Reordenación ambiental y recuperación del entorno urbanístico de la Marina Baja en Benidorm, Alicante

El objeto de estudio de este proyecto es la Cala Finestrat, situada en la Marina Baja, en la frontera sur del municipio de Benidorm. La zona se encuentra bastante deteriorada, especialmente por el volumen turístico y de desarrollo de las inmediaciones de Benidorm. Esto ha originado en la cala una disminución de la calidad de las aguas, que bajan principalmente de la zona norte. Por otra parte, al no pertenecer administrativamente a Benidorm, presenta un abandono urbanístico, ya que no es incluida en los desarrollos y planes de ordenación urbana de éste. Además, las características fisiográficas de la cala, hacen que se encuentre en un continuo proceso de transporte de sedimentos del extremo Nor-Este al Sur-Este. Por lo tanto, las necesidades primarias del emplazamiento serán la regeneración ambiental del entorno de la cala, para garantizar el desarrollo de la fauna marina y, en especial, de la flora mediterránea, la cual es única en el Mundo y se encuentra en situación de protección, ya que han sido gravemente dañadas durante los años de desarrollo urbanístico boyante en el entorno. Se debe proceder a una regeneración litoral que reduzca el transporte de sedimentos, mediante elementos de contención de finos que nos garanticen una playa estable. Dado que la cala tiene una alta ocupación, habrá que aumentar el ancho de playa, especialmente en la zona de erosión. A sí mismo, para paliar los efectos del desarrollo humano en la zona seca, será necesaria la reordenación de la fachada urbana, mediante la construcción de un paseo marítimo que haga de conexión entre la playa y la ciudad, un linde muy abrupto en la actualidad. Todas estas medidas deberán realizarse en un régimen de interacción con el paisaje, para provocar el menor impacto ambiental y visual posible.

Evaluación del ruido ambiental en espacios naturales protegidos: implicaciones para su gestión

Esta Tesis Doctoral trata sobre la caracterización acústica de los ecosistemas naturales y la evaluación del impacto ambiental del ruido antropogénico sobre sus potenciales receptores en estos lugares, incluidos los receptores no humanos y sus efectos ecológicos, además, analiza las implicaciones para su gestión a distintas escalas y se lleva a cabo una valoración económica. Este trabajo ofrece soluciones para caracterizar los paisajes sonoros de forma compatible con distintas escalas de trabajo, nivel de esfuerzo técnico y en contextos de recursos limitados que haga viable su tratamiento como cualquier otra variable ambiental en el ámbito de la conservación y gestión del medio natural. Se han adaptado herramientas y metodologías propias de disciplinas como la acústica ambiental, bioacústica y ecología del paisaje, para servir a los objetivos específicos de la evaluación y gestión de los paisajes sonoros y el ruido ambiental en amplias extensiones geográficas. Se ha establecido un método general de muestreo sistemático para trabajo de campo y también se han adaptado métodos de modelización informática, que permiten analizar escenarios sonoros dinámicos en el tiempo y en el espacio, desde localizaciones puntuales hasta la escala del paisaje. Es posible elaborar cartografía ambiental con esta información y se ha representado gráficamente la zona de influencia de distintas fuentes de ruido sobre la calidad de distintos hábitats faunísticos. Se recomienda el uso del indicador del nivel de presión sonora equivalente (Leq) por su operatividad en medición y modelización, y su adaptabilidad a cualquier dimensión espacial y temporal que se requiera, por ejemplo en función del paisaje, actividades o especies que se establezcan como objeto de análisis. Se ha comprobado que las voces y conversaciones de parte de los excursionistas en zonas de reposo, observación y descanso (Laguna Grande de Peñalara) es la fuente de ruido que con mayor frecuencia identifican los propios visitantes (51%) y causa un incremento del nivel de presión sonora equivalente de unos 4,5 dBA sobre el nivel correspondiente al ambiente natural (Lnat). También se ha comprobado que carreteras con bajo nivel de tráfico (IMD<1000) pueden causar estrés fisiológico sobre la fauna y afectar a la calidad de sus hábitats. La isófona de 30 dBA del índice Leq (24h) permite dividir a los corzos de la zona de estudio en dos grupos con diferente nivel de estrés fisiológico, más elevado en los que se sitúan más cerca de la carretera con mayor volumen de tráfico y se expone a mayores niveles de ruido. Por otro lado, ha sido posible delimitar una zona de exclusión para la nidificación de buitre negro alrededor de las carreteras, coincidente con la isófona Leq (24h) de 40 dBA que afecta al 11% de su hábitat potencial. Además se ha llevado a cabo una novedosa valoración económica de la contaminación acústica en espacios naturales protegidos, mediante el análisis de la experiencia sonora de los visitantes del antiguo Parque Natural de Peñalara, y se ha constatado su disposición al pago de una entrada de acceso a estos lugares (aproximadamente 1 euro) si redundara en una mejora de su estado de conservación. En conclusión, los espacios naturales protegidos pueden sufrir un impacto ambiental significativo causado por fuentes de ruido localizadas en su interior pero también lejanas a ellos, que se sitúan fuera del ámbito de competencias de sus gestores. Sucesos sonoros como el sobrevuelo de aviones pueden incrementar en aproximadamente 8 dBA el nivel de referencia Lnat en las zonas tranquilas del parque. Se recomienda llevar a cabo una gestión activa del medio ambiente sonoro y se considera necesario extender la investigación sobre los efectos ecológicos del ruido ambiental a otros lugares y especies animales. ABSTRACT This PhD Thesis deals with acoustic characterization of natural ecosystems and anthropogenic noise impact assessment on potential receivers, including non-human receivers and their ecological effects. Besides, its management implications at different scales are analyzed and an economic valuation is performed. This study provides solutions for characterizing soundscapes in a compatible way with different working scales, level of technical effort and in a context of limited resources, so its treatment becomes feasible as for any other environmental variable in conservation and environmental management. Several tools and methodologies have been adapted from a variety of disciplines such as environmental acoustics, bioacoustics and landscape ecology, to better serve the specific goals of assessing and managing soundscapes and environmental noise in large areas. A procedure has been established for systematic field measurement surveys and noise common computer modelling methods have also been adapted in order to analyze dynamic soundscapes across time and space, from local to landscape scales. It is possible to create specific thematic cartography as for instance delimiting potential influence zone from different noise sources on animal habitats quality. Use of equivalent continuous sound pressure level index (Leq) is recommended because it provides great flexibility in operation for noise measurement and modelling, and because of its adaptability to any required temporal and spatial dimension, for instance landscape, activities or the target species established as study subjects. It has been found that human voices and conversations in a resting and contemplation area (Laguna Grande de Peñalara) is the most frequently referred noise source by national park visitors (51 %) when asked. Human voices alter this recreational area by increasing the sound pressure level approximately 4.5 dBA over the natural ambient level (Lnat). It has also been found that low traffic roads (AADT<1000 ) may cause physiological stress on wildlife and affect the quality of their habitats. It has also been possible to define a road-effect zone by noise mapping, which suggests an effective habitat loss within the Leq (24h) 30 dBA isophone in case of Roe deer and also divide the study area in two groups with different physiological stress level, higher for those exposed to higher noise levels and traffic volume. On the other hand, it has been possible to determine an exclusion area for Cinereous vulture nesting surrounding roads which is coincident with the Leq (24h) 40 dBA isophone and affects 11 % of the vulture potential habitat. It has also been performed an economic estimation of noise pollution impact on visitors’ perception and results showed that visitors would be willing to pay an entrance fee of approximately 1 euro if such payment is really bringing an improvement of the conservation status. In conclusion, protected areas may be significantly affected by anthropogenic noise sources located within the park borders but perturbations may also be caused by large-distance noise sources outside the park managers’ jurisdiction. Aircraft overflight events disrupted quietness and caused Leq increases of almost 8 dBA during a monitoring period with respect to Lnat reference levels in the park quiet areas. It is recommended to actively manage the acoustic environment. Finally, further research on ecological impacts of environmental noise needs to be extended to other species and places.

