Producció de biopolímers amb cultius bacterians mixtes. Comparació de tres reactors discontinus seqüencials (SBR) amb diferents condicions operacionals

La producció de biopolímers (polihidroxialcanoats (PHA) i substàncies polimèriques extracel·lulars (EPS)) a nivell industrial, resulta una nova àrea d’investigació que recull diverses disciplines, entre elles les Ciències Ambientals. Aquest projecte final de carrera amb el títol: “Producció de biopolímers amb cultius bacterians mixtes”, s’ha desenvolupat sota la supervisió de la directora de projecte Dra. María Eugenia Suárez Ojeda del Departament d’Enginyeria Química de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i s’ha dut a terme per l’estudiant Jordi Pérez i Forner de la Llicenciatura de Ciències Ambientals, Facultat de Ciències de la UAB, en el Departament d’Enginyeria Química de la mateixa universitat. L’objectiu d’aquest projecte ha estat produir biopolímers simultàniament amb l’eliminació de fòsfor i matèria orgànica en aigües residuals per obtenir un residu final amb un alt valor afegit. Aquests biopolímers reuneixen les característiques necessàries per a poder competir amb els plàstics convencionals i així, reduir l’elevat consum del petroli i la generació de residus no biodegradables. En aquest projecte s’ha dut a terme la posta en marxa d’un reactor discontinu seqüencial (SBR) per a l’acumulació de biopolímers amb cultius bacterians mixtes. Diferents investigadors han estudiat que aquests tipus de cultius bacterians arriben a nivells de fins el 53-97% [Pijuan et al., 2009] de contingut de biopolímers a la biomassa, sometent als microorganismes a diferents situacions d’estrés ja sigui per dèficit de nutrients o per variacions en les fases de feast-famine (festí-fam). Durant el projecte, s’ha realitzat el monitoratge del reactor alimentat amb una aigua sintètica, elaborada en el laboratori, amb les característiques d’un aigua residual provinent de la industria làctica. S’ha sotmès als microorganismes a diferents condicions operacionals, una d’elles amb limitació de fòsfor com a nutrient i una tercera condició amb una variació a les fases feast-famine. D’altra banda, com a segon objectiu, s’ha analitzat el contingut de biopolímers a la biomassa de dos SBRs més, del grup de recerca Bio-GLS del Departament d’Enginyeria Química de la UAB, alimentats amb diferents fonts de carboni, glicerol i àcids grassos de cadena llarga (AGCLL), per observar les influències que té el tipus de substrat en l’acumulació de biopolímers. Els resultats obtinguts en la primera part d’aquest projecte han estat similars als resultats d’altres investigadors [Pijuan et al., 2009; Guerrero et al., 2012]. S’ha determinat que sotmetre als microorganismes a situacions d’estrés té un efecte directe pel que fa a l’acumulació de biopolímers. També s’ha observat com al mateix temps que acumulaven aquests compostos, els microorganismes desenvolupaven la seva tasca de depurar l’aigua residual, obtenint al final del cicle una aigua amb un baix contingut en matèria orgànica i altres contaminants com amoni i fòsfor, en aquest cas. En la segona part del projecte, s’ha observat com el tipus de substrat té un efecte directe pel que fa a l’acumulació de biopolímers i també a l’activitat metabòlica dels microorganismes. Per tant, s’ha conclòs que la producció de biopolímers mitjançant la depuració d’aigües residuals es una via d’investigació molt prometedora pel que fa als resultats obtinguts. Alhora que es tracta un residu, s’obté una producte residual amb un alt valor afegit que pot ser utilitzat per la producció de bioplàstics 100% biodegradables.

Anàlisi de la petjada de carboni de la gestió i el tractament dels residus municipals a Menorca

En aquesta investigació s’analitza l’impacte que ocasiona les emissions de CO2eq en la gestió i tractament dels residus municipals de l’illa de Menorca. El present treball s’ha realitzat mitjançant l’eina innovadora d’anàlisi ambiental CO2ZW que segueix un protocol de càlcul per a la identificació i quantificació dels gasos d’efecte hivernacle al llarg del cicle de vida de la gestió dels residus municipals. Aquest treball caracteritza l’impacte generat i evitat recomanats segons els informes de l’IPCC i esdevé com un punt de partida per la reducció de les emissions en el conjunt de l’economia. L’objectiu del treball és observar l’estat actual de la petjada de carboni per poder així establir una sèrie de escenaris futurs que facilitin el camí per arribar a la petjada de carboni zero.

