Diversidad y evolución conceptuales.

Valorar empíricamente el modelo de aprendizaje propuesto, denominado 'Modelo Sistémico de Evolución Conceptual'. Diseñar, aplicar y evaluar un modelo de intervención didáctica coherente con dicho modelo de aprendizaje. 219 alumnos de primero y tercero de BUP y de primero, segundo-tercero de Medicina de Cantabria. Dos partes. 1. Un estudio sincrónico, destinado a constatar el primer objetivo. Realizado en el mismo intervalo temporal con 219 alumnos. Secuenciación de fases: aplicación de un test diseñado para detectar la diversidad conceptual, la existencia de esquemas representativos, las construcciones resultantes del aprendizaje y la racionalidad en la aplicación de conceptos por parte de los alumnos; corrección de los tests; y análisis de los datos efectuados a través de análisis de frecuencias por niveles-apartados-cursos, de consecuencia/inconsecuencia y de conceptos previos e ideas auxiliares. 2. Un estudio diacrónico, realizado con alumnos de BUP con el objetivo de evaluar el modelo de intervención didáctica propuesto. Secuenciación de fases: aplicación del test (pre-test) referido, impartición de la unidad didáctica, aplicación del test (post-test) a los mismos alumnos con un intervalo de tiempo de dieciséis meses a partir de la aplicación del pre-test, corrección de pre y del post-test y análisis de los datos obtenidos. Test de diagnóstico de esquemas conceptuales sobre el tema de nutrición humana. Tablas, tabla de evaluación conceptual, tabla de ideas previas y auxiliares, ficha de corrección, normas de corrección del test. 1. Revisión del modelo sistemático de evolución conceptual. Propuesta de una denominación más apropiada: Modelo Sistémico-Evolutivo de la Dinámica Conceptual. 2. Se ha constatado la validez de los parámetros de dispersión conceptual y equitatividad para el estudio de la diversidad y la dinámica conceptual. 3. Mientras que el análisis del estudio sincrónico revela una transición lenta (varios cursos de instrucción) de los alumnos hacia esquemas científicos, el estudio diacrónico muestra la eficacia del modelo de intervención didáctica experimentado, al conseguir que la transición se efectúe en un sólo curso de instrucción. 4. En el estudio sincrónico se caracteriza una secuencia evolutiva de esquemas representativos, en la que puede observarse un rápido incremento en el conocimiento descriptivo. El incremento en el conocimiento de tipo explicativo es más lento. 5. El porcentaje de alumnos que aplican los conceptos racionalmente es alto, aunque varía de forma específica en los diversos apartados del tema. 6. Elaboración de un cinturón protector de ideas auxiliares por parte de los alumnos, que les permite defender sus conceptos en situaciones conflictivas, guardando un cierto analogismo con la propuesta de Lakatos acerca de cómo los científicos defienden sus teorías.

El portafoli de l’estudiant: un model d’avaluació per als ensenyaments professionals de música.

En aquest treball descrivim l’elaboració i implementació a l’aula un material que pretén afavorir la fixació del coneixement adquirit per l’estudiant d’ensenyaments professionals de viola. A tal efecte, vam dissenyar un cicle d'investigació – acció (I-A) que es va dur a terme al Conservatori Professional de Música de Menorca durant el curs 2007-08 i al Conservatori Professional de Música i Dansa Mallorca al llarg del curs 2008-09. L'anàlisi qualitativa dels resultats ens mostra els avantatges del material elaborat per a la consecució dels fins proposats. Així mateix, ens deixa entreveure la possibilitat d’un nou disseny del material en format digital, com a proposta per a un posterior cicle d’I-A.

UVE de Gowin instrumento metacognitivo para un aprendizaje significativo basado en competencias

El present treball t?? com a objectiu descriure l'eina metacognitiva i heur??stica anomenada V de Gowin, desenvolupada a la llum de la teoria d'Ausubel, Novak i Gowin en la resoluci?? de problemes, an??lisi del curr??culum, avaluaci??, an??lisi cr??tica de treballs d???investigaci??, informes de pr??ctiques de laboratori de c??mput, entre altres m??s. Es presenten la metodologia i els resultats obtinguts quan s???ha implementat en assignatures d'an??lisi i disseny dels algorismes, en la carrera d'Enginyeria en Computaci?? a l'Institut Polit??cnic Nacional. La necessitat d'implementar-la per donar suport a l'estudiant en el seu aprenentatge significatiu i la millora del rendiment acad??mic, que redunda a abatre la problem??tica de reprovaci?? i la deserci?? escolar que causen un efecte negatiu en diversos ??mbits socials i econ??mics, i anar m??s enll?? en guiar els estudiants cap a un aprenentatge basat en compet??ncies.

