http://hdl.handle.net/10366/122447 2026-04-21T06:18:33Z http://hdl.handle.net/10366/166638 [EN] Dishwashing is a daily task performed by millions of people, either manually or with the help of cleaning appliances. Automatic dishwashers are specifically designed for this purpose and are used in both domestic and commercial settings. The efficiency of ADWs is attributed to the distribution of various stages in the washing cycle, appropriate temperature settings, mechanical action, and the use of detergents. This combination not only ensures effective cleaning but also significantly reduces water and energy consumption compared to manual dishwashing. Detergents play a crucial role in both industrial and domestic cleaning and disinfection processes. The extensive use of these products has substantial economic implications. However, the widespread disposal of detergents leads to environmental concerns. These substances are often non-biodegradable and toxic to living organisms, causing disruptions in biological processes. Enzymes are considered viable alternatives to enhance detergent performance, reducing environmental impact, and promoting sustainability. Incorporating enzymes such as amylases and proteases into detergents eliminates the need for alkaline and highly oxidizing components, which are replaced by bleach activator systems. The introduction of new ingredients in detergent formulations with different functionalities makes the process of designing this type of formulated products complex, requiring systematic studies to assess their stability and performance efficacy under cleaning dishwashing conditions. This is why the development of mathematical tools capable of integrating the mechanisms involved in the different stages of a washing cycle to find the operating conditions, as well as the composition of the formula that maximize the satisfaction of the customer, it is essential. [ES] El lavado de platos es una tarea diaria realizada por millones de personas, ya sea de manera manual o con la ayuda de electrodomésticos de limpieza. Los lavavajillas automáticos están específicamente diseñados para este propósito y se utilizan tanto en entornos domésticos como comerciales. La eficiencia de los lavavajillas automáticos se atribuye a la distribución de varias etapas en el ciclo de lavado, configuraciones de temperatura apropiadas, acción mecánica y el uso de detergentes. Esta combinación no solo garantiza una limpieza efectiva, sino que también reduce significativamente el consumo de agua y energía en comparación con el lavado manual. Los detergentes juegan un papel crucial en los procesos de limpieza y desinfección de ámbitos industriales y domésticos. El uso extensivo de estos productos tiene importantes implicaciones económicas. Sin embargo, el vertido de aguas procedentes de procesos de lavado con detergentes disueltos conlleva problemas ambientales. Estas sustancias a menudo son no biodegradables y tóxicas para los organismos vivos, causando disrupciones en los procesos biológicos. Las enzimas se consideran alternativas viables para mejorar el rendimiento de los detergentes, reduciendo el impacto ambiental y promoviendo la sostenibilidad. La incorporación de enzimas como amilasas y proteasas en los detergentes elimina la necesidad de componentes alcalinos y altamente oxidantes, que son reemplazados por sistemas activadores de blanqueo. La introducción de nuevos ingredientes en las formulaciones de detergentes con diferentes funcionalidades hace que el proceso de diseño de este tipo de productos formulados sea complejo, requiriendo estudios sistemáticos para evaluar su estabilidad y eficacia bajo condiciones de lavado. Por ello, el desarrollo de herramientas matemáticas capaces de integrar los mecanismos involucrados en las diferentes etapas de un ciclo de lavado para encontrar las condiciones operativas de este, así como la composición de la fórmula que maximice la satisfacción del consumidor, es esencial. 2025-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/163577 [ES]El mar Mediterráneo representa una zona única del océano global para estudiar diferentes procesos oceanográficos. Su geografía semi-cerrada y su balance hídrico negativo hacen que a menudo sea considerado como una “cuenca laboratorio” o un “océano en miniatura” para estudiar fenómenos climáticos y oceanográficos globales. También es considerado como una zona especialmente sensible al cambio medioambiental, particularmente a los procesos de calentamiento y de acidificación oceánica. Se espera que para el año 2100, temperatura de superficie y la acidificación excedan en 1 °C y 0.15 unidades las tendencias globales. Mas allá del efecto global en la biodiversidad, estos dos procesos son especialmente importantes para los organismos calcificadores como los corales, bivalvos, y diversos grupos pertenecientes al zooplancton, como foraminíferos planctónicos y bentónicos, pterópodos y ostrácodos, entre otros. En este sentido, el efecto del cambio medioambiental en la distribución, abundancia y calcificación de diferentes especies de foraminíferos planctónicos y pterópodos se ha demostrado en diferentes zonas del océano global. Sin embargo, los mecanismos específicos detrás de estos cambios, en particular en la calcificación y en la dinámica de poblaciones, son cuestiones que aún están sometidas al debate de la comunidad científica. Esta tesis doctoral pretende contribuir a la discusión aportando evidencias de la respuesta poblaciones de foraminíferos planctónicos y de pterópodos al cambio ambiental en proceso en el mar Mediterráneo en diferentes escalas temporales. Los resultados de este trabajo aportan nueva información sobre los factores ambientales que controlan el grado de calcificación de especies claves de foraminíferos planctónicos y también su papel en la distribución geográfica, estacional, interanual y milenaria de las distribuciones de calcificadores heterotróficos en el mar Mediterráneo con el fin de evaluar el impacto del cambio medioambiental reciente en estos organismos; [EN]The Mediterranean Sea represents a unique are of the global ocean for studying different a wide array of oceanographic processes. Its semi-enclosed geography and negative hydrological balance contribute to describe it as a “laboratory basin” or a “miniature ocean” for studying climate and oceanographic phenomena that take place on a global scale. In this regard, it is an area particularly sensitive to environmental change, especially in regard to processes such as warming and ocean acidification. It is expected that by 2100, sea surface temperature (SST) and pH decrease will exceed global trends by 1 °C and 0.15 units, respectively. Beyond the global effect on biodiversity, these two processes are especially important for calcifying organisms such as corals, bivalves and various zooplankton groups, such as planktonic and benthic foraminifera, pteropods and ostracods, amongst others. In this regard, the effect of environmental change on different species of planktonic foraminifera and pteropods abundance and calcification has been demonstrated in various areas of the global ocean; however, the mechanisms by which populations dynamics and calcification are affected are not fully clarified nor constrained. This doctoral thesis aims to contribute to the discussion of issues related to recent environmental change, including, amongst other objectives, documenting the populations of planktonic foraminifera and pteropods in key areas of the Mediterranean Sea; exploring which environmental mechanisms control the distribution of these organisms at different time-scales; analyzing the degree of calcification of key species of planktonic foraminifera to evaluate the impact of recent environmental change on these organisms 2024-12-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/158301 [ES] El objetivo general de esta tesis es identificar y analizar la calidad ambiental de los recursos ambientales para poder conservar estas singularidades naturales del espacio natural Arribes del Duero y las limitaciones que implican los diversos riesgos geológicos asociados, que puedan servir de base para una planificación y gestión sostenible del territorio, generando una geodatabase temática georeferenciada implementada mediante técnicas SIG. 