Stephanie Seneff. / Also issued as Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 1985. / Includes bibliographical references (p. 228-235). / Supported in part by the National Institutes of Health. 5 T32 NS07040

La Química Verde es una disciplina reciente de la química cuyo objetivo es diseñar compuestos y procesos químicos que reduzcan o eliminen la generación de sustancias peligrosas para la salud humana y el medio ambiente, haciendo un uso sostenible de los recursos. Para cuantificar ambientalmente las mejoras introducidas en una reacción química de acuerdo con estrategias de Química Verde, o bien para comparar distintas alternativas, se requiere realizar balances de cargas ambientales y valorar éstas. En la presente tesis doctoral se presenta un modo de llevar a cabo esta valoración ambiental en el caso de la comparación de distintas alternativas.La tesis doctoral se centra en la evaluación ambiental de diferentes procesos avanzados de oxidación. Sobre la investigación de estos procesos se esta dedicando actualmente muchos recursos, estos son fundamentalmente de nuevas tecnologías para el tratamiento de efluentes contaminantes procedentes de diferentes tipos de actividades, particularmente agrícolas e industriales de los sectores químico, papelero, textil, etc.En particular, la tesis doctoral se ha centrado en la aplicación del Análisis del Ciclo de Vida (ACV) a los tratamientos de disoluciones acuosas de ácido salicílico y del tinte sintético Procion Red H-E7B mediante métodos de oxidación avanzada como son el proceso Fenton, foto-Fenton y la Fotocatálisis Heterogénea con posterior uso o no de un tratamiento biológico.En el primer capítulo de la tesis correspondiente a la introducción, se detalla de forma clara y concisa los principales fundamentos del ACV, incluyendo su metodología, así como los procesos de oxidación avanzada de Fenton, foto-Fenton y Fotocatálisis Heterogénea, conjuntamente con el acoplamiento con un tratamiento biológico. El ACV se centra en considerar el consumo de energía eléctrica, el costo de la producción de los compuestos químicos empleados en todo el proceso y los gastos originados en la depuración química y biológica de las aguas residuales resultantes. El cálculo del ACV se hace mediante programas estándares donde se tiene en cuenta hasta 10 factores que influyen en la salud humana, los recursos naturales, el medio ambiente, etc.El segundo capítulo de materiales y métodos explica en detalle los diferentes sistemas experimentales empleados y los métodos de cálculo del ACV. El tercer capítulo de resultados y discusión se presenta en dos partes bien diferenciadas. En la primera de ellas, se señalan los datos obtenidos en tratar el ácido salicílico y se realiza su ACV, como resultados más importantes se obtiene que el proceso de foto-Fenton es el menos impactante y que una especia inocua como el peróxido de hidrógeno da lugar a menos toxicidad. Por otro lado, la segunda parte estudia la determinación del ACV para el tratamiento del tinte Procion Red H-E7B estudiado previamente por el grupo de investigación. En las diferentes etapas se indica de forma clara los parámetros empleados para evaluar esta parte, las aproximaciones hechas, los datos obtenidos y las ideas que pueden dar lugar a su mejora, de esta parte se deduce que el acoplamiento foto-Fenton-biológico hace disminuir el impacto ambiental del proceso. Estos resultados son muy significativos cuando abren las puertas a un estudio profundo del ACV en la degradación de compuestos tóxicos por procesos inducidos por luz solar, lo cuál favorecería la disminución del impacto ambiental en evitar las actuales irradiaciones con una lámpara UV y el consecuente ahorro energético. Por otro lado, los resultados obtenidos permiten extender la investigación para realizar un estudio más riguroso de posteriores acoplamientos biológicos. / The Green Chemistry is a young chemical discipline, which aims at designing chemical compounds and processes that reduce or eliminate the production of substances dangerous for the human health and the environment by a sustainable use of the resources. In order to quantify environmentally the improvements introduced to a chemical reaction in compliance with the Green Chemistry strategies or in order to compare various possibilities it is required to carry out the balances of environmental charges and evaluate them. In the herein doctoral thesis the manner of carrying out this environmental evaluation is presented in the case of comparing various possibilities.The doctoral thesis is focused on the environmental evaluation of various advanced oxidation processes. Many resources are being nowadays applied to investigate these processes which are basically the new technologies for processing the polluting liquids coming from different kinds of activities, especially the agriculture and industrial from chemical, paper manufacture, textile and other sectors. The doctoral thesis is particularly focused on the application of Life Cycle Analyse (LCA) to the processing of watery solutions and salicylic acid and synthetic dye Procion Red H-E7B through advanced oxidation methods such as Fenton, photo-Fenton and a Heterogeneous Photocatalysis process, with, a subsequent use of biological processing included or not. In the first chapter of the thesis, following the introduction, the most important basis of LCA are clearly and concisely enumerated including their methodology as well as the advanced oxidation processes such as Fenton, photo-Fenton and a Heterogeneous Photocatalysis together with the biological processing. The LCA is mainly focused on considering the electrical energy consumption, chemical compound production cost throughout the whole processes and the costs incurred by chemical and biological purification of resulting residual waters. The LCA estimate is carried out by standard programs which take into consideration up to 10 factors affecting human health, natural resources, the environment etc.The second chapter focused on the materials and methods explains in details the different experimental systems applied and ways of estimating the LCA. The third chapter is about the results and the discussion, presented in two, well defined parts. In the first part the data achieved during the processing the salicylic acid are indicated and their LCA is carried out. The most important results are that photo - Fenton process is the least powerful and a watery substance such as hydrogen peroxide causes less toxicity. On the other hand, the second part analyses the importance of LCA for the Procion Red H-E7B dye processing, previously analysed by an investigation group. On different stages the parameters applied to evaluate this part are clearly indicated as well as the approach, the data obtained and the ideas how to improve them. This part allows to deduce that adding the biological photo-Fenton helps decrease the environmental impact of the process. These results are highly important if they launch a deep LCA study in degradation of toxic compounds by processes induced by solar light, which would help decrease environmental impact avoiding the present radiations of UV lamps and the consequent energetic savings. On the other hand the obtained results let extend the investigation in order to realise stricter analyses of subsequent biological processes.

