Producción de biogás a partir de biomasa de la microalga scenedesmus sp. procedente de diferentes procesos

En este trabajo de Tesis Doctoral se ha estudiado la posibilidad de emplear las microalgas, concretamente el género Scenedesmus, como sustrato para la producción de biogás mediante digestión anaerobia, así como los residuos que se producen como consecuencia de su utilización industrial para diferentes fines. La utilización de las microalgas para la producción de biocombustibles es un tema de gran actualidad científica, en el que residen muchas expectativas para la producción a gran escala de biocombustibles que supongan una alternativa real a los combustibles fósiles. Existen numerosas investigaciones sobre la conversión a biogás de las microalgas, sin embargo aún hay poco conocimiento sobre la utilización de la digestión anaerobia como tratamiento de residuos de microalgas en un concepto de biorrefinería. Residuos que pueden ser generados tras la extracción de compuestos de alto valor añadido (p. ej. aminoácidos) o tras la generación de otro biocombustible (p. ej. biodiésel). Es en este aspecto en el que esta Tesis Doctoral destaca en cuanto a originalidad e innovación, ya que se ha centrado principalmente en tres posibilidades: - Empleo de Scenedesmus sp. como cultivo energético para la producción de biogás. - Tratamiento de residuos de Scenedesmus sp. generados tras la extracción de aminoácidos en un concepto de biorrefinería. - Tratamiento de los residuos de Scenedesmus sp. generados tras la extracción de lípidos en un concepto de biorrefinería. Los resultados obtenidos demuestran que la microalga Scenedesmus como cultivo energético para producción de biogás no es viable salvo que se empleen pretratamientos que aumenten la biodegradabilidad o se realice codigestión con otro sustrato. En este último caso, la chumbera (Opuntia maxima Mill.) ha resultado ser un sustrato idóneo para la codigestión con microalgas, aumentando la producción de biogás y metano hasta niveles superiores a 600 y 300 L kgSV-1, respectivamente. Por otro lado, el tratamiento de residuos generados tras la extracción de aminoácidos mediante digestión anaerobia es prometedor. Se obtuvieron elevados rendimientos de biogás y metano en las condiciones de operación óptimas (409 y 292 L kgSV-1, respectivamente). Aparte de la generación energética por medio el metano, que podría emplearse en la propia biorrefinería o venderse a la red eléctrica o de gas natural, reciclando el digerido y el CO2 del biogás se podría llegar a ahorrar alrededor del 30% del fertilizante mineral y el 25% del CO2 necesarios para el cultivo de nueva biomasa. Por lo tanto, la digestión anaerobia de los residuos de microalgas en un concepto de biorrefinería tiene un gran potencial y podría contribuir en gran medida al desarrollo de esta industria. Por último, una primera aproximación al tratamiento de residuos generados tras la extracción de lípidos muestra que éstos pueden ser empleados para la producción de biogás, como monosustrato, o en codigestión con glicerina, ya que son fácilmente biodegradables y el rendimiento potencial de metano puede alcanzar 218 LCH4 kgSV-1 y 262 LCH4 kg SV-1 en monodigestión o en codigestión con glicerina, respectivamente. ABSTRACT This PhD thesis explores the possibility of using microalgae, specifically the strain Scenedesmus, as substrate for biogas production through anaerobic digestion, as well as the residues generated after its use in different industrial processes. The use of microalgae for biofuels production is an emerging scientific issue. The possibility of producing biofuels from microalgae as a real alternative for fossil fuels is raising high expectations. There are several research projects on the conversion of microalgae to biogas; however, there is little knowledge about using anaerobic digestion for treating microalgae residues in a biorefinery scheme. These residues could be generated after the extraction of high value compounds (e.g. amino acids) or after the production of another biofuel (e.g. biodiesel). It is in this area in which this PhD thesis stands in terms of originality and innovation, since it has focused primarily on three possibilities: - The use of Scenedesmus sp. as an energy crop for biogas production. - Treatment of amino acid extracted Scenedesmus residues generated in a biorefinery. - Treatment of lipid extracted Scenedesmus residues generated in a biorefinery. The results obtained in this work show that the use of Scenedesmus as energy crop for biogas production is not viable. The application of pretreatments to increase biodegradability or the codigestion of Scenedesmus biomass with other substrate can improve the digestion process. In this latter case, prickly pear (Opuntia maxima Mill.) is an ideal substrate for its codigestion with microalgae, increasing biogas and methane yields up to more than 600 and 300 L kgVS-1, respectively. On the other hand, the treatment of residues generated after amino acid extraction through anaerobic digestion is promising. High biogas and methane yields were obtained (409 y 292 L kgVS-1, respectively). Besides the energy produced through methane, which could be used in the biorefinery or be sold to the power or natural gas grids, by recycling the digestate and the CO2 30% of fertilizer needs and 25% of CO2 needs could be saved to grow new microalgae biomass. Therefore, the anaerobic digestion of microalgae residues generated in biorefineries is promising and it could play an important role in the development of this industry. Finally, a first approach to the treatment of residues generated after lipid extraction showed that these residues could be used for the production of biogas, since they are highly biodegradable. The potential methane yield could reach 218 LCH4 kgVS-1 when they are monodigested, whereas the potential methane yield reached 262 LCH4 kgVS-1 when residues were codigested with residual glycerin.

