Modelling nitrogen and phosphorus loads in a Mediterranean river catchment (La Tordera, NE Spain)

Human activities have resulted in increased nutrient levels in many rivers all over Europe. Sustainable management of river basins demands an assessment of the causes and consequences of human alteration of nutrient flows, together with an evaluation of management options. In the context of an integrated and interdisciplinary environmental assessment (IEA) of nutrient flows, we present and discuss the application of the nutrient emission model MONERIS (MOdelling Nutrient Emissions into River Systems) to the Catalan river basin, La Tordera (north-east Spain), for the period 1996–2002. After a successful calibration and verification process (Nash-Sutcliffe efficiencies E=0.85 for phosphorus and E=0.86 for nitrogen), the application of the model MONERIS proved to be useful in estimating nutrient loads. Crucial for model calibration, in-stream retention was estimated to be about 50 % of nutrient emissions on an annual basis. Through this process, we identified the importance of point sources for phosphorus emissions (about 94% for 1996–2002), and diffuse sources, especially inputs via groundwater, for nitrogen emissions (about 31% for 1996–2002). Despite hurdles related to model structure, observed loads, and input data encountered during the modelling process, MONERIS provided a good representation of the major interannual and spatial patterns in nutrient emissions. An analysis of the model uncertainty and sensitivity to input data indicates that the model MONERIS, even in data-starved Mediterranean catchments, may be profitably used by water managers for evaluating quantitative nutrient emission scenarios for the purpose of managing river basins. As an example of scenario modelling, an analysis of the changes in nutrient emissions through two different future scenarios allowed the identification of a set of relevant measures to reduce nutrient loads.

20 Myr of eccentricity paced lacustrine cycles in the Cenozoic Ebro Basin

Long-period orbital forcing is a crucial component of the major global climate shifts during the Cenozoic as revealed in marine pelagic records. A complementary regional perspective of climate change can be assessed from internally drained lake basins, which are directly affected by insolation and precipitation balance. The Ebro Basin in northeastern Iberia embraces a 20 Myr long continuous sedimentary record where recurrent expansions and retractions of the central lacustrine system suggest periodic shifts of water balance due to orbital oscillations. In order to test climatic (orbital) forcing a key-piece of the basin, the Los Monegros lacustrine system, has been analyzed in detail. The cyclostratigraphic analysis points to orbital eccentricity as pacemaker of short to long-term lacustrine sequences, and reveals a correlation of maxima of the 100-kyr, 400-kyr and 2.4-Myr eccentricity cycles with periods of lake expansion. A magnetostratigraphy-based chronostratigraphy of the complete continental record allows further assessing long-period orbital forcing at basin scale, a view that challenges alternate scenarios where the stratigraphic architecture in foreland systems is preferably associated to tectonic processes. We conclude that while the location of lacustrine depocenters reacted to the long-term tectonic-driven accommodation changes, shorter wavelenght oscillations of lake environments, still million-year scale, claims for a dominance of orbital forcing. We suggest a decoupling between (tectonic) supply-driven clastic sequences fed from basin margins and (climatic) base level-driven lacustrine sequences in active settings with medium to large sediment transfer systems.

Is Microtox R toxicity related to potentially harmful algae proliferation in Mediterranean salt marshes?

Mediterranean salt marshes are ecosystems that are highly influenced by sea changes and freshwater inputs from runoff. In these ecosystems, toxic and non-toxic algae blooms often produce large and unpredictable biomasses of phytoplankton. The Microtox R test has been described as a successful, quick method for detecting toxicity in various phytoplankton taxa. Ourstudy sought to test the efficiency of Microtox R in detecting toxic HAB in Mediterranean salt marshes. The results showed that the Microtox R test was able to detect toxic substances in the particulate matter of several lagoons in the Empordà salt marshes. This Microtox R toxicity coincided with periods when potentially harmful cyanobacteria, dinoflagellates andhaptophytes had a high biomass. The results suggest that potentially harmful phytoplankton cannot be ruled out as a source of Microtox R

Modelling syntectonic sedimentation: combining a discrete element model of tectonic. Deformation and process-based sedimentary Model in 3D.

This paper presents a new numerical program able to model syntectonic sedimentation. The new model combines a discrete element model of the tectonic deformation of a sedimentary cover and a process-based model of sedimentation in a single framework. The integration of these two methods allows us to include the simulation of both sedimentation and deformation processes in a single and more effective model. The paper describes briefly the antecedents of the program, Simsafadim-Clastic and a discrete element model, in order to introduce the methodology used to merge both programs to create the new code. To illustrate the operation and application of the program, analysis of the evolution of syntectonic geometries in an extensional environment and also associated with thrust fault propagation is undertaken. Using the new code, much more complex and realistic depositional structures can be simulated together with a more complex analysis of the evolution of the deformation within the sedimentary cover, which is seen to be affected by the presence of the new syntectonic sediments.

