Memoria – beca BE2005

Report for the scientific sojourn at the Centre for Interdisciplinary studies in Environment and Development (CISED), located in Bangalore (Southern India), from September to December 2005. A field-work in the South Indian city of Chennai (former Madras) was developed to analyse the mounting urban (and peri-urban) water crisis. In view of tackling this matter, the state government has done a deal to construct a 100 million litres per day seawater desalination plant. Due to its relative energy-intensiveness (compared to conventional water supply means), the fact that such a large capacity plant will be located in poor country such as India, constitutes somewhat of a surprising novelty, as most desalination facilities in the world are to be found in the oil-rich Persian Gulf countries. This work faces the environmental impact, the energy-intensive technology required, the cost and the missed water management options

Els aliments transgènics

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. La hipòtesi de partida és que les plantes de blat de moro no modificades genèticament són més resistents a tres paràmetres que no pas les transgèniques. Aquests tres paràmetres són: un augment de temperatura, reg amb aigua salada i absència d’aigua. Inclou també una incursió al món dels transgènics i la polèmica actual, concretada en les entrevistes fetes, amb l’objectiu de tenir criteri amb coneixement de causa. Es conclou que el món científic, que se suposa objectiu i neutral, en el tema dels transgènics és confús i que la majoria de la població està desinformada. Els moviments de conscienciació ciutadana fan de contrapunt als possibles abusos de les multinacionals. La situació dels agricultors és de dependència de les multinacionals. Gràcies als transgènics però s’ha pogut avançar en el camp dels medicaments. Referent a l’experiment, no té valor científic perquè la mostra no és representativa i els resultats són atzarosos.

Non-conventional water resources in coastal areas: a review of the use of reclaimed water

In an era of increasing concern for limited water resources a wise joint management of conventional and nonconventional water resources must be considered. Water scarcity aggravates in coastal zones which are often characterised by high population density, intense economic activity and tourism; meaning heavy seasonal water demands. The relationships between sea and land-water can also compromise the quality of available freshwater. In this context, the use of non-conventional water increases the availability of water supplies. Non-conventional water resources of low quality could be directed to meet several needs (like watering lawns, washing cars, flushing toilets and cooling systems, among others). Therefore, significantly more potable water would be available to meet human demand for safe water.

Dessalinització nuclear : estudi preliminar per l'aplicació a Catalunya

Aquest document pretén donar a conèixer el concepte de dessalinització nuclear, determinar els avantatges i inconvenients a nivell ambiental, així com els costos econòmics i energètics que poden suposar. Podem definir dessalinització nuclear com una planta de dessalinització d’aigua marina que és alimentada pel seu complet funcionament per un reactor nuclear. La planta utilitza tant l’energia elèctrica que es produeix com l’energia calorífica retinguda en l’aigua que surt del reactor. S’ha estructurat el treball en tres parts. La primera és una anàlisi de quin és l’ús que se’n fa a nivell mundial de la tecnologia de dessalinització. S’ofereixen dades de la producció mundial d’aigua dolça a partir d’aquesta tecnologia, en quins països se’n fa més ús i perquè. També es defineixen els tipus de plantes de dessalinització que es poden construir. El segon apartat és un anàlisi històric i d’actualitat de la dessalinització nuclear mundial. S’analitza el perquè del desenvolupament d’aquesta tecnologia i s’estudien les necessitats hídriques que es podran tenir en un futur. Es planteja si aquesta tecnologia pot satisfer-les. S’estudien les onze plantes de dessalinització nuclear que han funcionat. El tercer apartat és un estudi de la possible transformació de les dues plantes dessalinitzadores catalanes en dessalinitzadores nuclears. Es fa un anàlisi de costos energètics i de producció, sense tenir en compte els d’instal·lació. També s’investiga els possibles impactes per contaminació radiològica que podria generar l’aigua produïda amb aquesta tecnologia.

