations proposed defined grids and geometries, subsequent modifications and speculation have sometimes substantially modified the original conception of these historic neighbourhoods. Similarly, the ageing of the population and the lack of resources have contributed to the deterioration of many of these residential buildings. Consequently, the visual disorder, the degradation of the constructive elements and the lack of maintenance often highlight the need for urban renewal of the architectural heritage. But the process of migration to the cities, far from stopping, is continuing. It is now also necessary to develop new housing stock to cope with the growing demand for housing. Thus, this context has led to a strategy of expansion in the areas of the nineteenth-century and first half of the twentieth century. One possibility is the extension in height of residential units that have not yet exhausted their buildability. Similarly, the current climate crisis is causing us to rethink our approach to housing design. That is why prefabricated and modular construction has become the core of the building model to address these emerging needs. In this doctoral thesis, the main development consists of a comparison and analysis of prefabricated and modular structures that house these new dwellings in pre-existing buildings in the Eixample area of the city of Valencia, which is taken as a case study, taking into account the structural characteristics of this type of construction and its interaction with the new structure. The research carried out aims to establish an approximate sequence to this new phenomenon from the broadest, such as the city, to the most concrete, such as the structural validation of a housing model. To do this, it has been necessary to make a comparative matrix between different modular and lightweight structures, which scores multiple essential requirements for vertical extension. From all of them, the best scoring ones have been chosen, structurally modelled and the results compared. In this way, the models finally compared were the steel portal frame systems and the cross-laminated timber panel systems. Finally, in order to guarantee the applicability of the new body and to ensure the integrity of the existing building, a structural study has been carried out on how both structures interact. Based on a numerical model made with Finite Elements for the modelling of the existing building, a linear analysis for gravity loads has been carried out, as well as a non-linear material calculation. The results obtained in these analyses provide us with information on the structural behaviour, the possible collapse mechanisms and the vulnerability of the system. This results in the premises to be taken into account for the vertical extension of existing residential buildings. / Piqueras Blasco, M. (2024). Estructuras prefabricadas y modulares para ampliación vertical de edificios residenciales existentes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207110

[ES] Las tecnologías convencionales para el tratamiento de aguas contaminadas no logran abordar la eliminación de contaminantes de preocupación emergente (CECs), lo que subraya la necesidad de implementar nuevas estrategias aplicables a escala industrial. Los Procesos de Oxidación Avanzada (AOPs) surgen como una opción prometedora para la eliminación de contaminantes orgánicos, gracias a su capacidad para generar especies altamente reactivas como los radicales hidroxilo en concentraciones suficientes para purificar el agua. En este contexto, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral es diseñar y sintetizar fotocatalizadores destinados a la remediación de aguas residuales con contaminantes orgánicos. En una primera etapa, se abordó la derivatización covalente de un conocido colorante, la Riboflavina (RF), sobre partículas de sílice (SiO2@RF) con el fin de generar una superficie altamente cargada de este colorante orgánico y así modificar sus propiedades fotofísicas. Tras estudiar los procesos fotocatalíticos de eliminación de contaminantes y realizar una exhaustiva caracterización fotofísica, se postuló un nuevo mecanismo fotocatalítico para este nuevo fotocatalizador heterogéneo. Así, debido a la gran proximidad entre las moléculas de Riboflavina en la superficie del fotocatalizador SiO2@RF se evitó que el colorante experimentara cruce intersistemas, excluyendo así la formación del estado excitado triplete y, por lo tanto, del oxígeno singlete. Consecuentemente, se mejoró la fotoestabilidad de la riboflavina heterogenizada en el fotocatalizador SiO2@RF respecto a su comportamiento en medio homogéneo. A su vez, el proceso de fotocatálisis heterogénea de degradación de contaminantes ocurrió mediante reacciones de transferencia electrónica desde el estado excitado singlete. A continuación, se exploró la influencia del grosor de la capa de TiO2 en la eficiencia fotocatalítica de fotocatalizadores soportados de SiO2@TiO2. El objetivo principal fue optimizar la eficiencia del TiO2 en los procesos