Com a resultat de les activitats humanes, la contaminació deguda a productes químics alliberats al medi s’ha convertit en un problema global, essent una amenaça real per a l’activitat humana. La contaminació pot afectar qualsevol compartiment de l’ecosistema. Els hidrocarburs derivats del petroli, on s’inclouen els hidrocarburs policíclics aromàtics (HAPs), són contaminants que afecten de manera particular el sòl. Actualment existeixen diverses tècniques per a la restauració d’emplaçaments contaminats, inclosa la bioremediació. La micorremediació, àrea de coneixement en què s’emmarca la tesi, ha guanyat atenció en els últims anys ja que és una tècnica ambientalment respectuosa. Aquest treball presenta els resultats de les investigacions prèvies al desenvolupament d’un tractament de bioremediació de sols contaminats per hidrocarburs policíclics aromàtics mitjançant el fong ligninolític Trametes versicolor. Els resultats de l’esmentada investigació es presenten en tres apartats diferenciats. El primer es centra en la producció de biomassa del fong per a posteriors aplicacions en processos de bioremediació. Es divideix en dues seccions: • La primera es basa en la producció de biomassa en cultiu submergit. Els experiments es van centrar en formular un medi definit de cultiu de baix cost que permetés obtenir nivells elevats de biomassa, en la morfologia desitjada (pellets). El reactor fluïditzat per polsos d’aire amb control de pH va resultar ser el més adequat. La producció s’escalà a un bioreactor de 10 litres. • La segona secció analitza la colonització del fong sobre suports lignocel·lulòsics provinents de residus agrícoles per a posterior aplicació en el sòl. La selecció dels millors substrats per a la colonització es va basar en el nivell de biomassa (ergosterol), la producció de lacasa i la capacitat de degradar naproxè en 24 hores. Es va demostrar que el fong era capaç de colonitzar el sòl tant en condicions estèrils com en no estèrils mantenint, en tot cas, la capacitat degradativa. El segon apartat es centra en la degradació d’hidrocarburs policíclics aromàtics pel fong. Es divideix en tres seccions: • La primera es basa en la selecció d’un surfactant per a la degradació de HAPs en medi líquid, essent el millor el surfactant no iònic Tween 80. Es va poder demostrar la capacitat degradativa de diversos HAPs en medi líquid; tant en experiment per separat com en mescles. Així mateix, també es va demostrar que en les condicions de cultiu l’enzim lacasa podia degradar alguns dels compostos. • La segona secció fa referència a la identificació de productes intermediàris de degradació d’HAPs. També es va estudiar la capacitat de degradació d’aquests intermediaris per part del fong. • En la tercera secció es van provar diferents sistemes de degradació en sòl, on el bioslurry es presenta com el més efectiu en termes d’eficàcia de degradació. Es va poder comprovar que en les biopiles airejades el fong va tenir problemes derivats del rang termofílic assolit. El darrer apartat es basa en la degradació dels HAPs de la creosota. Es divideix en dues seccions: • La primera es centra en la degradació dels HAPs de la fracció aromàtica de la creosota. Es van estudiar diferents sistemes i es va determinar que el fong era més eficient en degradació en biopiles. En cultius submergits, medi líquid i slurry, el fong era efectiu en la degradació d’HAPs de baix pes molecular però no en aquells d’alt pes molecular. Es va observar l’efecte inhibitori sobre Trametes tant dels compostos addicionals afegits junt amb la creosota com en augmentar la concentració de HAPs. ! • La segona secció és fruit de la col·laboració amb el Laboratori de Biotecnologia Ambiental de l’Institut de Microbiologia de l’Acadèmia de les Ciències de la República Txeca de Praga. S’estudià l’efecte de la interacció del fong amb la població microbiana del sòl durant processos de bioremediació d’HAPs en sòl.! El treball experimental s’ha dut a terme en el “Grup de degradació de contaminants industrials i valorització de residus” del Departament d’Enginyeria Química de la UAB. L’objectiu general de recerca del grup és el desenvolupament de processos biotecnològics per a degradar compostos xenobiòtics difícilment degradables per tractaments convencionals. / Como consecuencia de las actividades humanas, la contaminación debida a productos químicos liberados en el medio se ha convertido en un problema global, siendo una amenaza real para la actividad y la salud de los seres vivos. La contaminación puede afectar a cualquier compartimento del ecosistema. Concretamente, los hidrocarburos derivados del petróleo son contaminantes que afectan de manera particular al suelo, entre los cuales destacan los hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPAs). Actualmente existen diversas técnicas para la restauración de emplazamientos contaminados por estos compuestos. Cabe destacar que en los últimos años la comunidad científica ha centrado especialmente los esfuerzos en el campo de la micorremediación (área de conocimiento donde se enmarca la presente tesis) dado que se trata de una técnica ambientalmente respetuosa. El trabajo presenta los resultados de las investigaciones previas al desarrollo de un tratamiento de bioremediación de suelos contaminados por hidrocarburos policíclicos aromáticos mediante el hongo ligninolítico Trametes versicolor. Los resultados de la mencionada investigación se presentan en tres apartados diferenciados. El primero se centra en la producción de biomasa del hongo para posteriores aplicaciones en procesos de bioremediación. Se divide en dos secciones: • La primera se basa en la producción de biomasa en cultivo sumergido. Los experimentos se centraron en formular un medio de cultivo definido de bajo coste que permitiera obtener niveles elevados de biomasa, en la morfología deseada (pellets). El reactor fluidizado por pulsos de aire con control de pH resultó ser el más adecuado. La producción se escaló a un bioreactor de 10 litros. • La segunda sección analiza la colonización del hongo sobre soportes lignocelulósicos provenientes de residuos agrícolas para posterior aplicación en el suelo. La selección de los mejores sustratos para la colonización se basó en el nivel de biomasa (ergosterol), la producción de lacasa y la capacidad de degradar naproxeno en 24 horas. Se demostró que el hongo era capaz de colonizar el suelo tanto en condiciones estériles como no estériles manteniendo, en todo caso, la capacidad degradativa. El segundo apartado