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Dynamic structural identification using observability techniques

El transporte de bienes y servicios a través de rutas marítimas es una de las actividades con mayor crecimiento desde el comienzo de este tipo de comercio, situación que ha derivado en el crecimiento económico de diversas naciones, y a su vez en el impacto negativo al ambiente por la considerable cantidad de emisiones contaminantes al ecosistema. Esta situación ha llevado a plantear nuevos modelos de desarrollo sobre una base sostenible, por lo que se plantea este trabajo como una herramienta de evaluación en la industria marítima. En concreto, el objetivo de este estudio es analizar cuatro alternativas marítimas dentro de una ruta de tipo puerto a puerto entre los terminales portacontenedores de Shanghái y Nueva York/Nueva Jersey, aplicando un modelo de evaluación multicriterio basado en MIVES para explorar la sostenibilidad bajo requerimientos ambientales, sociales y económicos. Para la definición final de los ocho criterios y los quince indicadores presentados, se tomó como referencia el estado del arte, para después pasar por un proceso de revisión y ponderación por un panel de siete expertos. Los resultados obtenidos reflejan importantes conclusiones que incluyen, por ejemplo, que los trayectos de menor distancia tienen mejor valoración ambiental y económica a pesar de ser aquellas donde se paga un peaje; y en general que el Canal de Panamá es la alternativa con mayor índice global de sostenibilidad. El estudio presenta una relevante contribución a la industria marítima, y abre paso a nuevas líneas de investigación en otro tipo de rutas y embarcaciones, así como también en el afinamiento y cuantificación de indicadores sociales. The transport of goods and services through sea routes is one of the activities with greater expansion since the beginning of this type of trade, a situation that has derived in the economic growth of various nations, but in the negative impact to the environment due to the considerable amount of pollutant emissions to the ecosystem. This situation has led to the proposal of new models of development on a sustainable base, so this work is proposed as an evaluation tool in the maritime industry. Specifically, the objective of this study is to analyze four maritime alternatives within a port-to-port route between container ship terminals of Shanghai and New York/New Jersey, applying a model of multi-criteria assessment based on MIVES to explore sustainability under environmental, social, and economic requirements. For the final definition of the eight criteria and the fifteen indicators presented, the state of the art was taken as a reference, and then go through a review and weighting process by a panel of seven experts. The results obtained suggest important conclusions that include, for example, that shorter distance routes have better environmental and economic evaluation despite being those where a toll is paid, and in general that the Panama Canal is the alternative with the highest global sustainability index. The study presents a relevant contribution to the maritime industry and opens the way to new lines of research on other types of routes and vessels, as well as on refinement and quantification of social indicators.

En un contexto de aumento rápido de la población global se vuelve esencial pensar como utilizar el espacio de manera eficaz. En efecto, no es posible dejar las ciudades comer poco a poco tierras agrícolas indispensables para alimentar esta población creciente. Y aunque se extienden las ciudades se observan dentro de las ciudades antiguos edificios industriales dejados abandonados por el desplazamiento de la actividad productora fuera de las ciudades. El objetivo del estudio es de evaluar la sostenibilidad de proyectos de rehabilitación de antiguas industrias abandonadas. La idea es de comparar el impacto económico, ambiental y social de demolición de la estructura vieja para instalar una nueva actividad con la valorización del edificio industrial para proponer nuevos usos. El estudio quiere demostrar los beneficios que representa una emergente visión del urbanismo, ahorradora de recursos, y que valora un urbanismo circular. Para alcanzar este objetivo, se construyó un modelo comparativo a partir del método MIVES, para soportar la toma de decisión de instituciones publicas que atribuyen subvenciones para proyectos de rehabilitación. Además, el modelo fue utilizado y probado en un caso real de estudio para evaluar varios proyectos de reutilización de un viejo matadero industrial abandonado en la ciudad de Marseille en Francia. Los resultados muestran que, cualquier sea el argumento con mas peso para la ciudad entre el económico o ambiental, los proyectos de reutilización de la estructura de origen son mas sostenibles. Porque