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Se ha investigado el metabolismo muscular y el patrón de depleción glucogénica en 12 toros bravos tras la lidia para establecer su adaptación al ejercicio y el orden de intervención de las fibras musculares. Se obtuvieron biopsias musculares tras la lidia, en el músculo glúteo medio, a una profundidad absoluta de 50 mm, para realizar análisis histoquímicos y bioquímicos. El patrón de depleción glucogénica se evaluó mediante la tinción del ácido peryódico de Schiff, las concentraciones musculares de glucógeno y lactato se cuantificaron mediante fluorimetría y se midió el pH muscular. Durante la lidia, se produjo una intervención importante de las vías glucolíticas, con formación de lactato y acidosis muscular. El patrón de depleción glucogénica mostró un orden de contracción fibrilar I→IIA→IIB. El contenido muscular total de glucógeno tras la lidia dependió fundamentalmente del porcentaje de fibras IIB con contenido elevado en glucógeno. En resumen, durante la lidia existe un metabolismo muscular anaerobio intenso, a pesar de la intervención preferencial de las fibras I y IIA, resultados que podrían haberse debido al efecto del estrés psicológico y liberación de catecolaminas. El bajo pH tras la lidia indicaría una capacidad tamponadora reducida, posiblemente debido a la escasez de precursores energéticos e incapacidad de refosforilación del ADP., Muscle metabolism and glycogen depletion pattern were investigated in 12 4-year old bulls after bullfighting in order to establish their muscular adaptation to exercise and the order of recruitment of muscle fibers. Biopsies were taken immediately after bullfighting from the gluteus medium muscle at an absolute depth of 50 mm to perform histochemistry and biochemistry. Glycogen depletion pattern was evaluated by means of periodic acid Schiff’s stain and muscle glycogen and lactate concentrations were determined fluorometrically. Muscle pH was also determined. During bullfighting, a marked intervention of the glycolytic pathways occurred, with glycogen breakdown, lactate formation and muscle acidosis. Glycogen depletion pattern showed a recruitment order of I→IIA→IIB. Total muscle glycogen content after bullfighting was mainly dependent on the percentage of type IIB fibers with high content in glycogen. In summary, the results showed the high anaerobic metabolism during bullfighting, in spite of the main intervention of type I and IIA fibers, which could have been linked to psychological stress and catecholamines release. Furthermore, the low pH could be indicative of a reduced muscle buffer capacity, possible due to the lack of energy precursors and incapacity for ADP rephosphorilation, Facultad de Ciencias Veterinarias

El cambio climático está provocando distintos efectos según la región del planeta que se trate. Para estudiar estos cambios, se analizan largas series de registros de variables meteorológicas, como la temperatura o la precipitación, a través de modelos y técnicas predictivas. Estos están basados principalmente en bases de datos que se apoyan en análisis estadísticos e ignoran ciertas propiedades no lineales y multifractales de las series temporales implicadas. Esta tesis se presenta como compendio de tres trabajos publicados en revistas indexadas en Journal Citation Reports. En ella se busca encontrar posibles patrones espaciales y temporales en las propiedades de las series y mejorar la descripción de la temperatura del aire en superficie y la precipitación. Para este propósito, se utilizan los análisis multifractal y de redes complejas. Para el primer análisis, se aplica el método de Análisis Multifractal de Fluctuación sin Tendencia (MF-DFA, por sus siglas en inglés), mientras que para el segundo se usa la técnica del Grafo de Visibilidad Horizontal (HVG). Este permite transformar las series temporales en redes complejas que heredan las propiedades de las series originales. Las estaciones meteorológicas analizadas se distribuyen a lo largo del territorio peninsular español y abarcan un mismo periodo de 60 años: 1960-2019. En el primer trabajo, se lleva a cabo el análisis multifractal de las series de temperatura máxima, mínima, media y rango térmico diario (DTR, por sus siglas en inglés) en los subperiodos 