se centra en la degradación de hidrocarburos policíclicos aromáticos por el hongo. Se divide en tres secciones: • La primera se basa en la selección de un surfactante para la degradación de HPAs en medio líquido, siendo el surfactante no iónico Tween 80 aquel que dio mejores resultados. Se pudo demostrar la capacidad degradativa de diversos HPAs en medio líquido; tanto en experimentos por separado como en mezclas. Asimismo, también se demostró que en las condiciones de cultivo la enzima lacasa podía degradar algunos de los compuestos. • La segunda sección hace referencia a la identificación de productos intermediarios de degradación de HPAs. También se estudió la capacidad de degradación de estos intermediarios por parte del hongo. • En la tercera sección se probaron diferentes sistemas de degradación en suelos, donde el bioslurry resultó el más efectivo en términos de eficacia de degradación. Se pudo comprobar que en las biopilas aireadas el hongo tuvo problemas derivados del rango termofílico alcanzado. El último apartado se basa en la degradación de los HPAs de la creosota. Se divide en dos secciones: • La primera se centra en la degradación de los HPAs de la fracción aromática de la creosota. Se estudiaron diferentes sistemas y se determinó que el hongo era más eficiente en degradación en las biopilas. En cultivos sumergidos, medio líquido y slurry, el hongo era efectivo en la degradación de HPAs de bajo peso molecular pero no en aquellos de alto peso molecular. Se observó el efecto inhibitorio sobre Trametes versicolor tanto de los compuestos adicionales añadidos junto con la creosota como al aumentar la concentración de HPAs. • La segunda sección es fruto de la colaboración con el Laboratorio de Biotecnología Ambiental del Instituto de Microbiología de la Academia de las Ciencias de la República Checa en Praga. Se estudió el efecto de la interacción del hongo con la población microbiana del suelo durante procesos de bioremediación de HPAs en suelos. El trabajo experimental se ha llevado a cabo en el "Grupo de degradación de contaminantes industriales y valorización de residuos" del Departamento de Ingeniería Química de la UAB. El objetivo general de investigación del grupo es el desarrollo de procesos biotecnológicos para degradar compuestos xenobióticos difícilmente degradables mediante tratamientos convencionales. / As a result of human activities pollution aroused as a global concern due to improper release of chemicals into the environment. Contamination represents a real threat to humans and can affect any ecosystem compartment. Petroleum hydrocarbons affect typically soil, including polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Several conventional clean-up techniques are available for site restoration, including bioremediation. Mycoremediation, attained interest in the last decades as it is assumed to be an environmental-friendly technique. This work shows the results of the basic research previous to the development of a polycyclic aromatic hydrocarbons polluted soil bioremediation treatment by means of the white rot fungus Trametes versicolor. The results of the mentioned research are presented in three differentiated sections. The first section focuses on the fungal biomass production for posterior applications in bioremediation processes. It is divided into two subsections: • The first part focuses on biomass production of in submerged cultures. The experiments were aimed at formulating a low-cost defined medium to obtain high amounts of biomass, in the preferred morphology (pellets). The air-pulsed fluidized bioreactors equipped with pH control were the most appropriate. The production was scaled-up to a 10 liters bioreactor. • The second part analyzes the fungal colonization of lignocellulosic supports for further application in soil. The selection of the optimal substrate for colonization based on active biomass amounts, laccase production and the capacity to degrade naproxene in 24 hours. It was demonstrated that the fungus was capable of colonizing soil both under sterile and non-sterile conditions maintaining, in any case, the degradative capacity. The second section focuses on the fungal ability to degrade polycyclic aromatic hydrocarbons. It is ddivided into three subsections: • The first part focuses on the selection of an optimal surfactant for PAHs degradation in liquid medium, obtaining the best results with the non-ionic surfactant Tween 80. The degradation of several PAHs by T. versicolor in liquid medium was demonstrated; both in individual-PAHs experiment as well as in PAHs-mixtures. Likewise, it was also demonstrated that under culture conditions laccase might degrade some of the studied compounds. • The second section includes the identification of PAHs metabolites arising from degradation. The fungal degradation capacity of these intermediates was also examined. • In the third section different degradation systems of were tested for soil treatment, the bioslurry resulted as the most effective in terms of degradation efficiency. It was checked out that in aerated biopiles, the fungus had problems derived from attaining termophilic ranges. The last section deals with the creosote-PAHs degradation. It is divided into two subsections: • The first part focuses on the fungal PAHs-degradation of the creosote aromatic fraction. Different systems were studied and it was determined that the fungus was more efficient at degrading PAHs in biopiles approach. In submerged cultures, liquid medium and slurry, the fungus was effective at degrading low-molecular-weight PAHs but not those of high-molecularweight. It was also observed inhibitory effects on Trametes due to the additional compounds present in creosote as well as when increasing the total PAHs concentration. • The second section is a result of the collaboration with the Laboratory of Environmental Biotechnology in the Institute of Microbiology, which belongs to the Academy of Sciences of the Czech Republic (Prague). The effect on PAHs removal during the interaction between soil microbial population and white-rot fungi during soil bioremediation processes was studied. The experiments have been carried out in the "Group of degradation of industrial pollutants and valuation of waste" from the Department of Chemical Engineering in the UAB. The main research motivation of the group is to develop specific biotechnological processes to degrade xenobiotic compounds that are scarcely degraded by conventional treatments.