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/158286 [EN] Sustainable development is one of the main concerns of today’s society, especially within the energy resources framework. The global growing population implies an increase in the energy demand that, in the future, will not be able to be covered by merely using fossil fuels. Since the 2015 Paris Agreement until the current 2030 Agenda, diverse initiatives have been developed to effectively empower the energy transition, moving towards alternative and environmentally friendly energy sources. The Sun is one of the most abundant natural resources for generating energy. In fact, if it was possible to harvest all the incoming Sun energy, throughout the year, global energy demand would be broadly covered. Therefore, solar energy, particularly Concentrated Solar Power (CSP), stands as one of the most promising renewable energy technologies. CSP systems can provide not only electricity but also thermal power for industry or domestic uses. These systems collect the direct normal irradiance and concentrate it onto the geometrical focus (which can be a line or a point), where temperatures of 700 ◦C or even 1000 ◦C are achieved, depending on the type of concentrator selected. The thermal energy concentrated onto the focus is employed for heating a fluid which can be used to run a thermodynamic cycle for electricity production by means of a generator. Another option would be to directly use the fluid thermal energy or store it, allowing to use it later during the absence of solar irradiance. Furthermore, this kind of plant can be hybridized by adding a combustion chamber granting stable and dispatchable energy generation. Besides, in the few last years some concepts such as “energy self-consumption” and “distributed energy” emerged, aiming to decentralize electric energy production. Distributed generation focuses on the production of energy close to the user, thus avoiding transport losses and lowering the costs and the time that building large installations requires. “Smart grid” is a concept closely associated with distributed energy. It pursues to efficiently integrate all the electricity micro-cogeneration systems into the grid (solar power, wind power, storage systems, etc.). In that framework, this doctoral thesis focuses on the analysis of a solar parabolic dish concentration system. The modularity of this technology enables its use for small-scale energy generation (between 3 – 30kWe, through single dishes), as well as for larger scale electricity generation, in the range of MW, by means of dish farms. The initial configuration of the system studied in this work considers the integration of a hybrid micro-gas turbine as a power block to produce electricity. That micro-gas turbine, which performs a recuperative Brayton cycle, is placed in series with a combustion chamber aiming to maintain a constant turbine inlet temperature, even in the absence of solar irradiance, thus providing a constant power output. Therefore, the system can be considered hybrid since it uses solar energy and/or fuel (natural gas) for electricity production. The plant description is carried out by means of a semi-analytical model that includes basic thermodynamic equations and a set of parameters with a clear physical meaning. The model was developed within the Research Group and validated for a Central Tower CSP plant. All the subsystems comprising the whole plant are integrated, aiming to identify which are the elements that mainly influence the overall performance. As input parameters, meteorological data associated with specific locations are employed, including direct normal irradiance and ambient temperature. This allows to perform different studies in particular locations such as Santander, Salamanca, Seville or Ouarzazate. Additionally, some design parameters are established, such as subsystem isoentropic efficiencies, turbine inlet temperature, pressure ratio or the working fluid mass flow rate. Within this doctoral thesis, the power block model is adapted to a micro-gas turbine and its validation is done by direct comparison with the results reported in the literature. From the validation, diverse simulations intended to characterise the plant from a thermodynamic perspective are carried out, comparing different power outputs and obtaining indicators such as subsystem efficiencies, overall thermal efficiency and electric energy generated. Additionally, the influence of the recuperator is analysed and different operation modes are compared (hybrid and combustion-only), highlighting the pollutant emissions savings that a hybrid plant could report compared with a conventional one. The thermodynamic model is completed with a thermo-economic study that considers not only indicators such as the Levelized Cost of Electricity and the net energy generated, but also it includes parameters like the Net Present Value, the Specific Plant Investment or the Discounted Payback Period. Looking at the results obtained, the thermodynamic and economic feasibility of the plant is proved. Therefore, the next objective of this doctoral thesis is to improve the model that describes the plant, starting with the solar subsystem. The model is intended to remain semianalytical, in such a way that all the parameters greatly influencing the thermal performance can always be identified. For the solar collector modelling, TonatiuhTM, a Monte-Carlo Ray Tracer software, is employed. Finally, a solar volumetric and pressurized cavity receiver is modelled, including a porous medium inside and aimed to raise the fluid temperature as high as the materials allow it. It is worth mentioning that the receiver description is made by a set of steady-state and zero-dimensional heat transfer equations. However, it includes an extensive number of geometrical and thermodynamic parameters and material properties. The simulations performed provide the material surfaces and heat transfer fluid temperature profiles. Besides, the heat fluxes and the thermal efficiency are obtained. From the results, the zones in which the major losses occur are identified and the influence of the meteorological conditions on fluid temperature is revealed. This doctoral thesis highlights the necessity of developing integrated models that consider all the subsystems comprising an energy generation plant, as well as their interactions. Furthermore, the fact that all the models have a semi-analytical character allows to easily handle all the parameters that likely influence the performance. Besides, the models briefly introduced above can serve as a preamble for plant pre-optimization and sizing studies. Finally, the lower computational cost is another advantage of these kinds of models, providing quite realistic results in a short time. [ES] El desarrollo sostenible es uno de los principales objetivos de la sociedad actual, especialmente en el campo de los recursos energéticos. El aumento de la población mundial conlleva el incremento de la demanda de energía que, en un futuro, no podrá ser suplida exclusivamente mediante el uso de combustibles fósiles. Desde el Acuerdo de París de 2015, y hasta la actual Agenda 2030, se han llevado a cabo diversas iniciativas para hacer efectiva la transición energética hacia fuentes de energía alternativas y respetuosas con el medioambiente. El Sol es uno de los recursos naturales más abundantes de los que disponemos para la generación de energía. De hecho, si fuera posible aprovechar toda la energía que recibimos del Sol durante un año, la demanda energética mundial estaría ampliamente cubierta. Por ello, la energía solar, y concretamente la energía termosolar de concentración (Concentrated Solar Power, CSP en inglés), supone una de las tecnologías renovables más prometedoras del momento. Los sistemas de CSP pueden proporcionar no sólo electricidad, sino también energía