1960-1989 y 1990-2019. Tras aplicar el método MF-DFA, se observa que las series son multifractales. Las temperaturas mínima y media experimentan una reducción del grado de multifractalidad en el último periodo en la mayoría de las estaciones. Además, muestran un mayor grado de multifractalidad en las estaciones costeras. En el segundo trabajo, se usa el método HVG para analizar las series anuales de temperatura media diaria que se estudiaron en el primero. Los resultados indican que las estructuras de las redes complejas y sus propiedades no parecen estar afectadas por el ascenso de las temperaturas derivado de las condiciones climáticas globales y son similares para las diferentes localizaciones consideradas. Finalmente, en el tercer trabajo, se usa de nuevo el método MF-DFA en series de precipitación. Como resultado, se observa que la precipitación presenta un carácter multifractal más complejo que el de la temperatura, con al menos tres regímenes de escala distintos para las pequeñas fluctuaciones de estas señales. A escalas pequeñas, la precipitación diaria tiene una gran persistencia y la magnitud de las correlaciones sigue el gradiente espacial de la precipitación anual característico de la Península Ibérica. Estas correlaciones se reducen de manera uniforme en el segundo periodo. Los principales cambios observados a grandes escalas comprenden un aumento en la complejidad de las pequeñas fluctuaciones y una disminución de las singularidades de las series en la zona oriental de la Península. Climate change is causing different effects depending on the region of the planet concerned. To study these changes, long record series of meteorological variables, such as temperature or precipitation, are analyzed by means of models and predictive techniques. These are mainly based in data bases which are supported by statistical analysis and ignore some nonlinear and multifractal properties of the time series involved. This thesis is presented as a compendium of three works published in journals indexed in Journal Citation Reports. It aims to find possible spatial and temporal patterns in the properties of series and to improve the description of the air surface temperatura and the precipitation. For that purpose, multifractal and complex networks analysis are used. For the first analysis, the Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) is applied, while for the second one the Horizontal Visibility Graph (HVG) technique is employed. This allows to transform time series into complex networks which inherit the features of the original series. The analyzed meteorological stations are distributed over the Spanish peninsular territory and span the same 60-year period: 1960-2019. In the first work, the multifractal analysis of the series of maximum, minimum, mean temperature, and diurnal temperature range (DTR) is carried out in the subperiods 1960-1989 and 1990-2019. After the MF-DFA method is applied, it is observed that the time series are multifractal. Minimum and mean temperatures experience a reduction of the degree of multifractality in the last period in most stations. Furthermore, they show a higher degree of multifractality in the coastal stations. In the second work, the HVG method is used on the annual series of daily mean temperature which were studied in the first one. Outcomes denote that the complex network structures and their properties seem not to be affected by the rise of temperatures derived from the global climatic conditions and they are similar for the different locations considered. Finally, in the third work, the MF-DFA method is used again on precipitation series. As a result, it is observed that the precipitation exhibits a more complex multifractal character than the temperature, with at least three different scaling regions for the small fluctuations of these signals. At small scales, daily precipitation has a high persistence, and the magnitude of correlations follows the characteristic spatial gradient of annual precipitation in the Iberian Peninsula. These correlations are reduced uniformly in the second period. The main changes observed at large scales include a rise in the complexity of small fluctuations and a decrease of singularities of series in the eastern part of the Peninsula.