Nucleus accumbens is involved in human action monitoring: evidence from invasive electrophysiological recordings

The Nucleus accumbens (Nacc) has been proposed to act as a limbic-motor interface. Here, using invasive intraoperative recordings in an awake patient suffering from obsessive-compulsive disease (OCD), we demonstrate that its activity is modulated by the quality of performance of the subject in a choice reaction time task designed to tap action monitoring processes. Action monitoring, that is, error detection and correction, is thought to be supported by a system involving the dopaminergic midbrain, the basal ganglia, and the medial prefrontal cortex. In surface electrophysiological recordings, action monitoring is indexed by an error-related negativity (ERN) appearing time-locked to the erroneous responses and emanating from the medial frontal cortex. In preoperative scalp recordings the patient's ERN was found to be signifi cantly increased compared to a large (n = 83) normal sample, suggesting enhanced action monitoring processes. Intraoperatively, error-related modulations were obtained from the Nacc but not from a site 5 mm above. Importantly, crosscorrelation analysis showed that error-related activity in the Nacc preceded surface activity by 40 ms. We propose that the Nacc is involved in action monitoring, possibly by using error signals from the dopaminergic midbrain to adjust the relative impact of limbic and prefrontal inputs on frontal control systems in order to optimize goal-directed behavior.

The materiality of the immaterial. Services sectors and CO2 emissions in Uruguay

This paper analyzes the carbon dioxide emissions of the services sectors subsystem of Uruguay in 2004. Services, with the exception of transport, are often considered intangible because of their low level of direct emissions. However, the provision of services requires inputs produced by other sectors, including several highly materialintensive sectors. Through input–output analysis we investigate the relationship between the services subsystem and the rest of the economy as regards carbon dioxide emissions. This approach allows us to study the importance of the set of services branches as a unit in the economic structure as well as to analyze in detail the relationship between the branches. The results depict that services’ direct emissions are the main component, as a consequence of transport-related sectors. However, the pollution that the services subsystem makes the rest of the economy produce is very significant, and it is almost all explained by non-transport-related sectors. This analysis is useful for determining the sectors in which mitigation policies are more effective, and whether they would be better tackled through technical improvements and better practices or through demand policies.

Control de 6 respiròmetres i anàlisi de les dades

L’aplicació de tècniques respiromètriques és de recent innovació dins l’estudi dels tractaments d’aigües residuals. Aquest conjunt de tècniques ens permeten analitzar dos processos importants dins una planta de tractament biològic: el creixement de la biomassa i el consum del substrat. Això fa que siguin una eina amb gran potencial en l’avaluació dels sistemes de tractament biològic d’aigües residuals. L’objectiu principal d’aquest treball es la realització d’una aplicació capaç de controlar el funcionament de 6 respiròmetres, gestionant el procés del mostreig de les respirometries i l’anàlisi de les dades obtingudes, per obtenir el substrat ràpidament biodegradable (Ss) per a mostres d’aigua residual, i la taxa màxima de creixement específic per a mostres de compost. L’aplicació s’ha desenvolupat sobre l’entorn Microsoft Access, on s’integren la base de dades amb les mostres i els resultats de les respirometries, i els formularis de control que ens permeten gestionar i controlar els processos de mostreig i anàlisi. L’aplicació es comunica amb els sensors i actuadors dels respiròmetres a través del control ActiveX, ADS-OCX, subministrat per TwinCAT, que ens permet capturar les lectures dels sensors i controlar el funcionament dels actuadors. Aquests elements estan connectats a mòduls descentralitzats d’entrades i sortides, comunicats mitjançant el bus Ethernet amb el PC-Industrial, on s’executa l’aplicació. Un cop finalitzada l’aplicació, aquesta controla correctament el mostreig de les respirometries, registrant les lectures de les sondes a la base de dades i controlant l’activació de les vàlvules del respiròmetre. Partint de les mostres obtingudes, o de respirometries externes, importades des de Microsoft Excel, s’ha comprovat el correcte funcionament en el càlcul del substrat ràpidament biodegradable (Ss) i la taxa màxima de creixement específic. Amb l’aplicació desenvolupada, s’ha comprovat el funcionament i les possibilitats que ens ofereix TwinCAT alhora de controlar mòduls d’entrades i sortides, així com la seva comunicació amb aplicacions com Microsoft Access. Això pot afavorir a la utilització d’aquest tipus de tecnologia, per aplicacions futures.