Anharmonicity contributions to the vibrational second hyperpolarizability of conjugated oligomers

Restricted Hartree-Fock 6-31G calculations of electrical and mechanical anharmonicity contributions to the longitudinal vibrational second hyperpolarizability have been carried out for eight homologous series of conjugated oligomers - polyacetylene, polyyne, polydiacetylene, polybutatriene, polycumulene, polysilane, polymethineimine, and polypyrrole. To draw conclusions about the limiting infinite polymer behavior, chains containing up to 12 heavy atoms along the conjugated backbone were considered. In general, the vibrational hyperpolarizabilities are substantial in comparison with their static electronic counterparts for the dc-Kerr and degenerate four-wave mixing processes (as well as for static fields) but not for electric field-induced second harmonic generation or third harmonic generation. Anharmonicity terms due to nuclear relaxation are important for the dc-Kerr effect (and for the static hyperpolarizability) in the σ-conjugated polymer, polysilane, as well as the nonplanar π systems polymethineimine and polypyrrole. Restricting polypyrrole to be planar, as it is in the crystal phase, causes these anharmonic terms to become negligible. When the same restriction is applied to polymethineimine the effect is reduced but remains quantitatively significant due to the first-order contribution. We conclude that anharmonicity associated with nuclear relaxation can be ignored, for semiquantitative purposes, in planar π-conjugated polymers. The role of zero-point vibrational averaging remains to be evaluated

Systematic study of the static electrical properties of the CO molecule: influence of the basis set size and correlation energy

The influence of the basis set size and the correlation energy in the static electrical properties of the CO molecule is assessed. In particular, we have studied both the nuclear relaxation and the vibrational contributions to the static molecular electrical properties, the vibrational Stark effect (VSE) and the vibrational intensity effect (VIE). From a mathematical point of view, when a static and uniform electric field is applied to a molecule, the energy of this system can be expressed in terms of a double power series with respect to the bond length and to the field strength. From the power series expansion of the potential energy, field-dependent expressions for the equilibrium geometry, for the potential energy and for the force constant are obtained. The nuclear relaxation and vibrational contributions to the molecular electrical properties are analyzed in terms of the derivatives of the electronic molecular properties. In general, the results presented show that accurate inclusion of the correlation energy and large basis sets are needed to calculate the molecular electrical properties and their derivatives with respect to either nuclear displacements or/and field strength. With respect to experimental data, the calculated power series coefficients are overestimated by the SCF, CISD, and QCISD methods. On the contrary, perturbation methods (MP2 and MP4) tend to underestimate them. In average and using the 6-311 + G(3df) basis set and for the CO molecule, the nuclear relaxation and the vibrational contributions to the molecular electrical properties amount to 11.7%, 3.3%, and 69.7% of the purely electronic μ, α, and β values, respectively

Solució mental i solució motriu en la iniciació als esports col·lectius en l'Educació Primària

The adjustment of the teaching learning contents in Physical Education, requires of a rigorous analysis that permits to adjust them to the maximum with the educational needs of the student body. It has been approached an investigation study in the one which have intervened pupils, boys and girls, of two different populations, Girona and Madrid in order to prove and analyse the motor and mental components of the student body in the real situation of the game. The hypothesis that we have treated are:if it exists differences between the boys and girls of the educational levels studied in the motor and mental solution in the sports initiation, additionally, the differences that they can exist between the courses and what distance is verified between the study ages to approach a physical activity that implies an initial step to the hour of teaching the collective sports in the classes of Physical education. They have been employed three measure instruments: the first permits to analyse the mental solution without need of practice employing situation photographs of the real game with those which the pupils must choose to who to happen; the second is a pass test that permits to prove the technical dominance to use in a collective sport and the third is a real game situation that permits to put in manifesto the relationship between the mental behaviour and the motor of the pupil. This real game situation is ‘the game of ten pass’ (Blázquez,1986; Torres,1993). The results demonstrate that it do not exist differences between the two sexes in the study ages. In the case of the technical execution level, there is a considerable increase with the age and it is slightly greater in the kids that in the girls. In the case of the real game, we find ourselves with a great variability in the results and we cannot conclude that there are relative differences to the sex in none of the three courses. Respect at participation level during the game is confirmed that the pupils that more participate are not the pupils than more balls lose, what permits to guarantee the idea of the fact that it is convenient to use the real game practice as direct learning element. Finally, there is no a high correlation between the execution level measured in the test of technical execution and the decision execution during the game

