Since the costs of the water management companies cover the costs of the operations of the water distribution system, it is, therefore, necessary to adapt the water consumption of the consumers with the best price negotiated by the companies. The calibration of nodal demands of a water distribution system is a process of approximation of the predicted values calculated through a hydraulic model to the observed values. Two methods for calibration of nodal demands were analyzed: i) Classical Inverse method and ii) Inverse model method. The Inverse model method incorporates the Gradient method developed by Todini. This method is known for solving the system of mass and energy balance equations. The inverse model presents itself as more efficient and is constituted by the separation of known and unknown variables from the continuity and energy equations of the water supply network. Nodal demands with similar characteristics are aggregated to make the model determined. The Gauss-Newton method is then applied to solve the model. Both methods were analyzed through a case study of a simple hydraulic network for a transient and permanent regime. | Uma vez que as despesas das empresas de gestão de água abrangem os gastos das operações do sistema de distribuição de água, é então necessário adequar o sistema à variabilidade do consumo de água dos consumidores atendendo ao custo do bombeamento. A calibração de consumos nodais de um sistema de distribuição de água é um processo de aproximação de valores previstos calculados através de um modelo hidráulico para com os valores observados. Para este caso é considerado um sistema de abastecimento em baixa. Foram analisados dois métodos incluídos no processo de calibração dos consumos nodais: i) método inverso clássico e o ii) método do modelo inverso. O método do modelo inverso incorpora o método de Gradiente desenvolvido por Todini. Este método é conhecido pela resolução de um sistema de equações de balanço de massa e energia. O modelo inverso apresenta-se como o mais eficiente e é constituído pelo processo de separação de variáveis conhecidas e desconhecidas das equações de continuidade e energia da rede de abastecimento de água. Os consumos nodais com características similares são agregados para tornar o modelo determinado. O método de Gauss-Newton é então aplicado para resolver o modelo. Ambos os métodos foram analisados através de um caso de estudo constituído por uma rede hidráulica simples, com o propósito de simular condições iniciais segundo um regime permanente e transiente. | Mestrado em Sistemas Energéticos Sustentáveis

A neutron probe calibration correction is proposed in order to reduce soil water content variability, assumed to be a consequence of improper calibrations relations. The time stability of spatially measured soil water content data is used to correct the intercepts of linear calibration relations. This procedure reduced the coefficients of variation of soil water content data from 4 to less than 2% in a Rhodic Kanhapludalf.<br>É proposta uma correção para a calibração de sondas de nêutrons para reduzir a variabilidade de dados do conteúdo de água no solo, suposta como conseqüência de relações de calibração impróprias. A estabilidade temporal de dados espaciais de conteúdo de água no solo é usada para corrigir os coeficientes lineares de curvas de calibração. Esse procedimento reduziu coeficientes de variação de medidas de umidade do solo de 4 para valores menores que 2% em uma Terra Roxa Estruturada.

[EN] The aim of this study is to describe the steps and complications encountered in the design, fabrication and calibration of ceramic passive samplers for the analysis of water contaminants. A ceramic passive samplers consists in a porous ceramic tube where a polymeric sorbent is placed in the inner side to preconcentrate the analytes from water with high enrichment factors. The diffusivity and uptake of contaminants depend on the ceramic porous structure that influences the sampling rate. Although the concept stands up for its simplicity, in real life passive samplers face several problems: fouling, clogging and saturation and then the uptake of contaminants may not be linear during the deployment period. With ceramic passive samplers these problems can be solved by optimizing the ceramic structure and porosity. Over eight year period, we have had a fruitful collaboration with Prof. Victor Orera, aimed to develop customized ceramic membranes to unselectively accumulate the contaminants present in different types of water with the overarching objective to monitor chemical pollution present in the environment. The use of customized ceramic passive samplers (CPS) will permit to identify main compounds in water, their evolution in time, identify the sources of pollution and finally gather enough knowledge and data to effectively propose control and remediation actions. In this study, we describe the steps undertaken in the development of ceramic samplers, their characteristics, the calibration procedure used, their performance and applicability. The work herein presented has been possible due to the brilliant ideas, enthusiasm, perseverance and motivation of Prof. Orera, but also because his joyful and cheerful character made this collaboration really pleasant and valuable. | [ES] El objetivo de este estudio es describir las etapas y complejidades halladas en el diseño, fabricación y calibración de muestreadores pasivos cerámicos para el análisis de contaminantes en agua. Los muestreadores pasivos cerámicos consisten en un cilindro cerámico poroso donde se coloca un adsorbente polimérico en el interior que permite preconcentrar los analitos del agua con elevados factores de enriquecimiento. La difusividad y la adsorción de contaminantes dependen de la estructura porosa de la cerámica que influye en la velocidad de muestreo. Aunque el concepto destaca por su simplicidad, en la vida real el uso de los muestreadores pasivos conlleva varios problemas: colmatación por partículas y materia orgánica, obstrucción y saturación, de manera que la adsorción de contaminantes puede no ser lineal. Con los muestreadores pasivos cerámicos, estos problemas se pueden resolver optimizando la estructura y la porosidad de la estructura cerámica. Durante un período de ocho años hemos tenido una fructífera colaboración con el Prof. Víctor Orera con el objetivo de desarrollar membranas cerámicas «a medida» para acumular de manera no selectiva los contaminantes presentes en distintos tipos de agua. El uso de muestreadores pasivos cerámicos permite identificar las fuentes de contaminación, los contaminantes más ubicuos y su evolución en el tiempo. La monitorización de la calidad del agua de forma sistemática mediante muestreadores pasivos proporciona nuevos datos que permiten proponer acciones de remediación de manera efectiva. En este artículo se describen los pasos realizados en el desarrollo de los muestreadores cerámicos, pretende destacar sus propiedades y el procedimiento de calibración, así como su rendimiento y aplicabilidad. Este estudio ha sido posible gracias al conocimiento, el entusiasmo, la perseverancia y la motivación del Prof. Orera, pero también por su carácter alegre y optimista que hizo esta colaboración realmente grata y valiosa. | This work has been financed by the Ministry of Science and Innovation of Spain (project PID2019-105732GB-C21) and by the project IMAQUA (COMRDI16-1-0063) of the RIS3CAT call financed by the Fons Europeu de Desenvolupament Regional de la Unió Europea in the frameof FEDER program of Catalunya 2014-2020. Marina Erb is acknowledged for analyzing phthalates and alkylphenols and Maria Dulsat for analyzing PFASs. | Peer reviewed