limitan el consume de energía y recursos y la producción de residuos durante la fase de construcción, lo que también reduce bastante los costes de construcción. Los futuros proyectos que el sitio puede acoger son evidentemente limitados por el tamaño de la estructura existente, pero el precio bajo de estos sitios abandonados también permite la instalación de proyectos innovadores, con cultural y social proposiciones. In a context of rapid growth of the global population it is becoming essential to think about how to use the space in an efficient way. Indeed, it is no longer possible to let the cities eat progressively agricultural lands vital to feed this increasing population. And while the cities extend, we observe in urban areas number of old industrial sites, brownfields, left abandoned by the delocalization of productive activities out of the cities. The objective of the present study is to evaluate the sustainability of brownfields rehabilitation projects. The idea is to compare the economic, environmental and social impact of the demolition of the old structure to install a new activity with the valorisation of the industrial building to propose new uses. The study aims at showing the benefits of an emerging vision of urbanisms, sparing resources and developing a circular urbanism. To achieve this objective, a comparison model was build following the MIVES method, to support decision-making by public institutions that attribute subsidies to rehabilitation projects. The model was used and tested in a real case study to evaluate different projects of rehabilitation of an old industrial slaughterhouse abandoned in the city of Marseille in France. The results show that, whatever economic or environmental arguments are considered more important, projects of reutilisation of the old industrial building are the most sustainable alternatives. Since they limit the energy and resources consumption and waste production during the construction period, they also reduce a lot construction costs. The future projects that the site can welcome are of course limited by the size of the existing structure, but the affordable price of these abandoned sites also allows the installation of innovative projects, with cultural and social purposes. Incoming

El presente estudio propuso un modelo de evaluación a partir de criterios de sostenibilidad mediante la implementación del enfoque de toma de decisiones multicriterio utilizando el método MIVES. La evaluación consistió en aplicar la metodología MIVES en la industria turística de Costa Rica, teniendo como caso de estudio el destino turístico Golfito/Jiménez en el Sur del país. La implementación del modelo para ambas alternativas (Golfito y Jiménez) se analizaron teniendo en cuenta los requerimientos ambientales, económicos y sociales, utilizando un árbol de toma de decisiones con siete criterios y trece indicadores, con ponderaciones asignadas por un panel de expertos. Dentro de los resultados de la evaluación se obtuvo que el destino turístico presenta valores muy bajos de sostenibilidad, los requerimientos económico y social son los mejor evaluados; por el contrario el requerimiento ambiental es el que obtuvo los índices más desfavorables. El sitio de Jiménez es el que presenta mejores resultados respecto a su similar de Golfito; siendo el requerimiento económico el mejor evaluado, seguido del requerimiento social y por último el ambiental. A modo de validar los resultados iniciales, se aplicó un análisis de sensibilidad con dos escenarios en los que se modificaron los pesos asignados a los requerimientos, obteniendo la misma tendencia de sostenibilidad confirmando al sitio de Jiménez como el más sostenible respecto a Golfito.

Dins del marc de l’economia circular, s’està migrant actualment des de sistemes de gestió de residus basats en la disposició sobre sòl cap a aquells que prioritzin el reciclatge i la valorització. Això és el que es coneix com a jerarquia en el maneig de residus i és una pràctica estesa en varis països. Un exemple és el cas de Xile, on la política de residus estableix una meta per l’any 2030 del 30% de valorització basada en aquesta jerarquia. No obstant, aquest és un repte important ja que la xifra actual és menor a l’1%. En aquest context, s’ha estudiat la implementació de diferents sistemes de gestió de residus sòlids municipals (SGRSM) que tendeixen al reciclatge i valorització a la comuna de Concepción (Xile). Per això s’ha fet servir un model de presa de decisions d’avaluació de la sostenibilitat a través de la metodologia MIVES. S’ha establert un arbre de presa de decisions basat en 3 pilars de desenvolupament sostenible: ambiental, social i econòmic, que incorpora els principals aspectes de cada un d’ells a través de 13 indicadors. Amb això s’han avaluat 3 alternatives diferents de sistemes de gestió de residus: (A1) Recollida selectiva + TMB, compostatge i disposició en farciment sanitari de la fracció resta, (A2) Recollida selectiva + TMB, compostatge de MO e incineració de la fracció resta i (A3) recollida no selectiva e incineració indiferenciada de residus. S’han comparat aquestes amb l’escenari actual (EA). S’han establert, a més, 5 escenaris per avaluar la sensibilitat del model davant de canvis en la importància relativa del requeriments i criteris. Els resultats indiquen que la opció més sostenible és A2 amb un índex de 0,697, seguida d’A1 amb 0,675. EA presenta el valor més baix de sostenibilitats amb 0,359. L’anàlisi de sensibilitat indica que, inclús quan l’aspecte econòmic es fa més rellevant, A2 i A1 segueixen tenint un índex millor, confirmant que poder ser utilitzats en l’àrea d’estudi com a sistema de gestió de residus de forma sostenible. Within the framework of the circular economy, the waste management systems are currently migrating from land disposal to those that prioritize recycling and recovery. This is what is known as the waste management hierarchy and it is a widespread practice in several countries. Such is the case of Chile, whose waste policy goal targets a 30% recovery by 2030 based on this hierarchy. However, this is a significant challenge, as the current rate is less than 1%. In this context, studies have been performed about the implementation of different municipal solid waste management systems aimed at recycling and recovery in Concepción (Chile). To this end, a decision-making model of sustainability assessment has been used utilizing the MIVES methodology. A decision-making tree has been established based on the 3 pillars of sustainable development: environmental, social and economic. This tree incorporates the main aspects of each of these pillars through 13 indicators. Three different alternatives of waste management systems have been evaluated: (A1) Selective collection + MTB, composting and disposal of the remaining fraction in a sanitary landfill, (A2) Selective collection + MTB, composting and incineration of the remaining fraction and (A3) non-selective collection and incineration of waste. These have been compared with the current scenario (EA). Furthermore, five scenarios have been established to evaluate the sensitivity of the model to changes in the relative importance of its requirements and criteria. The results of the model indicate that the most sustainable option is A2 with an index of 0.697, followed by A1 with 0.675. EA presents the lowest sustainability value as 0.359. The sensitivity analysis indicates that, even when the economic aspect becomes more relevant, A2 and A1 continue to have a better index, confirming that they can be used in the study area as sustainable waste management systems. En el marco de la economía circular, se está migrando actualmente desde sistemas de gestión de residuos basados en la disposición sobre suelo hacían aquéllos que prioricen el reciclaje y la valorización. Esto es lo que se conoce como jerarquía en el manejo de residuos y es una práctica extendida en varios países. Tal es el caso de Chile, cuya política de residuos establece una meta para el año 2030 del 30% de valorización basada en esta jerarquía. Sin embargo, este es un desafío importante, ya que la cifra actual es menor al 1%. En este contexto, se ha estudiado la implementación de diferentes sistemas de gestión de residuos sólidos municipales (SGRSM) tendientes al reciclaje y valorización en la comuna de Concepción (Chile). Para ello se ha utilizado un modelo de toma de decisiones de evaluación de la sostenibilidad a través de la metodología MIVES. Se ha establecido un árbol de toma de decisiones basado en los 3 pilares del desarrollo sustentable: ambiental, social y económico, y que incorpora los principales aspectos de cada uno de ellos a través de 13 indicadores. Con éstos, se han evaluado 3 alternativas diferentes de sistemas de gestión de residuos: (A1) Recogida selectiva + TMB, compostaje de MO y disposición en relleno sanitario de la fracción resto, (A2) Recogida selectiva + TMB, compostaje de MO e incineración de la fracción resto y (A3) recogida no selectiva e incineración indiferenciada de residuos. Se han comparado estas con el escenario actual (EA). Se han establecido, además, 5 escenarios para evaluar la sensibilidad del modelo ante cambios en la importancia relativa de sus requerimientos y criterios. Los resultados del modelo indican que la opción más sostenible es A2 con un índice de 0,697, seguida de A1 con 0,675. EA presenta el valor más bajo de sostenibilidad con 0,359. El análisis de sensibilidad indica que, aun cuando el aspecto económico se hace más relevante, A2 y A1 siguen teniendo un índice mejor, confirmando que pueden ser utilizados en el área de estudio como sistemas de gestión de residuos de forma sostenible.

