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.

Estudio y propuestas de tratamiento de PPCP’s en aguas residuales

La reutilización de las aguas residuales es una parte esencial del uso sostenible del agua. Sin embargo, las actuales plantas de tratamiento no están preparadas para tratar determinados compuestos como los llamados “contaminantes emergentes”. Los hábitos de consumo actuales estan generando una serie de residuos o microcontaminantes que hace tan solo unos años no existian. Entre esas nuevas sustancias aparecen los PPCP’s (Pharmaceuticals & Personal Care Products) que son un amplio grupo de compuestos químicos utilizados en veterinaria, prácticas agrícolas, salut humana y cosmetología. El mayor problema que presentan estas substancias en la actualidad es el parcial desconocimiento sobre sus efectos, la ausencia de reglamentaciones que determinen las concentraciones máximas admisibles en los cauces de vertido, la reducción en procesos de depuración convencionales, así como los tratamientos específicos aplicables a su eliminación. Los objetivos del presente proyecto són: estudiar las tipologías de PPCP’s y sus influencias para la salud humana y el medio ambiente, estudiar los diferentes sistemas de tratamiento de aguas existentes en plantas depuradoras y evaluar su eficiencia en la depuración de PPCP

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.

Desarrollo de un método para acoplar arenos a metalacarboranos

El uso de metalacarboranos en la síntesis de compuestos aril-cobaltobis(dicarballuro) ha despertado un nuevo tema de interés y de estudio en el grupo de Síntesi Inorgànica i Catàlisi del ICMAB-CSIC. Los metalacarboranos presentan diversas aplicaciones innovadoras como la BNCT (Boron Neutron Capture Therapy), el tratamiento de aguas residuales, actividades catalíticas, como agentes dopantes en membranas poliméricas conductoras, y como integrantes en sensores potenciométricos, entre otros. El principal objetivo de este trabajo de investigación ha consistido en desarrollar un método de acoplamiento B–C sobre el anión sándwich [3,3’-Co-(1,2-C2B9H11)2]- para la formación de nuevos derivados aril-cobalto-bis(dicarballuro); éstos se han sintetizado por su posible capacidad fotoactiva. Este acoplamiento transcurre mediante una reacción de sustitución electrófila aromática (SEAr) sobre el anillo aromático o desde la óptica del metalacarborano, mediante una sustitución nucleófila inducida electrofilicamente (EINS). Dicha reacción requiere el uso de un ácido de Lewis como catalizador. El hecho que se haya utilizado AlCl3 como catalizador, hace que la reacción que se desarrolla en este trabajo recuerde de alguna manera a una reacción de Friedel-Crafts, pese a que la reacción está dirigida a la formación de un enlace B–C mediado por un ácido de Lewis. El principal problema de las reacciones de Friedel-Crafts es la elevada cantidad de areno que se precisa para llevar a cabo la reacción, debido a que el disolvente empleado puede actuar como fuente de electrófilos. El procedimiento empleado en nuestro caso utiliza el mesitileno como disolvente, el cual posee un gran impedimento estérico y un alto punto de ebullición. De esta manera, se puede realizar esta reacción utilizando entre 1.5 y 10 equivalentes de areno respecto al cobalto-bis(dicarballuro) sin que el disolvente actúe como reactivo. Se han estudiado y optimizado las condiciones experimentales para que el método sintético que genera el enlace B–C sea lo más universal posible para cualquier tipo de anillo aromático. Se han probado una gran diversidad de anillos aromáticos, desde anillos aromáticos fuertemente activados a los más desactivados, así como anillos aromáticos heterocíclicos. Finalmente, las condiciones de síntesis extraídas de este estudio son muy satisfactorias para los anillos activados probados y para los anillos débilmente desactivados. En cambio, para los arenos fuertemente desactivados, los rendimientos de la reacción han sido bajos. Por otro lado, las pruebas realizadas sobre los anillos heterocíclicos no han sido exitosas y no se ha producido el acoplamiento B–C.