Case-Crossover Analysis of Air Pollution Health Effects: A Systematic Review of Methodology and Application

Case-crossover is one of the most used designs for analyzing the health-related effects of air pollution. Nevertheless, no one has reviewed its application and methodology in this context. Objective: We conducted a systematic review of case-crossover (CCO) designs used to study the relationship between air pollution and morbidity and mortality, from the standpoint of methodology and application.Data sources and extraction: A search was made of the MEDLINE and EMBASE databases.Reports were classified as methodologic or applied. From the latter, the following information was extracted: author, study location, year, type of population (general or patients), dependent variable(s), independent variable(s), type of CCO design, and whether effect modification was analyzed for variables at the individual level. Data synthesis: The review covered 105 reports that fulfilled the inclusion criteria. Of these, 24 addressed methodological aspects, and the remainder involved the design’s application. In the methodological reports, the designs that yielded the best results in simulation were symmetric bidirectional CCO and time-stratified CCO. Furthermore, we observed an increase across time in the use of certain CCO designs, mainly symmetric bidirectional and time-stratified CCO. The dependent variables most frequently analyzed were those relating to hospital morbidity; the pollutants most often studied were those linked to particulate matter. Among the CCO-application reports, 13.6% studied effect modification for variables at the individual level.Conclusions: The use of CCO designs has undergone considerable growth; the most widely used designs were those that yielded better results in simulation studies: symmetric bidirectional and time-stratified CCO. However, the advantages of CCO as a method of analysis of variables at the individual level are put to little use

Factors influencing zooplankton size structure at contrasting temperatures in coastal shallow lakes: Implications for effects of climate change

We assessed the importance of temperature, salinity, and predation for the size structure of zooplankton and provided insight into the future ecological structure and function of shallow lakes in a warmer climate. Artificial plants were introduced in eight comparable coastal shallow brackish lakes located at two contrasting temperatures: cold-temperate and Mediterranean climate region. Zooplankton, fish, and macroinvertebrates were sampled within the plants and at open-water habitats. The fish communities of these brackish lakes were characterized by small-sized individuals, highly associated with submerged plants. Overall, higher densities of small planktivorous fish were recorded in the Mediterranean compared to the cold-temperate region, likely reflecting temperature-related differences as have been observed in freshwater lakes. Our results suggest that fish predation is the major control of zooplankton size structure in brackish lakes, since fish density was related to a decrease in mean body size and density of zooplankton and this was reflected in a unimodal shaped biomass-size spectrum with dominance of small sizes and low size diversity. Salinity might play a more indirect role by shaping zooplankton communities toward more salt-tolerant species. In a global-warming perspective, these results suggest that changes in the trophic structure of shallow lakes in temperate regions might be expected as a result of the warmer temperatures and the potentially associated increases in salinity. The decrease in the density of largebodied zooplankton might reduce the grazing on phytoplankton and thus the chances of maintaining the clear water state in these ecosystems

Building wood debris piles benefits avian seed dispersers in burned and logged Mediterranean pine forests

Salvage logging is a common practice carried out in burned forests worldwide, and intended to mitigate the economic losses caused by wildfires. Logging implies an additional disturbance occurring shortly after fire, although its ecological effects can be somewhat mitigated by leaving wood debris on site. The composition of the bird community and its capacity to provide ecosystem services such as seed dispersal of fleshy-fruited plants have been shown to be affected by postfire logging. We assessed the effects of the habitat structure resulting from different postfire management practices on the bird community, in three burned pine forests in Catalonia (western Mediterranean). For this purpose, we focused on the group of species that is responsible for seed dispersal, a process which takes place primarily during the winter in the Mediterranean basin. In addition, we assessed microhabitat selection by seed disperser birds in such environments in relation to management practices. Our results showed a significant, positive relationship between the density of wood debris piles and the abundance of seed disperser birds. Furthermore, such piles were the preferred microhabitat of these species. This reveals an important effect of forest management on seed disperser birds, which is likely to affect the dynamics of bird-dependent seed dispersal. Thus, building wood debris piles can be a useful practice for the conservation of both the species and their ecosystem services, while also being compatible with timber harvesting

Can salvage logging affect seed dispersal by birds into burned forests?

