Aprovechamiento térmico de residuos estériles de carbón para generación eléctrica mediante tecnologías de combustión y gasificación eficientes y con mínimo impacto ambiental

La presente tesis doctoral, “Aprovechamiento térmico de residuos estériles de carbón para generación eléctrica mediante tecnologías de combustión y gasificación eficientes y con mínimo impacto ambiental”, desarrolla la valorización energética de los residuos del carbón, estériles de carbón, producidos durante las etapas de extracción y lavado del carbón. El sistema energético se encuentra en una encrucijada, estamos asistiendo a un cambio en el paradigma energético y, en concreto, en el sector de la generación eléctrica. Se precipita un cambio en la generación y el consumo eléctricos. Una mayor concienciación por la salud está forzando la contención y eliminación de agentes contaminantes que se generan por la utilización de combustibles fósiles de la forma en la que se viene haciendo. Aumenta la preocupación por el cambio climático y por contener en 2°C el aumento de la temperatura de la Tierra para final de este siglo, circunstancia que está impulsando el desarrollo e implantación definitiva de tecnología de control y reducción de emisiones CO2. Generar electricidad de una manera sostenible se está convirtiendo en una obligación. Esto se materializa en generar electricidad respetando el medioambiente, de una forma eficiente en la utilización de los recursos naturales y a un coste competitivo, pensando en el desarrollo de la sociedad y en el beneficio de las personas. En la actualidad, el carbón es la principal fuente de energía utilizada para generar electricidad, y su empleo presenta la forma de energía más barata para mejorar el nivel de vida de cualquier grupo y sociedad. Además, se espera que el carbón siga presente en el mix de generación eléctrica, manteniendo una significativa presencia y extrayéndose en elevadas cantidades. Pero la producción de carbón lleva asociada la generación de un residuo, estéril, que se produce durante la extracción y el lavado del mineral de carbón. Durante décadas se ha estudiado la posibilidad de utilizar el estéril y actualmente se utiliza, en un limitado porcentaje, en la construcción de carreteras, terraplenes y rellenos, y en la producción de algunos materiales de construcción. Esta tesis doctoral aborda la valorización energética del estéril, y analiza el potencial aprovechamiento del residuo para generar electricidad, en una instalación que integre tecnología disponible para minimizar el impacto medioambiental. Además, persigue aprovechar el significativo contenido en azufre que presenta el estéril para producir ácido sulfúrico (H2SO4) como subproducto de la instalación, un compuesto químico muy demandado por la industria de los fertilizantes y con multitud de aplicaciones en otros mercados. Se ha realizado el análisis de caracterización del estéril, los parámetros significativos y los valores de referencia para su empleo como combustible, encontrándose que su empleo como combustible para generar electricidad es posible. Aunque en España se lleva extrayendo carbón desde principios del siglo XVIII, se ha evaluado para un período más reciente la disponibilidad del recurso en España y la normativa existente que condiciona su aplicación en el territorio nacional. Para el período evaluado, se ha calculado que podrían estar disponibles más de 68 millones de toneladas de estéril susceptibles de ser valorizados energéticamente. Una vez realizado el análisis de la tecnología disponible y que podría considerarse para emplear el estéril como combustible, se proponen cuatro configuraciones posibles de planta, tres de ellas basadas en un proceso de combustión y una de ellas en un proceso de gasificación. Tras evaluar las cuatro configuraciones por su interés tecnológico, innovador y económico, se desarrolla el análisis conceptual de una de ellas, basada en un proceso de combustión. La instalación propuesta tiene una capacidad de 65 MW y emplea como combustible una mezcla de carbón y estéril en relación 20/80 en peso. La instalación integra tecnología para eliminar en un 99,8% el SO2 presente en el gas de combustión y en más de un 99% las partículas generadas. La instalación incorpora una unidad de producción de H2SO4, capaz de producir 18,5 t/h de producto, y otra unidad de captura para retirar un 60% del CO2 presente en la corriente de gases de combustión, produciendo 48 tCO2/h. La potencia neta de la planta es 49,7 MW. Se ha calculado el coste de inversión de la instalación, y su cálculo resulta en un coste de inversión unitario de 3.685 €/kW. ABSTRACT The present doctoral thesis, “Thermal utilisation of waste coal for electricity generation by deployment of efficient combustion and gasification technologies with minimum environmental impact”, develops an innovative waste-to-energy concept of waste coals produced during coal mining and washing. The energy system is at a dilemma, we are witnessing a shift in the energy paradigm and specifically in the field of electricity generation. A change in the generation and electrical consumption is foreseen. An increased health consciousness is forcing the containment and elimination of pollutants that are generated by the use of fossil fuels in the way that is being done. Increasing concern about climate change and to contain the rise of global temperature by 2°C by the end of this century, is promoting the development and final implementation of technology to control and reduce the CO2 emission. Electricity generation in a sustainable manner is becoming an obligation. This concept materialised in generating electricity while protecting the environment and deployment of natural resources at a competitive cost, considering the development of society and people´s benefit. Currently, coal is the main source of energy employ to generate electricity, and its use represents the most cost competitive form of energy to increase the standard of living of any group or society. Moreover, coal will keep playing a key role in the global electricity generation mix, maintaining a significant presence and being extracting in large amounts. However, coal production implies the production of waste, termed waste coal or culm in Pennsylvania anthracite extraction, produced during coal mining and coal washing activities. During the last decades, the potential use of waste coal has been studied, and currently, in a limited amount, waste coal is used in roads construction, embankments and fillings, and to produce some construction materials. This doctoral thesis evaluates the waste to energy of waste coals and assesses its potential use to generate electricity, implementing available technology to minimise the environment impact. Additionally, it pursues the significant advantage that presents sulphur content in waste coal to produce sulphuric acid (H2SO4) as a byproduct of the waste-to-energy process, a chemical compound highly demanded by the fertiliser industry and many applications in other markets. It analyses the characteristics of waste coal, and assesses the significant parameters and reference values for its use as fuel, being its fuel use for electricity generation very possible. While mining coal is taking place in Spain since the 1700s, it has been evaluated for a more recent period the waste coal available in Spain and the existing legislation that affects its application and deploy to generate electricity in the country. For the evaluation period has been calculated that may be available more than 68 million tons of waste coal that can be waste-toenergy. The potential available technology to deploy waste coal as fuel has been evaluated and assessed. After considering this, the doctoral thesis proposes four innovative alternatives of facility configuration, three of them based on a combustion process and one in a gasification process. After evaluating the four configurations for its technological, innovative and economic interest, the conceptual analysis of one of alternatives, based on a combustion process, takes place. The proposed alternative facility developed has a capacity of 65 MW, using as fuel a mixture of coal and waste coal 80/20 by weight. The facility comprises technology to remove 99.8% SO2 present in the flue gas and more than 99% of the particles. The facility includes a unit capable of producing 18.5 t/h of H2SO4, and another capture facility, removing 60% of CO2 present in the flue gas stream, producing 48 tCO2/h. The net capacity of the power station is 49.7 MW. The facility unitary cost of investment is 3,685 €/kW.