térmica para su uso en aplicaciones industriales o residenciales. Estos sistemas recolectan la radiación solar normal y la concentran en su foco geométrico (que puede ser lineal o puntual), donde se pueden alcanzar temperaturas de hasta 700 e incluso 1000 ◦C, dependiendo del tipo de concentrador solar elegido. La energía térmica concentrada en el foco se utiliza para calentar un fluido, que puede ser empleado en un ciclo termodinámico para producir electricidad, a través de un generador. Otra opción sería aprovechar la energía térmica del fluido para su aplicación directa, o para almacenarlo, de tal forma que se pueda recuperar la energía en ausencia de irradiancia solar. Asimismo, este tipo de plantas pueden ser hibridadas añadiendo una cámara de combustión, permitiendo así una generación de energía estable y controlable. Por otro lado, en los últimos años ha aumentado la presencia de conceptos como “autoconsumo” y “energía distribuida”, que pretenden descentralizar la producción de energía eléctrica. La generación distribuida se focaliza en la producción de energía cerca del lugar de consumo, evitando así pérdidas en el transporte de la misma y disminuyendo los costes y el tiempo de construcción de las grandes infraestructuras. La energía distribuida lleva asociado el concepto de smart grid (red inteligente), que busca integrar en la red, de una forma eficiente, todos los sistemas de microgeneración de energía eléctrica (solares, eólicos, sistemas de almacenamiento, etc.). En ese contexto, esta tesis doctoral se centra en el estudio de un sistema de concentración solar de disco parabólico. La modularidad de esta tecnología permite que puede emplearse tanto para la generación de energía a pequeña escala (entre 3 – 30kWe con discos individuales), como para la producción de electricidad en el rango de MW mediante granjas de discos parabólicos. La configuración inicial del sistema que se analiza a lo largo de este trabajo contempla el uso de una micro-turbina de gas híbrida como bloque de potencia para generar energía eléctrica. La micro-turbina de gas, que realiza un ciclo Brayton recuperativo, se acopla en serie a una cámara de combustión para mantener una temperatura de entrada a la turbina constante incluso en ausencia de irradiancia solar, proporcionando así una potencia de salida estable. De esta forma, el sistema se considera híbrido, puesto que utiliza tanto el Sol, como un combustible (gas natural) para la producción de electricidad. La descripción de la planta se realiza mediante un modelo semi-analítico, con ecuaciones termodinámicas básicas y un conjunto de parámetros que poseen un claro significado físico. El modelo ha sido desarrollado dentro del Grupo de Investigación y ya había sido previamente validado para una planta CSP de tipo Torre Central. En él se integran todos los subsistemas que conforman la planta, con el objetivo de poder identificar qué elementos influyen en la eficiencia global del sistema. Como parámetros de entrada, se utilizan datos meteorológicos reales de localizaciones específicas, incluyendo la irradiancia normal directa y la temperatura ambiente. Esto permite hacer diferentes estudios en emplazamientos concretos como Santander, Salamanca, Sevilla y Ouarzazate. Asimismo, previamente se establecen algunos parámetros de diseño, como las eficiencias isoentrópicas de los subsistemas, la temperatura de entrada a la turbina, la relación de presiones o el flujo másico del fluido de trabajo. En esta tesis doctoral, el modelo del bloque de potencia se aplica a una micro-turbina de gas y se valida por comparación directa con los resultados disponibles en la literatura. A partir de la validación, se realizan diversas simulaciones para caracterizar la planta a nivel termodinámico, comparando varias potencias de salida, y obteniendo parámetros como los rendimientos de cada uno de los subsistemas, la eficiencia térmica global y la energía eléctrica generada. Asimismo, se analiza la influencia del recuperador y se comparan diferentes modos de operación (híbrido y sólo combustión), destacando el ahorro en emisiones contaminantes de una planta híbrida respecto a una convencional. El modelo termodinámico de la planta se completa con la implementación de un modelo termo-económico que considera no sólo indicadores como el Coste Normalizado de la Electricidad, y la energía neta generada, sino también parámetros como el Valor Presente Neto, la Inversión Específica de la Planta o el Periodo de Amortización Descontado. Con los resultados obtenidos, se comprueba que la planta puede ser viable a nivel termodinámico y económico. Así, el siguiente objetivo de esta tesis doctoral es mejorar el modelo que describe el sistema, comenzando por la parte solar. Se pretende que el modelo continúe siendo semi-analítico, de tal forma que en todo momento se puedan identificar cuáles son los parámetros que más infuyen en el rendimiento térmico. Para la modelización del colector solar se emplea TonatiuhTM, un software de trazado de rayos basado en el método Monte-Carlo. Finalmente, se modeliza un receptor solar de cavidad volumétrico y presurizado, que cuenta con un medio poroso para elevar la temperatura del fluido tanto como sus materiales lo permitan. Cabe resaltar que la descripción del receptor se realiza mediante un conjunto de ecuaciones de transferencia de calor adimensionales y en estado estacionario, pero que cuenta con un extenso número de parámetros, tanto geométricos como termodinámicos y de propiedades de materiales. Las simulaciones realizadas permiten obtener el perfil de temperaturas tanto del fluido que atraviesa el receptor, como de los materiales que lo conforman. Asimismo, se calculan las transferencias de calor implicadas y la eficiencia térmica del sistema. A partir de los resultados, se identifican la zonas en las que se encuentran las principales pérdidas energéticas. Por otro lado, también se analiza cómo las condiciones meteorológicas influyen en la temperatura del fluido. Esta tesis doctoral pone de manifiesto la necesidad del desarrollo de modelos integrados que contemplen todos los subsistemas de una planta de generación de energía, y sus interacciones. Del mismo modo, el hecho de que los modelos sean semi-analíticos permite un mayor control de todos los parámetros que pueden influir en la eficiencia del sistema. Además, los modelos presentados brevemente en los párrafos anteriores, pueden servir como preámbulo para estudios de pre-optimización y dimensionamiento de la planta. Finalmente, el bajo coste computacional es otra de las ventajas de este tipo de modelos, proporcionando en un tiempo muy corto, unos resultados bastante realistas. 2023-11-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/158273 [ES] Como consecuencia del cambio climático, la vitivinicultura se enfrenta a defectos en la calidad de los vinos que implican a dos importantes características organolépticas: el color y la astringencia. Se hace necesario, por tanto, seguir avanzando en el estudio de los procesos moleculares que conducen al desarrollo de estas propiedades organolépticas. Por ello, el objetivo principal de este trabajo ha sido profundizar en el estudio de las interacciones que tienen lugar entre antocianos y compuestos de interés para la estabilidad de estos pigmentos y del desarrollo de la astringencia. Con este fin, se han planteado los siguientes objetivos parciales: 1. Profundizar en el estudio de las interacciones moleculares entre el principal pigmento del vino, malvidina 3-O-glucósido, y otros compuestos fenólicos y sus implicaciones sobre el color. 2. Estudiar el papel de los polisacáridos en las interacciones de copigmentación y en la estabilidad de la malvidina 3-O-glucósido. 3. Evaluar la implicación que los antocianos y las interacciones de copigmentación pueden llegar a tener en el desarrollo de la astringencia a través de su interacción con proteínas salivales de alto peso molecular. 