Balanç de nitrogen i anàlisi del consum d'aigua al Baix Empordà

El present treball pretén avaluar l’impacte de les activitats agràries sobre les aigües subterrànies, al Baix Empordà. La ramaderia intensiva genera uns residus que l’agricultura no és capaç d’assumir. Els excedents generats s’infiltren al subsòl, generalment en forma de nitrats (NO3-), provocant la contaminació de les aigües subterrànies. Aquesta pot provocar greus problemes ecològics en els sistemes aquàtics, i afectar a la salut humana. S’ha realitzat un balanç de nitrogen per a les zones agrícoles de l’àrea d’estudi, avaluant els diversos processos que incorporen o extreuen nitrogen al sòl. Paral·lelament, s’ha estudiat el consum d’aigua provocat pel diversos sectors presents a la zona d’estudi, per tal d’avaluar quantitativament la pressió que provoquen sobre els aqüífers. Els resultats obtinguts mostren que la majoria de municipis estudiats generen excedents de nitrogen, justificant la presència de nitrats al subsòl.

Distribució de radionúclids naturals en una marjal càrstica del Mediterrani occidental: la marjal de Peníscola

L’objectiu principal d’aquest estudi es determinar les concentracions de Rn i dels quatre isòtops de Ra al llarg de la Marjal de Peníscola, per tal de determinar els processos geoquímics principals responsables de les altes concentracions observades.

Establiment d'un protocol de preparació de mostres d'esponja per a l'anàlisi d'isòtops estables de silici

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a Alfred Wegener Institut für Polar und Meeresforschung, Alemanya, entre juliol i setembre de 2007. Les mostres biològiques usades per a la determinació d’isòtops estables de silici fins a l’actualitat han estat bàsicament provinents de diatomees, i poc se sap de la relació amb el silici que d’altres organismes tenen, com per exemple les esponges (demosponges i hexactinèl.lides). La zona de la Mar de Weddell (Antàrtida) té aigües amb concentracions de silici dissoltes molt elevades, i les seves plataformes continentals presenten una de les faunes bentòniques més ben desenvolupades del planeta, que sovint és dominada per comunitats d’esponges silíciques. L’estudi del cicle del silici en aquestes àrees pot contribuir a respondre preguntes actuals i sobre el passat de les masses d’aigua, així com de l’ecologia dels organismes. El present projecte ha tingut com a objectiu desenvolupar una metodologia per a la preparació de mostres biològiques per a l’anàlisi d’isòtops estables de silici. El desenvolupament del protocol de preparació de les mostres és un procés d’assaig i error lent, però necessari per a la realització de les anàlisis i per a la futura facilització als potencials usuaris d’un protocol estandaritzat. Es presenta el protocol formulat, amb comentaris d’utilitat.

Nivells de radó en recintes tancats de la zona volcànica de la Garrotxa i la falla d'Amer

La importància radiològica i geofísica del gas radó, un gas radioactiu que neix de la desintegració del radi present a l’escorça terrestre, ha motivat una extensa campanya de mesures d’aquest gas a l’interior de recintes tancats de la zona volcànica de la Garrotxa i de la falla d’Amer, una zona que per les seves característiques geològiques, com ara la presència de falles que poden ser actives, podria afavorir la presència de radó. En aquest treball s’inclou una descripció detallada de la metodologia utilitzada per la mesura d’aquest gas, posant especial èmfasi en el control de qualitat dels sistemes de mesura emprats. Els resultats obtinguts al llarg de més d’un any d’investigacions, on s’han mesurat llocs de treballs i llars, demostren que les concentracions en general són baixes, però que les seves variacions estacionals depenen de la presència de materials volcànics en el subsòl i d’una xarxa de conductes subterranis. Aquest resultat ha motivat uns estudis més detallats dels nivells de radó i altres radionúclids naturals en el sòl al voltant de la falla d’Amer, en les aigües subterrànies i en l’aire dels bufadors de la zona volcànica de la Garrotxa.