In our work we studied some aspects of biochemical quality in the rehabilitation process of degraded soils through the application of sewage sludge. As biochemical quality parameters we focused on the carbon cycle, through total (TCH), extractable (ECH) carbohydrate content, β-glucosidase (GLC), β-galactosidase (GAL), BAA-hydrolysing (BAA), and urease(UR) enzymatic activities, organic carbon (C) and amino acid nitrogen (AAN) contents. We conducted two experiments of sludge application (in containers and in plots) over soils of different texture. The study was supplemented by a work on the standard quality of natural soils of Catalonia and also with an approach to the analytical methodology used in the determination of two of the studied parameters. In the first part we studied the biochemical characteristics of ten natural soils which were representative of Catalan soils. The results showed the wide range of values of carbon and the high dispersion of biochemical parameters, and also that the ranges of obtained values were similar to those of other soils also belonging to Mediterranean areas. Biochemical parameters showed high positive correlations among them. The TCH content was more correlated with organic C and organic N than the enzyme activities. GLC was the activity showing the highest correlation with the organic carbon content. The four enzymatic activities (GLC, GAL, BAA and UR) were more related to the labile than to the total fraction of carbohydrates. The study confirmed the influence of soil type, vegetation or bedrock on the biochemical characteristics of the forest soils group. With respect to the application of sludge, in the first experiment we studied the effect of three sludge types, dehydrated (D), thermally dried (T) and composted (C), added in two different proportions on the biochemical parameters of two degraded soils (clay and sand) from quarrying. Initially an increased value was detected for all biochemical variables (except the UR activity) in the amended soils, CHE being the most enhanced variable. At the end of the experiment the carbohydrates content and the enzyme activities of the mixtures had increased, compared to the control, in a similar value than C, AAN being the most enhanced parameter. The initial differences in the values of GLC depending on the type of sludge (T> D> C) were a reflection of the lability of organic matter provided by the sludge. The overall results indicate that: i) thermal drying accelerates the initial decomposition process of the organic matter which takes place in the soil, ii) composting provides a less labile but more active organic matter, which results in increased mineralization and eventually a more stable organic matter iii) when the sludge was applied in a clay soil a slowing on the development of organic matter was detected. The second experiment consisted of a trial with two degraded soils. Initial (4 days) and final (295 days) samples were analysed in plots where we applied the same sludges with a single dose. In the case of the application of sludge to a sandy-loam soil, the dynamics of mineralization was intense and the impact on biochemical properties one year after the application was not very important. In contrast, the effects on a loam soil, where the dynamics of organic matter was lower, were more important and primarily consisted of an increase of ready available organic carbon.Organic carbon determination by the combustion method was proved to be effective and it was confirmed the inappropriateness of the oxidation method for sludge-soil mixtures., En la restauració d’activitats extractives és imprescindible la utilització d’un material edàfic de qualitat per abordar degudament la revegetació. Els fangs procedents de EDARs, convenientment dosificats i ben incorporats, poden ser molt útils com a esmena orgànica. En el nostre treball hem estudiat alguns aspectes de qualitat bioquímica en el procés de rehabilitació de sòls degradats a través de l’aplicació de fangs d’EDARs. Com a paràmetres de qualitat bioquímica del sòl ens hem centrat en el cicle del carboni, a través del contingut en carbohidrats totals (CHT) i extractables (CHE) i de les activitats enzimàtiques β-glucosidasa (GLC) i β-galactosidasa (GAL) i com a paràmetres auxiliars en el contingut en Carboni orgànic (C) i Nitrogen aminoacídic (NAA). També hem treballat amb resultats de dues activitats enzimàtiques relacionades amb el cicle del nitrogen, la proteolítica de BAA (BAA) i la ureàsica (UR). Hem portat a terme dues experiències d’aplicació de fangs, una primera en lisímetres i una segona en parcel·les i ambdues amb sòls de diferent textura. El disseny experimental de les dues experiències és d’especial interès ja que planteja estudiar en paral·lel els efectes de l’assecatge tèrmic i el compostatge d’un mateix fang deshidratat. Aquest estudi central de la tesi es complementa amb un treball sobre l’estàndard de qualitat en sòls naturals de Catalunya així com amb aportacions sobre la metodologia analítica per a la determinació de dos dels paràmetres estudiats (C i GLC). Com a primera part de la tesi estudiem les característiques bioquímiques en deu sòls naturals representatius dels sòls catalans. Els resultats mostren ampli rang de valors de carboni i alta dispersió dels paràmetres bioquímics i els rangs obtinguts són similars als de sòls d’altres zones de clima mediterrani. Els paràmetres bioquímics presenten correlacions altes i positives entre ells i alhora una gran dependència del contingut en matèria orgànica del sòl així com del contingut en biomassa microbiana. El contingut en CHT està més correlacionat que les activitats enzimàtiques, amb els continguts de C orgànic i N orgànic del sòl. La GLC és l’activitat enzimàtica més relacionada amb el contingut de carboni orgànic del sòl. Les quatre activitats enzimàtiques (GLC, GAL, BAA i UR) estan més lligades a la fracció làbil de carbohidrats que a la total i les activitats GAL, UR i BAA estan molt relacionades entre elles. L’estudi ha permès constatar la influència del tipus de sòl, roca mare o vegetació en les característiques bioquímiques del grup de sòls forestals. Pel que fa a l’aplicació de fangs, en la primera experiència hem estudiat l’efecte de tres fangs: deshidratat (D), assecat tèrmicament (T) i compostat (C) en dues dosis (per assolir un 3 % i 6 % de matèria orgànica) sobre els paràmetres bioquímics de dos sòls control degradats (argilós i sauló) provinents de pedreres (1% C i 0,1% C). L’assaig es realitza en condicions de laboratori i consta de tres mostreigs (7, 67 i 267 dies). Inicialment es detecta un increment del valor per totes les variables bioquímiques (a excepció de l’activitat UR) en les barreges sòl-fang i el contingut en CHE és la variable més incrementada. Al final de l'experiència les barreges tenen uns valors de carbohidrats i activitats enzimàtiques incrementats respecte del control de forma similar a l’increment final en matèria orgànica, i el contingut en NAA és la variable més incrementada respecte del sòl control. Les diferències en els valors de l’activitat enzimàtica GLC a l’inici en funció del tipus de fang (T>D>C) són un reflex de la labilitat de la matèria orgànica aportada pels fangs. El conjunt de resultats indiquen que: i) l’assecat tèrmic accelera el primer procés de descomposició de la matèria orgànica; ii) el compostatge proporciona una matèria orgànica no tan làbil, però amb més activitat enzimàtica que comporta més mineralització i, amb el temps, una matèria orgànica més estable i iii) l’evolució de la matèria orgànica es frena quan els fangs s’apliquen en un sòl argilós. La segona experiència consta d’un assaig d’aplicació de fangs en dos terrenys degradats i analitzem les mostres inicials (4 dies) i finals (295 dies) de parcel·les on s’han aplicat els mateixos tres fangs de l’experiència en lisímetres, però amb una única dosi (10 Mg/ha, en matèria seca). En el cas de l’aplicació de fangs al sòl franc-arenós (sòl amb baix contingut en matèria orgànica i alta activitat enzimàtica) la dinàmica de mineralització ha estat intensa i la incidència sobre les propietats bioquímiques del sòl, un any després de l’aplicació dels fangs, ha estat molt poc acusada. Contràriament, els efectes sobre el sòl franc, on la dinàmica de la matèria orgànica ha estat menor, són més importants i bàsicament han significat l’augment del contingut en matèria orgànica i la millora de la potencialitat de la matèria orgànica d’obtenir formes assimilables de carboni. Els resultats dels aspectes metodològics indiquen que la determinació de carboni orgànic per combustió ha resultat eficaç i confirmen la manca d’idoneïtat del mètode d’oxidació per a mostres de sòl-fang. Pel que fa a l’estudi de l’activitat β-glucosidasa i β-galactosidasa en sòls, el nostre treball representa una contribució a la descripció detallada del procediment analític i a la incidència sobre el valor de l’activitat de la determinació a partir de mostra humida o bé assecada a l’aire.