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/157549 [ES] Los principales objetivos de esta Tesis Doctoral son: a) recuperar la mayor cantidad posible de aluminio de la escoria salina y utilizar la disolución de extracción resultante como fuente de Al(III) en la síntesis de materiales basados en este catión, al mismo tiempo que se reduce la peligrosidad y toxicidad de la escoria salina, y b) aplicar los materiales sintetizados en procesos de interés medioambiental, tales como la descontaminación de aguas y/o la captura de CO2. 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/157535 [ES] El núcleo central de esta tesis doctoral es la exploración de las reacciones de peroxidación en distintos sistemas bioquímicos y orgánicos, con especial interés en la transición de estados prohibidos por espín y los mecanismos de transferencia de carga. Aunque cada uno de los tres artículos que componen esta tesis por compendio aborda un sistema químico distinto, todos ellos están unidos por esta temática común y por el enfoque metodológico. 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/156137 [EN]Forests absorb vast amounts of CO2 each year. Owing to the relatively inexpensive cost of planting trees, afforestation is seen as the most appealing solution to mitigate the rising trend of global temperature. In the future, these tree plantations will be new forests subject to the same ecological principles that are true for the few old-growth forests that remain in the globe. Even though the hope placed in afforestations resides fundamentally in the carbon sink produced by the land use change, it should be questioned whether this forest ability can be modified by biotic and abiotic factors. In classical ecology, stress and diversity both operate simultaneously as the two sides of the same coin to drive ecological functions, like biomass production. The aim of this thesis is to ponder the relative role of both drivers to sink carbon using the secondary forests established in the Sistema Central. The first chapter focuses on the exploration of species-specific growth responses to the main large-scale climatic patterns that operate in western Europe. Different species showed different affinities to climatic patterns that were contingent on the biogeographic character. However, all species’ growth were driven by the East-Atlantic pattern at some extent, highlighting that secondary forests growth can be unstabilized just by the action of one climatic agent. Chapter two address the eternal debate in ecology: the effect of the scale. Sudden extreme droughts can undermine the ability of trees to grow years beyond the impact itself. Results confirmed that the presence of drought legacy effects is also true in an aggregated scale. By contrast, legacies were absent when computed using climate-growth models that accounted for the inherent individual variability of trees. It symbolizes the matter of addressing ecological processes at the same scale at which they operate; in this case, the tree level. The third and last chapter demonstrates the importance of structural diversity of forests in carbon sink. The results show that carbon storage in tree biomass and topsoil is dependent on the interactive effects between canopy age and tree-size heterogeneity. Furthermore, results reveal how secondary forests must develop diverse tree-size structures to maximize the temporal effect of ontogeny and development in carbon sink ability. This thesis increases the current understanding of two opposed biomass accumulation drivers —climatic stress and diversity— at the tree scale. First, it underlines the importance of the scale and individual variability to manage the uncertainties of the carbon cycle in forests. And second, it remarked the importance of diversity, as tree species diversity proved to generate rich climatic growth responses ready to ameliorate the stress of climate, while tree-size heterogeneity demonstrated to interact with the forest developmental grade to sink more Carbon. The knowledge generated in this work using mature secondary forests enable useful guidelines to increase the carbon sink ability of afforestations. [ES]Los bosques absorben cantidades ingentes de CO2 cada año. Debido al coste relativamente barato de plantar árboles, la forestación se considera la solución más atractiva para mitigar la tendencia al alza de la temperatura global. En el futuro, estas plantaciones de árboles serán nuevos bosques sujetos a los mismos principios ecológicos que operan en los pocos bosques primarios que quedan en el planeta. Aunque la esperanza depositada en las repoblaciones forestales reside fundamentalmente en el secuestro de carbono producido por el cambio de uso del suelo, cabe preguntarse si esta capacidad de los bosques puede verse modificada por factores bióticos y abióticos. En la ecología clásica, el estrés y la diversidad operan simultáneamente como las dos caras de una misma moneda para controlar funciones ecológicas, como la producción de biomasa. El objetivo de esta tesis es ponderar el papel relativo de ambos para secuestrar carbono utilizando los bosques secundarios establecidos en el Sistema Central. El primer capítulo se centra en la exploración de las respuestas de crecimiento específicas de cada especie a los principales patrones climáticos de gran escala que operan en Europa occidental. Las distintas especies mostraron diferentes afinidades a los patrones climáticos que dependían del carácter biogeográfico. Sin embargo, el crecimiento de todas las especies se vio impulsado en cierta medida por el patrón Este-Atlántico, lo que pone de manifiesto que el crecimiento de los bosques secundarios puede verse desestabilizado sólo por la acción de un solo agente climático. El capítulo dos aborda el eterno debate en ecología: el efecto de la escala. Las sequías extremas repentinas pueden minar la capacidad de crecimiento de los árboles años después del propio impacto. Los resultados confirmaron que la presencia de legados de las sequías en el crecimiento también es cierta en una escala agregada. Por el contrario, los legados fueron ausentes cuando se calcularon utilizando modelos de crecimiento-clima que tenían en cuenta la variabilidad individual inherente de los árboles. Esto simboliza la importancia de abordar los procesos ecológicos a la misma escala a la que operan; en este caso, a nivel de árbol. El tercer y último capítulo demuestra la importancia de la diversidad estructural de los bosques en su capacidad para secuestrar carbono. Estos resultados mostraron que el almacenamiento de carbono en la biomasa arbórea y en la capa superficial del suelo depende de los efectos interactivos entre la edad del dosel y la heterogeneidad del tamaño de los árboles. Además, los resultados revelaron cómo los bosques secundarios deben desarrollar estructuras de tamaño diversas para maximizar el efecto temporal asociado a la ontogenia forestal y al nivel de desarrollo de los bosques para maximizar los stocks de carbono. Esta tesis profundiza el conocimiento actual de dos factores opuestos de la acumulación de biomasa —el estrés climático y la diversidad— a escala de árbol. En primer lugar, subraya la importancia de la escala y la variabilidad individual para gestionar las incertidumbres del ciclo del carbono en los bosques. Y, en segundo lugar, remarca la importancia de la diversidad, ya que la diversidad de especies demostró generar respuestas variables del crecimiento al clima que pueden servir para aminorar el estrés climático; mientras que la heterogeneidad en el tamaño de los árboles demostró interactuar con el grado de desarrollo del bosque para secuestrar más carbono. Los conocimientos generados en este trabajo utilizando bosques secundarios maduros permiten generar guías de actuación para incrementar la capacidad de secuestro de carbono de las repoblaciones forestales. 