Surface InGaAs nanostructures for sensing applications

El desarrollo de sensores está ganando cada vez mayor importancia debido a la concienciación ciudadana sobre el medio ambiente haciendo que su desarrollo sea muy elevado en todas las disciplinas, entre las que cabe destacar, la medicina, la biología y la química. A pesar de la existencia de estos dispositivos, este área está aún por mejorar, ya que muchos de los materiales propuestos hasta el momento e incluso los ya comercializados muestran importantes carencias de funcionamiento, eficiencia e integrabilidad entre otros. Para la mejora de estos dispositivos, se han propuesto diversas aproximaciones basadas en nanosistemas. Quizá, uno de las más prometedoras son las nanoestructuras de punto cuántico, y en particular los semiconductores III-V basados en la consolidada tecnología de los arseniuros, las cuáles ofrecen excelentes propiedades para su uso como sensores. Además, estudios recientes demuestran su gran carácter sensitivo al medio ambiente, la posibilidad de funcionalizar la superficie para la fabricación de sensores interdisciplinares y posibilididad de mejorar notablemente su eficiencia. A lo largo de esta tesis, nos centramos en la investigación de SQD de In0.5Ga0.5As sobre substratos de GaAs(001) para el desarrollo de sensores de humedad. La tesis abarca desde el diseño, crecimiento y caracterización de las muestras hasta la el posterior procesado y caracterización de los dispositivos finales. La optimización de los parámetros de crecimiento es fundamental para conseguir una nanoestructura con las propiedades operacionales idóneas para un fin determinado. Como es bien sabido en la literatura, los parámetros de crecimiento (temperatura de crecimiento, relación de flujos del elemento del grupo V y del grupo I II (V/III), velocidad de crecimiento y tratamiento térmico después de la formación de la capa activa) afectan directamente a las propiedades estructurales, y por tanto, operacionales de los puntos cuánticos (QD). En esta tesis, se realiza un estudio de las condiciones de crecimiento para el uso de In0.5Ga0.5As SQDs como sensores. Para los parámetros relacionados con la temperatura de crecimiento de los QDs y la relación de flujos V / I I I se utilizan los estudios previamente realizados por el grupo. Mientras que este estudio se centrará en la importancia de la velocidad de crecimiento y en el tratamiento térmico justo después de la nucleación de los QDs. Para ello, se establece la temperatura de creciemiento de los QDs en 430°C y la relación de flujos V/III en 20. Como resultado, los valores más adecuados que se obtienen para la velocidad de crecimiento y el tratamiento térmico posterior a la formación de los puntos son, respectivamente, 0.07ML/s y la realización de una bajada y subida brusca de la temperatura del substrato de 100°C con respecto a la temperatura de crecimiento de los QDs. El crecimiento a una velocidad lo suficientemente alta que permita la migración de los átomos por la superficie, pero a su vez lo suficientemente baja para que se lleve a cabo la nucleación de los QDs; en combinación con el tratamiento brusco de temperatura que hace que se conserve la forma y composición de los QDs, da lugar a unos SQDs con un alto grado de homogeneidad y alta densidad superficial. Además, la caracterización posterior indica que estas nanoestructuras de gran calidad cristalina presentan unas propiedades ópticas excelentes incluso a temperatura ambiente. Una de las características por la cual los SQD de Ino.5Gao.5As se consideran candidatos prometedores para el desarrollo de sensores es el papel decisivo que juega la superficie por el mero hecho de estar en contacto directo con las partículas del ambiente y, por tanto, por ser capaces de interactuar con sus moléculas. Así pues, con el fin de demostrar la idoneidad de este sistema para dicha finalidad, se evalúa el impacto ambiental en las propiedades ópticas y eléctricas de las muestras. En un primer lugar, se analiza el efecto que tiene el medio en las propiedades ópticas. Para dicha evaluación se compara la variación de las propiedades de emisión de una capa de puntos enterrada y una superficial en distintas condiciones externas. El resultado que se obtiene es muy claro, los puntos enterrados no experimentan un cambio óptico apreciable cuando se varían las condiciones del entorno; mientras que, la emisión de los SQDs se modifica significativamente con las condiciones del medio. Por una parte, la intensidad de emisión de los puntos superficiales desaparece en condiciones de vacío y decrece notablemente en atmósferas secas de gases puros (N2, O2). Por otra parte, la fotoluminiscencia se conserva en ambientes húmedos. Adicionalmente, se observa que la anchura a media altura y la longitud de onda de emisión no se ven afectadas por los cambios en el medio, lo que indica, que las propiedades estructurales de los puntos se conservan al variar la atmósfera. Estos resultados apuntan directamente a los procesos que tienen lugar en la superficie entre estados confinados y superficiales como responsables principales de este comportamiento. Así mismo, se ha llevado a cabo un análisis más detallado de la influencia de la calidad y composición de la atmósfera en las propiedades ópticas de los puntos cuánticos superficiales. Para ello, se utilizan distintas sustancias con diferente polaridad, composición atómica y masa molecular. Como resultado se observa que las moléculas de menor polaridad y más pesadas causan una mayor variación en la intensidad de emisión. Además, se demuestra que el oxígeno juega un papel decisivo en las propiedades ópticas. En presencia de moléculas que contienen oxígeno, la intensidad de fotoluminiscencia disminuye menos que en atmósferas constituidas por especies que no contienen oxígeno. Las emisión que se observa respecto a la señal en aire es del 90% y del 77%, respectivamente, en atmósferas con presencia o ausencia de moléculas de oxígeno. El deterioro de la señal de emisión se atribuye a la presencia de defectos, enlaces insaturados y, en general, estados localizados en la superficie. Estos estados actúan como centros de recombinación no radiativa y, consecuentemente, se produce un empeoramiento de las propiedades ópticas de los SQDs. Por tanto, la eliminación o reducción de la densidad de estos estados superficiales haría posible una mejora de la intensidad de emisión. De estos experimentos de fotoluminiscencia, se deduce que las interacciones entre las moléculas presentes en la atmósfera y la superficie de la muestra modifican la superficie. Esta alteración superficial se traduce en un cambio significativo en las propiedades de emisión. Este comportamiento se atribuye a la posible adsorción de moléculas sobre la superficie pasivando los centros no radiativos, y como consecuencia, mejorando las