O Senado Federal e o controle concreto de constitucionalidade de leis e de atos normativos : separação de poderes, Poder Legislativo e interpretação da CF 52 X / Nelson Nery Junior.

Inclui notas explicativas, bibliográficas e bibliografia.

O princípio do juiz natural na CF/88 : ordem e desordem / Jacinto Nelson de Miranda Coutinho.

"Edição especial em comemoração aos vinte anos de promulgação da Constituição de 1988".

Mutação constitucional do art. 109, I, da CF/88 : competência da Justiça Federal nas demandas de benefícios previdenciários decorrentes de acidente de trabalho

Inclui bibliografia.

Genetic complexity of pathogen perception by plants: The example of Rcr3, a tomato gene required specifically by Cf-2

Genetic analysis of plant–pathogen interactions has demonstrated that resistance to infection is often determined by the interaction of dominant plant resistance (R) genes and dominant pathogen-encoded avirulence (Avr) genes. It was postulated that R genes encode receptors for Avr determinants. A large number of R genes and their cognate Avr genes have now been analyzed at the molecular level. R gene loci are extremely polymorphic, particularly in sequences encoding amino acids of the leucine-rich repeat motif. A major challenge is to determine how Avr perception by R proteins triggers the plant defense response. Mutational analysis has identified several genes required for the function of specific R proteins. Here we report the identification of Rcr3, a tomato gene required specifically for Cf-2-mediated resistance. We propose that Avr products interact with host proteins to promote disease, and that R proteins “guard” these host components and initiate Avr-dependent plant defense responses.

Interazioni piante - insetti: ruolo delle formiche in un sistema multitrofico. Aspetti ecoetologici ed applicativi

Le formiche svolgono un importante ruolo all’interno degli ecosistemi ed alcune specie sono considerate keystone in quanto in grado di modificare la componente biotica e/o abiotica dell’ecosistema stesso. Sono animali ubiquitari che hanno colonizzato molteplici ambienti, compresi gli agroecosistemi. Negli agroecosistemi spesso svolgono un ruolo impattante determinando la diffusione o il regresso di specie di artropodi, alcune delle quali dannose alle colture. La presente ricerca tiene conto di un’ampia visione dei rapporti ecoetologici intercorrenti tra le formiche e la componente biotica di un ecosistema, utilizzando il concetto di rete multitrofica. In quest’ottica, si è pensato di costruire un sistema multitrofico costituito da una specie vegetale di interesse agrario (Cucumis sativus), dai suoi fitofagi naturali, divisi in fitomizi (afidi) (Aphis gossypii e Myzus persicae) e fitofagi masticatori (bruchi del lepidottero Mamestra brassicae), formiche (Formica pratensis) e predatori afidofagi (Aphidolets aphidimyza). Il sistema multitrofico è stato utilizzato sia per studiare l’aggressività delle formiche, sia per verificare l’esistenza di una comunicazione interspecifica tra le formiche e le piante (allelochimici). Gli studi sull’aggressività sono consistiti nel: • Verificare il livello di aggressività delle formiche nei confronti di un fitofago masticatore, competitore degli afidi nello sfruttare la pianta ospite. • Verificare se la presenza di afidi mutualisti fa variare il livello di aggressività delle formiche verso il competitore. • Verificare se esiste aggressività verso un predatore di afidi, i quali, secondo il paradigma della trofobiosi, dovrebbero essere difesi dalle formiche in cambio della melata. • Verificare se il predatore ha evoluto strategie volte ad eludere il controllo delle formiche sugli insetti che si approcciano alla colonia di afidi. Gli studi sui rapporti piante-formiche sono stati effettuati mediante olfattometro, osservando la risposta delle formiche alle sostanze volatili provenienti da piante infestate in modo differente con i fitofagi del sistema. Attraverso il trappolaggio e l’analisi gas-cromatografica delle sostanze prodotte dalle piante oggetto di studio abbiamo quindi individuato tipo e quantità di ogni composto volatile. Oltre alle piante di cetriolo, per questi esperimenti sono state utilizzate anche piante di patata (Solanum tuberosum). Dagli esperimenti sull’aggressività è risultato che le formiche manifestano un elevato potenziale predatorio, eradicando completamente la presenza dei bruchi sulle piante. Questo livello di aggressività tuttavia non cresce con la presenza degli afidi mutualisti che dovrebbero essere difesi dai competitori. Le formiche inoltre non sono in grado di sopprimere i predatori afidofagi che ipotizziamo riescano ad effettuare un camuffamento chimico, assumendo gli odori degli afidi dei quali si nutrono. I risultati degli esperimenti in olfattometro mostrano una chiara risposta positiva delle formiche verso gli odori di alcune delle piante infestate. Vi sono delle differenze nella risposta in funzione della specie di fitofago presente e della specie di pianta utilizzata. Nei trattamenti in cui erano presenti le piante di C. sativus, gli esperimenti in olfattometro hanno mostrato che le formiche rispondono in modo significativo agli odori emessi dalle piante in cui vi era la presenza del fitofago masticatore M. brassicae, solo o in associazione con A. gossypii. La presenza dei soli afidi, sia mutualisti (A. gossypii) sia non mutualisti (M. persicae), non ha invece indotto una risposta significativa nelle formiche rispetto agli odori delle piante non infestate. Nei trattamenti in cui erano presenti le piante di S. tuberosum la scelta delle formiche è stata significativa verso gli odori emessi dalle piante infestate con ciascuna delle singole specie di erbivori rispetto alle piante non infestate. Gli esperimenti sull’analisi delle sostanze volatili emesse dalle piante hanno confermato che gli organismi vegetali sono una vera centrale di produzione biochimica, infatti ben 91 composti volatili diversi sono stati individuati dall’analisi gas-cromatografica delle piante di cetriolo e 85 in quelle di patata. Dalle elaborazioni effettuate, rispettivamente 27 e 4 di essi sono prodotti esclusivamente dalle piante attaccate dai fitofagi. In generale, il cambiamento più consistente è dato dalla quantità di alcune sostanze volatili emesse dalle piante infestate rispetto a quelle integre che determina un cambiamento nei rapporti tra le sostanze che compongono i volatiles. E’ probabile che l’effetto attrattivo esercitato sulle formiche sia dato da un Blend di sostanze più che dai singoli composti presenti

