Factores que influyen en la colonización vegetal y la revegetación de taludes de carreteras en ambiente mediterráneo.

RESUMEN Actualmente la construcción de carreteras produce un grave impacto ambiental, produciéndose extensas áreas sin vegetación en forma de taludes. En ambientes mediterráneos áridos o semiáridos la restauración de la cubierta vegetal después de las obras resulta muy complicada debido a diversos factores. Tanto propios de los taludes de carreteras como debidos a las especies que se utilizan en las revegetaciones.En esta tesis doctoral se pretende estudiar la importancia relativa de diversos factores que modulan la colonización vegetal y la revegetación en taludes de carreteras. Se ha planteado que en zonas alteradas la principal limitación para la colonización es la falta semillas, pero la aplicación de estas mediante siembras no es grantia de éxito de la revegetacion. Por lo tanto existen otros factores que estan influyendo en la colonización y el éxito de los trabajos de revegetación; se estudiará la influencia de la orientación geográfica, el suelo, la disponibilidad hídrica, el método de siembra y factores relacionados con la coexistencia entre las especies. Evaluando la importancia de cada uno de estos factores y respecto a la limitación por semillas.Al mismo tiempo se pretende proponer un protocolo de selección de especies adecuadas para utilizarlas en revegetación en ambientes semiáridos. Ya que muchas veces el fallo de las revegetaciones se debe a que las especies utilizadas no son las adecuadas. Estas especies provienen de otros climas u otros habitats y no están adaptadas a las condiciones de los taludes de carreteras.Se ha llegado a las siguientes conclusiones:La falta de semillas, aunque importante, no es el principal factor que limita la colonización en taludes de carreteras. Factores relacionados con las características de los taludes o la orientación geográfica están dificultando también la colonización. Las propiedades del suelo, el estrés hídrico y los procesos relacionados con la coexistencia entre las especies son factores determinantes para la colonización vegetal y revegetación de los taludes de carretera.La aplicación de tierra vegetal y/o de las enmiendas que acompañan a las semillas en las hidrosiembras mejora claramente el éxito de los trabajos de revegetación al mejorar algunos de los factores estudiados.El protocolo de selección de especies funciona. Las especies seleccionadas mediante el mismo producen mayores coberturas vegetales que las que se utilizan habitualmente. __________________________________________________________________________________________________Nowadays road building produces huge ecosystem alterations. Slopes produced in road building are unvegetated. In arid or semiarid mediterranean habitats revegetation after road building became a dificult task due to diverse factors. Those factors related with road slopes and with species used in revegetation.We studied the relative importance of factors influencing vegetal colonization and revegetation success in road slopes. Main limitation to colonization in altered ecosystems is lack of seeds, but sowing is not guarantee of colonization. So other factors are influencing colonization and revegetation. We studied slope aspect, soil properties, hydric stress, sowing method and factors related with species coexistence.We proposed a species selection protocol top choose suitable species for revegetation purposes in semiarid areas. Because species used normally are not adapted to mediterranean climate and road embankment conditions.ConclusionsLack of seeds is an important factor in limiting road slopes colonization. But other factors hinder road slope colonization and revegetation. Soil properties, hydric stress, and factors related with species coexistence determine natural colonization and revegetacion success.Topsoil application and/or amendments in hydroseeding improves greatly revegetation success, because improves soil properties.Species selection protocol is suitable for choose species for revegetation works. Selected species produced higher vegetal covers than species used normally

Configurations of model predictive control to exploit energy flexibility in building thermal loads

© 20xx IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works.A model predictive control (MPC) framework is developed in the present study, with the final objective to improve the energy flexibility of building thermal loads through demand-side management. Three different configurations are tested and tuned, with the following objective functions: minimizing the delivered energy to the building, the electrical energy used by the HVAC system (heat pump) or the cost of this electricity use. To validate these MPC configurations, a Matlab-Trnsys co-simulator is also created, in order to run the MPC on a virtual plant composed of a detailed building model. The MPC strategy manages to run effectively on the chosen study case (a residential building with heat pump in Spain), and the differences between configurations are discussed.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Review of control strategies for improving the energy flexibility provided by heat pump systems in buildings

Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Energy-efficient ventilation control strategies for surgery rooms