propiedades ópticas. Además, los resultados demuestran que las moléculas que contienen oxígeno con mayor polaridad y más ligeras son adsorbidas con mayor facilidad, lo que hace que la intensidad óptica sufra variaciones despreciables con respecto a la emisión en aire. Con el fin de desarrollar sensores, las muestras se procesan y los dispositivos se caracterizan eléctricamente. El procesado consiste en dos contactos cuadrados de una aleación de Ti/Au. Durante el procesado, lo más importante a tener en cuenta es no realizar ningún ataque o limpieza que pueda dañar la superficie y deteriorar las propiedades de las nanostructuras. En este apartado, se realiza un análisis completo de una serie de tres muestras: GaAs (bulk), un pozo cuántico superficial (SQW) de Ino.5Gao.5As y SQDs de Ino.5Gao.5As. Para ello, a cada una de las muestras se le realizan medidas de I-V en distintas condiciones ambientales. En primer lugar, siguiendo los resultados obtenidos ópticamente, se lleva a cabo una comparación de la respuesta eléctrica en vacío y aire. A pesar de que todas las muestras presentan un carácter más resistivo en vacío que en aire, se observa una mayor influencia sobre la muestra de SQD. En vacío, la resistencia de los SQDs decrece un 99% respecto de su valor en aire, mientras que la variación de la muestras de GaAs e Ino.5Gao.5As SQW muestran una reducción, respectivamente, del 31% y del 20%. En segundo lugar, se realiza una evaluación aproximada del posible efecto de la humedad en la resistencia superficial de las muestras mediante la exhalación humana. Como resultado se obtiene, que tras la exhalación, la resistencia disminuye bruscamente y recupera su valor inicial cuando dicho proceso concluye. Este resultado preliminar indica que la humedad es un factor crítico en las propiedades eléctricas de los puntos cuánticos superficiales. Para la determinación del papel de la humedad en la respuesta eléctrica, se somete a las muestras de SQD y SQW a ambientes con humedad relativa (RH, de la siglas del inglés) controlada y se analiza el efecto sobre la conductividad superficial. Tras la variación de la RH desde 0% hasta el 70%, se observa que la muestra SQW no cambia su comportamiento eléctrico al variar la humedad del ambiente. Sin embargo, la respuesta de la muestra SQD define dos regiones bien diferenciadas, una de alta sensibilidad para valores por debajo del 50% de RH, en la que la resistencia disminuye hasta en un orden de magnitud y otra, de baja sensibilidad (>50%), donde el cambio de la resistencia es menor. Este resultado resalta la especial relevancia no sólo de la composición sino también de la morfología de la nanostructura superficial en el carácter sensitivo de la muestra. Por último, se analiza la influencia de la iluminación en la sensibilidad de la muestra. Nuevamente, se somete a las muestras SQD y SQW a una irradiación de luz de distinta energía y potencia a la vez que se varía controladamente la humedad ambiental. Una vez más, se observa que la muestra SQW no presenta ninguna variación apreciable con las alteraciones del entorno. Su resistencia superficial permanece prácticamente inalterable tanto al modificar la potencia de la luz incidente como al variar la energía de la irradiación. Por el contrario, en la muestra de SQD se obtiene una reducción la resistencia superficial de un orden de magnitud al pasar de condiciones de oscuridad a iluminación. Con respecto a la potencia y energía de la luz incidente, se observa que a pesar de que la muestra no experimenta variaciones notables con la potencia de la irradiación, esta sufre cambios significativos con la energía de la luz incidente. Cuando se ilumina con energías por encima de la energía de la banda prohibida (gap) del GaAs (Eg ~1.42 eV ) se produce una reducción de la resistencia de un orden de magnitud en atmósferas húmedas, mientras que en atmósferas secas la conductividad superficial permanece prácticamente constante. Sin embargo, al inicidir con luz de energía menor que Eg, el efecto que se produce en la respuesta eléctrica es despreciable. Esto se atribuye principalmente a la densidad de portadores fotoactivados durante la irradiación. El volumen de portadores excita dos depende de la energía de la luz incidente. De este modo, cuando la luz que incide tiene energía menor que el gap, el volumen de portadores generados es pequeño y no contribuye a la conductividad superficial. Por el contrario, cuando la energía de la luz incidente es alta (Eg), el volumen de portadores activados es elevado y éstos contribuyen significantemente a la conductividad superficial. La combinación de ambos agentes, luz y humedad, favorece el proceso de adsorción de moléculas y, por tanto, contribuye a la reducción de la densidad de estados superficiales, dando lugar a una modificación de la estructura electrónica y consecuentemente favoreciendo o dificultando el transporte de portadores. ABSTRACT Uncapped three-dimensional (3D) nanostructures have been generally grown to assess their structural quality. However, the tremendous growing importance of the impact of the environment on life has become such nanosystems in very promising candidates for the development of sensing devices. Their direct exposure to changes in the local surrounding may influence their physical properties being a perfect sign of the atmosphere quality. The goal of this thesis is the research of Ino.5Gao.5As surface quantum dots (SQDs) on GaAs(001), covering from their growth to device fabrication, for sensing applications. The achievement of this goal relies on the design, growth and sample characterization, along with device fabrication and characterization. The first issue of the thesis is devoted to analyze the main growth parameters affecting the physical properties of the Ino.5Gao.5As SQDs. It is well known that the growing conditions (growth temperature , deposition rate, V/III flux ratio and treatment after active layer growth) directly affect the physical properties of the epilayer. In this part, taking advantage of the previous results in the group regarding Ino.5Gao.5As QD growth temperature and V/III ratio, the effect of the growth rate and the temperature treatment after QDs growth nucleation is evaluated. Setting the QDs growth temperature at 430°C and the V/III flux ratio to ~20, it is found that the most appropriate conditions rely on growing the QDs at 0.07ML/s and just after QD nucleation, rapidly dropping and again raising 100°C the substrate temperature with respect to the temperature of QD growth. The combination of growing at a fast enough growth rate to promote molecule migration but sufficiently slow to allow QD nucleation, together with the sharp variation of the temperature preserving their shape and composition yield to high density, homogeneous Ino.5Gao.5As SQDs. Besides, it is also