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/153355 [EN]From a conservation perspective, abandoned orchards increase landscapeheterogeneity and provide complementary habitats for some arthropod groups (e.g.,spiders). However, this positive effect is limited to simple landscapes, where semi-naturalhabitats are scarce. In these landscapes, abandoned orchards are habitats of conservationvalue and they should be managed to ensure that they reach late successional stages. Incomplex landscapes, on the other hand, priority should be given to the conservation oftraditional orchards. Furthermore, conservation measures designed in Mediterraneancountries should take into account the high community turnover throughout the seasons,especially considering future climate scenarios. Landscape simplification through theloss of semi-natural habitats has negative consequences for arthropod biodiversity, evenin traditional agricultural landscapes with small fields and high crop diversity. Our resultssuggest that maintaining both a high cover of semi-natural habitats and traditionallymanaged orchards in the landscape could have synergistic effects for arthropodconservation (Chapters 1-4). [ES]Desde el punto de vista de la conservación, las parcelas abandonadas aumentan la heterogeneidad del paisaje y proporcionan hábitats complementarios para algunos grupos de artrópodos (por ejemplo, las arañas). Sin embargo, este efecto positivo se limita a los paisajes simples, donde los hábitats seminaturales son escasos. En estos paisajes, los cultivos abandonados constituyen hábitats de gran valor desde el punto de vista de la conservación y deberían ser manejados para garantizar que alcancen etapas sucesionales tardías. En cambio, en paisajes complejos, convendría dar prioridad a la conservación delos cultivos tradicionales. Además, las medidas de conservación aplicadas en los países mediterráneos deberían tener en cuenta la elevada tasa de recambio que sufren las comunidades a lo largo de las estaciones, especialmente si se consideran los futuros escenarios climáticos. La simplificación del paisaje mediante la pérdida de hábitats seminaturales tiene consecuencias negativas para la biodiversidad de artrópodos, incluso en paisajes agrícolas tradicionales con un parcelario pequeño y gran diversidad de cultivos. Nuestros resultados sugieren que mantener en el paisaje una alta cobertura de hábitats seminaturales y de cultivos manejados de forma tradicional podría tener efectossinérgicos para la conservación de los artrópodos (Capítulos 1-4). 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/153326 [ES]La aparición de las técnicas de amplificación de ácidos nucleicos hace unas décadas permitió perfeccionar la detección de agentes infecciosos y supuso una revolución en el diagnóstico microbiológico. Con la introducción de la PCR y sus distintas variantes surgió definitivamente el concepto de diagnóstico molecular, que ha permitido la detección rápida y sensible de microorganismos mediante la amplificación específica de determinadas regiones de su genoma. Actualmente, su uso ha pasado a ser rutinario para el diagnóstico de las enfermedades más habituales en los laboratorios de referencia, pero no así para un gran número de enfermedades importadas y, mucho menos, para aquellas enfermedades tropicales que ocurren en zonas endémicas de escasos recursos. La elección de la técnica diagnóstica dependerá de las características del laboratorio y el objetivo que persigamos en el diagnóstico. De este modo, un caso importado será generalmente estudiado en un laboratorio de referencia bien equipado y con personal especializado. Sin embargo, la detección de un caso en zona endémica, generalmente en zonas inaccesibles durante estudios de campo, requerirá de una prueba tradicional microscópica o una técnica rápida. En cualquier caso, a una técnica diagnóstica se le debe de exigir la máxima especificidad y sensibilidad, reproducibilidad, facilidad de ejecución y un bajo coste. Las técnicas de amplificación isotérmica de ácidos nucleicos son las que más se acercan a cumplir estos requisitos. Entre ellas, la tecnología de amplificación mediada por bucle (LAMP, del inglés Loop-mediated isothermal amplification) es actualmente la más utilizada y sobre la que más se ha trabajado para conseguir acercar el diagnóstico molecular realizado en un laboratorio de referencia a estudios de campo y diagnóstico point-of-care. De esta manera, la tecnología LAMP podría utilizarse en diferentes contextos epidemiológicos. Teniendo en cuenta lo anterior, nos planteamos como objetivo general de este trabajo la evaluación de la tecnología LAMP como método diagnóstico en diferentes situaciones epidemiológicas. Para ello, definimos una serie de objetivos específicos encaminados a la aplicación y desarrollo de esta tecnología para abordar nuevos estudios epidemiológicos, ante situaciones de emergencia sanitaria, o como diagnóstico point-of-care en áreas endémicas con escasos recursos. Estos objetivos se van presentando y alcanzando en los diferentes artículos de investigación que se presentan en esta Tesis Doctoral. [POR]O surgimento de técnicas de amplificação de ácidos nucleicos, há algumas décadas, levou a uma melhor detecção de agentes infecciosos e a uma revolução no diagnóstico microbiológico. Com a introdução da PCR e das suas diferentes variantes, surgiu definitivamente o conceito de diagnóstico molecular, que permite a detecção rápida e sensível de microrganismos através da amplificação específica de determinadas regiões do seu genoma. A sua utilização tornou-se rotina para o diagnóstico das doenças mais comuns em laboratórios de referência, mas não para um grande número de doenças importadas, e muito menos para as doenças tropicais que ocorrem em zonas endémicas com poucos recursos. A selecção da técnica de diagnóstico dependerá das características do laboratório e do objectivo do diagnóstico. Assim, um caso importado será geralmente estudado num laboratório de referência bem equipado e com pessoal especializado. No entanto, a detecção de um caso numa área endémica, geralmente em áreas inacessíveis durante os inquéritos de campo, exigirá um teste microscópico tradicional ou uma técnica rápida. Em qualquer caso, uma técnica de diagnóstico deve ter a máxima especificidade e sensibilidade, reprodutibilidade, facilidade de execução e baixo custo. As técnicas de amplificação isotérmica de ácidos nucleicos são as que mais se aproximam destes requisitos. Entre elas, a tecnologia de amplificação isotérmica mediada por laço (LAMP) é actualmente a mais utilizada e aquela em que mais se trabalhou para aproximar os diagnósticos moleculares realizados num laboratório de referência dos estudos de campo ou dos diagnósticos point-of-care. Desta forma, a tecnologia LAMP pode ser utilizada em diferentes contextos epidemiológicos. Tendo em conta o exposto, o objectivo geral deste trabalho é avaliar a tecnologia LAMP como um método de diagnóstico em diferentes situações epidemiológicas. Para isso, definimos uma série de objectivos específicos que visam a aplicação e o desenvolvimento desta tecnologia para abordar novos estudos epidemiológicos, em situações de emergência sanitária, ou como diagnóstico point-of-care em áreas endémicas com recursos escassos. Estes objectivos são apresentados e alcançados nos diferentes artigos de investigação apresentados nesta Tese de Doutoramento. 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/153175 [ES]En el presente trabajo se evaluó la viabilidad del uso de radiación gamma para mejorar la extractabilidad de compuestos de interés presentes en muestras de orujo de oliva. Además, se optimizaron las condiciones de extracción para recuperar los principales bioactivos del orujo de oliva irradiado y seleccionar el extracto más prometedor para incorporar como conservante en manzanas recién cortadas con el objeto de extender su vida útil. Se partió de dos tipos de orujo de oliva, Orujo de Aceituna Crudo (COP, crude olive pomace) y Orujo de Oliva Extraído (EOP, extracted olive pomace), que se sometieron a diferentes dosis de radiación absorbidas (5, 10, 16 y 22 kGy) con el fin de encontrar las mejores condiciones de extractabilidad de los componentes bioactivos. [EN]In the present work, the feasibility of using gamma radiation for improving the extractability of valuable compounds present in olive pomace samples was evaluated. Furthermore, the extraction conditions to recover the main compounds from the irradiated olive pomace were also optimized in order to find out the most promising extract to incorporate as a food preservative in fresh-cut apples and to extend their shelf life. Two types of olive pomace, Crude Olive Pomace (COP) and Extracted Olive Pomace (EOP), and different absorbed doses (5, 10, 16 and 22 kGy) were initially assayed to determine the best conditions to improve the extractability of the natural bioactives. 