Nutrientes y renovación del agua en aiguamolls de l’Empordà. (NE de la península Ibérica). Uso potencial de agua residual para la inundación de zonas húmedas

The monitoring of the ecological water quality of 'Aiguamolls de l’Empordà' Natural Park was carried out between September 1996 to August 1997. The aim was to evaluate the impact of effluent from a nearby wastewater treatment plant, on the flooding of marshes in the Natural Park. In this paper we present physical and chemical data together nutrient concentrations and its changes in the lentic system of the 'Aiguamolls de l’Empordà'. The ultimate aim was to evaluate the effect of reclaimed wastewater on the salt marsh system. Seasonal variation in nutrients concentrations and their relationship to turnover and source of water were analysed. Significant variation in the N/P ratio was related to water turnover. Confined systems presented lower values for this ratio. Taking into account the nutrient concentrations of the reclaimed water, which is rich in nitrogen, it is recommended flooding applied in zones with high water turnover and higher N/P ratios

Dinámica del heleoplancton en relación a las fluctuaciones hidrológicas en aiguamolls de l’Empordà (NE de la península Ibérica). Propuesta de un método sencillo de monitorización basado en la abundancia de grupos taxonómicos

Monitoring of the 'ecological water quality' in 'Aiguamolls de l’Empordà' Natural Park was carried out between September 1996 and August 1997 . The aim of this sampling programme was to design a simple method for rapid detect changes in water quality due to human activity. These include flow regulation by the Park management, nutrient entries from effluents of a nearby wastewater treatment plant or agricultural fertilising. The proposed method is based on the analysis of the abundance of characteristic taxonomic groups of aquatic invertebrates (heleoplankton). The simplicity of the method is ensured by the use of large taxa which are easier to recognise than species. The functioning of aquatic systems has been modelled by means of correspondence analysis between samples and taxa. Results can be summerized in five environmental conditions with a regular community structure. Dominated by one taxon: cladocerans, ostracods, calanoids, cyclopoids and harpacticoids. The dynamics of both freshwater and brackish lagoons can be modelled as displacements between these five groups of environmental conditions. Nevertheless, the “calanoids situation” and the “harpacticoids situation” occur mainly in brackish lagoons, whereas the “cladocerans situation” occurs mainly in freshwater. The four principal axes of data variation have been respectively identified as nutrient turnover rate, hypertrophy, degree of mineralization of the organic matter and eutrophy. The use of these taxa has been validated by comparison with a model obtained from the species. We conclude that in a highly fluctuating system such as the one here, only persistent situations of eutrophy or hypertrophy must be equated to low 'ecological water quality'

Proyecto de instalación de depuradora para el tratamiento de 1200 m3/día de aguas residuales procedentes de industria de matadero de aves y sala de despiece anexa situados en el T.M. de Bellvís (Pla d’Urgell)

Se considera existente una Unidad Industrial Agraria de Matadero y Sala de Despiece Anexa que consecuencia de los incrementos de matanza y despiece precisa una nueva instalación de depuración de sus aguas residuales, dado que las actuales han quedado obsoletas y no permiten alcanzar los límites de vertido que impone la legislación vigente. Se redacta el presente proyecto en base a la solicitud de la licencia de obras del Proyecto de Instalación de Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) con capacidad de tratamiento de 1200 m3/día, que posteriormente se justifica. Dicho proyecto se contempla como un cambio no sustancial dado que se plantea como la sustitución de los equipos actuales de depuración por nuevos equipos que permitan adecuarse a las nuevas condiciones de vertido, mucho más estrictas que las autorizadas actualmente, sin que ello provoque ninguna modificación significativa en los aspectos ambientales y de definición de la actividad principal (matadero y Sala despiece) ya perfectamente legalizada desde el año 1990. Es fundamental indicar que se actúa sobre los equipos de depuración de aguas y tratamiento de fangos, siendo por tanto una sustitución sumamente positiva y que no implica un incremento en los residuos generados sino todo lo contrario. Por parte de Avícola del Pla. se proyecta la nueva EDAR en terrenos de su propiedad que dispone en las parcelas núm. 40 y 41 del polígono 08 de Bellvís.

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).

Desarrollo de microanalizadores mediante tecnología LTCC para la monitorización de parámetros ambientales

El presente proyecto recoge el trabajo experimental realizado en el Grup de Sensors i Biosensors del departamento de Química para desarrollar un dispositivo miniaturizado válido para la determinación de ión nitrito en aguas contaminadas. Dentro de esta tarea, se han construido varios dispositivos con el objetivo de determinar el diseño que presenta mayores ventajas. Se ha continuado con los experimentos a fin de establecer las condiciones óptimas de operación; trabajo que, ha consistido en la observación de la respuesta obtenida frente a diferentes condiciones de trabajo: caudal, volumen de inyección y concentración. Posteriormente, se ha caracterizado el microsistema hallando el límite de detección y la repetitividad. Finalmente, se ha concluido la parte experimental con el análisis de muestras reales a fin de validar el microsistema construido.