The recovery of vegetation in Mediterranean ecosystems after wildfire is mostly a result of direct regeneration, since the same species existing before the fire regenerate on-site by seeding or resprouting. However, the possibility of plant colonization by dispersal of seeds from unburned areas remains poorly studied. We addressed the role of the frugivorous, bird-dependent seed dispersal (seed rain) of fleshy-fruited plants in a burned and managed forest in the second winter after a fire, before on-site fruit production had begun. We also assessed the effect on seed rain of different microhabitats resulting from salvage logging (erosion barriers, standing snags, open areas), as well as the microhabitats of unlogged patches and an unburned control forest, taking account of the importance of perches as seed rain sites. We found considerable seed rain by birds in the burned area. Seeds, mostly from Olive trees Olea europaea and Evergreen pistaches Pistacia lentiscus, belonged to plants fruiting only in surrounding unburned areas. Seed rain was heterogeneous, and depended on microhabitat, with the highest seed density in the unburned control forest but closely followed by the wood piles of erosion barriers. In contrast, very low densities were found under perches of standing snags. Furthermore, frugivorous bird richness seemed to be higher in the erosion barriers than elsewhere. Our results highlight the importance of this specific post-fire management in bird-dependent seed rain and also may suggest a consequent heterogeneous distribution of fleshy-fruited plants in burned and managed areas. However, there needs to be more study of the establishment success of dispersed seeds before an accurate assessment can be made of the role of bird-mediated seed dispersal in post-fire regeneration