fotocatalíticos de degradación de contaminantes. Se introdujeron modificaciones en el método sintético sol-gel para los fotocatalizadores SiO2@TiO2, controlando tanto la velocidad de formación como el grosor de la capa de TiO2 sobre las esferas de SiO2. Tras caracterizarlos, se evaluó la eficiencia fotocatalítica en relación con la cantidad de TiO2 presente en cada fotocatalizador SiO2@TiO2. Los resultados revelaron una dependencia significativa de la actividad fotocatalítica con el grosor de la capa de TiO2, que se correlacionó con la respuesta de la fotoluminiscencia de cada muestra. En este sentido, se llevó a cabo la síntesis y caracterización de un fotocatalizador de SiO2@TiO2, así como de lana de vidrio recubierta con TiO2 (GW_TiO2). Estos materiales fueron desarrollados para eliminar un CEC, el sulfametoxazol (SMX), en una matriz simulada de aguas urbanas. Se exploró la incorporación de nanocristales de Fe3O4 en la capa del fotocatalizador SiO2@TiO2 con la intención de que actúen como trampas para los electrones fotogenerados y así, minimizar su recombinación al tiempo que ayudan a la recuperación del fotocatalizador del medio de reacción. La sinergia entre el TiO2 y el Fe3O4 en el nuevo fotocatalizador SiO2@TiO2@Fe3O4 se evaluó en la eliminación de un contaminante orgánico modelo bajo radiación UV-A. Los resultados mostraron que el Fe3O4 unido al TiO2 puede desarrollar reacciones de foto-Fenton a pH neutro. Se evaluaron H2O2 y PMS como promotores de radicales, mejorando en gran medida el poder foto-oxidativo del nuevo fotocatalizador SiO2@TiO2@Fe3O4. Así, el PMS fue más eficiente que el H2O2. Finalmente, se diseñó y sintetizó un nuevo compuesto macroscópico que mejoraba las propiedades fotocatalíticas de los existentes. Este nuevo material está constituido por micropartículas de SiO2@TiO2 unidas covalentemente a lana de vidrio. El material final se implementó en un fotorreactor de flujo continuo especialmente diseñado. / [CA] Les tecnologies convencionals per al tractament d'aigües contaminades no aconsegueixen abordar l'eliminació de contaminants de preocupació emergent (CECs), el que subratlla la necessitat d'implementar noves estratègies que tinguin aplicació a escala industrial. Els Processos d'Oxidació Avançada (AOPs) emergeixen com una opció prometedora per a l'eliminació de contaminants orgànics, gràcies a la seva capacitat per generar espècies altament reactives com els radicals hidroxil en concentracions suficients per purificar l'aigua. Aquí, l'objectiu principal de la present Tesi Doctoral és el disseny i la síntesi de fotocatalitzadors destinats a la remediació d'aigües residuals amb contaminants orgànics. En una primera etapa, es va abordar la derivatització covalent d'un conegut colorant, la Riboflavina (RF), sobre partícules de sílice (SiO2@RF) amb la finalitat de generar una superfície altament carregada d'aquest colorant orgànic i així modificar les seves propietats fotofísiques. Després d'estudiar els processos fotocatalítics d'eliminació de contaminants i realitzar una exhaustiva caracterització fotofísica, es va postular un nou mecanisme fotocatalític per aquest nou fotocatalitzador heterogeni. Així, a causa de la gran proximitat entre les molècules de Riboflavina en la superfície del fotocatalitzador SiO2@RF es va evitar que el colorant experimentés creuament intersistemes, excloent així la formació de l'estat excitat triplet i, per tant de l'oxigen singlet. Conseqüentment, es va millorar la fotoestabilitat de la riboflavina heterogenitzada en el fotocatalitzador SiO2@RF respecte al seu comportament en medi homogeni. Al seu torn, el procés de fotocatàlisi heterogènia de degradació de contaminants va ocórrer mitjançant reaccions de transferència electrònica des de l'estat excitat singlet. A continuació, es va explorar la influència de l'espessor de la capa de TiO2 en l'eficiència fotocatalítica de fotocatalitzadors suportats de SiO2@TiO2. L'objectiu principal va ser optimitzar l'eficiència del TiO2 en els processos fotocatalítics de degradació de contaminants. Es van introduir modificacions en el mètode sintètic sol-gel per als fotocatalitzadors SiO2@TiO2, controlant tant la velocitat de formació com l'espessor de la capa de TiO2 sobre les esferes de SiO2. Després de caracteritzar-los, es va avaluar l'eficiència fotocatalítica en relació amb la quantitat de TiO2 present en cada fotocatalitzador SiO2@TiO2. Els resultats van revelar una dependència significativa de l'activitat fotocatalítica amb l'espessor de la capa de TiO2, que es va correlacionar amb la resposta de la fotoluminiscència de cada mostra. En aquest sentit, es va dur a terme la síntesi i caracterització d'un fotocatalitzador de SiO2@TiO2, així com de llana de vidre recoberta amb TiO2 (GW_TiO2). Aquests materials van ser desenvolupats per eliminar un CEC, el sulfametoxazol (SMX), en una matriu simulada d'aigües urbanes. Es va explorar la incorporació de nanocristalls de Fe3O4 en la capa del fotocatalitzador SiO2@TiO2 amb la intenció que actuïn com a trampes per als electrons fotogenerats