demonstrated that this high quality SQDs show excellent optical properties even at room temperature (RT). One of the characteristics by which In0.5Ga0.5As/GaAs SQDs are considered promising candidates for sensing applications is the crucial role that surface plays when interacting with the gases constituting the atmosphere. Therefore, in an attempt to develop sensing devices, the influence of the environment on the physical properties of the samples is evaluated. By comparing the resulting photoluminescence (PL) of SQDs with buried QDs (BQDs), it is found that BQDs do not exhibit any significant variation when changing the environmental conditions whereas, the external conditions greatly act on the SQDs optical properties. On one hand, it is evidenced that PL intensity of SQDs sharply quenches under vacuum and clearly decreases under dry-pure gases atmospheres (N2, O2). On the other hand, it is shown that, in water containing atmospheres, the SQDs PL intensity is maintained with respect to that in air. Moreover, it is found that neither the full width at half maximun nor the emission wavelength manifest any noticeable change indicating that the QDs are not structurally altered by the external atmosphere. These results decisively point to the processes taking place at the surface such as coupling between confined and surface states, to be responsible of this extraordinary behavior. A further analysis of the impact of the atmosphere composition on the optical characteristics is conducted. A sample containing one uncapped In0.5Ga0.5As QDs layer is exposed to different environments. Several solvents presenting different polarity, atomic composition and molecular mass, are used to change the atmosphere composition. It is revealed that low polarity and heavy molecules cause a greater variation on the PL intensity. Besides, oxygen is demonstrated to play a decisive role on the PL response. Results indicate that in presence of oxygen-containing molecules, the PL intensity experiments a less reduction than that suffered in presence of nonoxygen-containing molecules, 90% compared to 77% signal respect to the emission in air. In agreement with these results, it is demonstrated that high polarity and lighter molecules containing oxygen are more easily adsorbed, and consequently, PL intensity is less affected. The presence of defects, unsaturated bonds and in general localized states in the surface are proposed to act as nonradiative recombination centers deteriorating the PL emission of the sample. Therefore, suppression or reduction of the density of such states may lead to an increase or, at least, conservation of the PL signal. This research denotes that the interaction between sample surface and molecules in the atmosphere modifies the surface characteristics altering thus the optical properties. This is attributed to the likely adsoption of some molecules onto the surface passivating the nonradiative recombination centers, and consequently, not deteriorating the PL emission. Aiming for sensors development, samples are processed and electrically characterized under different external conditions. Samples are processed with two square (Ti/Au) contacts. During the processing, especial attention must be paid to the surface treatment. Any process that may damage the surface such as plasma etching or annealing must be avoided to preserve the features of the surface nanostructures. A set of three samples: a GaAs (bulk), In0.5Ga0.5As SQDs and In0.5Ga0.5As surface quantum well (SQW) are subjected to a throughout evaluation. I-V characteristics are measured following the results from the optical characterization. Firstly, the three samples are exposed to vacuum and air. Despite the three samples exhibit a more resistive character in vacuum than in air, it is revealed a much more clear influence of the pressure atmosphere in the SQDs sample. The sheet resistance (Rsh) of SQDs decreases a 99% from its response value under vacuum to its value in air, whereas Rsh of GaAs and In0.5Ga0.5As SQW reduces its value a 31% and a 20%, respectively. Secondly, a rough analysis of the effect of the human breath on the electrical response evidences the enormous influence of moisture (human breath is composed by several components but the one that overwhelms all the rest is the high concentration of water vapor) on the I-V characteristics. Following this result, In0.5Ga0.5As SQDs and In0.5Ga0.5As SQW are subjected to different controlled relative humidity (RH) environments (from 0% to 70%) and electrically characterized. It is found that SQW shows a nearly negligible Rsh variation when increasing the RH in the surroundings. However, the response of SQDs to changes in the RH defines two regions. Below 50%, high sensitive zone, Rsh of SQD decreases by more than one order of magnitude, while above 50% the dependence of Rsh on the RH becomes weaker. These results remark the role of the surface and denote the existence of a finite number of surface states. Nevertheless, most significantly, they highlight the importance not only of the material but also of the morphology. Finally, the impact of the illumination is determined by means of irradiating the In0.5Ga0.5As SQDs and In0.5Ga0.5As SQW samples with different energy and power sources. Once again, SQW does not exhibit any correlation between the surface conductivity and the external conditions. Rsh remains nearly unalterable independently of the energy and power of the incident light. Conversely, Rsh of SQD experiences a decay of one order of magnitude from dark-to-photo conditions. This is attributed to the less density of surface states of SQW compared to that of SQDs. Additionally, a different response of Rsh of SQD with the energy of the impinging light is found. Illuminating with high energy light results in a Rsh reduction of one order of mag nitude under humid atmospheres, whereas it remains nearly unchanged under dry environments. On the contrary, light with energy below the bulk energy bandgap (Eg), shows a negligible effect on the electrical properties regardless the local moisture. This is related to the density of photocarriers generated while lighting up. Illuminating with excitation energy below Eg affects a small absorption volume and thus, a low density of photocarriers may be activated leading to an insignificant contribution to the conductivity. Nonetheless, irradiating with energy above the Eg can excite a high density of photocarriers and greatly improve the surface conductivity. These results demonstrate that both illumination and humidity are therefore needed for sensing. The combination of these two agents improves the surface passivation by means of molecule adsorption reducing the density of surface states, thus modifying the electronic structures, and consequently, promoting the carrier motion.