Mesura de la qualitat en el sector serveis

El treball desenvolupat en aquesta tesi consisteix en l'adaptació a la llengua catalana d'un model de mesura de la qualitat en el sector serveis, el model servqual, i la seva contrastació a través d'una aplicació empírica al sector de les entitats financeres de les comarques gironines. El primers capítols del treball constitueixen un bloc introductori al tema principal de la tesi, la mesura de la qualitat en el sector serveis, i indiquen la necessitat i la conveniència d'obtenir una mesura fiable de la qualitat per tal d'aconseguir un avantatge competitiu sostenible tant en el mercat nacional com en el mercat internacional actual. El desenvolupament metodològic de la tesi es realitza en dues vessants diferents, per una banda es procedeix a l'adaptació a la llengua catalana de l'instrument de mesura que es vol contrastar, i per l'altra es descriu, es discuteix i s'aplica la metodologia estadística que permet descobrir variables latents, és a dir, constructes no observables directament, a través de l'estudi de la covariació de les variables observables o indicadors adequats. L'objectiu general que es vol aconseguir és l'avaluació de la qualitat percebuda del servei que ofereixen les entitats financeres de la província de Girona. Els objectius específics que es planteja el treball, a part de la obtenció de l'instrument adaptat a la llengua catalana per a la mesura de la qualitat percebuda en el sector de les entitats financeres, són: a) L'estudi de la validesa i de la fiabilitat de l'instrument, així com l'anàlisi de l'estabilitat de les dimensions inherents al model i que porten a la formació del constructe qualitat percebuda. b) L'anàlisi de la relació entre les percepcions i les expectatives com a manera d'avaluar la qualitat percebuda. c) La discriminació deis constructes qualitat, qualitat percebuda i satisfacció i les possibles relacions existents entre ells. d) L'estudi del poder predictiu del constructe qualitat percebuda sobre el comportament futur dels clients. e) L'impacte que tenen les característiques socioeconòmiqes deis clients, així com la distinció entre tipus d'entitat (caixes i bancs), en l'avaluació de la qualitat percebuda. L'elecció del sector empíric d'aplicació del treball no ha estat gratuïta i obeeix a dos motius principals. En primer lloc, i a diferència d'altres treballs empírics d'aplicació de l''escala servqual, no es vol fer l' estudi sobre una mostra de conveniència o sobre una llista de clients d'una determinada entitat sinó que planteja l'estudi sobre una mostra aleatòria geogràfica presa sobre el total poblacional censat a les comarques gironines. L' altra motiu l'imposa la mateixa metodologia al exigir que el client ha d'haver pogut escollir lliurament l'entitat que avalua i per tant que el seu judici sobre l'entitat no ha estat condicionat a priori. La mostra s'ha seleccionat realitzant mostreig aleatori simple proporcional a la mesura de l'hàbitat prèvia estratificació dels municipis segons tinguin mida censal inferior als 2.000 habitants, entre 2.000 i 10.000 habitants, entre 10.000 i 50.000 habitants i superior als 50.000 habitants. El total de la mostra de la primera fase (500 persones), s'ha administrat mitjançant entrevista personal per enquestadors entrenats prèviament. El nivell de resposta útil consta de 430 qüestionaris. La mostra utilitzada en la segona fase consta de 150 persones, seleccionades aleatòriament entre les que havien donar resposta valida en la primera fase i l'administració es va fer per correu. Les anàlisis exploradores realitzades mostren la poca estabilitat de les dimensions del model encara que l'escala de les percepcions recull un percentatge de variabilitat superior a l'escala servqual i proporciona valors superiors per l'alfa de Cronbach. Les anàlisis confirmatòries efectuades per a contrastar l'existència de les cinc dimensions del model (tangible, fiabilitat, interès, seguretat i empatia), com a variables latents associades als seus corresponents models de mesura. ens permeten rebutjar-les globalment encara que observem ajustos menys dolents per al' escala de les percepcions que per a l'escala servqual. L'anàlisi en profunditat del model ens porta a la conclusió que els aspectes més significatius en l'avaluació de qualitat són els corresponents a aspectes de seguretat, fiabilitat i interès i que els percentatges de variabilitat explicada són superiors en tots els casos per a l' escala de les percepcions que per al' escala servqual. Atès que l' anàlisi de la bateria servqual indica que les percepcions dels clients només superen les seves expectatives en tres dels ítems corresponents a la dimensió tangible, que les valoracions de qualitat i de satisfacció global són molt bones i que la comparació de les puntuacions mitjanes a les expectatives amb puntuacions mitjanes d'importància dels diferents aspectes avaluats indiquen criteris semblants, concloem que l'escala de les percepcions té un poder explicatiu superior i que la interpretació de l'escala servqual s'ha de contextualitzar en el sentit que no es poden interpretar de la mateixa manera els gaps amb mateixa puntuació, sinó que la diferencia entre percepcions i expectatives és més important si la puntuació donada a les expectatives és més alta. Les anàlisis efectuades a través de proves Anova i interpretades a través d'anàlisis de classificació múltiple indiquen que els aspectes socioeconòmics que més incideixen en les valoracions de qualitat són els que fan referència a la mida de l'hàbitat i al nivell d'estudis. Veiem el paral·lelisme en l'explicació de les dues escales, percepcions i servqual, però sempre a favor de l'escala de les percepcions pel que fa a significativitat i a percentatge de variabilitat explicada. El model estructural saturat entre els constructes que mesuren de manera global la qualitat, les percepcions de qualitat i la satisfacció global, ens permet rebutjar la hipòtesis que es tracta de mesures de tres constructes iguals i ens permet establir relacions entre ells. El modelat amb equacions estructurals de dos models equivalents excepte pel que fa a la direccionalitat entre qualitat i satisfacció entre les percepcions, la qualitat, la satisfacció i el comportament futur del client, ens porta a ajustos completament equivalents. De la mateixa manera, el planteig de models equivalents per discernir quin dels dos constructes, qualitat o satisfacció, és el que causa un efecte directe sobre el comportament futur del client ens porta també a ajustos equivalents. Les principals conclusions del treball són que les percepcions de qualitat dels clients de les entitats financeres de les comarques gironines són molt bones i que els aspectes més importants per a la valoració de la qualitat són els que fan referència a seguretat, fiabilitat i interès. Els aspectes que fan referència a les dimensions tangibles i d'empatia són molt poc significatius estadísticament. Destaca el fet que l'escala de les percepcions té un poder predictiu més alt a nivell individual que l'escala servqual analitzada i que l'escala de les expectatives permet relativitzar la importància de les conclusions extretes a través de l'escala de les percepcions. S'ha comprovat la validació de criteri de l'instrument a través de la predicció del comportament futur del client en l'ajust estructural realitzat i la fiabilitat de l'instrument s'ha comprovat a través de la prova test-retest efectuada entre les dues fases del treball empíric sobre la mateixa mostra de persones en dos moments de temps. Qualitat i satisfacció són la mesura de dos constructes diferents entre els que no hem pogut decidir el sentit de causalitat. El poder predictiu del constructe qualitat percebuda sobre el comportament futur dels clients es mesura a través d'un efecte indirecte a través de les variables de qualitat i de satisfacció global i és significatiu. Les variables socioeconòmiques són importants per entendre millor el comportament dels diferents sectors de mercat així com dels dos tipus d'entitat avaluades (bancs i caixes). L' escala servqual és un esquelet vàlid per a la mesura de la qualitat dels serveis però cal un treball qualitatiu previ a la seva implantació en un sector concret per recollir una part més gran de la variabilitat de les respostes i la seva força està en la utilització repetida al llarg del temps per captar canvis tant en les expectatives com en les percepcions de qualitat dels clients.