Les estimacions de danys ambientals en cadenes de processos necessiten l'avaluació d'impactes ambientals en dues perspectives: orientades cap a cadenes de processos i orientades localment. Per a ambdues perspectives s'han desenvolupat eines específiques d'avaluació: l'Avaluació del Cicle de Vida (ACV o LCA) i l'Avaluació del Risc Ambiental (ERA). L'ACV és una eina, bastant nova, orientada cap a cadenes de processos, per avaluar el perfil ambiental dels productes, enfocada cap al cicle de vida complet d'aquests. A la fase de l'Avaluació de l'Impacte del Cicle de Vida (LCIA) s'avaluen els resultats del Inventari del Cicle de Vida (LCI) d'un sistema de producte, per entendre millor el seu significat ambiental. L'ERA és una eina per avaluar el risc de substàncies químiques específiques. A l'anàlisi d'exposició, s'avalua el risc d'un procés en un lloc concret. L'Anàlisi de Vies d'Impacte (IPA) és un mètode semblant que s'ha desenvolupat per a l'avaluació dels danys ambientals en termes de paràmetres d'impactes físics, com per exemple els casos de càncer. A l'IPA normalment aquests paràmetres es converteixen en costs externs. No obstant això, els individus podrien preferir altres esquemes de valoració.Els productes es fabriquen en una cadena ramificada de processos. Existeixen mètodes específics per a l'avaluació ambiental de productes que no s'haurien d'emprar directement per a l'avaluació d'un número de processos industrials amb una unitat funcional comuna, ja que el nivell de sofisticació en l'avaluació pot ser més elevat per a cadenes de processos industrials amb un número limitat de processos inclosos que per a productes complexos. S'han realitzat pocs esforços, per explorar sistemàticament les incerteses inherents, interfases i tipus de possibilitats d'integració i comunicació dels mètodes d'avaluació ambientals citats, orientats per un costat a cadenes de processos i per l'altre els orientats localment, en el cas de cadenes de processos industrials. Per això l'objectiu d'aquesta tesi, és trobar un compromís adequat entre els mètodes d'avaluació d'impacte ambiental, orientats a cadenes de processos i els orientats localment i, convertir les estimacions de danys ambientals en resultats significatius, com els costs ambientals.La tesi ofereix un algoritme matemàtic i un esquema que permet la diferenciació espaial a diferents nivells de detall i proposa una integració de l'ACV, l'IPA i els costs ambientals. La metodologia establerta "Estimacions de Danys Ambientals per a Cadenes de Processos Industrials" posa els punts mitjos i els punts finals en un marc comú. S'aplica i se segueix desenvolupant un mètode per a l'avaluació d'impactes depenents del lloc com una manera per aconseguir un compromís entre les avaluacions del dany específic de lloc i els indicadors potencials del cicle de vida. El mètode utilitza classes genèriques d'impacte que corresponen a diverses distribucions de receptors i condicions de dispersió basades en un raonament estadístic. Una part del desenvolupament de la metodologia consisteix en l'anàlisi de les incerteses en el LCI i l'IPA per la simulació de Monte Carlo. Aquesta aplicació paral.lela permet mostrar que les incerteses de l'inventari són menys importants que les dels danys.Els mètodes presentats i la metodologia desenvolupada s'han aplicat amb èxit per diferents camins al cas pràctic d'incineració de residus i, especialment, al seu impacte sobre la salut humana. La comparació dels resultats derivats, mitjançant indicadors d'impacte de punt final, amb els obtinguts per a l'indicador de punt mitjà, indica que per la situació del cas pràctic l'indicador de punt mitjà desestima l'impacte ambiental dels processos de transport. S'ha establert la base per a la creació d'una nova generació de models de gestió integrada de residus que inclou l'optimització de la ubicació de plantes de tractament de residus i de la difusió de les rutes de transports corresponents. / Las estimaciones de daños ambientales en cadenas de procesos necesitan la evaluación de impactos ambientales en dos perspectivas: orientadas hacia cadenas de procesos y orientadas localmente. Para las dos perspectivas se han desarrollado herramientas específicas de evaluación: el Análisis del Ciclo de Vida (ACV o LCA) y la Evaluación del Riesgo Ambiental (ERA). El ACV es una herramienta, bastante nueva, orientada hacia cadenas de procesos, para evaluar el perfil ambiental de los productos, enfocada hacia el ciclo de vida completo de éstos. En la fase de la Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (LCIA) se evalúan los resultados del Inventario del Ciclo de Vida (LCI) de un sistema de producto, para entender mejor su significado ambiental. La ERA es una herramienta para evaluar el riesgo de substancias químicas específicas. En el análisis de exposición, se evalúa el riesgo de un proceso en un lugar concreto. El Análisis de Vías de Impacto (IPA) es un método similar que se ha desarrollado para la evaluación de los daños ambientales en forma de parámetros de impactos físicos, como casos de cáncer. En el IPA normalmente estos parámetros están convertidos en costes externos. Los productos se fabrican en una cadena ramificada de procesos. Existen métodos específicos para la evaluación ambiental de productos que no se deberían aplicar directamente para la evaluación de un número de procesos industriales con una unidad funcional comuna, ya que el nivel de sofisticación en la evaluación puede ser más elevado para cadenas de procesos industriales con un número limitado de procesos incluidos que para productos complejos. Se han realizado pocos esfuerzos, para explorar sistemáticamente las incertidumbres inherentes y los tipos de posibilidades de integración y comunicación de los métodos de evaluación ambiental citados, orientados de un lado a cadenas de procesos y del otro lado orientados localmente, en el caso de cadenas de procesos industriales. Por eso el objetivo de esta tesis, es: encontrar un compromiso adecuado entre los métodos de evaluación de impacto ambiental, orientados a cadenas de procesos y los orientados localmente y, convertir las estimaciones de daños ambientales en resultados significativos, como los costes ambientales.La tesis ofrece un algoritmo matemático y un esquema que permite la diferenciación espacial a diferentes niveles de detalle y propone una integración del ACV, IPA y costes ambientales. La metodología establecida "Estimaciones de Daños Ambientales para Cadenas de Procesos Industriales" pone los puntos medios y los puntos finales en un marco común. Se continúa el desarrollo de un método para la evaluación de impactos dependientes del lugar como una manera para