Diseño y análisis de viabilidad de un sistema de desalación mediante compresión mecánica de vapor accionado por energía eólica

El presente estudio se enmarca en el proyecto GreenMVC en el que colabora el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas). Este proyecto tiene como objetivo el análisis y optimización de la tecnología de desalación de compresión mecánica de vapor (MVC), para ser alimentado mediante fuentes de energía renovables. El empleo de fuentes de energía renovables para la alimentación de procesos de desalación es una opción prometedora especialmente en áreas remotas y regiones áridas donde las fuentes de energía convencionales son excesivamente caras o no están disponibles. En este proyecto se analiza la viabilidad tanto técnica como económica de un sistema de desalación de agua mediante compresión mecánica de vapor (MVC) activado por energía eólica, como una alternativa para el abastecimiento de agua limpia respetuosa con el medioambiente. Una de las principales dificultades del accionamiento de la desaladora MVC mediante energía eólica, y en lo que principalmente se centra este proyecto, es la caracterización de su funcionamiento ante las variaciones de potencia subministrada debido a la naturaleza variable del recurso eólico. Generalmente, estos sistemas de desalación están conectados a la red, trabajando constantemente en su punto de funcionamiento nominal. Para poder obtener la relación entre la potencia suministrada y el caudal obtenido para una desaladora, previamente, se ha realizado un modelo termodinámico de la desaladora y, a partir de éste, se han analizado los principios de funcionamiento de este proceso de desalación. Modelando también la energía eólica, finalmente se crea un modelo único del conjunto conformado por la desaladora MVC y el aerogenerador capaz de caracterizar el funcionamiento a régimen variable y predecir la producción, de modo que se pueda determinar la viabilidad técnica del proyecto. Otro de los objetivos principales, era analizar la viabilidad económica. Para ello, también empleando el modelo realizado, se ha estudiado el coste de la desalación MVC yde la generación de energía eléctrica mediante energía eólica. Consiguiendo, finalmente,estimar el coste de desalación en función de el diseño de la desaladora empleada, el tamaño del aerogenerador, y del recurso eólico del emplazamiento.