Desarrollo y aplicación de estrategias de control avanzado en procesos biológicos de tratamiento de efluentes contaminados

En este proyecto se ha desarrollado estrategias de control avanzadas para plantas de depuración de aguas residuales urbanas que eliminan conjuntamente materia orgánica, nitrógeno y fósforo. Las estrategias se han basado en el estudio multivariable del comportamiento del sistema, que ha producido subsidios para la utilización de lazos de control feedforward, de control predictivo y de un control de costes que automáticamente enviaba las consignas más adecuadas para los controladores de proceso. Para el desarrollo de las estrategias, se ha creado un sistema virtual de simulación (simulador) de plantas de depuradoras, basado en datos de literatura. Para el caso de una planta real, se ha desarrollado un simulador de la planta de Manresa (Catalunya). Sin embargo, el sistema de Manresa se ha utilizado exclusivamente para auxiliar los ingenieros de la planta en la tomada de decisiones de cambio de configuración para que la eliminación de fósforo se dé por la ruta biológica y no por la ruta química. La implementación de los simuladores ha permitido hacer muchas pruebas que en una planta real demandarían mucho tiempo y consumirían muchos recursos energéticos y financieros. Las estrategias de control más elaboradas han podido ahorrar hasta 150.000,00 Euros por año en relación a la operación de la planta sin el control automático. Cuanto a los estudios del modelo de la planta real, se concluyó que la eliminación biológica de fósforo puede sustituir el actual proceso químico de eliminación de fósforo, bajando los costes operacionales (costes del agente precipitante).

Avaluació del risc ambiental de productes farmacèutics en l'àmbit català

S’ha dut a terme una Avaluació del Risc Ambiental dels productes farmacèutics més consumits en l’àmbit català treballant sobre un model de planta de tractament d’aigües residuals determinat. La Concentració ambiental estimada (PEC) pel medi aquàtic s’ha calculat a partir de dades fisicoquímiques dels fàrmacs tenint en compte una sèrie d’hipòtesis i suposicions prèvies. La Concentració estimada de no-efecte (PNEC) s’ha estimat mitjançant dades d’ecotoxicitat extretes de l’ECOSAR. Es considera que hi ha afecció al medi quan la relació PEC/PNEC excedeix d’1; en aquest estudi s’ha obtingut que l’Ibuprofèn, el Diclofenac i l’Atorvastatina superen aquest valor suposant, per tant, un risc per al medi ambient. D’aquesta manera es mostra que l’eliminació dels fàrmacs durant el procés de la depuració de les aigües residuals no resulta totalment eficient.

Art i església a la Mallorca del segle XVI a través de les visites pastorals del bisbe Joan Vic i Manrique (1573-1604)

Aquest treball de recerca del doctorand Bartomeu Martínez Oliver titulat Art i Església a la Mallorca del segle XVI a través de les visites pastorals del bisbe Joan Vic i Manrique (1573-1604) és innovador pel tema, però també per l’enfocament metodològic, ja que obre noves vies per conèixer millor l’art eclesiàstic, en el seu cas de Mallorca al tombant del segle XVII, mitjançant l’anàlisi rigorós de les visites pastorals del bisbe Joan Vic i Manrique conservades a l’arxiu diocesà de Mallorca. Bartomeu Martínez Oliver centra l’interés en la personalitat d’un prelat extraordinari que governà la diòcesi de mallorquina durant més de trenta anys. A més de l’enèrgica aplicació dels principis reformadors del Concili de Trento (1545-1563), aquest bisbe valencià (que gaudia d’una conspícua cultura, no debades era nét de Jeroni Vich i Vallterra, ambaixador de Ferran el Catòlic a Roma i important col•leccionista de pintura renaixentista) va ser l’introductor de noves devocions a l’illa, per exemple la Immaculada Concepció, i va afavorir els intercanvis artístics entre Mallorca i València. Finalment, dins la novetat del tema a Mallorca, cal dir que la investigació de Bartomeu Martínez connecta amb les investigacions sobre el pontificat immediatament anterior del bisbe Diego de Arnedo (1562-1572) i també, amb els treballs que s’han fet en altres diòcesis de l’Estat espanyol, i específicament a Catalunya. En aquest sentit, aquell treball de recerca ampliarà el coneixement real de l’aplicació conciliar que ha suscitat molts de tòpics dins la historiografia

Estudi de la degradació anaeròbia de tres contaminants emergents: àcid clofíbric, carbamazepina i ibuprofè

En el present estudi s’ha fet un seguiment baromètric de la producció de biogàs de tres compostos farmacèutics mitjançant tests de degradació anaeròbia. El llot del digestor anaerobi de l’estació depuradora d’aigües residuals (EDAR) de Granollers s’ha emprat com a inòcul. En un primer experiment, s’ha fet l’estudi de l’etapa metanogènica, amb metanol com a substrat i les concentracions de 5, 10 i 20 mg·L-1 d’àcid clofíbric (CLOFI, regulador lípid), ibuprofè (IBU, anti-inflamatori) i carbamazepina (CARBA, antiepilèptic/analgèsic). En un segon experiment, s’ha estudiat l’etapa acetogènica, amb àcid propiònic com a substrat i amb concentracions de 20 i 100 mg·L-1 dels mateixos fàrmacs. Per una banda, en el primer experiment, no s’ha observat degradació dels fàrmacs i cap d’ells presenta toxicitat pel llot anaerobi. CARBA i IBU s’adsorbeixen majoritàriament a la fase sòlida. Per altra banda, en l’etapa acetogènica ni CARBA ni IBU s’han degradat i tampoc presenten toxicitat en cap de les concentracions provades. Com en el cas anterior, la majoria d’aquests fàrmacs queda adsorbit en el llot. En canvi, CLOFI es degrada en 100 mg·L-1 de concentració donant com a producte intermedi un metabòlit.