En España, la legislación minera obliga, desde el año 1982, a que todas las actividades mineras realicen trabajos de restauración con el fin de devolver al entorno aquellos terrenos afectados por las actividades extractivas. En la presente tesis doctoral se ha comprobado la aplicabilidad de lodos de depuradora que han sido sometidos a secado térmico o a compostaje, como fuente de materia orgánica (MO) y nutrientes para sustratos minerales de restauración (residuos de extracción y de trituración) de áreas dedicadas a actividades extractivas de piedra caliza a cielo abierto. El contenido de de Carbono orgánico (C), C-biomasa microbiana (CBM), carbohidratos totales (CHT), carbohidratos extractables (CHE), respiración basal (RB) y actividades β-glucosidasa (GLU) y β-galactosidasa (GAL) fueron utilizados como índices de calidad del suelo o indicadores del éxito de la restauración. Suelos naturales no alterados por acción antrópica fueron utilizados como referencia para los indicadores establecidos. Se evaluó el efecto del pre-tratamiento de los suelos (secado al aire o secado al aire y rehumedecimiento) sobre los parámetros bioquímicos con el objeto de dilucidar su validez para las determinaciones analíticas que debían realizarse. El rango de los valores de los parámetros bioquímicos en los suelos naturales se mantuvieron generalmente dentro del rango de valores previamente publicados para suelos nativos bajo condiciones mediterráneas. Las variables C, CHT, CHE, CBM y GLU (directamente relacionadas con el contenido de MO o de biomasa microbiana y de su actividad) fueron apropiadas para caracterizar los diez suelos estudiados. Se evaluó el efecto de la adición de tres lodos sometidos a secado térmico sobre los parámetros bioquímicos seleccionados y sobre las características fisicoquímicas de dos tipos de suelos residuales (de extracción y de trituración), y se comparó con la que proporcionaron tres lodos compostados. El ensayo se realizó en lisímetros que fueron llenados con las mezclas de lodo-suelo residual y con los controles, y los muestreos se realizaron inmediatamente después de la preparación de las mezclas y luego de dejarlos en el campo 13 meses. La adición del lodo mejoró claramente las propiedades fisicoquímicas y biológicas de los suelos residuales y el efecto del tipo de lodo fue mayor que el del tipo de suelo. El efecto de lodo fue generalmente más duradero sobre el suelo de trituración. Según los cambios observados en CBM y RB, no hay pruebas de que los lodos tuvieran efectos tóxicos importantes. La pérdida MO luego de 13 meses de agregada la enmienda fue menor en las mezclas que contenían lodos compostados. El efecto de los lodos disminuyó más en el tiempo en los parámetros asociados a la MO fácilmente degradable (RB, COE, CBM y CHE). El tipo de suelo residual empleado como substrato sólo tuvo efecto sobre los parámetros que caracterizan la composición de la MO del suelo (COE, CHT y CHE), sin embargo no afectó los valores de CBM, RB y de las actividades enzimáticas. Los exudados radiculares y los restos vegetales contribuyeron al incremento de los valores de GLU y GAL. El efecto de los lodos difirió con su post tratamiento: el secado térmico hizo la MO más fácilmente degradable. El secado al aire de las muestras de suelo puede considerarse un pre-tratamiento válido en las evaluaciones de CBM, GLU y GAL tanto en los suelos naturales como en los suelos restaurados estudiados. En contraste, los valores de las actividades GLU y GAL en muestras de suelo secas aire y rehumedecimiento no fueron representativos de los valores a humedad de campo. Los indicadores biológicos evaluados nos permitieron asimilar los suelos restaurados a los suelos naturales con características climáticas y litológicas similares, es decir suelos carbonatados con un contenido de MO menor al 3%, y con pH superiores a 8 correspondientes a la zona más árida., Since 1982 Spanish legislation obliges all companies engaged in mining to carry out restoration work with the view to environmentally recuperate those lands affected by their activities. The present thesis has shown the applicability of sewage sludges that had been subjected to thermal drying or composting, as a source of organic matter (OM) and nutrients to restore mineral substrates (extraction and trituration residues) of areas dedicated to limestone quarrying activities in the open. In our work we used chemical and biochemical parameters (organic carbon: C; extractable oorganic carbon: EOC, microbial biomass carbon: MBC; total carbohydrates: TCH; water soluble carbohydrates: ECH; basal respiration; BR; ß-glucosidase activity: GLU, and ß-galactosidase activity: GAL) as soil quality indices or indicators of restoration success. The values obtained in these indicators were compared with those of Catalan soils with minimal anthropogenic disturbance. To facilitate the routine procedures of soil analysis, the effect of pre-treatment of the soil (air drying or air drying and rewetting) on