Novel tools for port environmental management systems

Abstract

(English) This thesis addresses the development and evaluation of novel tools and strategies for Environmental Management Systems (EMS) implementation in ports for water quality. Integrating computer vision-based systems with meteorological and hydrodynamic operational models, the research aims to provide efficient and tailored tools for pollution monitoring and management. Three case studies are presented, exploring the feasibility of using meteo-oceanographic operational services as SAMOA, in conjunction with Monte Carlo experiments, for environmental risk analysis; developing robust computer vision systems for spill and waste monitoring; and assessing computer vision systems reliability under different operating conditions. The findings demonstrate the potential of meteo-oceanographic operational services and computer vision for marine pollution monitoring tasks and highlight the significance of progressive implementation in port EMS, leveraging early data collection and adopting an adaptive approach. The research supports sustainable and environmentally conscious practices in port management to protect coastal waters and marine ecosystems.

(Català) Aquesta tesi aborda el desenvolupament i avaluació de noves eines i estratègies per a la implementació de Sistemes de Gestió Ambiental (SGA) en ports per a la qualitat de l'aigua. Integrant sistemes basats en la Visió per Computadora (VC) amb models operatius meteorològics i hidrodinàmics, la recerca té com a objectiu proporcionar eines eficients i personalitzades per al monitoratge i la gestió de la contaminació. Es presenten tres estudis de cas que exploren la viabilitat de l'ús de serveis operatius meteo-oceanogràfics com SAMOA, en conjunció amb experiments de Monte Carlo, per a l'anàlisi de riscos ambientals; desenvolupament de sistemes robustos de VC per al monitoratge de vessaments i residus; i avaluant la fiabilitat dels sistemes de VC sota diferents condicions operatives. Els resultats demostren el potencial dels serveis operatius meteo-oceanogràfics i la VC per a les tasques de monitoratge de la contaminació marina, posant de manifest la importància de la implementació progressiva en els SGA portuaris, aprofitant la recopilació de dades i l'adopció d'un enfocament adaptatiu. La recerca recolza pràctiques sostenibles i conscients del medi ambient en la gestió portuària per protegir les aigües costaneres i els ecosistemes marins.

(Español) Esta tesis aborda el desarrollo y la evaluación de nuevas herramientas y estrategias para la implementación de Sistemas de Gestión Ambiental (SGA) para la calidad del agua en puertos. Integrando sistemas basados en visión por computadora con modelos operativos meteorológicos e hidrodinámicos, la investigación tiene como objetivo proporcionar herramientas eficientes para la vigilancia y gestión de la contaminación. Se presentan tres estudios de caso que exploran: la viabilidad del uso de servicios operativos meteo-oceanográficos como SAMOA, en conjunto con experimentos de Monte Carlo, para el análisis de riesgos ambientales; el desarrollo de sistemas robustos de visión por computadora para el control de vertidos; y la evaluación de la fiabilidad de los sistemas de visión por computadora bajo diferentes condiciones operativas. Los resultados demuestran el potencial de estas técnicas para las tareas de control de la contaminación marina, destacando la importancia de la implementación progresiva en los SGA portuarios al aprovechar la recopilación de datos y adoptar un enfoque adaptativo. La investigación respalda prácticas sostenibles y conscientes del medio ambiente en la gestión portuaria, para proteger las aguas costeras y los ecosistemas marinos.