conseguir un compromiso entre les evaluaciones del daño específico de lugar y los indicadores potenciales del ciclo de vida. El método utiliza clases genéricas de impacto que corresponden a diversas distribuciones de receptores y condiciones de dispersión basadas en un razonamiento estadístico. Como parte del desarrollo de metodología, se analizan las incertidumbres en el LCI y IPA mediante la simulación de Monte Carlo.Los métodos presentados y la metodología desarrollada se han aplicado con éxito por diferentes caminos al caso práctico de incineración de residuos y especialmente a su impacto sobre la salud humana. La comparación de los resultados derivados mediante indicadores de impacto de punto final con los obtenidos para el indicador de punto medio, indica que para la situación del caso práctico el indicador de punto medio desestima el impacto ambiental de los procesos de transporte. Se ha establecido la base para la creación de una nueva generación de modelos de gestión integrada de residuos que incluye la optimización de la ubicación de plantas de tratamiento y de las rutas de transportes correspondientes. / Environmental damage estimations in industrial process chains need the assessment of environmental impacts in two perspectives: process chain-orientated and site-orientated. For both perspectives environmental assessment tools exist: Life Cycle Assessment (LCA) and Environmental Risk Assessment (ERA). LCA is a fairly new chain-orientated tool to evaluate the environmental performance of products focussing on its entire life cycle. In the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) phase a product system's Life Cycle Inventory (LCI) results are evaluated to better understand their environmental relevance. ERA is a tool to assess the risk of chemicals. In the exposure analysis the risk of a process at one location is evaluated. The Impact Pathway Analysis (IPA) is a method related to ERA that has been developed for the assessment of environmental damages by the terms of physical impact parameters like cancer cases. Usually in the IPA the physical impact parameters are converted into external environmental costs, but depending on personal values individuals may prefer other existing weighting schemes to express different types of environmental damages.Products are manufactured in a ramified chain of processes. While specific tools exist for the environmental assessment of products and processes, this is not the case for the assessment of a number of industrial processes with a common functional unit such as end-of-life cycles. However, the level of sophistication in the assessment can be much higher for industrial process chains with a quite limited number of processes involved than for the life cycles of complex products. Only little efforts have been made so far to systematically explore the inherent uncertainties, interfaces and possibilities for integration and communication of the chain-orientated and site-orientated environmental assessment methods in the case of such industrial process chains. Therefore, the objective of this thesis is to find an adequate trade-off between process chain-orientated and site-orientated environmental impact assessment and to convert environmental damage estimates in meaningful results like environmental costs.The thesis proposes a mathematical framework and a flowchart that allows spatial differentiation at different levels of detail based on the integration of LCA, ERA and IPA with environmental costs. This methodology called "Environmental Damage Estimations in Industrial Process Chains" puts the conventional potential midpoint LCIA indicators in a common framework with damage endpoint IPA indicators. As a trade-off between site-specific damage assessments and potential life cycle indicators a currently existing site-dependent impact assessment is further developed and integrated in the methodology proposed. The site-dependent impact assessment method is based on statistical reasoning and uses representative generic impact classes corresponding to receptor distribution and dispersion conditions. As part of the methodology development, uncertainties in the LCI and IPA are analysed using Monte Carlo Simulation. This parallel analysis permits to show that the uncertainties in the inventory analysis are less important than those in the damage assessment.The presented methods and the developed methodology were successfully applied in several ways to a case study on waste incineration with a special focus on human health. In a comparison of the results obtained by endpoint indicators with midpoint indicators it was found that for the situation of the case study apparently the midpoint indicators underestimate the environmental impact of the transport processes. A new generation of integrated waste management tools seems to be feasible that takes into account the setting of the waste treatment installations and the sites affected by the transport routes, allowing in this way an overall environmental optimisation

El desarrollo metodológico o modelo conceptual (MADAP) que se propone en este estudio, consta de cuatro fases o etapas. Dichas etapas permiten explorar todas las variables necesarias para el análisis de un proceso o actividad industrial, de manera que se involucren los aspectos ambientales en diferentes niveles de detalle. Las cuatro etapas son:· Análisis de procesos, de la cual se obtiene información acerca de los requerimientos y de las etapas necesarias para desarrollar la actividad.· Transferencia de información, esta etapa permite la transferencia de la información generada en el análisis de procesos, y que será utilizada en la evaluación ambiental.· Evaluación ambiental, donde se valoran desde las cargas ambientales identificadas, hasta los daños (reales y potenciales).· Toma de decisiones, las decisiones pueden estar basadas en los resultados obtenidos del análisis de procesos, después de la transferencia de información o a partir de cada uno de los niveles de la evaluación ambiental.En el análisis de proceso, se deben identificar todos y cada uno de los aspectos que posibilitan el funcionamiento de los procesos.Diferentes aspectos deben ser tenidos en cuenta en el análisis de procesos, y auque se describirán detalladamente en apartados posteriores de está memoria, se listan a continuación:· Definición de objetivos y alcance· Definición de las fronteras del sistema · Desarrollo de las etapas previas de diseño (diagramas, tuberías, etcétera)· Determinación de la incidencia ambiental· Nivel de la diferenciación espacial.