Impacto antrópico en las aguas de goteo de la cueva de Canelobre (Alicante)

Este trabajo ha sido financiado por el proyecto CGL2008-05929/BTE y realizado dentro del marco del proyecto IGCP-513 de la UNESCO.

Poblaciones bacterianas nativas y sus interacciones en la rizosfera de alfalfa y maní.

Se estima que la demanda de alimentos se duplicará en los próximos cincuenta años y por lo tanto, un importante aumento del rendimiento de los cultivos será necesario para alimentar a la creciente población mundial. Aunque la producción agrícola ha crecido en las últimas décadas, en gran medida debido al uso generalizado de fertilizantes, pesticidas, riego, etc., esta tasa de aumento de la producción no es sostenible a causa del impacto ambiental de las prácticas agrícolas modernas. Uno de los factores que permite el desarrollo de una agricultura sustentable es la calidad del suelo, la cual podría definirse como su capacidad para aceptar, almacenar y reciclar agua, minerales y energía para la producción de cultivos, preservando un ambiente sano. El suelo es considerado un espacio heterogéneo definido por sus propiedades físicas, químicas y biológicas, que bajo condiciones naturales tiende a desarrollar un equilibrio dinámico entre sus diferentes propiedades, lo que genera las condiciones adecuadas para una diversidad de organismos transformadores y descomponedores de sustratos. En general, se considera que la microbiota del suelo, conformada principalmente por bacterias y hongos, juega un papel importante en la fertilidad, reciclaje de nutrientes, evolución, estructura y conservación del mismo. En consecuencia la hipótesis planteada es que la agregación microbiana y la formación de biofilms son procesos cruciales para la supervivencia de las bacterias rizosféricas, la interacción con las plantas y el mejoramiento de la calidad del suelo. En este contexto el objetivo general del presente proyecto estará dirigido a evaluar el aporte de las comunidades microbianas y sus interacciones en el ecosistema rizosférico de la región centro-sur de Córdoba, poniendo especial énfasis en la incidencia sobre la calidad y conservación de los suelos. Por lo tanto y para validar esta hipótesis, se desarrollarán experiencias y evaluaciones dividiendo la investigación en los siguientes objetivos específicos: 1. Evaluar poblaciones bacterianas asociadas a suelo rizosférico de cultivos de impacto agroeconómico en la provincia de Córdoba. 2. Analizar el proceso de autoagregación en células planctónicas de Rizobios y establecer su relación con la capacidad formadora de biofilms. 3. Estudiar la formación de biofilm mixto entre diferentes bacterias rizoféricas aisladas de la rizósfera de cultivos de alfalfa y maní. Para ello se estudiarán alternativamente a través de los enfoques que se describen en el diseño experimental, distintos modelos de asociaciones microorganismo-planta. Si bien el modelo principal de estudio estará centrado en el par simbiótico S. meliloti-alfalfa y Bradyrhizobium sp.-maní, otras bacterias promotoras del crecimiento vegetal como Azospirillum y Pseudomonas, serán utilizadas en evaluaciones comparativas en virtud de las experiencias y capacidades previas de los integrantes del grupo de trabajo en los sistemas mencionados. Consideramos que con la metodología planteada en este proyecto y por medio de un amplio abordaje del tema en estudio, tanto por el uso de los modelos citados como por el diseño de ensayos a escala de laboratorio y a campo, se podrían lograr avances significativos en el conocimiento sobre la aplicación de microorganismos de interés agronómico.

Viabilidade técnica da fabricação de compósito utilizando fibra de pneu na fabricação de blocos intertravados

This work aims to demonstrate the feasibility of a ceramic composite containing fiber in the rubber manufacturing interlocking blocks. Gravel, sand, cement, rubber and fiber: the processes of manufacture and assembly of blocks produced and the various formulations studied with different proportions between the constituent elements were addressed. Mechanical properties were determined for the different formulations, compressive strength, diametral compressive strength, water absorption and apparent density, obeying the rules related to each property. It was concluded that the addition of rubber fiber gave the concrete studied resistance lower than conventional concrete which can be verified on the microstructural analysis obtained by SEM, which revealed the presence of pores and the low adhesion between the fiber and the matrix compression (tire fiber / cement paste). The composite of more viable tire BCPB1 (1/2) fiber can be used in places requests as light squares, pavements, roads and other cycle as well as in the manufacture of the curb and gutter, by having compressive strength in about 20 MPa

Uso da cinza do bagaço da cana-de-açúcar como matéria-prima na substituição dos fundentes para aplicações em porcelanato