El bosc dels fartets o la història d'una depuradora ecològica

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Aquest treball té per objectiu plantejar el disseny d’una depuradora ecològica i un petit bosc de ribera amb la finalitat de divulgar i reivindicar el paper crucial que juguen les zones humides en el gran ecosistema de la Terra. Davant l’imminent esgotament de les principals energies fòssils i la manca de recursos tant bàsics com l’aigua, es pretén insistir en els molts avantatges d’importar la capacitat depuradora de les zones humides com a tecnologia alternativa per tractar aigües residuals industrials, agrícoles i urbanes, amb una despesa energètica pràcticament nul•la i uns beneficis ecològics, econòmics i de cost de la oportunitat més que evidents. El reciclatge d’aigües residuals es presenta com un dels reptes més importants de les societats actuals. La denominada fitodepuració aprofita el poder refinador de la vegetació present en les zones humides per reduir o eliminar contaminants de l’aigua mitjançant una sèrie de complexos processos biològics i fisicoquímics que la natura, en la seva dinàmica perfecte, ha dissenyat durant 4500 milions d anys. I és en base a aquestes qualitats depuradores d’aquests ecosistemes aquàtics que sorgeix la figura de l’aiguamoll artificial.

Gestió dels recursos hídrics del Monestir Budista Sakya Tashi Ling

Amb la finalitat de millorar l’autosuficiència hídrica del monestir budista del Garraf Sakya Tashi Ling, es fa una avaluació de l’estat dels recursos hídrics d’aquest sistema, així com els seus usos i punts de consum. L’avaluació s’ha realitzat mitjançant la integració i ús de paràmetres mediambientals, hídrics i arquitectònics. Amb l’estimació d’entrades i consums d’aigua, juntament amb els càlculs realitzats, s’ha diagnosticat l’estat actual del sistema. Mitjançant la realització d’un inventari dels diferents equipaments i dispositius instal·lats en els punts de consum d’aigua, s’han detectat mancances en la eficiència hídrica com l’escassa implementació de dispositius d’estalvi hídric o la inexistent captació de les aigües pluvials. El diagnòstic de les mancances ha orientat les propostes de millora aplicables al sistema. Aquestes incideixen principalment en la millora de l’estalvi d’aigua amb la instal·lació de dispositius estalviadors i en la captació d’aigües pluvials mitjançant una xarxa de recollida, emmagatzematge i distribució.

La depuradora de Begues: reactor biològic o aiguamolls construïts?. Estudi comparatiu dels vectors: paràmetres de l'H2O, fangs produïts, costos capitals i d'explotació, personal

L’objectiu del present estudi és comparar els vectors de paràmetres de l’aigua, producció de fangs, costos i personal entre 2 tipus d’instal·lacions EDAR al municipi de Begues; una ja existent amb tractament secundari i terciari mitjançant un reactor biològic i una potencial amb tractament secundari i terciari mitjançant aiguamolls construïts. La finalitat del projecte és determinar, gràcies a l’estudi dels principals vectors ambientals de la infraestructura i a altres estudiats per na Susana Forero Sánchez, quina de les 2 tipologies d’instal·lació s’ajusta més al territori i a les necessitats de tractament de les aigües del mateix. Els resultats de la investigació indiquen que tant els costos d’explotació com la producció de fangs i el personal donen avantatge als aiguamolls construïts, però els costos capitals i el tractament de nutrients són favorables per a la depuradora actual. Amb el projecte de Susana Forero Sánchez, les conclusions que es poden establir en referència a la decisió d’instal·lar una depuradora o una altra segons els vectors estudiats indiquen que l’EDAR sense aiguamolls té més probabilitat de ser escollida com la més adient per les necessitats del territori d’estudi.