Allocation of GHG emissions in a paper mill, an application tool to reduce emissions

El sector de pasta i paper és considerat un dels set sectors industrials més intensius en consum energètic. La producció i consum d'electricitat i de vapor esdevenen les fonts majoritàries d'emissions de gasos d'efecte hivernacle en aquest sector industrial. Les fàbriques papereres poden assolir objectius de reducció d'emissions mitjançant reducció en origen (substitució de combustibles, introducció d'energies renovables) o bé a partir de mesures d'eficiència energètica en el propi procés. En aquest context, s'ha desenvolupat un mètode de distribució d'emissions que permet assignar a cada unitat d'operació del procés paperer, el seu grau de responsabilitat en emissions. També s'han avaluat diferents mètodes de càlcul de factors d'emissió de vapor i electricitat, tant per plantes de cogeneració com per sistemes individuals. A partir d'aquesta avaluació s'han proposat nous mètodes alternatius als analitzats. Aquests mètodes i els factors d'emissions s'han aplicat a dues fàbriques papereres catalanes.

Aplicacions i mecanisme de la reacció d'hidroesterificació d'olefines. Compatibilització fibramatriu en poliolefines reforçades amb fibra de pi

En la primera part del present treball es presenta la investigació duta a terme sobre la reacció d'hidroesterificació d'olefines. S'analitzen els factors que afecten la reactivitat i quimioselectivitat de les reaccions d'hidroesterificació i deuterioesterificació en sistemes catalítics basats en complexes de pal·ladi amb lligands auxiliars de tipus fosfina. Es presenta un estudi detallat del mecanisme catalític a través del qual tenen lloc aquestes reaccions. La determinació del mecanisme de reacció ha estat aplicada a la obtenció d'una versió enantioselectiva de la mateixa. En una segona part del treball s'han analitzat diversos sistemes de modificació superficial de fibres naturals i el seu efecte sobre la compatibilitat fibra - matriu en materials compòsits de matriu poliolefínica. S'han caracteritzat les propietats superficials de fibres de pi químicament modificades. Les fibres naturals modificades s'han utilitzat en la preparació de materials compòsits, les propietats mecàniques, tèrmiques i termomecàniques dels quals han estat caracteritzades i analitzades.

Aprofitament de residus vegetals per a la concentració i separació d'ions metàl·lics de solucions aquoses