Air pollution has been a major concern among environmental scientists due to its importance to public health. Among the different pollutants that can be found in the air, one can point out tropospheric ozone as one of the most studied ones in the recent years, due to the risk derived for living beings. As a result of the many factors involved in the creation and destruction of this gas, the analysis of its dynamics is quite complicated. Traditionally, conventional statistical methods have been employed, while in the last decades multifractal approaches have gained importance. This is due to their suitability describing systems with a great degree of variability. This thesis focuses on the evaluation and implementation of complex networks for the analysis of tropospheric O3 dynamics. The studies carried out are based on the Visibility Graph (VG) technique, which transforms time series into complex networks that inherit the properties of the first ones. In the first part, a combination of the VG and the multifractal Sand-Box (SB) algorithms is performed. By doing this, authors analyze the generalized fractal dimensions and the singularity spectra. Then, a comparison was made between these multifractal parameters and the quantities obtainable from the degree distribution of the resulting graphs. Regarding the second part of this thesis, the VG methodology was used on O3 time series from rural and urban stations, in order to retrieve the centrality parameters from the obtained networks. This way, degree, shortest path and betweenness are studied to support the use of this technique and find new information. Results show that this methodology can indeed differentiate between ozone measurements in urban and countryside environments, providing new insights about the dynamics. In the third and last part of this document, authors propose an alternative approach to the VG, called Sliding Visibility Graph (SVG). This new technique takes advantage of the fact that visibility adjacency matrices are mostly empty, since the bast majority of the nodes are not connected to each other. Thanks to this, it is possible to apply effectively a sliding window approach to lessen considerably the computation time, reducing one order the time efficiency (from O(N2) to O(N). This is especially convenient when dealing with very large time series. As the resulting network approximates the original VG, it has been evaluated how it converges to the VG case for different types of series, as there lies the actual interest of this tool. As expected, the SVG results converge quite rapidly to the exact values, especially for random and O3 concentration series. La contaminación atmosférica es uno de los principales problemas estudiados dentro de la ciencia ambiental, debido a su gran impacto en la salud pública. Entre los diferentes contaminantes que podemos encontrar en el aire, merece la pena destacar el ozono troposférico (O3) como uno de los más estudiados en los últimos años, debido al alto riesgo para los seres vivos. Como resultado de los numerosos factores implicados en la creación y destrucción de este gas, el análisis de sus dinámicas es bastante complejo. Tradicionalmente, se han usado métodos estadísticos convencionales, mientras que en las últimas décadas han ganado importancia las técnicas multifractales. Esto se debe a su adecuación para describir sistemas con un grado elevado de variabilidad. Esta tesis se centra en la evaluación e implementación de las redes complejas para el análisis de la dinámica del O3. Los estudios llevados a cabo se basan en el uso de la técnica del Grafo de Visibilidad (GV), que transforma series temporales en redes complejas que heredan propiedades de las primeras. En la primera parte, se utiliza una combinación del GV y del algoritmo multifractal Sand-Box (SB). Gracias a esto, es posible obtener las dimensiones fractales generalizadas y el espectro de singularidades. Por último, se ha realizado una comparación entre los parámetros multifractales y las cantidades obtenibles directamente a partir de la distribución del grado de los grafos resultantes. En cuanto a la segunda parte de esta tesis, el método del GV es usado en series temporales de O3 de estaciones rurales y urbanas, con la finalidad de obtener los parámetros de centralidad de las redes conseguidas. De este modo, el grado, el camino mínimo y la intermediación se estudian para refutar la aplicabilidad del GV y buscar nueva información. Los resultados muestran que en efecto esta metodología puede permitir diferenciar entre medidas de ozono en medios rurales y urbanos. En la tercera y última parte de este documento, los autores proponen un método alternativo al GV, llamado Grafo de Visibilidad Deslizante (GVD). Esta nueva técnica se aprovecha del hecho de que las matrices de adyacencia de los GV son prácticamente vacías, puesto que la mayoría de los vértices no están conectados entre sí. Gracias a ello, es posible aplicar de forma efectiva un algoritmo de ventana deslizante para reducir considerablemente el tiempo de cálculo, bajando en uno el orden de magnitud de la eficiencia (de O (N2) a O (N)). Esto es especialmente provechoso cuando se trata con series temporales muy grandes. Debido a que la red resultante aproxima al GV original, se ha evaluado cómo converge al segundo para diferentes tipos de series temporales, que es donde reside en interés real de esta herramienta. Como era de esperar, los resultados del GVD convergen rápidamente a los valores exactos, especialmente para series aleatorias y concentración de O3.