Evolution of the energy consumed by street lighting in Spain estimated with DMSP-OLS data

We present the results of the analysis of satellite imagery to study light pollution in Spain. Both calibrated and non-calibrated DMSP-OLS images were used. We describe the method to scale the non-calibrated DMSP-OLS images which allows us to use differential photometry techniques in order to study the evolution of the light pollution. Population data and DMSP-OLS satellite calibrated images for the year 2006 were compared to test the reliability of official statistics in public lighting consumption. We found a relationship between the population and the energy consumption which is valid for several regions. Finally the true evolution of the electricity consumption for street lighting in Spain from 1992 to 2010 was derived; it has been doubled in the last 18 years in most of the provinces. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved,

Aladdin's Magic Lamp: Developing Methods for Calibration and Geolocation Accuracy Assessment of the DMSP OLS

Nighttime satellite imagery from the Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Operational Linescan System (OLS) has a unique capability to observe nocturnal light emissions from sources including cities, wild fires, and gas flares. Data from the DMSP OLS is used in a wide range of studies including mapping urban areas, estimating informal economies, and estimating urban populations. Given the extensive and increasing list of applications a repeatable method for assessing geolocation accuracy, performing inter-calibration, and defining the minimum detectable brightness would be beneficial. An array of portable lights was designed and taken to multiple field sites known to have no other light sources. The lights were operated during nighttime overpasses by the DMSP OLS and observed in the imagery. A first estimate of the minimum detectable brightness is presented based on the field experiments conducted. An assessment of the geolocation accuracy was performed by measuring the distance between the GPS measured location of the lights and the observed location in the imagery. A systematic shift was observed and the mean distance was measured at 2.9km. A method for in situ radiance calibration of the DMSP OLS using a ground based light source as an active target is presented. The wattage of light used by the active target strongly correlates with the signal measured by the DMSP OLS. This approach can be used to enhance our ability to make inter-temporal and inter-satellite comparisons of DMSP OLS imagery. Exploring the possibility of establishing a permanent active target for the calibration of nocturnal imaging systems is recommended. The methods used to assess the minimum detectable brightness, assess the geolocation accuracy, and build inter-calibration models lay the ground work for assessing the energy expended on light emitted into the sky at night. An estimate of the total energy consumed to light the night sky globally is presented.

Calcareous nannofossils in ODP Sites 135-840 and 135-841

Ocean Drilling Program Leg 135 drilled at two sites on the Tonga Ridge. Calcareous nannofossils recovered at Site 840 on the Tonga Ridge date the sedimentary sequence as late Pleistocene or Holocene (CN15) through late Miocene (CN9) in age. A hiatus occurs in the mid Pliocene. Site 841 in the Tonga Trench yielded a sedimentary sequence with nannofossils from middle Pleistocene Subzone CN14b through the middle or late Eocene Subzones CP14a-CP15b overlying a rhyolitic volcanic basement. Part of the Eocene interval contains the shallow-water nannofossil taxa Braarudosphaera, Micrantholithus, and Pemma. A major unconformity separates lower Oligocene Zone CP 16 from lower middle Miocene Zone CN4 strata.