Efectivitat de l'ozó sobre els cultius marins en recirculació

Aquest treball planteja treballar en recirculació utilizant ozó per a la desinfecció o reducció de les colònies bacterianes de l'aigua marina. El sistema de recirculació en aqüicultura (SRA) és un procés que millora la qualitat físico-química de l'aigua. D'altra banda, la ozonització permet l'eliminació de compostos tant orgànics com inorgànics, desinfectant i reduint l'lor i la terbolesa de l'aigua, entre d'altres, amb l'inconvenient que l'ozó genera productes residuals en l'aigua salada. S'han realitzat diferents casos d'experimentació (peixos, zooplancton i un biofiltre) per a avaluar l'efecte de l'ozó, tant positiu com negatiu, sobre els organismes marins i l'aigua de cultiu.

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-sizespectrum 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

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

Nous actors, noves cultures? : evolució de les polítiques ambientals a Catalunya : els casos de l'aigua i l'energia

Les polítiques ambientals són el resultat d’un gran nombre de factors: el context social, el moment polític, el marc internacional, etc. En l’àmbit català s’ha demostrat que un factor que pot impactar de manera rellevant és l’aflorament de moviments ciutadans que reclamen canvis en les formes de fer política, encaminant-les cap a models més sostenibles. Malgrat sembli complicat que en el cas de l’energia es donin les condicions que van permetre el pas a la Nova Cultura de l’Aigua, no es descarta la possibilitat que s’arribi per altres mitjans a un canvi del paradigma energètic, ja que no tots els canvis són sempre apreciables des dels seus inicis.

Balanç de nitrogen i anàlisi del consum d'aigua al Baix Empordà

El present treball pretén avaluar l’impacte de les activitats agràries sobre les aigües subterrànies, al Baix Empordà. La ramaderia intensiva genera uns residus que l’agricultura no és capaç d’assumir. Els excedents generats s’infiltren al subsòl, generalment en forma de nitrats (NO3-), provocant la contaminació de les aigües subterrànies. Aquesta pot provocar greus problemes ecològics en els sistemes aquàtics, i afectar a la salut humana. S’ha realitzat un balanç de nitrogen per a les zones agrícoles de l’àrea d’estudi, avaluant els diversos processos que incorporen o extreuen nitrogen al sòl. Paral·lelament, s’ha estudiat el consum d’aigua provocat pel diversos sectors presents a la zona d’estudi, per tal d’avaluar quantitativament la pressió que provoquen sobre els aqüífers. Els resultats obtinguts mostren que la majoria de municipis estudiats generen excedents de nitrogen, justificant la presència de nitrats al subsòl.

Disseny i implementació hardware d'algorismes de reconeixement de caràcters per comptadors d'aigua

Aquest projecte consisteix en l'estudi, comparació i implementació en hardware d'algoritmes de reconeixement de caràcters per integrar en un sistema intel·ligent de captura d'imatges. Aquest sistema, integrat per una càmera amb format i característiques específiques i que anirà acoblat a un comptador d'aigua tradicional, en captarà imatges i les enviarà per RF al punt de recepció de la companyia. L'objectiu principal consisteix en aconseguir un disseny que redueixi al màxim la quantitat d'informació per transmetre, tenint en compte les limitacions de l'entorn.

Augment de la resolució en la reconstrucció de les temperatures de l'aigua i de l'aire del llac Baikal (Sibèria) dels últims 60.000 anys

Aquest estudi consisteix en l’augment de la resolució en la reconstrucció de la temperatura de l’aigua i l’aire del llac Baikal durant els últims 60.000 anys mitjançant l’ús de les proxies de reconstrucció de la temperatura TEX86 i MAAT, i la d’aportació de matèria orgànica d’origen terrestre, el BIT. L’objectiu general d’aquesta investigació és incrementar la resolució temporal en el mostreig del testimoni CON-01-603-02 per tal de millorar el registre de dades obtingudes i d’aquesta manera poder contrastar la hipòtesi de la interconnexió climàtica global, així com identificar esdeveniments climàtics sobtats, tals com els Heinrich events i els esdeveniments D-O. Un cop obtinguts els resultats s’ha realitzat l’anàlisi de la qualitat i fiabilitat de les dades a les resolucions de 5, 10 i 20 Kanys, i es conclou que existeixen diferències globals estadísticament significatives amb els resultats realitzats per Escala et al., (r.n.p [resultats no publicats]), la resolució dels quals es volia augmentar. S’han tractat d’anular aquestes diferències restant o bé sumant la diferència mitjana obtinguda entre les dues mostres en cada un dels intervals de 5 Kanys en què s’han donat aquestes. Els resultats integrats d’Escala et al.,(r.n.p) i els d’aquest estudi, aporten dades que recolzen l’hipòtesi de la interconnexió climàtica global, ja que al comparar-los amb els registres climàtics de Grenlàndia (GRIP2) i l’Antàrtica (Vostok) mostren respostes similars tant per les forces de Milankovitch com per les de subMilankovitch.