Estudio prospectivo comparando la gastrectomía tubular laparoscópica y la gastrectomía robótica para el tratamiento de la obesidad mórbida

La cirurgia de l’obesitat suposa una eina dins de l’arsenal terapèutic dels pacients afectes d’obesitat mòrbida. La gastrectomia vertical s’ha popularitzat com a tècnica i les noves tecnologies com la laparoscòpia s’utilitzen de forma habitual. Més recentment la robòtica s’utilitza en diferents àmbits i també s’està implementant en la cirurgia de l’obesitat. A fi de compara la gastrectomia vertical realitzada mitjançant laparoscòpia o robòtica es planteja el següent estudi. S’han comparat els pacients intervinguts de gastrectomia vertical laparoscòpica i robòtica en termes de complicacions intraoperatòries, morbimortalitat i resultats en el seguiment dels pacients. Els resultats són satisfactoris en el sentit que es demostra que la tecnologia robòtica aporta els mateixos resultats en termes de complicacions intra y perioperatòries. Tanmateix es demostra que l’evolució ponderal dels pacients intervinguts de gastrectomia vertical amb tecnologia robòtica es igual a aquells intervinguts de manera tradicional. Així, es conclou que la tecnologia robòtica es una eina en ple desenvolupament que ha demostrat ser eficient, segura y eficaç per al tractament de la Obesitat Mòrbida mitjançant la Gastrectomia vertical.

Tratamiento psicológico del dolor através de entornos de realidad virtual

Proyecto de investigación de una estancia en el Università degli Studi de Padova, Italia, durante noviembre del 2007. El objetivo principal ha sido desarrollar entornos de realidad virtual para el tratamiento del dolor agudo mejorando las propiedades gráficas de los mundos virtuales. La participación en las diferentes líneas de Investigación en el laboratorio de tecnología humana ha permitido la aplicación de nuevas tecnologías en el estudio del dolor.

Sociedad de la información y del conocimiento: personas, tecnología y cambio social

La Humanidad siempre ha trasladado, almacenado y difundido información; en este sentido podríamos afirmar que la sociedad de la información es una característica de la sociedad humana. Lo que ha cambiado en los últimos años es fruto de la incorporación de nuevas tecnologías en el tratamiento de la información. La separación que, tradicionalmente, existía entre una época para aprender y una época para trabajar ha terminado. En un momento en que la información es tan caduca, lo que necesitan los ciudadanos no es tanto acumular información como saber obtener buena información. A todos los cambios hay que incorporar, además, el hecho de que las personas cada vez recibimos más información por medios audiovisuales que escritos. Esto conlleva también cambios en la forma de incorporar la información, de entenderla y producirla.

Contaminación de suelos y aguas subterráneas por vertidos industriales

En los países industrializados, la contaminación de suelos y aguas subterráneas por el vertido incontrolado de residuos industriales es uno de los problemas más preocupantes que se plantean, ya que su eliminación no es fácil ni barata de realizar, y sus efectos persisten durante muchos años. En España este problema es especialmente notorio a causa de una gestión inadecuada derivada de la descoordinación existente entre los diferentes sectores involucrados: administración, empresas, técnicos y científicos. La ausencia de instalaciones suficientes para su tratamiento, ha llevado a la práctica de vertidos en los cauces de ríos y en el subsuelo o a su almacenamiento en vertederos incontrolados...

Organización industrial y crecimiento económico en la España contemporánea: tecnología y estructura productiva

El análisis del crecimiento económico moderno debe partir, en cada caso, del escenario natural en el que los procesos históricos tienen lugar. Los datos de naturaleza geográfica son muy importantes en orden al condicionamiento de las actividades de los hombres y de las sociedades. En el caso español, las constricciones del ecosistema han jugado seguramente, un rol muy destacado. La presencia desmesuradamente grande del Estado en la actividad económica y la persistencia de un déficit crónico en la balanza comercial son hechos que han caracterizado a la economía española desde fechas muy antiguas. Las páginas que siguen, no obstante, se orientan en otra dirección y presentan algunos datos especialmente relevantes relativos al secular atraso tecnológico, a la muy baja acción en Investigación y Desarrollo (I+D) tradicionalmente efectuada por los agentes económicos en España y a la preocupante debilidad de las empresas en este terreno.