The present study aims to evaluate the potential use of bagasse ash from sugar cane (CBC) as a flux, replacing phyllite and/or feldspar in standard industrial mass production of enameled porcelain, verifying the possibility of the CBC contribute to the overall reduction of the coefficient of thermal expansion of the ceramic mass. To this end, as a result of the research, we characterized the raw material components of the standard mass (clay, phyllite, kaolin, feldspar, quartz and talc) and the residue of BCC, by testing by XRF, XRD, AG, DTA and ATG. Specimens (CDP) were manufactured in the dimensions of 100 mm x 50 mm x 8 mm in uniaxial matrix under compaction pressure of 33 MPa, assembled in batches of 3 units subsequently sintered at temperatures of 1150°C to 1210°C by varying the Rating Scale at 10°C, heating and cooling ramp of 50°C/min and 25°C/min, with levels of 1 min, 3 min, 5 min, 8 min, 10 min, 15 min, 30 min and 60 min. analyzing the results of the physical properties of water absorption (WA), linear firing shrinkage (LFS), dilatometric analysis (DTA), flexural strain (SFT) and SEM of the sintered bodies in order to verify the adequacy of CDP to ISO 13006, ISO 10545, NBR 13816 standards; NBR 13817 and NBR 13818. The study showed that the formulations that best suit the requirements of the standards are:. G4 - which was applied in 10% of replacing the CBC phyllite, sintering temperature 1210 ° C for 10 min and porch, and F3 - with application of 7.5% of CBC to replace the feldspar in the sintering temperatures of 1190°C, 1200°C and 1210°C for 10 min and porch. These formulations showed better performance regarding the formation of primary and secondary mullite, with considerable reduction of cracks and pores, meeting the prerequisites of standards for glazed porcelain. The results shows that the use of the CBC as a flux in the preparation of porcelain mass meets standard parameters for the manufacture of the product, and thereby can reduce environmental impact and the cost of production. Therefore, it is recommended to use this residue in the ceramics industry, due to its industrial, commercial and collaborative viability for sustainability.

Tratamento de cascalho de perfuração utilizando sistemas microemulsionados

The oil industry is one of the activities that generates more waste to the environment. The drill cuttings is a waste generated in large quantities in the drilling process and that may cause environmental damage such as soil contamination and consequently the contamination of groundwater if disposed of without prior treatment. Arises the need to develop scientific activities and research ways to adapt these wastes the current environmental standards. In the case of solid wastes, the NBR 10004: 2004 of the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) classifies them into class I waste (hazardous) and class II (not dangerous), which determines which wastes may or may not be discarded in the environment without causing environmental impact. This study presents a novel alternative for treating drill cuttings, where this waste was classified as class I (Abreu & Souza, 2005), mainly by removing the n-paraffin present in it, since this arises when using drilling fluids base oil. Using microemulsion systems promotes the removal of this contaminant drill cuttings samples from wells located in Alto do Rodrigues - RN. Initially, we determined the concentration of paraffin using infrared method in samples were extracted with ultrasound, we obtained a paraffin concentration in the range from 36.59 to 43.52 g of paraffin per kilogram of cuttings. Used two microemulsion systems containing two nonionic surfactants from different classes, one is an alcohol ethoxylated (UNTL-90) and the other an nonylphenol ethoxylated (RNX 110). The results indicated that the system UNTL-90 surfactant has better efficiency than the system with RNX 110. The study of the influence of contact time at the extraction showed that for times greater than 25 minutes has a tendency to increase the percentage extraction with increasing contact time. It was also observed that the extraction is fast because at 1 minute contact has 22.7% extraction. The reuse of the microemulsion system without removing the paraffin extracted in previous steps, showed reduction of 29.32 in percentage of extraction by comparing the first and third extraction, but by comparing the first and second extractions reduction is 8.5 in percentage extraction, so the systems reuse optimization can be an option for economically viable removing paraffin from cuttings. The extraction with shaking is more effective in the treatment of cuttings, reaching the extraction percentage of 87.04%, that is, obtaining a drill cuttings with 0.551% paraffin. Using the percentage of paraffin employed in non-aqueous drilling fluids and fluid maximum limit on cuttings for disposal established by the Environmental Protection Agency of the United States (US EPA), one arrives at the conclusion that the level of paraffin on gravel cannot exceed 3.93%. Conclude that the amount of paraffin in the treated cuttings with the microemulsion system with shaking is below the established by US EPA, showing that the system used was efficient in removing the paraffin from the drill cuttings.

Uso de resíduos de queima de casca de café e argila da região sul da Bahia na obtenção de isolador elétrico cerâmico

The electrical ceramic insulators industry, uses noble raw materials such as siliceous and aluminous clays of white burning, in order to provide plasticity of the mass and contribute to electrical and mechanical properties required of the product, and feldspar with the flux function In literature references the composition of the masses indicates that the clay participates in percentage between 20 and 32, and feldspar 8 to 35, these materials have significant cost. In this research was performed the total replacement of commercial clay, for white burning clay from Santa Luzia region in southern Bahia and partial replacement of feldspar by ash residue of husk conilon coffee burning, from extreme south of Bahia. The objective of replacement these raw materials is to aver its technical feasibility and call attention for the embryo pole of ceramic industry for the existing in the south and extreme south of Bahia, which has significant reserves of noble raw materials such as clay white burning, kaolin, quartz and feldspar, and generates significant volume of gray husk conilon coffee as alternate flux. Clay Santa Luzia is prima noble material whose current commercial application is the production of white roofing. The residue of coffee husk ash is discarded near of production sites and is harmful to the environment. Phase diagrams and statistic design of experiments, were used for optimization and cost savings in research. The results confirmed the expectations of obtaining electrical ceramic insulators, with white burning clay of Santa Luzia and partial replacement up to 35.4% of feldspar, by treaty residue of conilon ash coffee husk burning. The statistic design that showed best results was for formulation with percentages of: clay 26.4 to 30.4%; kaolin 14.85 to 17.1%; feldspar 12.92 to 16.96%; R2 residue 7.08 to 9.2% and Quartz 32.5 to 38.75%, relative to the total mass of the mixture. The best results indicated; 0.2 to 1.4% apparent porosity , water absorption 0.1 to 0.7%, flexural strength 35 to 45MPa , dielectric strength 35-41 kV/cm , the transverse resistivity 8x109 2.5x1010 Ω.cm and for the dielectric constant ε/ε0 7 to 10.4, specification parameters for manufacturing ceramic electrical insulators of low and medium voltage.