Restauración de la Cubierta Vegetal y de Espacios Degradados en la Región de la Macaronesia

La Macaronesia es un conjunto de archipiélagos de origen volcánico situados en el atlántico norte, entre los 15º N en Cabo Verde y los 40º N en Azores. Se trata de islas nacidas desde el fondo oceánico y emergidas en un intervalo de tiempo relativamente similar (los últimos 25 millones de años), influidas por los vientos alisios, la rama oriental de la corriente del Golfo y la corriente fría de Canarias. Son territorios muy singulares, medioambientalmente hablando, con frágiles ecosistemas. La presente obra se compone de 15 capítulos y 6 casos de aplicación divididos en 4 bloques: fundamentos teóricos de la restauración, restauración de la cubierta vegetal, restauración de espacios degradados y casos prácticos de aplicación. Con este libro se pretende hacer una introducción a las técnicas de restauración ambiental y recuperación de la cubierta vegetal. Se contemplan técnicas de conservación y restauración de suelos, reforestación, restauración hidrológica forestal, la recuperación del litoral costero y el dominio público, la restauración tras incendios forestales, incluyendo la evaluación ambiental de planes y proyectos. En la mayoría de los casos se particulariza para las Islas Canarias, contemplando las particularidades de cada isla y siendo extensible a los demás archipiélagos macaronésicos. El libro es de interés para académicos, ingenieros, consultores, y profesionales vinculados con la ingeniería del medio natural y la restauración de espacios degradados especialmente en la región de la Macaronesia. Los coordinadores y autores de algunos de los capítulos de la presente obra, Juan Carlos Santamarta Cerezal y Jorge Naranjo Borges son Doctores Ingenieros de Montes, representantes del colegio profesional en Canarias desde el año 2010. Con una dilatada experiencia en la gestión e ingeniería forestal y ambiental en las islas. Entre ambos han firmado cerca de 160 publicaciones relacionadas con el medioambiente y la sostenibilidad, participando también activamente en la docencia y coordinación de más de 90 cursos de especialización.

Evolución de las políticas de rehabilitación en Áreas de Rehabilitación Integrada en España (1978-2012)

El artículo estudia la evolución de las políticas de intervención en Áreas de Rehabilitación Integral (ARI) desarrolladas en España entre 1978 y 2012. Se analiza la aparición y consolidación del concepto en la política estatal de vivienda, desde el Real Decreto 3148/1978 hasta el Plan de Vivienda 2009-2012. Por otro lado se analiza la «integralidad» de las intervenciones en áreas urbanas, mediante el estudio de veinte casos representativos, entendiendo como integral aquella intervención que actúa en la ordenación urbana, el diseño urbano y el medioambiente local, la edificación y la dimensión socioeconómica. El trabajo procede de un estudio realizado para el Ministerio de Fomento mediante convenio suscrito con el Departamento de Urbanística y Ordenación del Territorio (ETSAM, UPM) para el Análisis de las políticas estatales y europeas en materia de regeneración urbana y rehabilitación de barrios.