Disseny i muntatge d'un mòdul d'entrades digitals per comunicació modbus

Actualment l’exigència i la competitivitat del mercat, obliguen les industries a modernitzar-se i automatitzar tots els seus processos productius. En aquests processos les dades i paràmetres de control són dades fonamentals a verificar. Amb aquest treball final de carrera, es pretén realitzar un mòdul d’entrades digitals, per tal de gestionar les dades rebudes d’un procés automatitzat. L’objectiu d’aquest TFC ha estat dissenyar un mòdul d’entrades digitals capaç de gestionar dades de qualsevol tipus de procés automatitzat i transmetre-les a un mestremitjançant un bus de comunicació Modbus. El projecte però, s’ha centrat en el cas específic d’un procés automatitzat per al tractament de la fusta. El desenvolupament d’aquest sistema, comprèn el disseny del circuit, la realització de la placa, el software de lectura de dades i la implementació del protocol Modbus. Tot el mòdul d’entrades està controlat per un microcontrolador PIC 18F4520. El disseny és un sistema multiplataforma per tal d’adaptar-se a qualsevol procés automàtic i algunes de les seves característiques més rellevants són: entrades aïllades multitensió, control de fugues, sortides a relé, i memòria externa de dades, entre altres. Com a conclusions cal dir que s’han assolit els objectius proposats amb èxit. S’ha aconseguit un disseny robust, fiable, polivalent i altament competitiu en el mercat. A nivell acadèmic, s’han ampliat els coneixements en el camp del disseny i de la programació.

Comprovador semiautomàtic per a automatisme de control de portes

L’objectiu d’aquest projecte és el de dissenyar un comprovador semiautomàtic per a un model d’automatisme que controla l’obertura i el tancament d’una porta. Aquest automatisme requereix d’una verificació de qualitat abans de ser introduït al mercat. La seva comprovació manual és lenta. L’objectiu principal del comprovador, és el de reduir aquest temps de test en almenys un 50% i fer més fàcil la detecció dels errors. El comprovador consta d’un suport per a l’automatisme que transmet els seus punts crítics a una placa de control. Conté un microcontrolador PIC16F887 que gestiona totes les entrades i sortides provinents de l’automatisme. També controla una pantalla LCD de 16x2 caràcters, que mostra els passos a seguir del test i si hi ha algun error. Es fa el disseny d’aquesta placa des de el hardware fins al software. Els resultats del projecte són satisfactoris, ja que compleix els objectius marcats i és un sistema que s’utilitza en l’empresa on es fabriquen aquests automatismes de control de portes.

Sistema d'adquisició de temperatures de 2 canals via R.F.

Poder mesurar i enregistrar diferents tipus de magnituds com pressió, força, temperatura etc. s’ha convertit en una necessitat per moltes aplicacions actuals. Aquestes magnituds poden tenir procedències molt diverses, tals com l’entorn, o poden ser generades per sistemes mecànics, elèctrics, etc. Per tal de poder adquirir aquestes magnituds, s’utilitzen els sistemes d’adquisició de dades. Aquests sistemes, prenen mostres analògiques del món real, i les transformen en dades digitals que poden ser manipulades per un sistema electrònic. Pràcticament qualsevol magnitud es pot mesurar utilitzant el sensor adient. Una magnitud molt utilitzada en sistemes d’adquisició de dades, és la temperatura. Els sistemes d’adquisició de temperatures estan molt generalitzats, i podem trobar-los com a sistemes, on l’objectiu és mostrar les dades adquirides, o podem trobar-los formant part de sistemes de control, aportant uns inputs necessaris per el seu correcte funcionament, garantir-ne l’estabilitat, seguretat etc. Aquest projecte, promogut per l’empresa Elausa, s’encarregarà d’adquirir, el senyal d’entrada de 2 Termoparells. Aquests mesuraran temperatures de circuits electrònics, que es trobaran dintre la càmera climàtica de Elausa, sotmesos a diferents condicions de temperatura, per tal de rebre l’homologació del circuit. El sistema haurà de poder mostrar les dades adquirides en temps real, i emmagatzemar-les en un PC que estarà ubicat en una oficina, situada a uns 30 m de distància de la sala on es farà el test. El sistema constarà d’un circuit electrònic que adquirirà, i condicionarà el senyal de sortida dels termoparells, per adaptar-lo a la tensió d’entrada d’un convertidor analògic digital, del microcontrolador integrat en aquesta placa. Seguidament aquesta informació, s’enviarà a través d’un mòdul transmissor de radiofreqüència, cap al PC on es visualitzaran les dades adquirides. Els objectius plantejats són els següents: - Dissenyar el circuit electrònic d’adquisició i condicionament del senyal. - Dissenyar, fabricar i muntar el circuit imprès de la placa d’adquisició. - Realitzar el programa de control del microcontrolador. - Realitzar el programa per presentar i desar les dades en un PC. - El sistema ha d’adquirir 2 temperatures, a través de Termoparells amb un rang d’entrada de -40ºC a +240ºC - S’ha de transmetre les dades via R.F. Els resultats del projecte han estat satisfactoris i s’han complert els objectius plantejats.