Surgery room specific energy use is among the highest in the built environment due to stringent indoor environmental quality and infection control requirements. This study uses a calibrated energy model to evaluate the environmental and economic performance of a variety of ventilation control strategies that reduce surgery room energy use while maintaining indoor environmental quality and infection control performance. The individual control strategies evaluated in this study are (1) temperature and relative humidity reset, (2) air recirculation, (3) airflow reset, and (4) particle concentration based airflow control. Combinations of these strategies are also evaluated. The best performing combinations of control strategies can reduce surgery room primary energy use, CO2 emissions, and energy costs by up to 86% relative to the standard practice. Temperature and relative humidity reset is the strategy that offers the largest benefits. Particle concentration based airflow control shows modest results partly due to the conservative infection control performance target. Future research should define infection control performance thresholds during operation.Peer ReviewedPostprint (author’s final draft

La relación entre el contenido de humedad volumétrica (%) y el potencial hídrico del suelo mediante curvas de retención de agua en la restauración geomorfológica y convencional

La minería es una actividad imprescindible para la sociedad actual, pero provoca un gran impacto ambiental que afecta al suelo, vegetación y geomorfología-geología. Esto plantea un reto, devolver la funcionalidad a los ecosistemas tras el final de la explotación minera. La restauración convencional se basa en modelado topográfico tipo plataforma-berma-talud, propenso a sufrir procesos de erosión que impiden el desarrollo de ecosistemas funcionales. Frente a esto aparece la restauración geomorfológica basada en el manejo de la escorrentía que evita la erosión permite el desarrollo de ecosistemas funcionales. En la explotación mina Fortuna (Ademuz, Valencia), algunas zonas se trataron mediante restauración geomorfológica, otras zonas mediante el método convencional y una tercera zona que no se trató. Además, en algunas zonas se usó el coluvión como sustrato para reconstruir el suelo. Se ha estudiado la relación entre la humedad volumétrica y el potencial hídrico y su evolución estacional en zonas con restauración convencional y geomorfológica y en zonas con y sin coluvión. La disponibilidad de agua es mayor en zonas con restauración geomorfológica respecto a las zonas con restauración convencional. El aporte de coluvión también aumenta la disponibilidad de agua. En este tipo de suelos, la humedad volumétrica es un buen proxy de la disponibilidad de agua ya que la correlación entre las dos variables es muy elevada.<br /

The uncertainty of the energy demand in existing mediterranean urban blocks

The objective of the paper is to describe a stochastic model that has been developed to obtain load profiles for household electricity. For the study, several profiles have been generated in order to simulate the electrical demand of a residential building block or neighbourhood and evaluate the uncertainty of its energy use. The paper is divided in three different parts: development of the model, validation and determination of the uncertainty demand. In the first parts the basis of the model and how it works is explained. The second one represents the validation of the model, the input data and its results. The last step is focused on a statistical analysis of the electricity demand of a block of dwellings to evaluate minimum number of dwellings needed to estimate the average demand representative of the Mediterranean dwelling with different levels of accuracyPostprint (author’s final draft

Testing of a commercial vector network analyzer as low-cost TDR device to measure soil moisture and electrical conductivity

Time Domain Reflectometry (TDR) is a non-destructive technique to determine the soil apparent dielectric constant, εa, the volumetric water content, θ, and bulk electrical conductivity, σ. However, the high cost of TDR devices may limit its use. This study evaluates two different low-cost Vector Network Analyzers (VNA) commercially available (NanoVNA), with 1.5 (VNA1.5) and 3.0 (VNA3.0) GHz maximum operating frequency. NanoVNA can be used for measurements of Frequency Domain Reflectometry (FDR) or, after suitable post-processing, for θ and σ TDR measures. Although FDR and TDR are dual procedures, TDR is easier to interpret for soil experiments. The TDR waveforms and εa measured with NanoVNA connected to 10 and 20 cm length three-rod probes immersed in air, distilled water, and a soil column with different θ were compared to those measured using a TDR100 (Campbell Sci.) instrument. The capacity of VNAs to measure σ was evaluated by immersing a 10 cm length three-rod probe in different NaCl-water solutions. Measurements obtained with the VNA and TDR100 were compared in a field test using two-rod 22 cm length TDR probes inserted in soil plots with increasing water content. A robust fit was observed between TDR waveforms registered with the two VNAs and the TDR100. Although VNA3.0 doubles the frequency range of VNA1.5, both devices allowed for good estimates of εa (εaVNA1.5, 3.0 = 1.001 εaTDR100 – 0.2125; R2 = 0.999). These results indicate that the low-cost VNA devices can measure soil water content with similar accuracy and precision as the TDR100. A good agreement (σVNA1.5, 3.0 = 0.999 σCM + 0.0023; R2 = 0.999) was also observed between the σ measured using a conductivity meter (CM) and that estimated with the VNAs. Finally, a good correlation was also observed between θ measured in the field experiment with TDR100 and the VNA1.5 and VNA3.0 devices