Estudo da incorporação de cinza e chamote gerado pela cerâmica vermelha ao próprio processo industrial

The ceramics industry generates waste at various stages of that process, defective products, waste from burning solid fuels, among others. This waste is dumped in landfills, garbage dumps or directly on roads, which has a negative environmental impact. This paper presents a study to incorporate the waste of algaroba wood and chamote (scrap pieces of ceramic already sintered), in to the ceramic material for making sealing blocks. The methodological procedures consist in the characterization of chemical and mineralogical residues, raw materials, and physical-mechanical of the formulations of mixes with clay, silt and waste. By pressing test pieces were produced using a pressure of 200 kgf/cm², varying compositions in the range of 0%, 5%, 10% and 15% by weight of residue. The sintering was performed in a muffle furnace, with the temperature levels of 850 ° C, 900 ° C, 950 ° C, 1000 ° C and 1050 ° C. The evaluated physical and mechanical properties were: Water Absorption, Linear Shrinkage Burning, Apparent Porosity, Apparent Density and Mechanical Resistance to Flexion. Analysis was carried out by Scanning Electron Microscopy on fracture surfaces of the specimens. Evaluation of linear shrinkage property drying and firing , water absorption and mechanical resistance to compression of the sealing blocks 5% wood ash residue, sintered at 900 °C hold temperature in the laboratory the products manufactured on an industrial scale. The main results, it was found on the viability of using the residues of algaroba wood and to confer refractory properties of the ceramic product. The main results, it was concluded feasibility of using the ash residues algaroba wood to impart refractory properties to the ceramic product and the residue of chamote, being derived from the own ceramic product not interfere with the properties, when used in a percentage of up to 5%.Since the residue of chamote being derived from the ceramic product itself had no effect on the properties. Studies in the laboratory have shown that the incorporation of up to 5% of these residues may be adopted as an alternative technology to reduce the environmental impact caused by the industrial sector, without compromising the final properties of the material, since the results on an industrial scale showed absorption values 11.66 and 11.74 of water and waste products respectively, within the parameters of NBR - 15,270, since the mechanical strength was 1.25 MPa and 0.94 MPa respectively for products with and without residue, lower than the minimum required by the technical standard that is 1.5 MPa.

Estudo da incorporação de cinza e chamote gerado pela cerâmica vermelha ao próprio processo industrial

The ceramics industry generates waste at various stages of that process, defective products, waste from burning solid fuels, among others. This waste is dumped in landfills, garbage dumps or directly on roads, which has a negative environmental impact. This paper presents a study to incorporate the waste of algaroba wood and chamote (scrap pieces of ceramic already sintered), in to the ceramic material for making sealing blocks. The methodological procedures consist in the characterization of chemical and mineralogical residues, raw materials, and physical-mechanical of the formulations of mixes with clay, silt and waste. By pressing test pieces were produced using a pressure of 200 kgf/cm², varying compositions in the range of 0%, 5%, 10% and 15% by weight of residue. The sintering was performed in a muffle furnace, with the temperature levels of 850 ° C, 900 ° C, 950 ° C, 1000 ° C and 1050 ° C. The evaluated physical and mechanical properties were: Water Absorption, Linear Shrinkage Burning, Apparent Porosity, Apparent Density and Mechanical Resistance to Flexion. Analysis was carried out by Scanning Electron Microscopy on fracture surfaces of the specimens. Evaluation of linear shrinkage property drying and firing , water absorption and mechanical resistance to compression of the sealing blocks 5% wood ash residue, sintered at 900 °C hold temperature in the laboratory the products manufactured on an industrial scale. The main results, it was found on the viability of using the residues of algaroba wood and to confer refractory properties of the ceramic product. The main results, it was concluded feasibility of using the ash residues algaroba wood to impart refractory properties to the ceramic product and the residue of chamote, being derived from the own ceramic product not interfere with the properties, when used in a percentage of up to 5%.Since the residue of chamote being derived from the ceramic product itself had no effect on the properties. Studies in the laboratory have shown that the incorporation of up to 5% of these residues may be adopted as an alternative technology to reduce the environmental impact caused by the industrial sector, without compromising the final properties of the material, since the results on an industrial scale showed absorption values 11.66 and 11.74 of water and waste products respectively, within the parameters of NBR - 15,270, since the mechanical strength was 1.25 MPa and 0.94 MPa respectively for products with and without residue, lower than the minimum required by the technical standard that is 1.5 MPa.

Diagnóstico ambiental da área de influência do complexo sucroalcooleiro Usina Vale do São Simão Ltda

One of the most widespread renewable energy sources in Brazil is ethanol, from sugarcane, therefore, the sugar and alcohol sector is expanding, with positive impacts for the economy of the country. Sugar cane was introduced in Brazil as a crop during its colonization, for the production of sugar, and put the country in the global scenario. The expansion of this crop occurred in the seventies, to reduce the reliance in fossil energy sources and to stimulate the development of the agricultural activity. Thus, the federal government has promoted the sugar cane crop and the production of ethanol as a fuel. However, it is important to minimize possible impacts that the crop may cause to the environment. Sugar cane has expanded in the frontiers of the mesoregion of Triângulo Mineiro and Alto Paranaíba-MG, and, in this perspective, the agroindustrial complex known as Companhia Energética Vale do São Simão Ltda., with the Mill located in the county of Santa Vitória, Minas Gerais, was adopted to evaluate the environmental impacts caused by the sugarcane in the area of influence of the mill. The mill has a polygonal area corresponding to 53,525.20 hectares, and for its establishment a Study and Report of Environmental Impacts (EIA/RIMA) was presented, as required as an environment protection instrument by the Environment National Policy (Law nº 6.938/81), and detailed by the Resolution CONAMA nº 01/1986. These studies pointed that native vegetation fragments in the Area of Influence of the Mill, before its implantation, corresponded to approximately 20.7% of the area. Therefore, this study evaluated the impacts of the installation of Usina Vale do São Simão, between 2007 and 2012, determining its reflex on the environmental regularization of the farms, and the vegetation fragments existing in the area, in the recovery and recomposition of areas defined as Legal Reserve and Permanent Preservation. Previous studies of the area were analyzed, soil use and occupation was mapped for the years 2007 and 2012, and the areas of permanent preservation and native vegetation fragments were marked. In general, there was a decline in native vegetation coverage in the period, although it cannot be stated that such reduction was a direct effect of the milling activity. Therefore, the legal requirement of preserving such areas was not capable of bringing the positive effects of protection and recovery as demanded by the Law, highlighting that the current legislation was not enough to protect such areas.