Estudi de la reductibilitat de catalitzadors basats en cobalt i el seu comportament en la reacció de desplaçament de gas d'aigua de CO

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la universitat d'Udine, Itàlia, entre setembre i desembre del 2006.S'han caracteritzat mitjançant la reducció a temperatura programada i tests catalítics catalitzadors en pols basats en cobalt i supostats en òxid de zinc i monòlits ceràmics funcionaliltzats també amb cobalt i òxid de zinc. L'addició de promotors (manganès, crom i ferro ) als catalitzadors en pols, preparats per impregnació i precipitació, no afecta significativament ni la temperatura a la qual té lloc la reducció ni al percentatge global de reducció. En els cicles de reducció-oxidació sí que s'observen diferències entre el primer perfil de reducció i els següents, especialment en el cas de la mostra que té ferro com a promotor, on les diferències s'accentuen en cicles successius (fins al quart). S'ha evaluat l'activitat d'aquests catalitzadors en la reacció de desplaçament de gas d'aigua, obtenint uns resultats satisfactoris. Finalment s'han realitzat reduccions a temperatura programada i tests catalítics en la reacció de desplaçament de gas d'aigua amb monòlits funcionalitzats amb cobalt i òxid de zinc (en cap d'ells s'ha introduït promotors). El nivell de conversió assolit és menor que en el cas de catalitzadors en pols, fet que s'associa a la geometria d'aquests sistemes catalítics, però la relació CH4/CO2 és més favorable que en els catalitzadors en pols, el que els converteix en sistemes molt selectius.

La gestió del subministrament d'aigua potable a la comarca de l'Alt Empordà

El treball tracta sobre la gestió de l’aigua a la Comarca de l’Alt Empordà i per fer-ho comença analitzant la legislació de la Unió Europea sobre gestió hidràulica i les transposicions que se n’han fet a l’estat espanyol; també es recull el que és la legislació pròpia de l’estat i la de la Comunitat Autònoma de Catalunya. En aquest darrer punt és on es comença una anàlisi més detinguda i finalment el treball es centra en la comarca de l’Alt Empordà on encara conviuen diferents maneres de gestionar l’aigua: amb xarxa mancomunada, amb pobles amb captació pròpia i alguns pobles on encara no existeix la xarxa pública d’aigua en ple segle XXI per rocambolesc que això pugui semblar. S’analitzen dins de la comarca les diferents xarxes existents, quines són les normatives que les regeixen i els seus respectius òrgans de gestió. I encara concentrant-ho més s’analitza concretament el cas de Vila-sacra (el meu poble) on la xarxa pública d’aigua es va construir tot just a partir de l’any 2003 i per tant on m’ha estat relativament fàcil seguir les passes de l’inici de l’ajuntament com a administració que s’encarrega a partir de la construcció de la xarxa, de gestionar tant la captació, com el tractament, la posterior distribució i el cobrament final d’aquesta aigua consumida pels veïns inclosos els cànons establerts per l’ACA i que després ha de liquidar a l’entitat superior. M’ha servit per analitzar quina part de la xarxa es paga amb fons municipals, quina amb la contribució dels veïns i què es considera xarxa en alta i per tant va a càrrec de l’ACA com a administració hidràulica superior a Catalunya. La conclusió del treball m’ha portat a proposar que la millor solució per una comarca especialment complicada com és l’Alt Empordà amb un gran nombre de municipis (concretament 68) seria la d’establir una xarxa mancomunada comuna a tots els municipis o potser dues si volguéssim distingir els municipis d’interior i més essencialment rurals dels de costa i que tenen una forta influència del turisme, cosa que fa que la demanda d’aigua no sigui lineal sinó que tingui pics de consum a l’estiu que és precisament l’estació més seca de l’any. En definitiva, no podem desentendre’ns d’aquest recurs tan vital perquè tots som responsables d’un ús eficient. Així, una mena d’inici d’aplicació d’aquesta solució hauria de passar per la creació d’un ens ultramunicipalista, o per exemple, aprofitar-ne un de ja creat i en ple funcionament com és la xarxa establerta pel Consorci de la Costa Brava (pels pobles de costa i turístics) i després unificar tota la resta de la comarca i que tota s’abastís directament del Pantà de Boadella. La despesa inicial de construcció de la xarxa potser seria important però el resultat analitzat amb el pas de temps necessàriament hauria de ser positiu i probablement no es tornaria a donar una situació de sequera tan crítica com la recentment viscuda, durant la qual es va arribar a aprovar un transvasament d’urgència d’aigua de l’Ebre fins a l’àrea de Barcelona. Durant aquella crisi, els embassaments van estar per sota del 30%, es van organitzar portades d’aigua en vaixell, es va restringir el reg i els usos ornamentals a les conques internes (les comarques de Barcelona, Girona i del Camp de Tarragona) i es va estar a un pas de decretar restriccions al consum humà a l’àrea de Barcelona. Aquesta situació ens va fer replantejar a tots nivells el tema del consum d’aigua i de si realment el nostre territori pot assumir o no més construcció i per tant més població o unes instal•lacions que comporten un gran consum d’aigua com per exemple més camps de golf. Un any després, el panorama és ben diferent. Els embassaments estan tots per sobre del 80%, les muntanyes dels Pirineus han acumulat durant l’hivern una generosa i inusual reserva de neu, les amenaces de restriccions han quedat enrere i els transvasaments d’aigua de les conques de l’Ebre cap a l’àrea de Barcelona, amb el conflicte polític i territorial que això comportava, han estat aparentment descartats i fora de l’agenda política del país. Però no s’ha d’oblidar que el problema continua latent.