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/152913 [ES] Los modelos de educación en temas ambientales predominantes en el mundo son la educación ambiental (EA) y la educación para el desarrollo sostenible (EDS). La EA se distingue especialmente por el interés en la protección y conservación de los recursos naturales. Este rasgo ha hecho que sea un buen pendón para los discursos políticos y demagógicos, especialmente en lugares como Latinoamérica. Por su parte, la EDS es más reciente, su fuerza como modelo de educación comenzó en la primera década del siglo XX, una de sus características es que es un modelo antropocéntrico e impulsador del desarrollo económico como principio para lograr el desarrollo social y el equilibro ambiental. La educación superior, y en especial las ingenierías, no son ajenas a la disputa por la selección del modelo que debe ser incluido dentro de sus enseñanzas. Con esta tesis doctoral se buscó establecer el grado de conocimiento y aplicabilidad de la EA y la EDS en Latinoamérica y con un especial énfasis en Colombia. Se logró encontrar que, a nivel global, Latinoamérica es una de las regiones con menos conocimiento de la EDS y con un fuerte arraigo de la EA, en comparación con otras regiones como Europa, donde predomina la EDS. Así mismo, se identificaron los rasgos que caracterizan la EA en Latinoamérica, en la enseñanza de las ingenierías, así como la falta de conocimiento de la EDS por parte de los profesores y estudiantes de dichas titulaciones. Finalmente, se propuso una estrategia mediadora entre la EA y la EDS con la finalidad de incluirlas dentro de los planes de estudio de las ingenierías, mediante la propuesta de una nueva asignatura. En este sentido, se evidenciaron las ventajas y desventajas de esta metodología a partir de su implementación en el programa de ingeniería ambiental de la Universidad Santo Tomás en Colombia. 2023-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/152658 [ES] Históricamente, el progreso en el diagnóstico de enfermedades infecciosas se ha visto limitado por los requerimientos técnicos y estructurales que presentan muchas de las metodologías utilizadas. Así, tecnologías con elevada sensibilidad y especificidad, como la amplificación de ácidos nucleicos, han quedado restringidas a laboratorios de referencia con importantes infraestructuras. Por ello, infecciones endémicas en países en vías de desarrollo son las que más han sufrido este problema diagnóstico. La carencia de sistemas apropiados para la detección de patógenos ha llevado en muchas ocasiones a un sobre o infra tratamiento, a una falta de este e incluso a un tratamiento innecesario o hasta dañino. Ha resultado también en una distorsión de los datos epidemiológicos de numerosas enfermedades infecciosas. Las técnicas de amplificación isotérmica de ácidos nucleicos se desarrollaron con la promesa de llevar al campo el diagnóstico molecular realizado en el laboratorio. La amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP, del inglés Loop-mediated isothermal amplification) es hoy día la más utilizada entre todas ellas. Sin embargo, tras dos décadas desde su presentación, éste y otros métodos isotérmicos siguen siendo infrecuentes en la práctica clínica diaria. En este contexto, nos planteamos como hipótesis de esta Tesis Doctoral la necesidad de adaptar esta tecnología y combinarla con otras que permitan almacenar y transportar los reactivos de reacción necesarios, sin requerir una cadena de frío. También consideramos preciso disponer de dispositivos pequeños, portátiles y autónomos para llevar a cabo la reacción. Además, la amplificación convendría poder monitorizarla a tiempo real y todos los datos generados ser gestionados cómodamente a través de un dispositivo inteligente. Esta hipótesis se basó en un análisis bibliográfico detallado que se presenta como introducción. En primer lugar, se definen las generalidades de los diferentes diagnósticos basados en ácidos nucleicos, desde la PCR hasta las distintas técnicas de amplificación isotérmica y los diferentes análisis post-amplificación. Una vez establecido este marco teórico, se describen en profundidad las aplicaciones de la tecnología LAMP en las enfermedades tropicales desatendidas (NTDs, del inglés Neglected Tropical Diseases), con especial atención a la esquistosomosis y en la infección por SARS-CoV-2. En estas revisiones se destacan las fortalezas de los estudios presentados hasta la fecha y también sus limitaciones. Se establece así una hoja de ruta para las aportaciones que este trabajo de investigación puede hacer al campo de estudio. De esta manera, propusimos como objetivo general la adaptación de la tecnología LAMP para su validación como método molecular en el diagnóstico de las enfermedades infecciosas. Para ello, se definen diversos objetivos específicos que se van alcanzando en los diferentes artículos de investigación presentados en esta Tesis Doctoral. El primer objetivo específico se basaba en desarrollar y aplicar un método de estabilización sencillo que permitiera almacenar reactivos LAMP listos para el uso a temperatura ambiente. Para ello, utilizamos el método SmMIT-LAMP, previamente publicado por nuestro grupo para la detección de ADN de Schistosoma mansoni. Con un simple proceso de desecación, obtenemos reactivos listos para el uso y estables a temperatura ambiente durante varias semanas. Como segundo objetivo específico nos planteamos diseñar y desarrollar un dispositivo portátil y una aplicación móvil, con el fin de realizar reacciones a tiempo real de amplificación isotérmica y analizar y almacenar los resultados obtenidos. Este dispositivo se materializa en el SMART-LAMP, que fue registrado como modelo de utilidad concedido en la Oficina Española de Patentes y marcas bajo el título “Dispositivo de diagnóstico de enfermedades tropicales desatendidas”. Durante la realización de esta Tesis Doctoral, estalló la pandemia provocada por SARS-CoV-2. El desarrollo de métodos de diagnóstico rápidos, sensibles y precisos se convirtió en una tarea de imperiosa necesidad en los primeros compases de la misma. Por ello, establecimos como tercer objetivo específico el diseño de diferentes ensayos RT-LAMP (Reverse transcription–LAMP) para la detección del virus y su evaluación en diversas muestras clínicas. Describimos ocho ensayos RT-LAMP diferentes para la detección de SARS-CoV-2. Además, realizamos un análisis comparativo de estos en términos de cinética, sensibilidad y especificidad y finalmente seleccionamos los mejores para su posterior aplicación en muestras clínicas. Se observó una alta sensibilidad y especificidad en muestras de exudados nasofaríngeos. Sin embargo, se comprobó que no eran útiles en muestras de orina para la detección de ARN del virus. Por otra parte, se realizaron mejoras sobre el protocolo de estabilización de los reactivos, incrementándose a dos meses su estabilidad a temperatura ambiente. El cuarto objetivo específico tuvo como finalidad evaluar la utilidad diagnóstica del dispositivo portátil SMART-LAMP. Para ello, diseñamos un estudio piloto en el que combinamos el uso del dispositivo con el método de estabilización de reactivos desarrollado, obteniendo un sistema portátil y fácil de utilizar en zonas de escasa infraestructura. Se ensayó para la detección de Schistosoma mansoni, S. haematobium, Strongyloides spp. y SARS-CoV-2, obteniendo elevados valores predictivos. Los resultados fueron comparables con los obtenidos por RT-qPCR y con un dispositivo comercial de amplificación isotérmica. En conclusión, el trabajo que aquí se presenta muestra: (i) el desarrollo de una metodología sencilla y rápida de estabilización de