· Costes directos o costes generados directamente debido a la producción· Costes Indirectos o costes no debidos a la producción, incluye los "Overheads"· Costes ambientales internos y externosLa segunda etapa de la metodología o transferencia de información desde el análisis de procesos se realiza a través de una interfaz (la cual está programada en Visual Basic). Esta transferencia, consiste básicamente en el desarrollo de tres etapas: 1) identificación de las variables que interviene en el proceso, 2) definición de los aspectos que posibilitan la interconexión, y 3) definición de la captura y envío de datos (importación/exportación de datos).La evaluación ambiental o tercera fase permite hacer una valoración de los procesos industriales, al analizar su incidencia ambiental. Esta evaluación, se basa en la descripción de los efectos y/o daños que pueden darse sobre la salud humana, los ecosistemas y los recursos naturales, a través de diferentes medios o compartimentos, tales como al aire, el agua, el suelo y sedimentos. Los efectos identificados, son determinados a través de la cuantificación de la carga ambiental debida a las sustancias nocivas, la concentración en los medios afectados, así como los efectos y daños ambientales en las diferentes áreas de protección.La cuarta fase, propone la utilización de métodos de comparación, que pueden ser aplicados en cada uno de los niveles de la evaluación ambiental y del análisis de procesos, y que van desde la comparación de los balances o inventarios, hasta la aplicación de un análisis coste-beneficio, cuando es posible monetizar los daños ambientales. Cuando la evaluación ambiental se centra en el nivel destino de contaminantes, es posible a través de la diferenciación espacial, comparar las zonas de mayor riesgo ambiental (destino de contaminantes). Así mismo, si la evaluación ambiental determina los efectos ambientales en términos de riesgos o impactos, estos pueden ser comparados, aunque no sea posible monetizarlos (e.g. impactos globales o riesgos en ecosistemas).A través de la última fase, se obtiene con suficiente validez científica, la mejor alternativa para un proceso, teniendo en cuenta su viabilidad técnica, económica y ambiental. / Methodological development or conceptual model proposed in this study is comprised of four phases or steps. Which permit to explore all the variables include in process and industrial activities, in order to involve the environmental aspects in different levels of detail.The phases included in the methodological development are:1. Process analysis, this phase proves information about the needed operations to develop the activity.2. Information transfer, this phase allows to transfer generated information in the process analysis, which will be utilised in the environmental assessment.3. Environmental assessment, where are identified environmental loads and damages (real and potential). 4. Decision-making, in this phase, decisions can be based on the results obtained from process analysis, after the transfer of information or from each one of the levels of the environmental evaluation. Several aspects should be kept in mind in process analysis:  Goal and scope definition  Burdens of the system Prior steps in process analysis (Diagrams, pipes, etc.) Level of the environmental assessment Level of the spatial differentiation Cost analysis (internal and external costs)The second phase of the methodology or transfer of information since the analysis of processes is carried out through an interface (which is programming in Visual Basic). The integration of information is realised in two stages: identification of variables, and capture- transference of data. The first stage allows identifying process streams and some basic information regarded to their role in the process (input/output, energy/material and product/by-product). An efficient procedure to perform this task is the process description, which can be easily made by a flowsheet analysis. Nevertheless, the variables in modelling and environmental assessment must have similar characteristics to create a consistent methodology. In the second stage, the process information is transferred and transformed, in order to be used by the subsequent stepThe environmental evaluation allows making an appraisal of the industrial processes, by means of environmental incidence. The description of the effects is bases on damages that can be given on the human health, the ecosystems and the natural resources, through different media or compartments, such as air, water, soil and sediments. The identifying effects, are you determined through the quantification of the environmental load due to the harmful substances, the concentration in the media affected, as well as the effects and environmental damages in the different areas of protection. The fourth phase proposes the comparison of several methods, that can be applied in each one of the levels of the environmental evaluation and of the analysis of processes, and that go since the comparison of the balances or inventories. This phase defines an environmental profile for industrial activities that includes from a material and energy balance, obtained by a life cycle inventory, a fate and exposure assessment for several routes and compartments or the impacts and risks for human and ecosystems, to a rigorous environmental damage profile. Furthermore, environmental effects in terms of risks or impacts can be compared. Through the last phase, is obtained with sufficient scientific validity, the best alternative for a process, keeping in mind its environmental, economic, and technical viability

Esta tesis parte de la concepción de la playa como un sistema integral en el que se desarrollan procesos interrelacionados. El análisis de estos procesos y del marco físico y administrativo donde se producen, es el hilo conductor del proyecto. Para realizar el estudio, se han analizado los procesos de las playas de la Selva Marítima, en el Sur de la Costa Brava (al Nordeste del Mediterráneo). La zona constituye un buen ejemplo de un área litoral altamente afectada por el turismo. El análisis del marco legal y administrativo ha revelado algunas carencias importantes. No existe una política específica de playas que contemple la gestión de los aspectos básicos de gestión. La consecuencia de ello es que la información que se dispone sobre las playas españolas es bastante parcial. Actualmente, en el marco de la Gestión Integrada de Zonas Costeras (GIZC), se están desarrollando estrategias (nacional/regional) que incluyen indicadores de procesos que hasta la fecha actual no han sido objeto de programas de monitoreo y que pueden corregir esta tendencia.La revisión de las herramientas de gestión de playas utilizadas o