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En nuestros días la protección del medioambiente es de suma importancia. En particular, un problema vital es el tratamiento y posterior vertido de aguas residuales al interior de estuarios en zonas costeras. El tratamiento insuficiente tiene un impacto negativo en actividades productivas y recreativas, sin embargo su alto coste económico hace imposible elevarlo a altos niveles de intensidad. En este trabajo se trata de determinar el tratamiento a aplicar en cada planta depuradora, combinando para ello la teoría clásica del control óptimo de ecuaciones en derivadas parciales con conceptos básicos de optimización multiobjetivo. Se tratan ópticas cooperativas y no-cooperativas, buscando respectivamente óptimos Pareto y equilibrios de Nash. En ambos casos se realiza un riguroso análisis matemático, se demuestra la existencia de soluciones y se caracterizan estas de un modo práctico, lo que facilita el desarrollo de algoritmos numéricos para su obtención. Finalmente se presenta el software SOS (Simulating Optimal Solutions), una toolbox de Matlab desarrollada por los autores que resulta ser una herramienta de gran utilidad para la toma de decisiones en este tipo de problemas.