reactivos LAMP, que permite su almacenamiento a temperatura ambiente en un formato listo para el uso; (ii) el diseño y desarrollo de un dispositivo portátil (SMART-LAMP) que permite la realización a tiempo real de reacciones de amplificación isotérmica, controlado a través de una aplicación móvil; (iii) la puesta a punto de un RT-LAMP para la detección de SARS CoV-2 con altos valores de sensibilidad y especificidad; (iv) la aplicación del SMART LAMP para diferentes ensayos LAMP, demostrando su excelente rendimiento diagnóstico, con resultados comparables a los obtenidos con técnicas moleculares de referencia (RT-qPCR) y otros dispositivos comerciales de amplificación isotérmica. [EN] Historically, progress in the diagnosis of infectious diseases has been limited by technical and structural requirements of many of the methodologies used. Thus, highly sensitive and specific technologies, such as nucleic acid amplification, have been restricted to reference laboratories with important infrastructures. As a result, endemic infections in developing countries have suffered the most from this diagnostic problem. The lack of appropriate systems for pathogen detection has often led to over- or undertreatment, lack of treatment and even unnecessary or even harmful treatment. It has also resulted in a distortion of epidemiological data for numerous infectious diseases. Nucleic acid isothermal amplification techniques were developed with the promise of bringing molecular diagnostics performed in the laboratory to the field. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) is today the most widely used of these techniques. However, two decades after its presentation, this and other isothermal methods are still infrequent in daily clinical practice. In this context, we propose as a hypothesis in this PhD Thesis the need to adapt this technology and combine it with others that allow storage and transport of the necessary reaction reagents, without a cold chain. We also consider it necessary to have small, portable and autonomous devices to carry out the reaction. In addition, amplification should be monitored in real time and all the data generated should be conveniently managed through an intelligent device. This hypothesis was based on a detailed bibliographic analysis, which is presented as an introduction. First, the generalities of the different nucleic acid-based diagnostics are defined, from PCR to the different isothermal amplification techniques and the different post-amplification analyses. Once this theoretical framework is established, the applications of LAMP technology in the different infections studied are described in depth: Neglected Tropical Diseases (NTDs), with special attention to schistosomiasis and SARS-CoV-2 infection. These reviews highlight the strengths of the studies presented to date and their limitations. Thus, we establish a roadmap for the contributions of our research can make to the field of study. Thus, we proposed as a general objective the adaptation of LAMP technology for its validation as a molecular method in the diagnosis of infectious diseases. For this purpose, several specific objectives are defined, which are achieved in the different research articles presented in this Doctoral Thesis. The first specific objective was focused on the development and application of a simple stabilization method to store ready-to-use LAMP reagents at room temperature. For this purpose, we used the SmMIT-LAMP method, previously published by our group for the detection of Schistosoma mansoni DNA. With a simple desiccation process, we obtain ready to-use reagents that are stable at room temperature for several weeks. As a second specific objective, we set out to design and develop a portable device and a mobile application, in order to perform real-time isothermal amplification reactions, and to analyze and store the results obtained. This device is materialized in the SMART LAMP, which was registered as a utility model granted at the Spanish Patent and Trademark Office under the title "Device for the diagnosis of neglected tropical diseases". During this Doctoral Thesis, the SARS-CoV-2 pandemic emerged. The development of rapid, sensitive and accurate diagnostic methods became an urgent need in the early stages of the pandemic. Therefore, we set as a third specific objective the design of different RT LAMP (Reverse transcription-LAMP) assays for the detection of the virus and their evaluation in various clinical samples. We described eight different RT-LAMP assays for the detection of SARS-CoV-2. In addition, we performed a comparative analysis of these in terms of kinetics, sensitivity and specificity, and finally selected the best ones for further application in clinical samples. This analysis in nasopharyngeal exudates demonstrated high sensitivity and specificity in the designed RT-LAMPs. It was also tested in urine samples showing that they were not useful for the detection of the virus’s RNA. Additionally, improvements were made on the reagent stabilization protocol, increasing its stability at room temperature to over two months. The fourth specific objective was to evaluate the diagnostic utility of the SMART LAMP device. To this end, we designed a pilot study in which we combined the portable device with the reagent stabilization method developed, obtaining a portable system that is easy to use in areas with limited infrastructure. It was tested against four pathogens (Schistosoma mansoni, S. haematobium, Strongyloides spp. and SARS-CoV-2) obtaining high predictive values. The results were comparable with those obtained by RT-qPCR and with a commercial isothermal amplification device. In conclusion, the work presented here shows: (i) the development of a simple and rapid methodology for the stabilization of LAMP reagents, which allows their storage at room temperature in a ready-to-use format; (ii) the design and development of a portable device (SMART-LAMP) that allows the real-time performance of isothermal amplification reactions, controlled through a mobile application; (iii) the development of an RT-LAMP for the detection of SARS-CoV-2 in nasopharyngeal samples, showing high sensitivity and specificity values; (iv) the application of the SMART-LAMP for different LAMP assays, demonstrating its excellent diagnostic performance, with results comparable to those obtained with gold standard molecular techniques (RT-qPCR) and other commercial isothermal amplification devices. 2022-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/152647 [ES] La tesis, presentada por el formato de compendio de publicaciones, consta de un primer capítulo “Solicitud Presentación de Tesis”, que engloba toda la documentación necesaria para poder presentar la tesis en este formato. A continuación, el capítulo “Introducción” presenta una introducción acerca del tema de estudio y la problemática a resolver. En el capítulo “Estado de arte”, se presenta una revisión teórica de las principales técnicas multivariantes involucradas en este trabajo de tesis doctoral, mostrando especial atención a su aplicación en Tumores Neuroendocrinos. En el capítulo “Coherencia y relación directa entre los artículos” se enseña un resumen con los objetivos generales y la coherencia entre las tres publicaciones expuestas. En el capítulo “Publicaciones Originales” se muestran las técnicas multivariantes propuesta en el marco de este trabajo de tesis doctoral. Las técnicas estadísticas multivariantes y los resultados obtenidos se describen a través del compendio de tres trabajos de investigación publicados en revistas indexadas en el índice ISI JCR. En el capítulo “Resúmenes de los Artículos” se presenta un resumen para cada uno de los artículos, poniendo especial atención a los objetivos, a la propuesta realizada en cada uno de los artículos y a los resultados obtenidos 2022-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/152513 [EN] This thesis presents a theoretical study on the process of high-order harmonics generation (HHG) in single-layer graphene from the microscopic to tyhe macroscopic