La depuradora de Begues: reactor biològic o aiguamolls construïts?. Estudi comparatiu dels vectors: superfície, consum energètic, integració en el medi

L’objectiu del present estudi és comparar els vectors de superfície, consum energètic i integració en el medi entre 2 tipus d’instal·lacions EDAR al municipi de Begues; una ja existent amb tractament secundari i terciari mitjançant un reactor biològic i una potencial amb tractament secundari i terciari mitjançant aiguamolls construïts. La finalitat del projecte és determinar, gràcies a l’estudi dels principals vectors ambientals de la infraestructura i a altres estudiats per en Jordi Gómez Castillo, quina de les 2 tipologies d’instal·lació s’ajusta més al territori i a les necessitats de tractament de les aigües del mateix. Els resultats de la investigació indiquen que els aiguamolls construïts fan un ús més productiu del sòl però ocupen l’espai de reserva disponible amb el sistema de reactor biològic. A més, consumeixen 50kWh/dia menys que l’altra instal·lació, fet que implica un 7% menys d’emissions de CO2 anuals. Finalment, tenen una millor integració en el medi i proporcionen uns beneficis auxiliars afegits. Amb el projecte d’en Jordi Gómez Castillo, les conclusions que es poden establir en referència a la decisió d’instal·lar una depuradora o una altra indiquen que l’EDAR sense aiguamolls té més probabilitat de ser escollida com la més adient per les necessitats del territori d’estudi.

Anàlisi ambiental de les platges de Sitges: evolució de la qualitat del litoral i estudi d'impactes

L’explosió del sector turístic experimentat en les costes catalanes des de principis dels anys 60 ha provocat un important impacte sobre el medi litoral català i el seu principal atractiu turístic, les platges. Sitges és un municipi annex a una important zona urbana (Barcelona), i s'ofereix com a indret de segona residència i ciutat de vacances, sobretot a l’estiu, incrementant fortament la pressió sobre el medi. L'objectiu principal d'aquest projecte ha estat estudiar les pertorbacions sobre alguns aspectes del sistema litoral Sitgetà: el perfil litoral i la dinàmica sedimentària, la qualitat microbiològica de les aigües i la sorra, els cabals d'aigües residuals tractades i els residus de les platges. A partir dels registres de neteja en platges, proposem el rebuig i envasos en sorra (concentració de residus, kg/m2) com a nou indicador de presència d’usuaris a les platges (usuaris/m2). La diagnosi realitzada indica que l'estat físic de les platges de Sitges respon a les actuacions en matèria d'obres marítimes en interacció amb les dinàmiques sedimentaries. Pel que fa als anàlisis microbiològics de l'aigua i la sorra trobem una situació regulada a excepció de pics provocats per pluges puntuals. Malauradament hem vist com es podrien potenciar el valors ambientals de totes les parts treballades si es fomentessin figures de protecció del medi, la regeneració d’espècies vegetals tan fora com dins de l'aigua i es garantís una gestió de l’aigua 100% eficient i sense causar intromissions en el desenvolupament dels ecosistemes.

Caracterització i conservació d’una població de tortuga de rierol (Mauremys Leprosa) a l’ein del riu Llobregat al terme d’Abrera

S'ha estudiat una població de tortuga de rierol (Mauremys leprosa) present al curs principal del riu Llobregat, al seu pas pel municipi d'Abrera (Baix Llobregat). El tram té una longitud de 4.140 metres de recorregut sinuós, inclòs a l'EIN Riu Llobregat, amb predomini d'albaredes i pollancredes. S'ha caracteritzat el tram de riu segons el tipus de secció que presenta al llarg de l'àrea d'estudi. L'activitat de les tortugues comprèn de mitjans de febrer a mitjans de novembre, sense que s'hagi detectat una disminució a l'estiu. L'ús de l'espai no és uniforme amb una marcada preferència per trams del riu amb una certa fondària i velocitat de l'aigua alentida. S’han capturat 68 tortugues de rierol mitjançant nanses de pesca adaptades i, un cop marcades, s'han alliberat al mateix lloc. Per a cada animal es van obtenir les dades biomètriques i es va determinar el sexe. Mitjançant el mètode de captura-recaptura s'ha estimat la mida de la població en 100 ± 11 individus. La ràtio de sexes de la població és de 2:1 a favor dels mascles. La distribució de classes d'edats permet comprovar que la població està ben estructurada. No s'ha comprovat la reproducció, tot i que el nombre de femelles reproductores és elevat. La falta de captures de nounats i d’individus d'un hivern d’edat, i el baix nombre de juvenils capturats fa pensar que la taxa de reclutament és baixa. La mobilitat dels animals aigües amunt està limitada per la presència de dos assuts a l'àrea d'estudi, la qual cosa compromet la connectivitat de la població dins i fora de l'àrea d'estudi. També s'ha detectat la presència de tortuga de Florida (Trachemys scripta spp.) sense que s'hagi observat cap interacció entre ambdues espècies. Es proposen un seguit de mesures per afavorir la conservació de la tortuga de rierol.