Las redes, tanto de origen antrópico como natural, han sidoampliamente estudiadas debido a su presencia en múltiples disciplinas Así,numerosas investigaciones han descrito sus propiedades estructurales ydinámicas y las relaciones entre ellas. En esta tesis se investiga unapropiedad de estas redes conocida como multifractalidad, que estádirectamente relacionada con la auto-similitud y es una extensión delconcepto de fractalidad.La fractalidad implica invarianza de escala, es decir, un objeto es fractalcuando presenta la misma apariencia independientemente del nivel deampliación con el que se observa. Un objeto fractal se define mediante sudimensión fractal. No obstante, en determinadas ocasiones esta dimensiónno es suficiente para describir toda la complejidad del objeto, siendonecesario la aplicación de la multifractalidad en la que se considera unconjunto de dimensiones fractales. La presente tesis investiga si estamultifractalidad, entendida como una extensión de la auto-semejanza, puedeser usada en la descripción de redes de diferente origen.La presente tesis doctoral se estructura en tres capítulos cuyo contenidose describe de manera sucinta a continuación:En el Capítulo 1 se describió la distribución de la velocidad de flujoen un medio poroso simulado haciendo uso del análisis multifractal.Además, se compararon los resultados proporcionados por dos algoritmosmultifractales. El primero de ellos, conocido como Box-Counting, es unode los más usados y el segundo, denominado Sandbox, es particularmenteútil para superar ciertas limitaciones del anterior algoritmo cuando esaplicado al estudio de redes.En el Capítulo 2 se estudió la multifractalidad de redes de origenantrópico como son los patrones del entramado urbano. Así, se analizarondos barrios de la ciudad de Córdoba (Andalucía, España). Ambos conmorfología diferente, regular e irregular, consecuencia del crecimiento de laciudad bajo diferentes planes de ordenación urbana y condicionessocioecnómicas. También se discutió la importancia del estudio de lamorfología urbana bajo un punto de vista multifractal, y la información ocaracterísticas morfológicas aportadas por dicho análisis al conocimiento dela estructura o forma de una ciudad.En el Capítulo 3 se exploró un nuevo uso del análisis multifractal comoherramienta de estudio de redes naturales. Con este fin, se compararonredes de ríos obtenidas por restitución fotogramétrica y mediante laextensión ArcHydro del programa ArcGIS. Además, la propiedadmultifractal de las redes se usó para determinar el valor umbral másapropiado de acumulación de flujo que permite reproducir con mayorprecisión la red de ríos generada por la herramienta ArcHydro.Finalmente, las conclusiones generales de la presente tesis destacan laconveniencia de usar el conjunto de dimensiones fractales determinadas enel análisis multifractal para describir redes de origen antrópico y natural adiferentes escalas de trabajo., Networks, both anthropogenic and natural, have been widely studieddue to its presence in multiple disciplines. Thus, numerous studies havedescribed their structural and dynamic properties and the relationshipsbetween them. In this thesis it is investigated a property of these networksknown as multifractality, which is directly related to self-similarity and is anextension of the concept of fractality.Fractality implies scale invariance (i.e., an object is fractal when itpresents the same appearance regardless of the magnification level withwhich it is observed). A fractal object is defined by its fractal dimension.However, on occasion this dimension is not enough to describe thecomplexity of the object, requiring the application of multifractality in whatis considered a set of fractal dimensions. This thesis investigates whetherthis multifractality, understood as an extension of self-similarity, can be usedin the description of networks with different origin.This thesis is divided into three chapters which contents are describedsuccinctly below:In Chapter 1 there was elucidated the distribution of flow velocity in asimulated porous medium using multifractal analysis. Furthermore, wecompared the results provided by two multifractal algorithms; the first,known as Box-Counting, is one of the most used, and the second, calledSandbox, is particularly useful to overcome certain limitations of thepreceding when applied studying networks.In Chapter 2 we studied multifractality of anthropogenic networks suchas urban fabric patterns. Thus, we analyzed two neighborhoods in the city of Córdoba (Andalusia, Spain) both with different morphologies, regularand irregular, due to the growth of the city under different urban planningand socioeconomic conditions. It was also discussed the importance of thestudy of urban morphology under a multifractal standpoint, andmorphological information provided by such analysis to the knowledge ofthe structure or shape of a city.In Chapter 3, we explored a new use of multifractal analysis as a toolfor the study of natural networks. To this end, we compared networks ofrivers obtained by photogrammetric restitution and by the extensionArcHydro from ArcGIS software. Furthermore, the multifractal property ofthe networks was used to determine the most appropriate threshold valueof flow accumulation that allows reproducing more accurately the networkof rivers generated by the computer tool ArcHydro.Finally, the general conclusions of this thesis highlight the convenienceof using the set of fractal dimensions determined by multifractal analysis todescribe networks of anthropogenic and natural networks at different scalesof implementation.