La adsorció sobre carbó actiu és un tractament habitual para a l'eliminació de metalls contaminants d'afluents aquosos. Amb la finalitat de reduir el cost dels tractament actuals s'està estudiant la utilització d'adsorbents de baix cost com a substituts dels sorbents convencionals que s'utilitzen usualment en els tractaments d'aigües. En aquesta tesi s'ha avaluat la possibilitat d'aprofitar diversos residus vegetals procedents de processos agrícoles o residus industrials, com a sorbents per a l'eliminació de metalls de solucions aquoses. En concret, el treball s'ha centrat en assolir dos grans objectius, primer de tot, conèixer la possibilitat d'utilitzar el pinyol d'oliva com a adsorbent de metalls divalents de solucions aquoses, com són el Cd(II), Cu(II), Ni(II) i Pb(II), i en segon lloc, avaluar la utilització de quatre residus vegetals (escorça de yohimbe, rapa de raïm, suro i pinyol d'oliva) per a l'extracció de Cr(VI) de solucions aquoses i utilitzar el residu vegetal més apropiat com a base per tal d'obtenir un nou sorbent, amb més bona morfologia per ser utilitzat en sistemes d'eliminació de Cr(VI) en continu. Les dades cinètiques d'adsorció es van tractar amb el model cinètic de pseudo-segon ordre, amb el que es van determinar la velocitat inicial d'adsorció dels metalls. Els models d'isotermes d'equilibri de Langmuir i Freundlich es van utilitzar per descriure els equilibris d'adsorció i calcular els paràmetres de les isotermes. En els assajos amb mescles binàries de metalls, els resultats es van tractar amb el model ampliat de Langmuir. En aquest treball s'ha determinat, primerament, que el pinyol d'oliva és un bon sorbent dels metalls divalents estudiats. S'ha determinat que l'adsorció dels metalls varia amb el pH de la solució i que la presència de sals en la solució provoca una davallada en l'adsorció. També es va determinar la competència en l'adsorció entre els metalls al realitzar assajos en mescles binàries. Amb els estudis d'extracció de Cr(VI) amb els quatre materials s'ha determinat que aquests vegetals poden adsorbir el Cr(VI) en solució, tot i que la rapa i la yohimbe són els materials que presenten unes capacitats d'adsorció més elevades. Les anàlisis amb espectroscòpia electrònica de Raig-X realitzats en la rapa de raïm i la yohimbe en contacte amb Cr(VI) varen demostrar la presència del metall en els dos estats d'oxidació, Cr(VI) i Cr(III), evidenciant la participació del mecanisme de reducció de Cr(VI) en l'adsorció del metall sobre els materials. Amb l'encapsulació de la rapa de raïm es va incrementar significativament la capacitat d'adsorció del metall respecta a la seva utilització en la forma original. Les dades experimentals es van tractar amb un model de difusió i es va determinar el coeficient de difusió en l'adsorció en el sorbent amb diferent percentatge de rapa en l'interior. Finalment s'han realitzat estudis preliminars d'adsorció de crom hexavalent en continu utilitzant columnes de petites dimensions farcides amb el sorbent format per boles de rapa encapsulada en alginat càlcic. En aquests assajos s'ha determinat l'efecte en l'adsorció de metall de diversos paràmetres d'operació, com la concentració inicial de metall, el cabal i l'alçada de llit. El model de transferència de matèria i difusió en columna emprat pel tractament de les dades experimentals va mostrar l'efecte de la concentració inicial i del cabal en els coeficients de difusió i transferència de matèria. El model BDST no va predir correctament el temps de servei en els diferents paràmetres d'operació experimentats a causa de la complexitat del procés d'adsorció. Amb aquests assajos preliminars s'han establert les bases de l'adsorció de Cr(VI) amb el nou sorbent en sistemes en continu amb la finalitat de realitzar estudis posteriors d'eliminació del metall en columnes de majors dimensions.

Avaluació de la toxicitat de metalls pesants i arsènic en diferents models biològics