Los efectos de la globalización sobre el sector económico-industrial y la sociedad de Puerto Rico

Los dramáticos cambios y avances tecnológicos, científicos y en las comunicaciones de los pasados 50 años han enfrentado a Puerto Rico con escenarios marcadamente complejos. A pesar de que la globalización tiende a ser considerada como un conjunto de variables económicas, este concepto trasciende esos límites y abarca otros aspectos fundamentales de la sociedad, tales como la política, la ideología, la comunicación, el medioambiente y la cultura, cuyos efectos han sido, y previsiblemente serán, críticos en muchos ámbitos en Puerto Rico. Por otro lado, desde su colonización en 1507 hasta el presente, Puerto Rico ha mantenido un estatus político de territorio o colonia bajo España o Estados Unidos de América y no han existido acuerdos para su autodeterminación como nación soberana o para su completa anexión a los Estados Unidos. El propósito principal de esta investigación es indagar en este marco general y analizar cuáles han sido los efectos de la globalización sobre el sector económicoindustrial y laboral de Puerto Rico, haciendo un recorrido por la macroeconomía, la cultura, la sociedad y la situación política. Ello nos ha llevado a documentar cómo la situación política afecta al desarrollo del sector industrial y, en consecuencia, al progreso de la Isla. El trabajo concluye evidenciando la relación que se establece entre los factores económicos, sociales y políticos y mostrando la necesidad de resolver la encrucijada del estatus colonial de Puerto Rico, lo cual implica la puesta en marcha de un proceso de reflexión colectiva, al que este trabajo pretende contribuir, que en última instancia culmine con la puesta en práctica de reformas en lo social, político y económico...

Me pongo en tu lugar

El RD 1393/2007 por el que se establece la ordenación de las enseñanzas universitarias oficiales, indica, entre otros aspectos, que la formación en cualquier actividad profesional debe contribuir al conocimiento y desarrollo de los principios de accesibilidad universal, diseño para todos y todas, igualdad entre hombres y mujeres y la protección del medioambiente. Atendiendo a estas necesidades formativas que deben ser recogidas en los títulos de grado, desde la Universidad de Alicante se ha puesto en marcha a través del Secretariado de Desarrollo de Campus del Vicerrectorado de Campus y Sostenibilidad el proyecto “Campus Accesible Campus Igualitario” para potenciar un campus inclusivo que tenga en cuenta esta perspectiva tanto en el espacio urbano como en el arquitectónico. El objetivo de esta comunicación es exponer la metodología seguida para potenciar el proceso de enseñanza aprendizaje de estas competencias básicas, que deberían estar incluidas en todos los planes de estudio. Para ello se expone un modelo de taller práctico que pretende potenciar la adquisición de las competencias necesarias sobre igualdad y accesibilidad en el espacio urbano y arquitectónico, así como desarrollar el pensamiento crítico y constructivo para que cada estudiante que se gradúe en nuestra universidad pueda contribuir a la construcción de una sociedad más inclusiva.

La Facultad de Ciencias se pone en tu lugar

El RD 1393/2007 por el que se establece la ordenación de las enseñanzas universitarias oficiales, indica, entre otros aspectos, que la formación en cualquier actividad profesional debe contribuir al conocimiento y desarrollo de los principios de accesibilidad universal, diseño para todos y todas, igualdad entre hombres y mujeres y la protección del medioambiente. El objetivo de esta comunicación es realizar un estudio sobre el grado de cumplimiento de lo establecido en dicho RD en las enseñanzas universitarias de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante. Para ello el estudio se centra en dos partes bien diferenciadas, la primera consistente en un análisis de los títulos de grado en referencia a la formación en accesibilidad, diseño e igualdad anteriormente referenciados, y una segunda parte donde se analiza desde la perspectiva del espacio urbano y arquitectónico el edificio de Ciencias II, donde se imparte docencia, promoviendo una serie de mejoras que nos permitan conseguir espacios más accesibles e integradores.

Síntesis y caracterización de Materiales Nanoscópicos y Nano-especies activas y sus aplicaciones en Energía y Medio Ambiente