Estudi de la situació actual i necessitats futures de tractament de les instal.lacions de tractament de residus a les comarques del Montsià i Baix Ebre

Aquest projecte duu a terme una anàlisi de quina és la situació actual quant a la generació de residus de les comarques del Montsià i Baix Ebre, així com de l’estat de les instal·lacions que hi ha quant a tractament de residus. Tenint en compte l’evolució de les quantitats recollides i de la població es fa una prognosi de quina serà la generació de residus en l’horitzó 2008-2012, per així, tenint també en compte la normativa vigent quant a residus, determinar les necessitats i fer una proposta per tal de donar solució a la problemàtica detectada.

Estudi de viabilitat tècnica i econòmica de gasificació de residus de serraria per a la generació elèctrica i tèrmica

En aquest Projecte s’analitza la viabilitat de gasificació de residus de serraria per a l’obtenció d’energia tèrmica i elèctrica en una empresa tipus amb capacitat de processar anualment 2.800 m3 de fusta en rol. La tecnologia de gasificació de biomassa possibilita la revalorització energètica dels residus proporcionant un gas de síntesi amb poder calorífic que netejat i refredat és apte per a la generació elèctrica i tèrmica en motors de combustió. S’analitzen diferents possibilitats de recuperació energètica i es decideix utilitzar un generador acoblat a un motor Diesel. La planta es dimensiona per a treballar a plena càrrega a partir dels residus disponibles. Els resultats de l’estudi de viabilitat manifesten que la gasificació de residus en la serraria és viable econòmicament si es consideren els ingressos per venda energètica i l’estalvi de combustible per l’aprofitament tèrmic.

Renda familiar disponible bruta, factor socioeconòmic associat amb la generació de residus sòlids urbans per habitant en els municipis de l'Àrea Metropolitana de Barcelona : anàlisis de la intensitat i forma de correlació i evolució dels nivells de generació 2000-2009

En aquest treball s’utilitzen les Quantitats de Residus Generats per Habitant (KRGH) en els diferents municipis de l’entitat administrativa de l’Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB) durant la primera dècada del segle XXI (2000 - 2011) com a indicador de sostenibilitat en matèria de Residus Sòlids Urbans (RSU). S’estudia la relació d’aquesta variable amb la Renda Familiar Disponible (RFD) i s’analitza l’evolució dels nivells de generació al llarg de la sèrie històrica per a grups de municipis amb nivells de generació ben diferenciats amb objecte d’avaluar l’efecte produït pels successos amb més impacte en matèria de gestió tal és la introducció del cànon de residus i discutir si es donen situacions d’iniquitat derivades del sistema de finançament dels serveis de gestió de residus.

L'avaluació, tria i eliminació de fons fotogràfics digitals. Estudi de cas del fons del fotògraf Efren Montoya a l'Arxiu Històric de Sabadell

Durant la última dècada hem viscut l’explosió de la fotografia digital. Les possibilitats de captar imatges s’ha multiplicat de manera gairebé infinita sense implicar costos afegits pel fotògraf. Això ens obliga a replantejar-nos la necessitat d’establir uns criteris ben definits per avaluar, triar i eliminar les fotografies que ingressen als nostres arxius. El treball que es presenta aquí té com a objectiu establir uns protocols per tal de poder aplicar aquests procediments al nous fons que passin a formar part del nostre patrimoni documental. Finalment, s’ha dut a terme l’experiència d’entregar al productor d’un fons part de la seva documentació per tal que ell l’avalués i després comparar els resultats amb l’avaluació duta a terme des de l’arxiu. Paraules clau: avaluació, tria, eliminació, fotografia born-digital, ingrés, metadades, arxiu digital, formats de preservació

Materials selection for superheater tubes in municipal solid waste incineration plants

Corrosion reduces the lifetime of municipal solid waste incineration (MSWI) superheater tubes more than any other cause. It can be minimized by the careful selection of those materials that are most resistant to corrosion under operating conditions. Since thousands of different materials are already known and many more are developed every year, here the selection methodology developed by Prof. Ashby of the University of Cambridge was used to evaluate the performance of different materials to be used as MSWI superheater tubes. The proposed materials can operate at steam pressures and temperatures over 40 bars and 400ºC, respectively. Two case studies are presented: one makes a balanced selection between mechanical properties and cost per thermal unit; and the other focuses on increasing tube lifetime. The balanced selection showed that AISI 410 martensitic stainless steel (wrought, hard tempered) is the best candidate with a good combination of corrosion resistance, a relatively low price (0.83-0.92 e/kg) and a good thermal conductivity (23-27 W/m K). Meanwhile, Nitronic 50/XM-19 stainless steel is the most promising candidate for longterm selection, as it presents high corrosion resistance with a relatively low price (4.86-5.14 e/kg) compared to Ni-alloys.