El ozono troposférico es un contaminantes del aire que se forma como consecuencia dereacciones fotoquímicas en las ciudades y sus alrededores. En los últimos años ha ganadoprotagonismo frente a otro tipo de emisiones, fundamentalmente por los daños queocasiona en la salud humana y los cultivos, su facilidad para ser transportado de unas zonasa otras y la dificultad para predecir las altas concentraciones. En los procesos de formación,transporte y destrucción de ozono a nivel superficial intervienen tanto agentesmeteorológicos como químicos primarios, confiriéndole a sus concentraciones un altogrado de aleatoriedad.Ciñéndonos a los objetivos planteados, esta tesis utiliza el análisis multifractal comoherramienta para caracterizar la distribución de los valores de ozono a lo largo del tiempo,teniendo la ventaja de que los resultados obtenidos son independientes de la escala deobservación. La primera parte se corresponde con un estudio estacional comparativo delozono entre diferentes localizaciones de medida (urbana, suburbana y rural) llevado a cabomediante el empleo del análisis multifractal. Posteriormente se muestran los resultadosobtenidos mediante el empleo del análisis multifractal conjunto entre el ozono y uno de susprincipales precursores, el dióxido de nitrógeno. La tercera parte, y también mediante elempleo del análisis multifractal conjunto, se centra en la relación de dependencia entre elozono y algunas variables meteorológicas, como la temperatura, la radiación solar y lahumedad del aire. La cuarta se basa en un estudio de los patrones de viento (dirección yvelocidad) sobre el ozono troposférico aplicando el análisis multifractal conjunto. En elquinto y último apartado se retoma el análisis multifractal siempre para evaluar la capacidadde un modelo de predicción de ozono troposférico para reproducir la distribución de losdatos de las series reales a través de distintas escalas de observación, dotando a estaherramienta de una aplicabilidad eminentemente práctica., Ground-level ozone is an atmospheric pollutant which is formed as a result of severalphotochemical reactions in cities and surrounding areas. In recent years, it has gainedprominence over other types of emissions, mainly due to the damage caused to humanhealth and crops, its transport from emission areas to surroundings and the difficulty inpredicting high concentrations. Both meteorological variables and primary chemicalpollutants are involved in formation, transport and destruction of ozone, giving a highdegree of randomness.According to the objectives, this thesis uses the multifractal analysis as a tool tocharacterize the distribution of ozone values over time, taking the advantage that the resultsare independent from the scale of observation. The first part corresponds to a seasonalcomparative study between different ozone measuring locations (urban, suburban andrural) carried out using multifractal analysis. Then, it is shown the results obtained by usingjoint multifractal analysis of ozone and one of its main precursors, nitrogen dioxide. In thethird, it is also used the joint multifractal analysis between ozone and some meteorologicalvariables such as temperature, solar radiation and air humidity. The fourth is based on awind patterns study (velocity and wind direction) on ozone using the multifractal analysisjoint. The fifth section regards multifractal analysis to assess the ability of a predictivemodel to reproduce the data distribution of real ozone time series over different scales,conferring this tool a very practical application.