Se estudiara la síntesis, caracterización y aplicación de Materiales Nanoscópicos (Nanoestructurados, MN y Nanocomposites, NC), con propiedades definidas en el campo de la Energía, Medio Ambiente y Bioingeniería, especialmente las MCM y SBA ( MCM-41 y MCM-48, SBA-1, SBA-3, SBA-15 y SBA-16, Silíceas o Al/Ga/Ti como Heteroátomo, y la Al-SBA-3, recientemente desarrollada por nosotros, primera publicación a nivel mundial). Se pondrá énfasis en el diseño, preparación y caracterización de sus réplicas con C (CMK-1 y CMK-3). Determinación y optimización de las estrategias de síntesis de MN y NC y Nano especies Activas en nuevos catalizadores (Ir/ TiO2, Pt/Pd etc.), cuyas propiedades fundamentales (estructurales, electrónicas, conductividad, actividad catalítica, etc.) sean aplicables en los Campos Citados. Comprensión de los parámetros que definen dichas propiedades, relación estructura/actividad, rediseño y aplicaciones de MN y NC en dos procesos específicos (de los cuales ya hemos publicado resultados): Energía y Medioambiente: 1) Almacenamiento de H2, Adsorción/Absorción de H2 en los MN Silíceos y Carbonosos y NC y Desarrollo de NC híbridos formados por reservorios en base a los MN por oclusión de nano-alambres moleculares de polímeros orgánicos, modificando las propiedades de conductividad / semiconductividad y adsorción de H2; 2) Estudio de las reacciones de hidrotratamiento catalítico (HDT), que comprende la hidrogenación, la hidrodesulfurizacion (HDS) y la hidrodenitrogenacion (HDN) de compuestos refractarios presentes en los cortes de combustibles. La determinación del mecanismo de las reacciones de HDS y HDN.

Integración y visualización de datos abiertos medioambientales

En la actualidad, muchos gobiernos están publicando (o tienen la intención de publicar en breve) miles de conjuntos de datos para que personas y organizaciones los puedan utilizar. Como consecuencia, la cantidad de aplicaciones basadas en Open Data está incrementándose. Sin embargo cada gobierno tiene sus propios procedimientos para publicar sus datos, y esto causa una variedad de formatos dado que no existe un estándar internacional para especificar los formatos de estos datos. El objetivo principal de este trabajo es un análisis comparativo de datos ambientales en bases de datos abiertas (Open Data) pertenecientes a distintos gobiernos. Debido a esta variedad de formatos, debemos construir un proceso de integración de datos que sea capaz de unir todos los tipos de formatos. El trabajo implica un pre-procesado, limpieza e integración de las diferentes fuentes de datos. Existen muchas aplicaciones desarrolladas para dar soporte en el proceso de integración por ejemplo Data Tamer, Data Wrangler como se explica en este documento. El problema con estas aplicaciones es que necesitan la interacción del usuario como parte fundamental del proceso de integración. En este trabajo tratamos de evitar la supervisión humana aprovechando las similitudes de los datasets procedentes de igual área que en nuestro caso se aplica al área de medioambiente. De esta forma los procesos pueden ser automatizados con una programación adecuada. Para conseguirlo, la idea principal de este trabajo es construir procesos ad hoc adaptados a las fuentes de cada gobierno para conseguir una integración automática. Concretamente este trabajo se enfoca en datos ambientales como lo son la temperatura, consumo de energía, calidad de aire, radiación solar, velocidad del viento, etc. Desde hace dos años el gobierno de Madrid está publicando sus datos relativos a indicadores ambientales en tiempo real. Del mismo modo, otros gobiernos han publicado conjuntos de datos Open Data relativos al medio ambiente (como Andalucía o Bilbao), pero todos estos datos tienen diferentes formatos. En este trabajo se presenta una solución capaz de integrar todas ellos que además permite al usuario visualizar y hacer análisis sobre los datos en tiempo real. Una vez que el proceso de integración está realizado, todos los datos de cada gobierno poseen el mismo formato y se pueden lanzar procesos de análisis de una manera más computacional. Este trabajo tiene tres partes fundamentales: 1. Estudio de los entornos Open Data y la literatura al respecto; 2. Desarrollo de un proceso de integración y 3. Desarrollo de una Interface Gráfica y Analítica. Aunque en una primera fase se implementaron los procesos de integración mediante Java y Oracle y la Interface Gráfica con Java (jsp), en una fase posterior se realizó toda la implementación con lenguaje R y la interface gráfica mediante sus librerías, principalmente con Shiny. El resultado es una aplicación que provee de un conjunto de Datos Ambientales Integrados en Tiempo Real respecto a dos gobiernos muy diferentes en España, disponible para cualquier desarrollador que desee construir sus propias aplicaciones.