Estudio de la probabilidad de germinación de especies de ambientes semiáridos mediante modelos de germinación hidrotermal y modelos de suelo

Los sistemas semiáridos poseen una serie de comunidades vegetales particulares (espartales) organizadas de forma muy heterogénea, disponiéndose espacialmente en una serie de parches de vegetación, pero las condiciones climáticas que se dan en el SE de la Península Ibérica producen un fuerte estrés hídrico que hace que la restauración esté limitada por la escasez de individuos adultos capaces de generar semillas viables.La finalidad de este Trabajo de Final de Grado es estimar mediante modelos de germinación hidrotermal, en combinación con datos históricos y modelos de humedad y temperatura del suelo; las ventanas de germinación de las semillas de especies de interés y calcular la probabilidad de germinación de las semillas para poder recomendar su uso para restaurar las zonas semiáridas del sureste de la Península Ibérica.Se realizó una extracción de datos meteorológicos de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) para las estaciones meteorológicas seleccionadas; se procesaron los datos meteorológicos y un modelo de suelo estándar con el programa Hydrus-1D y se obtuvieron los datos de potencial hídrico y temperatura del suelo necesarios para calcular la probabilidad de germinación de las especies de estudio con modelos lineales generalizados previos.La determinación de las ventanas de germinación de las especies de interés demostró que la probabilidad de germinación diaria es mayor en ciertas estaciones del año para las diferentes especies y en la estación meteorológica de Murcia. A diferencia del resto de especies de estudio, Pistacia lentiscus demostró unos valores de germinación diarios bastantes bajos por lo que no se recomienda su uso en restauración. Por último, se detectó una ligera tendencia entre el paso del tiempo y la disminución de la probabilidad de germinación por día, sin embargo, este hallazgo se debe interpretar con precaución, debido a la gran variabilidad interanual de los datos climatológicos analizados y por el método estadístico simple utilizado.<br /

Estudio de la variación de la masa de las semillas de plantas silvestres mediterráneas en función de la precipitación.

La bibliografía refleja que la masa de las semillas varía en función de diferentes factores tanto internos como externos a la planta. En este trabajo he estudiado cómo varía la masa de las semillas de 3078 poblaciones de plantas vasculares mediterráneas en función de la precipitación a lo largo de un gradiente de precipitación al este de la Península Ibérica. Para ello, se han agrupado en especies, géneros, familias, biotipos y grupos de masa. La masa de la semilla no se correlaciona de forma significativa con la precipitación cuando se estudia la base de datos en su conjunto y al estudiar los diferentes grupos los resultados varían. Solo en algunas especies, géneros, familias, biotipos y grupos de masa encontramos correlación significativa con la precipitación. Además, entre estos grupos, hay algunos grupos donde la masa de la semilla aumenta con la aridez y otros en los que disminuye con la aridez. Por lo tanto, concluimos que, para nuestra muestra de especies mediterráneas, no hay un patrón general en la masa de la semilla en relación con la precipitación, sino que cada grupo se comporta de manera independiente.<br /

Revisión bibliográfica sobre los factores bióticos y abióticos que controlan el tamaño de la semilla en poblaciones naturales

La evidencia científica muestra que la masa de las semillas varía en función de diferentesfactores tanto internos como externos a la planta.Se ha realizado una recopilación bibliográfica para conocer los diferentes factores queinfluyen, a través de la selección natural, en la masa de las semillas de las diferentes especies deplantas. La sombra en el momento de la germinación o del establecimiento, la presencia de unacapa de hojarasca, la altura de la planta adulta, la competencia entre plántulas, la latitud y lasasociaciones con micorrizas seleccionan semillas de mayor masa. Mientras que factores como lalatencia y el número de semillas producidas a partir de una cantidad dada de energía seleccionansemillas más ligeras. Además, factores como la sequía, la invasividad de las especies, la herbivoríay el ataque de patógenos, la altitud y los incendios pueden, según las circunstancias, seleccionarsemillas de mayor o menor peso. Por último, las especies con dispersión no asistida, poradherencia a animales y anemócora poseen un tamaño de semilla mucho menor que aquellasdispersadas por agua o por endozoocoria.Se concluye que el tamaño de la semilla es un aspecto de la historia de la vida de la plantaque se ve influenciado por multitud de fuerzas selectivas en diferentes sentidos. La selecciónnatural del mismo dependerá de cuál de estas fuerzas sea más intensa.<br /