biochemical parameters was evaluated. The studied properties were highly variable among soils but generally remained within the range of values published before for native soils under Mediterranean conditions. C, TCH, ECH, MBC and GLU were found to be suitable for reflecting the main differences among soil type and location. We evaluated the effects of three thermally dried sewage sludges on the before mentioned biological properties and on some physicochemical characteristics when these sludges were added to two types of debris (extraction soil and trituration soil) from a limestone quarry; the effects were compared with those of three composted sewage sludges. Lysimeters previously filled with debris-sludge mixtures and control soils were sampled immediately after preparation and after being left in the open for 13 months. Adding sewage sludge clearly improved the physicochemical and biological properties of the residual soils and the effect of the type of sludge was greater than that of the type of soil. The sludge effect was generally more durable over the trituration soil. Results observed in BMC and MR suggests the sludge did not cause major toxic effects on residual soils. Losses in organic matter after 13 months were lesser in soils amended with composted sludge. The sludge effect decreased the most in BR and EOC followed by MBC and ECH. The soil type effect was significant only in EOC, TCH and ECH. Root exudates and plant debris contributed to ß-glucosidase and ß-galactosidase activities in the treated soils. The sludge effect differed with the pre and post treatments of the sludges: thermal drying made the sludge organic matter more easily decomposable. The values of MBC and of ß-glucosidase and ß-galactosidase activities in air-dried soils had the same ranking as in field-moist soils, whereas air-drying plus rewetting led to a change in the ranking of both enzyme activities compared with field-moist samples. The evaluated biological indicators allowed us to assimilate restored soils to natural soils with similar climatic and lithological characteristics, namely carbonate soils with organic content of less than 3%, and pH above 8, which correspond to the most arid zone.

Sustainability of irrigated agriculture is a growing concern in the Baix Llobregat area. Although irrigated land accounts for a substantial proportion of food supply to the local market, it has been, and still is increasingly degraded by poor agricultural management. This dissertation focuses on ways to evaluate furrow irrigation and to assess soil water content and soil salinity (temporally and spatially) under usual farmers's management practices. This dissertation meets these goals through an extensive study of relevant literature and the implementation of practical research. The latter was carried out with a case study on representative fields of the area. Empirical and stochastic models were applied to evaluate furrow irrigation as well as to monitor water flow and solute transport in the root zone. This research produced a number of key findings: first, evaluating furrow irrigation confirmed that 40-43 % of the applied water would have been saved in the study fields if irrigation was stopped as soon as soil water deficit was fully recharge taking the amount of water needed for salt leaching into account, and that the application efficiency (AE) would increase from 48% to 84% and from 41% to 68% (Field 1 and Field 2, respectively). Second, the predictions of soil water content using ARIMA models were logical, and the next irrigation time and its effect on soil water content at the depth of interest were correctly estimated. Third, considering the linear relationship eb-sb, by transforming the Hilhorst (2000) model, which is based on the deterministic linear relationship eb-sb, into a time- varying Dynamic Linear Model (DLM) enabled us to validate this relationship under field conditions. An offset esb=0 value was derived that would ensure the accurate prediction of sp from measurements of sb. It was shown that the offset esb=0 varied for each depth in the same soil profile. A reason for this might be changes in soil temperature along the soil profile. The sp was then calculated for each depth in the root zone. Fourth, by using a (multiple input--single output) transfer function model, the results showed that soil water content and soil temperature had a significant impact on soil salinity, and soil salinity, predicted as a function of soil water and soil temperature, was correctly estimated. Finally, applying the analysis of variance (ANOVA), the results showed that the irrigation frequency, according to the farmer's usual management practice, had statistically significant effects on soil salinity behaviour, depending on soil depth and position (furrow, ridge). Moreover, it was shown that at the end of the crop's cycle the farmers left the field with less soil salinity, for each depth, than at the beginning of the crop's agricultural cycle.