Antropología de la Conservación en España. Balance y perspectivas

En este artículo presentamos un balance de la Antropología de la Conservación en el Estado español. Durante las últimas décadas, la protección de los espacios naturales ha aumentado de una manera exponencial en todo el mundo. A la vez que se extendía esta patrimonialización de la naturaleza, los trabajos etnográficos sobre las áreas protegidas han ido ganando terreno dentro de la disciplina y, en particular, en el campo de la Antropología Ambiental. La mencionada bibliografía ha puesto de relieve los múltiples aspectos derivados de las nuevas políticas territoriales de regulación, apropiación y mercantilización de la ‘naturaleza’. En este trabajo realizamos una revisión exhaustiva de la producción generada a raíz de este interés por las áreas protegidas en nuestro país subrayando sus principales aportaciones, características y debilidades. De este modo pretendemos reflexionar acerca de su continuidad, con el fin de evitar la mera reiteración y favorecer el avance en sus resultados.

Del bodegón a la basura. Representaciones de alimentos en la historia del arte desde la perspectiva de la fotografía contemporánea

El artículo habla de la representación de alimentos en la Historia del Arte; estudia porqué las representaciones de comida tradicionalmente han sido consideradas como un género menor y plantea la hipótesis de su revitalización en el mercado del arte contemporáneo a través de la fotografía. Mediante el análisis de imágenes de comida en diferentes épocas, el texto explica que los bodegones casi siempre han sido símbolos de la superabundancia, presentando fundamentalmente alimentos, y en algunas ocasiones desperdicios. Continúa con la idea de que las sobras en las antigüedad eran orgánicas y sin embargo, en la actualidad los still life se han convertido en representaciones de basura, de desechos, y desperdicios en todas sus acepciones. El texto demuestra, mediante el análisis de algunas obras contemporáneas fotográficas, que el tema de la comida hoy es mucho más relevante de lo que la crítica de arte argumentaba en el pasado. Las imágenes de objetos conforman un sistema de representación y significado en continua evolución que es el reflejo de nuestra cultura. Estas fotografías nos hablan de sociología, política y economía mostrándonos en la actualidad el impacto que está sufriendo el medioambiente debido a nuestras rutinas cotidianas.

Le “brigand lusitanien” reconsidéré. Analyse du problème de la terre chez Appien

L’étude du “brigandage lusitanien” a donné lieu à une importante activité de recherche depuis la fin du XIXe siècle. Pour autant, et malgré une inflexion progressive de l’historiographie moderne vers une approche plus nuancée de l’origine du phénomène, le problème de la terre reste encore aujourd’hui au centre des préoccupations de nombre d’historiens et archéologiques. À partir d’une discussion serrée des principaux passages de Tite-Live, Diodore et surtout Appien, relatifs à la relation que d’aucuns ont voulu établir entre manque et/ou pauvreté de la terre et développement du brigandage chez les Lusitaniens, il est proposé une critique de l’interprétation socio-économique.

Optimal location of solid waste containers in Alcalá de Henares

The waste’s rise is a problem that affects the environment as a whole and we cannot forget about it. A good waste’s management is the key to improve the future prospect, and the waste collection is key within the management activities. To find out the better way to collect wastes leads to a reduction of the social, economic and environmental cost. With the use of the Geographic Information Systems it has been intended to elaborate a methodology which allowed us to identify the most suitable places for the location of the collection containers of the different sorts of the solid urban wastes. Taking into account that different types of wastes exist, not all of them should be managed in the same way. Therefore we have to differentiate between models where we apply efficiency and models where we apply equity for the collection of wastes, bearing in mind the necessities of each waste.

Ecohumanists. Protection of physical ecology demands respect human ecology

What is the human being? Which is its origin and its end? What is the influence of the nature in the man and what is his impact on nature? Forthe animalists, men are like other animals; freedom and rationality are not signs of superiority, nor having rights over the animals. For the ecohumanists, human beings are part of nature, but is qualitatively different and superior to animals; and is the creator of the civilization. We analyze these two ecological looks. A special point is the contribution ofecohumanists -from the first half of the Renaissance, who dealt in extenso the dignity and freedom of the human being-, of Michelangelo and finally, of Mozart, through his four insurmountable operas, which display the difficulty of physical ecology to engender so much beauty, so much wealth, so much love for the creatures and so much variety.