point of view. We start from the study of the role of the recently discovered imperfect recollisions in bulk solids, but in the context of a gapless monolayer such as graphene. Considering non-zero recollision distances between the electron-hole, we explain the high-harmonic emission observed at the final stages of the interaction, in the results obtained with the time-dependent Schrödinger equation, for recombination times greater than one cycle of the incident field. Next in this thesis, we present the first macroscopic analysis of the HHG process in graphene. We consider the influence of the spatial intensity distribution of the incident field on the total harmonic emission. The result concludes that there is a certain ring in the graphene target around the propagation axis, whose emissions govern the total emissions of the process. Finally, based on previous studies on the anisotropic behavior of the graphene sheet, we have developed a technique to characterize polycrystalline graphene using high-order harmonic spectroscopy. [ES] En esta tesis se presenta un estudio teórico sobre el proceso de generación de armónicos de orden elevado en una capa de grafeno desde el punto de vista microscópico hacia el macroscópico. Nuestros resultados parten del estudio del papel de las recolisiones imperfectas, recién descubiertas en sólidos gruesos, pero en el contexto de materiales monocapa sin gap como es el grafeno. Considerando distancias de recolision entre el par electrón-hueco diferentes de cero, explicamos las emisiones observadas en los resultados obtenidos con la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo, para tiempos de recombinación superiores a un ciclo del campo incidente. Además, presentamos el primer análisis macroscópico del proceso de HHG en grafeno. Consideramos la influencia de la distribución de intensidad espacial del campo incidente en la emisión total de armónicos. El resultado concluye que existe un determinado anillo en la lámina de grafeno en torno al eje de propagación, cuyas emisiones gobiernan las emisiones totales del proceso. Finalmente, basándonos en estudios previos sobre el comportamiento anisótropo de la lámina de grafeno, hemos desarrollado una técnica para caracterizar grafeno policristalino mediante espectroscopia de armónicos de orden alto. 2022-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10366/152503 [ES]La humedad del suelo (SM, soil moisture) es una variable clave en el ciclo hidrológico, fundamental para una gran diversidad de aplicaciones desde la de gestión de recursos hídricos y la productividad agrícola, hasta la predicción de la variabilidad climática. Considerada una variable climática esencial (ECV, essential climatic variable) por el GCOS (Global Climate Observing System), en las últimas décadas se ha puesto de manifiesto el interés creciente por disponer de bases de datos de SM de larga duración, continuas en el tiempo y el espacio. Además, el todavía incierto impacto del cambio climático en el ciclo hidrológico del planeta realza la necesidad de comprender y definir los cambios en la dinámica de la SM. Estos cambios son de particular interés en Europa, donde se prevé que el calentamiento global afecte negativamente a los recursos hídricos. Con ánimo de explorar diferentes métodos y enfoques de análisis para el estudio de la tendencia de cambio de la SM, su interacción con los patrones atmosféricos y la obtención de bases de datos apropiadas para el continente europeo, en esta tesis doctoral se han planteado tres objetivos específicos. En primer lugar, se destaca la necesidad de contar con bases de datos de SM continuas y de larga duración, tanto modelizadas como observacionales. Las misiones satelitales han facilitado esta labor enormemente, sin embargo, la continuidad de las series se ve comprometida debido a la existencia de lagunas en los datos, provocadas por diversos factores como la presencia de nieve o interferencias de radiofrecuencia que no hacen posible la medición. Motivado por esta necesidad, el primer objetivo de esta tesis doctoral busca comparar diferentes técnicas de gap-filling para estimar los valores ausentes en la base de datos de SM satelital más larga disponible en Europa, la proporcionada por la Climate Change Initiative (CCI). Para ello, se evaluaron diferentes técnicas, desde las más sencillas como interpolaciones lineales o cúbicas hasta técnicas más complejas como métodos autorregresivos (AR, autoregressive) o de aprendizaje automático (ML, machine learning) como las support vector machine (SVM) y los random forest (RF), donde se evaluó el uso de diferentes variables de entrada relacionadas con la dinámica de la SM. Todas estas técnicas fueron evaluadas tanto en el domino espacial como en el temporal. En segundo lugar, el impacto del cambio climático en la dinámica de la SM en Europa y la magnitud de estos cambios es todavía incierto. Por ello, se definió como segundo objetivo de esta tesis doctoral el estudio de las tendencias de la SM de los últimos 30 años en Europa utilizando diferentes tests estadísticos, escalas temporales (anual y mensual) y bases de datos. Los métodos utilizados fueron el test de Mann-Kendall (MK), ampliamente utilizado y basado en el comportamiento monótono, y el empirical mode decomposition (EMD), basado en una descomposición empírica de las series temporales. Además, se analizó la tendencia de los principales atributos que caracterizan la sequía agrícola (inicio, duración e intensidad). La significación estadística de las tendencias y sus signos fueron evaluados en los diferentes tipos de clima presentes en el continente europeo, según la clasificación de Köppen-Geiger. En tercer y último lugar, es sabido que la variabilidad de la SM está íntimamente ligada a los procesos atmosféricos. Sin embargo, muchos aspectos sobre las interacciones entre los sistemas suelo-atmósfera aún son inciertos. Aunque en Europa están bien definidas las teleconexiones atmosféricas, la relación de los diferentes patrones de circulación atmosférica con la SM no ha recibido especial atención. Además, rara vez se han analizado sus relaciones causales. En este contexto, se planteó como tercer y último objetivo de esta tesis doctoral el análisis de la influencia y las relaciones causales entre la North Atlantic Oscillation (NAO), la Arctic Oscillation (AO) y El Niño Southern Oscillation (ENSO) y la variabilidad de la SM en Europa. Para ello, se consideraron dos bases de datos de SM y se evaluaron, a una escala de tiempo mensual, la correlación y las relaciones causales entre los patrones atmosféricos y la SM. Los resultados obtenidos en esta tesis han permitido, por un lado, evaluar diferentes técnicas para el relleno de lagunas de datos de series satelitales de forma precisa. Los SVM aplicados al dominio espacial, utilizando la textura y las series de SM anteriores como inputs, han demostrado ser una buena herramienta para hacer frente a la limitación de las lagunas de datos presentes en las series satelitales. Por otro lado, haciendo uso de datos procedentes de la modelización se ha podido observar una tendencia general a condiciones más secas en el suelo en casi todo el continente europeo en los últimos 30 años, independientemente del tipo de clima, la escala temporal analizada o el método aplicado. También se ha encontrado un incremento de la intensidad y la duración de le periodos de sequía agrícola. Por último, los resultados de esta tesis han demostrado que existe una relación causal predominantemente negativa entre la NAO y AO, y la variabilidad de la SM en la mayor parte de Europa, sin apenas retraso temporal, mientras que con ENSO se observó una respuesta retardada de uno o dos meses en Europa central y noroeste. Los resultados obtenidos en esta tesis aportan nuevos conocimientos sobre los cambios que ha experimentado la SM en Europa y su interacción con los patrones atmosféricos, poniendo de manifiesto la importancia de la aplicación de metodologías avanzadas para llevar a cabo estos análisis, así como de obtener bases de datos apropiadas para los mismos. 2022-01-01T00:00:00Z