i així, minimitzar la seva recombinació alhora que ajudin a la recuperació del fotocatalitzador del medi de reacció. La sinergia entre el TiO2 i el Fe3O4 en el nou fotocatalitzador SiO2@TiO2@Fe3O4 es va avaluar en l'eliminació d'un contaminant orgànic model sota radiació UV-A. Els resultats van mostrar que el Fe3O4 unit al TiO2 pot desenvolupar reaccions de foto-Fenton a pH neutre. Es van avaluar H2O2 i PMS com a promotors de radicals, millorant en gran mesura el poder foto-oxidatiu del nou fotocatalitzador SiO2@TiO2@Fe3O4. Així, el PMS va ser més eficient que el H2O2. Finalment, es va dissenyar i sintetitzar un nou composite macroscòpic que millorava les propietats fotocatalítiques dels existents. Aquest nou materialestà constituït per micropartícules de SiO2@TiO2 unides covalentment a llana de vidre. El material final es va implementar a un fotorreactor de flux continu. / [EN] Conventional technologies for treating contaminated water fail to address the removal of emerging contaminants of concern (CECs), highlighting the need for implementing new strategies applicable on an industrial scale. Among the various techniques used in contaminated water treatment, Advanced Oxidation Processes (AOPs) emerge as a promising option for organic contaminant removal, thanks to their ability to generate highly reactive species like hydroxyl radicals in sufficient concentrations to purify water. In this context, the main objective of this doctoral thesis is to design and synthesize photocatalysts for the remediation of wastewater with high concentrations of organic pollutants. First, the covalent derivatization of Riboflavin (RF) onto silica particles (SiO2@RF) was addressed to generate a highly charged surface of this organic dye and modify its photophysical properties. After studying the photocatalytic processes for contaminant removal and conducting the photophysical characterization, a new photocatalytic mechanism for this novel heterogeneous photocatalyst was proposed. Due to the close distance between Riboflavin molecules on the surface of the SiO2@RF photocatalyst, it prevented the dye from undergoing intersystem crossing, thus excluding the formation of the triplet excited state and therefore singlet oxygen. Consequently, the photo-stability of heterogenized riboflavin in the SiO2@RF photocatalyst was improved compared to its behavior in homogeneous media. Furthermore, the heterogeneous photocatalysis process for contaminant degradation occurred through electron transfer reactions from the singlet excited state. In the subsequent stage of research, the influence of the TiO2 layer thickness on the photocatalytic efficiency of supported photocatalysts SiO2@TiO2 was explored. The main objective was to optimize the efficiency of TiO2 in photocatalytic processes for contaminant degradation. Additionally, modifications were introduced in the sol-gel synthetic method for SiO2@TiO2 photocatalysts, intending to control both the rate of formation and the thickness of the TiO2 layer on the SiO2 spheres. After conducting a comprehensive characterization of these materials, the photocatalytic efficiency was evaluated in relation to the amount of TiO2 present in each SiO2@TiO2 photocatalyst. The results revealed a significant dependence of the photocatalytic activity on the thickness of the TiO2 layer, which correlated with the photoluminescence response of each sample. In this context, the synthesis and characterization of a SiO2@TiO2 photocatalyst, as well as glass wool coated with TiO2 (GW_TiO2), were carried out with the aim of eliminating an emerging contaminant of concern (CEC), sulfamethoxazole (SMX), in a simulated matrix of urban water under solar radiation. Furthermore, the incorporation of Fe3O4 nanocrystals into the shell of the SiO2@TiO2 photocatalyst was explored with the intention of acting as traps for photogenerated electrons, thereby minimizing their recombination while aiding in the recovery of the photocatalyst from the reaction medium. The synergy between TiO2 and Fe3O4 in the new SiO2@TiO2@Fe3O4 photocatalyst was evaluated in the removal of a model organic contaminant under UV-A radiation. The results showed that Fe3O4 attached to TiO2 can perform photo-Fenton reactions at neutral pH. Additionally, H2O2 and peroxymonosulfate (PMS) were evaluated as radical promoters, enhancing the photo-oxidative power of the SiO2@TiO2@Fe3O4 photocatalyst. Hence, PMS was more efficient than H2O2. Finally, a new macroscopic composite was designed and synthesized to improve the photocatalytic properties of existing ones. This new material consists of SiO2@TiO2 microparticles covalently bonded to glass wool, which in turn was coated with a layer of TiO2 crystals of optimized thickness according to previous chapter investigations (approximately 30 nm). The photocatalyst was implemented in a continuous flow photoreactr / Cabezuelo Gandía, O. (2024). Diseño y síntesis de nuevos fotocatalizadores para el tratamiento de aguas residuales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207353