Influência da adição de resíduo de caulim nas propriedades tecnológicas de uma massa padrão de porcelanato produzido em escala industrial

VARELA, M. L. et al. Influência da adição de resíduo de caulim nas propriedades tecnológicas de uma massa padrão de porcelanato produzido em escala industrial. Cerâmica, v.55, n.334 p.209-215. 2009.ISSN 0366-6913.Disponível em: -69132009000200015&script=sci_abstract&tlng=pt>. Acesso em: 06 out. 2010.

Avaliação do ciclo de vida de um pavimento flutuante de cortiça

A consciencialização ambiental vem assumindo um papel preponderante na construção civil. Nesse sentido, o desenvolvimento de materiais sustentáveis e ecológicos é essencial para a satisfação de fabricantes e consumidores, respeitando diversos requisitos: níveis reduzidos de poluição e toxicidade, durabilidade dos materiais, possibilidade de reutilização e/ou reciclagem, a proveniência das matérias-primas e a possibilidade de contaminação do ar no interior dos edifícios. As declarações ambientais de produto (DAP) permitem informar o consumidor do desempenho ambiental dos materiais dos produtos. Assim, ao longo de todo o processo de fabrico são registados os consumos de recursos e emissões ambientais e, através da metodologia de avaliação de ciclo de vida, é quantificada a contribuição resultante para impactes ambientais. Esta dissertação visa analisar os possíveis impactes ambientais no decurso do processo de produção de um pavimento flutuante de cortiça, constituído por cortiça, High Density Fibreboard (HDF) e acabamento de superfície, denominado Artcomfort Floating NPC e elaborar de um relatório de suporte, que servirá de base para a DAP do pavimento Artcomfort Floating NPC do sistema do Institut Bauen und Umwelt (IBU). Esta dissertação inclui um relatório de fundo, para a avaliação do ciclo de vida do pavimento flutuante Artcomfort Floating NPC da empresa Amorim Revestimentos, que servirá de base para a elaboração da declaração ambiental de produto (DAP) do mesmo. Para tal, recorreu-se ao software SimaPro para análise dos impactes ambientais das várias fases do processo de fabrico do pavimento em estudo, sendo as fases consideradas, a produção da camada base de cortiça aglomerada, camada backing de cortiça aglomerada, montagem da sanduiche, placa pintada, placa acabada e corte e embalagem. A fase que tem maior contribuição para os impactes ambientais do processo de fabrico do produto, em todas as categorias de impacte analisadas, com exceção da depleção dos recursos abióticos sem combustíveis fósseis, foi a fase de montagem da sanduiche.

Propuesta de optimizaci?n ambiental en los procesos de producci?n del departamento t?cnico de la empresa Constructora El Castillo

La empresa familiar Constructora El Castillo S.A. fue creada en el a?o 2004, desarrolla la totalidad de sus proyectos en los terrenos de la Antigua Hacienda El Castillo, ubicada entre los Municipios de Jamund? y Cali. Desde el momento de su consolidaci?n, la empresa El Castillo S.A. ha querido afianzarse como una empresa comprometida con la protecci?n del ambiente, por ello este proyecto se desarrolla como el primer paso al forjamiento del sistema de gesti?n ambiental de la constructora. Este proyecto analizo mediante herramientas cualitativas los procesos que se llevan a cabo en el El Dpto. T?cnico de la constructora El Castillo, ?ste aunque realiz? actividades para la protecci?n del ambiente, ninguna fue documentada. Para este proyecto se plante? una metodolog?a basada en los lineamientos de la NTC ISO 14001, que permiti? identificar los aspectos ambientales que puede mejorar y hacer un avance en la planeaci?n del sistema de gesti?n ambiental en el Departamento T?cnico de la constructora. Esta metodolog?a se desarroll? en 4 etapas, 1. Revisi?n Inicial: se analiz? el desempe?o del Dpto. T?cnico en materia de gesti?n ambiental, 2. Identificaci?n de los Procesos y sus Impactos Ambientales: se describi? cada proceso e identificaron y valoraron los aspectos e impactos ambientales 3. An?lisis de legislaci?n aplicable a la empresa: se hizo una revisi?n de la legislaci?n ambiental y se detectaron las principales debilidades en esta ?rea. 4. Construcci?n del programa de gesti?n ambiental para el Dpto. T?cnico: se establecieron objetivos, metas e indicadores ambientales, que orientaran la gesti?n ambiental en el Dpto. T?cnico. En el an?lisis de procesos se identificaron impactos tales como: Contaminaci?n atmosf?rica por la quema de combustible f?sil, alteraci?n del suelo, consumo de energ?a, generaci?n de aguas residuales y residuos s?lidos. Estos se analizaron a trav?s de herramientas cualitativas, debido a que la empresa no cuenta en el momento de realizar este proyecto con el presupuesto para cuantificar los diferentes impactos identificados. Del an?lisis cualitativo de los procesos se encontr? que el proceso que genera un mayor impacto es el constructivo, el cual est? asociado principalmente a la gran generaci?n de residuos s?lidos. Ante esto se propone que el Dpto. T?cnico de la constructora tenga como meta la creaci?n de un plan de educaci?n ambiental y un plan de gesti?n integral de los residuos s?lidos, y de esta manera pueda mitigar su mayor impacto