Estudi exploratori per a la reconstrucció de temperatures de l'aigua i de l'aire en la conca central del llac Baikal (Sibèria) en els últims 40000 anys

Aquest estudi consisteix en un anàlisi exploratori que té per objectiu principal la realització d’una reconstrucció de la temperatura de l’aigua i l’aire del llac Baikal durant els últims 40.000 anys. El treball s’ha dut a terme mitjançant l’ús de les proxys de reconstrucció de la temperatura y la utilització dels mètodes TEX86, MAAT, i la d’aportació de matèria orgànica d’origen terrestre, el BIT, aplicant-les a la mostra VER93-2 st GC-24, extreta pel Baikal Drilling Project a la conca central, amb l’objectiu de fer una aportació de dades paleoclimàtiques per tal d’aconseguir una millora en les interpretacions de futurs esdeveniments climàtics, i d’identificar esdeveniments climàtics sobtats, tals com els Heinrich events i els Youngers Dryas. Abans de la realització de l’anàlisi de les mostres s’ha dut a terme una extrapolació de l’edat en el testimoni, degut a que l’edat del core BDP VER93-2.st.GC-24 havia estat extrapolada fins a 277,5 cm de profunditat i en el present estudi s’ha ampliat l’anàlisi fins als 460 cm. de profunditat. Un cop obtinguts els resultats s’ha realitzat un càlcul de precisió i reproductibilitat per tal de conèixer una estimació quantitativa de la variabilitat de les dades obtingudes en les diferents proxys, en el qual ha estat demostrat una baixa variabilitat de les dades, exceptuant la variabilitat del TEX86 i la precisió del MAAT. Per a la localització dels diferents esdeveniments climàtics donats durant l’Holocè i el Plistocè s’han realitzat anàlisis gràfics dels propis resultats, juntament i en comparació dels resultats realitzats per Escala et al. (r.n.p [resultats no publicats]) en la conca sud, i de l’estudi publicat per Prokopenko et al., en el que s’analitza la presència de diatomees i matèria orgànica l’Atlàntic Nord. Els resultats integrats d’Escala et al.,(r.n.p) i els d’aquest estudi coincideixen en la datació dels diferents esdeveniments, amb alguna variació hipotèticament produïda per l’extrapolació d’edat realitzada en el present estudi i la gran aportació de matèria orgànica en el lloc d’extracció del testimoni per part del riu Selenga. Aquests resultats mostren una possible relació entre els esdeveniments climàtics i la variació de la temperatura de l’aigua.