Channel flow covers long distances and obeys to variable temporal behaviour. It is usually regulated by hydraulic elements as lateral gates to provide a correct of water supply. The dynamics of this kind of flow is governed by a partial differential equations system named shallow water model. They have to be complemented with a simplified formulation for the gates. All the set of equations form a non-linear system that can only be solved numerically. Here, an explicit upwind numerical scheme in finite volumes able to solve all type of flow regimes is used. Hydraulic structures (lateral gates) formulation introduces parameters with some uncertainty. Hence, these parameters will be calibrated with a Monte Carlo algorithm obtaining associated coefficients to each gate. Then, they will be checked, using real cases provided by the monitorizing equipment of the Pina de Ebro channel located in Zaragoza. | El flujo en canales se caracteriza por cubrir largas distancias y obedecer a patrones temporales variables. Suele estar regulado por elementos hidráulicos, como compuertas laterales, para asegurar un correcto abastecimiento de agua. La dinámica de este flujo viene gobernada por un sistema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales llamado de aguas poco profundas. Junto a ellas es necesario establecer una formulación simplificada del funcionamiento de las compuertas. El conjunto forma un sistema no lineal que sólo se puede resolver numéricamente. Aquí se propone un esquema descentrado explícito de volúmenes finitos con el fin de resolver todo tipo de regímenes. La modelización de las estructuras hidráulicas (compuertas laterales) introduce parámetros con incertidumbre. Por ello, serán calibradas mediante el algoritmo de Monte Carlo, obteniendo como resultado unos coeficientes asociados a cada una de ellas. Posteriormente serán verificadas utilizando casos reales proporcionados por el equipo de monitorización del canal de Pina de Ebro (Zaragoza).

Un modelo de calidad del agua, como el que puede ser elaborado con la herramienta Qual2k, necesita ajustarse mediante un proceso de calibración. En el caso del programa Qual2k, el software incluye un algoritmo genético como herramienta matemática para dicha calibración. Sin embargo, esta herramienta necesita una serie de operaciones que deben ser introducidos por el modelador. En este sentido esta tesis empleó la documentación existente para modelar, tres ríos de Bogotá D.C., con el software Qual2k, buscando elaborar un modelo para estas corrientes, y, realizar recomendaciones generales sobre tres operadores que utiliza el algoritmo genético: a) semilla, b) número de generaciones, y, c) número de poblaciones. Los dos últimos parámetros, resultan importantes porque implican tiempos computacionales asociados. Una combinación que genere muchas corridas, puede no presentar variaciones significativas en el ajuste total del modelo. Por esta razón, una combinación "óptima" podría dar buenas soluciones en tiempos razonables. Este trabajo encontró, que efectivamente hay puntos donde la mejora en la calidad del ajuste no aumenta más de un 5%, en relación a la variación del valor obtenido por la función de error. Por tanto, se obtuvieron valores sobre los tres operadores, los que pueden ser empleados por parte del modelador al momento de emplear esta herramienta para la modelación de la calidad del agua. | A model of water quality model, as it can be produced with the Qual2k program, it requires adjustment through a calibration process . For Qual2k program, the software includes a genetic algorithm as a mathematical tool for such calibration. However, this tool requires a number of operators to be introduced by the modeler . In this sense this thesis use existing documentation to modeling, three rivers of Bogota D.C., with Qual2k software seeking to make a water quality model for this rivers, and it give general recommendations about three operators of the genetic algorithm: a) seed, b ) generations number, and c ) populations number. The last two operators are important because they involve associated computational times . A combination that creates many runs , it may not present significant variations in the total adjustment model. For this reason, an "optimal" combination could give good solutions in reasonable time. This study found that effectively there are points, where the improvement in the quality of the adjustment does not increase more than 5 % in relation to the variation of the value obtained for the error function. Therefore, this thesis got values for the three operators, that it may be modeler when using this tool for water quality modeling. | Magíster en Hidrosistemas | Maestría