potencialmente utilizadas en la gestión de la zona de estudio (Bandera Azul, Índice del CEDEX, Índice de CANTABRIA, Índices del ACA) ha revelado algunas deficiencias que son importantes para la gestión de estas playas: el uso, la seguridad y el socorrismo, el paisaje, la comunidad natural o algunos servicios, son los más importantes. Además, dichas herramientas no integran el análisis de las funciones que debe asumir una playa de acuerdo con sus características. Por otro lado, desde hace unos años se están utilizando los Sistemas de Gestión Medioambiental (SGMA) para la gestión de playas. Los SGMA son una buena herramienta de gestión de playas porque permiten una gestión proactiva y ordenada, pero necesitan ser complementados con herramientas de monitoreo adecuadas. En este trabajo también se han analizado el enfoque y los problemas que tienen los gestores locales. El conocimiento de la información disponible y las características de la zona de estudio ha llevado a analizar los procesos más importantes en la gestión de playas: la frecuentación y la producción de residuos. La información obtenida en el desarrollo de este proyecto ha permitido elaborar un índice de calidad de playas para la zona de estudio. Este Índice incorpora los aspectos importantes, ausentes en otras herramientas de gestión. En la asignación de importancias, para la agregación de índices parciales se ha tenido en cuenta la opinión de los usuarios y expertos. El Índice ha sido diseñado para ser incluido en el marco de los SGMA e incluye el análisis de las Funciones. Puede ser usado en distintas fases del SGMA. Las más importantes son el Diagnóstico Medioambiental Inicial, la definición de los Aspectos Medioambientales Significativos, el Control Operacional y la evaluación de la Mejora Continua. Los resultados del Indicador, de los sub-indices y los índices parciales obtenidos para la zona de estudio, indican distintas situaciones. Los valores agregados son altos: para el BQI (0,63-0,85) y para los indicadores de las funciones, RF (0,53-0,73), NF (0,80-0,92) y PF (0,50-1). En el caso de los valores de los indicadores parciales, mientras algunos procesos como la calidad del agua, la calidad ambiental, las instalaciones y los servicios, las actividades, la confortabilidad, la ausencia de contaminación en el agua y en la arena, y la calidad física, se encuentran en buen estado, otros como el uso de la playa, la calidad del entorno, la seguridad y la componente natural, tienen valores bastante bajos. La futura gestión de las playas debe dirigirse al control del uso, de la transformación del entorno de la playa y a la preservación de la comunidad natural de las playas. Además, la dotación de recursos que garanticen la seguridad y asistencia de los usuarios, la protección de las infraestructuras y la limpieza de las playas debe ser también prioritaria. / This thesis stemmed from the idea that the beach is an integrated system where different and interconnected processes occur. The analyses of these processes and of the physical and administrative framework in which they occur, was the thread of the project. In the development of the study, the processes for the beaches of La Selva Marítima, located in the south of the Costa Brava (northwestern Mediterranean) were analysed. This area is a good example of a coastal area highly affected by tourism dynamics. The analysis of the legal and administrative framework uncovered some important shortcomings. No specific beach policy exists that accounts for the management of all basic aspects. As a consequence, the information available is partial. Strategies (national/regional) are currently being developed in the framework of the Integrated Coastal Zone Management (ICZM) strategy, including indicators of processes that, until now, have been excluded from monitoring programs. This may change the current situation of a lack of information. A review of beach assessment measurements (Blue Flag and CEDEX, ACA and CANTABRIA Index) used or potentially used for management of the studied area, revealed important deficiencies in the management of beaches, of which the most important were use, safety and rescue services, landscape, the natural community and certain services. Furthermore, these tools do not take analyses of beach functions into account. In recent years, Environmental Management Systems for Beaches (EMSBs) have begun to be used for beach management. EMSBs allow for the application of proactive and clear management practices, although they need to be complemented with adequate monitoring tools. This research also analysed the work, focus and problems of local managers. Varied management goals are not usual (many processes remain unmanaged) and management is sometimes exclusively service-oriented. Tools that evaluate beach quality do not cover problematic aspects for local managers, such as sediment management, coordination between responsible authorities, or emergency situations. The information available and the characteristics of the studied area demonstrated the need to analyse two particularly important beach management processes: beach use and waste/litter production. Information obtained in the development of this project led to the creation of a Beach Quality Index (BQI) for the studied beaches. This index took into account important issues not represented in other management tools. In the process of allocating weights for the purpose of aggregating partial indexes, user and expert opinions were taken into account. The BQI, which also took account of function analysis, was designed to be used with EMSBs, and can be included at different EMSB stages. The most important index factors are initial environmental diagnosis, the definition of environmentally significant aspects, operational control, and the assessment of steady improvement. Results obtained for beaches for the BQI, its subindices and partial indices, indicated arrange of situations. Aggregated values were high for the BQI (0.63-0.85), and also for the subindices (RF (0.53-0.73), NF (0.80-0.92) and PF (0.50-1)). High scores were typically obtained for partial indices such as water quality, environmental quality, services and facilities, activities, comfort, absence of water and sand pollution, and physical quality. Scores for beach use, surrounding quality, safety, and naturality were low. Future management of studied beaches should focus on the weakest aspects, such as controls over use, transformation of beach environs, and preservation of natural beach communities. Other priorities should be the allocation of resources that guarantee user safety, protection of human facilities, and beach cleaning.