Taxation of nuclear waste in Spain

Law 15/2012 established in Spain four new environmental taxes and extended the scope objective excise duties on mineral oils to tax the use of natural gas and coal as sources of electricity. One of the newly created taxes falls on all electric power producers, and has as tax base the turnover. The second one tax hydropower production, and the other two fall on the nuclear industry. So, there are two new taxes in Spain on the production of electricity from nuclear sources. The first one is a tax on nuclear waste production; the second one is a tax on the storage of nuclear waste. However, these are not the only levies in the Spanish tax system affecting nuclear waste. At the State level there are already several charges on nuclear waste. At the regional level, on the other hand, two Autonomous Communities were taxing nuclear waste. The creation of these new State taxes will finish with the regional taxes, but the State will be oblige to compensate these regions for losing revenues. The purpose of this work is to carry out a critical analysis of the Spanish system of taxation on nuclear waste.

El efecto residual inmunosupresor de la ciclofosfamida no es necesario para evocar la respuesta inmunosupresora condicionada

El objetivo es comprobar si el efecto residual inmunodepresor de la ciclofosfamida contribuye a la evocación de la respuesta de anticuerpos condicionada. Se condicionaron ratones no consanguíneos, machos, con el estímulo condicionado sacarina al 0,15% y con el estímulo incondicionado ciclofosfamida, a 50 y 250 mg/kg. A los 4 días del condicionamiento con 50 mg/kg de ciclofosfamida, o a los 14 días del condicionamiento con 250 mg/kg de ciclofosfamida, los ratones se inmunizaron con glóbulos rojos de rata y, a continuación, bebieron la disolución de sacarina. Se comprobó que i) la dosis más baja de ciclofosfamida no generó efecto residual, mientras que la dosis más alta si, y ii) en ningún caso, la presentación de sacarina disminuyó la respuesta de anticuerpos anti-glóbulos rojos de rata. Se concluye que no se produjo condicionamiento de la respuesta de anticuerpos, tanto si el efecto residual de la ciclofosfamida está presente, como si está ausente.

Gestió dels residus alimentaris municipals procedents de les activitats comercials del municipi de Montmeló per tal de reduir, reutilitzar i reciclar-los

En el present treball es proposa com lluitar contra el malbaratament alimentari que es genera al llarg de tota la cadena alimentària, sent aquest degut a causa d'una planificació poc adequada. L'objectiu principal és planificar i implantar un sistema de gestió per tal de recuperar l'excedent alimentari que es genera als comerços i les indústries del municipi de Montmeló, elaborant així un protocol per tal de poder redistribuir aquest aliment als sectors de la població en situacions econòmiques més precàries. Com a objectius secundaris, es pretén conscienciar, fomentar i potenciar el treball en xarxa entre els diferents agents implicats, com ara: la ciutadania, les entitats socials (Càritas Parroquial Montmeló), sector privat (establiments alimentaris del municipi, mercat municipal, indústries del sector alimentari) i el sector públic (departament de serveis socials, medi ambient, comerç i brigada municipal). A l'hora de planificar i implantar un sistema de gestió per tal de recuperar l'excedent alimentari, s'ha analitzat i valorat el camí que hi realitza, des d'on es genera fins al beneficiari final. Aquest s'ha gestionat per etapes, en les que s'han identificat els generadors, el tipus i quantitat d'aliment que malbaraten. S'ha proposat un nou sistema de recollida d'informació i les pautes que han de seguir per garantir el bon estat de l'aliment com: una taula de conservació, un protocol de funcionament, un document d'entrega i una fitxa de control de les condicions d'higiene. Per tal d'assolir una bona coordinació entre totes les parts, s'han realitzat reunions conjuntes entre els generadors, serveis socials i Càritas on s'ha acabat signant un acord de col·laboració. Entre les conclusions més rellevants cal destacar que ha servit per establir un precedent d'aprofitament alimentari al municipi de Montmeló, aconseguint alimentar a un gran nombre de famílies amb greus problemes econòmics. A més s'ha arribat a disminuir la quantitat de residus generats, amb el conseqüent estalvi de recursos econòmics i materials on s'ha recuperat un total de 5.760 Kg d'aliments aptes pel consum.