Análisis del ciclo de vida de sistemas de tratamiento de aguas residuales: influencia de los materiales utilizados

En este proyecto se tiene como objetivo comparar una EDAR específica con otras tres, desde el punto de vista ambiental, y establecer diferentes alternativas. En particular, se ha evaluado la mejor alternativa en la obtención de energía eléctrica para la propia utilización de la planta de tratamiento de aguas residuales, a partir del biogás generado en el digestor en la línea de lodos. En este tipo de instalaciones, entre las alternativas tanto en su uso actual como en fase de desarrollo, el motor de cogeneración de electricidad y el calor es el más utilizado para obtener simultáneamente la electricidad necesaria para las instalaciones y el calor necesario para mantener el digestor de lodos a la temperatura de trabajo (36ºC aproximadamente). Las otras alternativas evaluadas en este estudio son las pilas de biogás de membrana electrolítica polimérica (en inglés Polymeric Electrolyte Membrane, PEM) y las pilas de óxidos sólidos (en inglés Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) con una turbina de gas (sistema híbrido SOFC-GT). Por otro lado, se estudian las características de los materiales que componen los dispositivos MEC (microbial electrolysis cell) y las pilas PEM y SOFC, así como las ventajas e inconvenientes de usar estas nuevas tecnologías en el tratamiento de aguas residuales, así como la evaluación del impacto ambiental de la EDAR objeto de estudio, que se ha llevado a cabo utilizando el análisis de ciclo de vida (ACV). El ACV es una herramienta que permite comparar diferentes procesos o productos que tengan la misma función, y así evaluar la alternativa que conlleve una mejora en el medio ambiental. La metodología de ACV pretende evaluar en detalle el ciclo de vida completo de un producto o proceso. Un ACV se suele definir de tipo "cradle to grave" o "desde la cuna hasta la tumba" o bien de tipo "gate to gate", o "de puerta a puerta". En el primer caso el estudio analiza el ciclo de vida completo del sistema, dese el origen hasta el final, mientras que en el segundo caso el ACV no tiene en cuenta su disposición final (vertedero, reciclaje, etc.). Un estudio de ACV del primer tipo conlleva hacer un estudio muy detallado, que en la práctica puede resultar muy largo y laborioso por la dificultad de encontrar todos los datos necesarios. Por ello, muchos estudios de ACV que se encuentran en la literatura suelen ser del tipo "gate to gate". Además, hay que esablecer las fronteras del sistema a estudiar, ya que hay procesos que tienen muy poca contribución a las categorías de impacto ambiental. En una EDAR los principales procesos considerados en el ACV llevado a cabo son el consumo de productos químicos, de electricidad, la producción de lodos y su utilización como composta, el biogás y su utilización para producir electricidad, los residuos sólidos y las distintas emisiones al medio producidas por el propio funcionamiento de la EDAR. Las operaciones relacionadas indirectamente como el transporte de los lodos, de productos químicos, de los residuos sólidos y la infraestructura con una vida media de 30 años no influyen significativamente en los resultados, por ejemplo el transporte de los lodos con un camión a 30km contribuyen en menos de 1% en todas las categorías de impacto. De acuerdo con las normativas ISO series 14040 que regulan las pautas de un ACV, se establece una unidad funcional apropiada, o sea habitante equivalente, ya que es la más apropiada por tener en cuenta la carga contaminante en el agua a tratar, parámetro imprescindible para comparar EDARs. Redefiniendo las fronteras, se realiza un ACV del depósito del biogás sin tener en cuenta el resto de la instalación y se toma como unidad funcional m3 de biogás, en el caso concreto de obtener biogás mediante un dispositivo MEC, que maximiza la cantidad de hidrógeno en detrimento de la cantidad de metano contenido en el biogás, observándose que la contribución de un biogás con un alto contenido en hidrógeno y, por tanto bajo en metano, produce una mejora ambiental. Las categorías de impacto ambiental que tienen contribución son el calentamiento global y la oxidación fotoquímica; el dispositivo MEC hace quela contribución a estas categorías de impacto sea de un orden de magnitud inferior con respecto al biogás generado en un digestor. Además, si se produce la combustión del biogás, la única categoría de impacto que tiene contribución es la de calentamiento global; para una dispositivo MEC la contribución sigue siendo un orden de magnitud inferior con respecto al biogás de un digestor de lodos.