En aquest estudi, la toxicitat de diversos metalls pesants i l'arsènic va ser analitzada utilitzant diferents models biològics. En la primera part d'aquest treball, el bioassaig de toxicitat Microtox, el qual està basat en la variació de l'emissió lumínica del bacteri luminiscent Vibrio fischeri, va ser utilitzat per establir les corbes dosi-resposta de diferents elements tòxics com el Zn(II), Pb(II), Cu(II), Hg(II), Ag(I), Co(II), Cd(II), Cr(VI), As(V) i As(III) en solucions aquoses. Els experiments es varen portar a terme a pH 6.0 i 7.0 per tal de mostrar que el pH pot influir en la toxicitat final mesurada d'alguns metalls degut als canvis relacionats amb la seva especiació química. Es varen trobar diferents tipus de corbes dosi-resposta depenent del metall analitzat i el pH del medi. En el cas de l'arsènic, l'efecte del pH en la toxicitat de l'arsenat i l'arsenit es va investigar utilitzant l'assaig Microtox en un rang de pHs comprès entre pH 5.0 i 9.0. Els valors d'EC50 determinats per l'As(V) disminueixen, reflectint un augment de la toxicitat, a mesura que el pH de la solució augmenta mentre que, en el cas de l'As(III), els valors d'EC50 quasi bé no varien entre pH 6.0 i 8.0 i només disminueixen a pH 9.0. HAsO42- i H2AsO3- es varen definir com les espècies més tòxiques. Així mateix, una anàlisi estadística va revelar un efecte antagònic entre les espècies químiques d'arsenat que es troben conjuntament a pH 6.0 i 7.0. D'altra banda, els resultats de dos mètodes estadístics per predir la toxicitat i les possibles interaccions entre el Co(II), Cd(II), Cu(II), Zn(II) i Pb(II) en mescles binàries equitòxiques es varen comparar amb la toxicitat observada sobre el bacteri Vibrio fischeri. L'efecte combinat d'aquests metalls va resultar ser antagònic per les mescles de Co(II)-Cd(II), Cd(II)-Zn(II), Cd(II)-Pb(II) i Cu(II)-Pb(II), sinèrgic per Co(II)-Cu(II) i Zn(II)-Pb(II) i additiu en els altres casos, revelant un patró complex de possibles interaccions. L'efecte sinèrgic de la combinació Co(II)-Cu(II) i la forta disminució de la toxicitat del Pb(II) quan es troba en presència de Cd(II) hauria de merèixer més atenció quan s'estableixen les normatives de seguretat ambiental. La sensibilitat de l'assaig Microtox també va ser determinada. Els valors d'EC20, els quals representen la toxicitat llindar mesurable, varen ser determinats per cada element individualment i es va veure que augmenten de la següent manera: Pb(II) < Ag(I) < Hg(II)  Cu(II) < Zn(II) < As(V) < Cd(II)  Co(II) < As(III) < Cr(VI). Aquests valors es varen comparar amb les concentracions permeses en aigues residuals industrials establertes per la normativa oficial de Catalunya (Espanya). L'assaig Microtox va resultar ser suficientment sensible per detectar els elements assajats respecte a les normes oficials referents al control de la contaminació, excepte en el cas del cadmi, mercuri, arsenat, arsenit i cromat. En la segona part d'aquest treball, com a resultats complementaris dels resultats previs obtinguts utilitzant l'assaig de toxicitat aguda Microtox, els efectes crònics del Cd(II), Cr(VI) i As(V) es varen analitzar sobre la taxa de creixement i la viabilitat en el mateix model biològic. Sorprenentment, aquests productes químics nocius varen resultar ser poc tòxics per aquest bacteri quan es mesura el seu efecte després de temps d'exposició llargs. Tot i això, en el cas del Cr(VI), l'assaig d'inhibició de la viabilitat va resultar ser més sensible que l'assaig de toxicitat aguda Microtox. Així mateix, també va ser possible observar un clar fenomen d'hormesis, especialment en el cas del Cd(II), quan s'utilitza l'assaig d'inhibició de la viabilitat. A més a més, diversos experiments es varen portar a terme per intentar explicar la manca de toxicitat de Cr(VI) mostrada pel bacteri Vibrio fischeri. La resistència mostrada per aquest bacteri podria ser atribuïda a la capacitat d'aquest bacteri de convertir el Cr(VI) a la forma menys tòxica de Cr(III). Es va trobar que aquesta capacitat de reducció depèn de la composició del medi de cultiu, de la concentració inicial de Cr(VI), del temps d'incubació i de la presència d'una font de carboni. En la tercera part d'aquest treball, la línia cel·lular humana HT29 i cultius primaris de cèl·lules sanguínies de Sparus sarba es varen utilitzar in vitro per detectar la toxicitat llindar de metalls mesurant la sobreexpressió de proteines d'estrès. Extractes de fangs precedents de diverses plantes de tractament d'aigues residuals i diferents metalls, individualment o en combinació, es varen analitzar sobre cultius cel·lulars humans per avaluar el seu efecte sobre la taxa de creixement i la capacitat d'induir la síntesi de les proteïnes Hsp72 relacionades amb l'estrès cel·lular. No es varen trobar efectes adversos significatius quan els components s'analitzen individualment. Nogensmenys, quan es troben conjuntament, es produeix un afecte advers sobre tan la taxa de creixement com en l'expressió de proteins d'estrès. D'altra banda, cèl·lules sanguínies procedents de Sparus sarba es varen exposar in vitro a diferents concentracions de cadmi, plom i crom. La proteïna d'estrès HSP70 es va sobreexpressar significativament després de l'exposició a concentracions tan febles com 0.1 M. Sota les nostres condicions de treball, no es va evidenciar una sobreexpressió de metal·lotioneïnes. Nogensmenys, les cèl·lules sanguínies de peix varen resultar ser un model biològic interessant per a ser utilitzat en anàlisis de toxicitat. Ambdós models biològics varen resultar ser molt adequats per a detectar acuradament la toxicitat produïda per metalls. En general, l'avaluació de la toxicitat basada en l'anàlisi de la sobreexpressió de proteïnes d'estrès és més sensible que l'avaluació de la toxicitat realitzada a nivell d'organisme. A partir dels resultats obtinguts, podem concloure que una bateria de bioassaigs és realment necessària per avaluar acuradament la toxicitat de metalls ja que existeixen grans variacions entre els valors de toxicitat obtinguts emprant diferents organismes i molts factors ambientals poden influir i modificar els resultats obtinguts.