Aplicació de tècniques geofísiques electromagnètiques a la localització de zones afectades per abocaments incontrolats de residus

Increase of the metropolitan area of cities provoking a progressive settlement of zones that previously had a different territorial use. These zones are usually located within city houndaries and for many years have been affected hy the waste of many kinds of residues. Qualitative analysis of the electrical behaviour of soil, based on maps and cross sections of apparent conductivity, allows us to locate anomalies generated by the wastes. Moreover, the electrornagnetic techniques (EM-31 and EM-34 Geonics devices) are cheaper than other survey methods. Two examples in the campus of the University of Girona, in the southern area of Girona city, illustrate the environmental problem and the applicability of the geophysical method

Eliminació d'artefactes en EGG mitjançant l'ús de la Multivariate Empirical Mode Decomposition

La tècnica de l’electroencefalograma (EEG) és una de les tècniques més utilitzades per estudiar el cervell. En aquesta tècnica s’enregistren els senyals elèctrics que es produeixen en el còrtex humà a través d’elèctrodes col•locats al cap. Aquesta tècnica, però, presenta algunes limitacions a l’hora de realitzar els enregistraments, la principal limitació es coneix com a artefactes, que són senyals indesitjats que es mesclen amb els senyals EEG. L’objectiu d’aquest treball de final de màster és presentar tres nous mètodes de neteja d’artefactes que poden ser aplicats en EEG. Aquests estan basats en l’aplicació de la Multivariate Empirical Mode Decomposition, que és una nova tècnica utilitzada per al processament de senyal. Els mètodes de neteja proposats s’apliquen a dades EEG simulades que contenen artefactes (pestanyeigs), i un cop s’han aplicat els procediments de neteja es comparen amb dades EEG que no tenen pestanyeigs, per comprovar quina millora presenten. Posteriorment, dos dels tres mètodes de neteja proposats s’apliquen sobre dades EEG reals. Les conclusions que s’han extret del treball són que dos dels nous procediments de neteja proposats es poden utilitzar per realitzar el preprocessament de dades reals per eliminar pestanyeigs.

Degradació en planta pilot de colorants reactius mitjançant el procés de foto-Fenton assistit amb llum solar: aplicació del procés com a pre-tractament d'un procés biològic

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Plataforma Solar de Almería entre desembre del 2006 i gener del 2007. S’ha dut a terme la degradació en planta pilot dels colorants reactius Procion Red H-E7B i Cibacron Red FN-R mitjançant el procés de foto-Fenton aplicat com a tractament únic i com a pretractament d’un procés biològic. El procés de foto-Fenton, assistit amb llum solar, es va realitzar en un fotoreactor solar tipus Col•lector Parabòlic Compost (CPC) i el tractament biològic en un Reactor de Biomassa Immobilitzada (RBI). Com a punt de partida, i amb l’objectiu d’estudiar la reproductibilitat del sistema, es van prendre resultats obtinguts d’experiments realitzats prèviament a escala de laboratori i amb llum artificial. El paràmetre Carboni Orgànic Total (COT) es va emprar com a indicador de l’eliminació dels colorants i dels seus intermedis. En aplicar únicament el procés de foto-Fenton com a tractament, concentracions de 10 mg•l-1 de Fe (II) i 250 mg•l-1 de H2O2 per degradar 250 mg•l-1 Procion Red H-E7B, i de 20 mg•l-1 de Fe (II) i 500 mg•l-1 de H2O2 per degradar 250 mg•l-1 Cibacron Red FN-R, van reproduir els resultants obtinguts al laboratori, amb uns nivells d’eliminació de COT del 82 i 86%, respectivament. A més, l’ús beneficiós de la llum solar en el procés de foto-Fenton, juntament amb la configuració del CPC, van incrementar la velocitat de degradació respecte als resultats previs, permetent la reducció de la concentració de Fe (II) de 10 a 2 mg•l-1 (Procion Red H-E7B) i de 20 a 5 mg•l-1 (Cibacron Red FN-R) sense pèrdues d’efectivitat. D’altre banda, el sistema combinat foto-Fenton/tractament biològic en planta pilot, unes concentracions d’oxidant de 225 mg•l-1 H2O2 per Cibacron Red FN-R i 65 mg•l-1 H2O2 per Procion Red H-E7B van ser suficients per generar solucions intermèdies biodegradables i alimentar així el RBI, millorant inclús els resultats obtinguts prèviament al laboratori.