El ser humano con su inteligencia y conocimiento debería ser un elemento clave en el logro de un mejor desarrollo sostenible. Son evidentes los casos en que por desconocimiento o por omisión, se han desaprovechado o esterilizado los recursos naturales o no se han prevenido ni manejado adecuadamente los desastres naturales. El subsuelo y sus procesos tienen así implicaciones dentro del ordenamiento del territorio, con un sinnúmero de variables que generalmente son difíciles de cuantificar, ponderar e integrar.Se han hecho muchos intentos de diseños metodológicos para abordar el tema del ordenamiento territorial. En este documento se presenta una propuesta integral considerando con mayor relevancia al subsuelo más los aspectos bióticos y antrópicos.Este documento titulado "Consideración del subsuelo en el ordenamiento territorial" es una propuesta metodológica para la gestión del ordenamiento territorial de las regiones, haciendo énfasis en el subsuelo. Se demuestra como éste ocupa un papel determinante dentro de los criterios de construcción de propuestas, escenarios y finalmente en el desarrollo humano. Tres casos de estudios son desarrollados.Se tienen varias metodologías e infinidad de casos dentro del estado del arte que se revisó para el ordenamiento territorial. Mucho de lo reportado hace hincapié en lo urbano, turístico, económico, legal, político, cultural, entre muchas variables. Sin embargo, el subsuelo, la geología, los recursos minerales y las restricciones naturales allí presentes, son poco considerados en la mayoría de planes, metodologías y sobre todo en los casos de estudio. Esas son razones para proponer una metodología que haga énfasis en el subsuelo y que no solo se quede en lo conceptual, sino que se muestre con ejemplos concretos.El subsuelo estaría conformado por los recursos minerales e hídricos subterráneos, y también por las restricciones naturales, como la sismicidad, los volcanes, y deslizamientos, entre otros. Ello a su vez tiene implicaciones con la edafología, con las geoformas, con la geografía, con lo biótico (flora y fauna) y lo antrópico (poblacionales, educación, salud y cultura). Así que podría evidenciarse que considerar el subsuelo es fundamental dentro de cualquier proceso de ordenamiento del territorio.El subsuelo debería estar siempre presente dentro de las variables a considerar, ya que representa el largo plazo. El hecho de que algunos proyectos, ciudades, y regiones hayan sido planificados u ordenados sin considerar el subsuelo, y no hayan tenido incidentes, no quiere decir que sean correctos.Se tiene el caso de ciudades o regiones planificadas que después de varias décadas han sido arrasadas por deslizamientos, flujo de lodos, actividad sísmica, o simplemente no dispongan de materiales para la construcción, agua para consumo o energía.El propósito de este documento es el de presentar una metodología de ordenamiento territorial integral, holística, soportada en el subsuelo, que involucre diversos componentes y variables como el medio físico, biótico y antrópico.En la metodología se presenta un dimensionamiento de cómo las diferentes variables puede ser medidas, correlacionadas e integradas jerárquicamente con el fin de ir construyendo indicadores del geopotencial, biopotencial y el sociopotencial. Posteriormente se puede estimar la capacidad de acogida de un territorio frente a diferentes usos y a sus potenciales. Se van generando indicadores integrados frente a los diferentes conflictos ambientales y con los conocimientos de las personas que intervienen en los procesos de planificación y desarrollo, se pueden construir diferentes escenarios de ordenamiento territorial.La metodología se aplica para tres regiones en Colombia. La primera es una región de carácter amplio y diverso en cuanto a los aspectos geográficos, humanos y culturales, como lo es el Departamento de Cundinamarca, con más de 20 mil km2 de área, donde el componente físico tiene una mayor consideración. Un segundo caso es considerado a nivel más local, donde los diferentes componentes del sistema son tratados, haciendo énfasis en lo social y cultural hasta construir escenarios de desarrollo a nivel del municipio de La Peña. Y el tercer caso, es una propuesta para el ordenamiento de la minería de arcillas en la ciudad de Bogotá, donde se trata de racionalizar el uso del recurso mineral, haciéndolo en las zonas con mayor potencialidad y sin tanta dispersión en el territorio, haciéndolo compatible con otras demandas de uso del suelo principalmente.En los tres casos se parte de información del territorio, se estiman los diferentes potenciales y las restricciones, se determinan las capacidades de acogida, involucrando los diferentes actores, comunidades, políticos, y profesionales interdisciplinarios; además, se proponen diferentes escenarios de ordenamiento territorial, acorde con principios de alto consumo, de conservación o de sostenibilidad de la naturaleza.Esta metodología presenta algunas limitaciones y requiere ciertos ajustes para que tenga un mayor impacto en la sociedad civil; las limitaciones son más que todo de carácter político, ya que por más planteamientos objetivos que se hagan, la toma de decisiones está influenciada por los sentimientos, las presiones, los compromisos, y el ego. Sin embargo, se espera que esta contribución mas técnica desde las geociencias y los recursos naturales tenga una mayor relevancia en el desarrollo de la comunidad humana mundial. / Human being with their intelligence and knowledge should be a key factor to achieve a better sustainable development. There are obvious cases which many resources have been sterilized due to decisions without non appropriate information or its omission, and natural hazards had had no prevention and even adequate management. The subsoil and its process have implications in the land use planning, with several variables that are difficult to quantify to average and to integrate when land use planning of the regions is made.Many methodological designs have made to approach the land use planning. This document tries to give a holistic proposal with more relevance to the subsoil, biotic and anthropogenic factors.This untitled document "Consideration of subsoil in the land use planning" is a methodological proposal for the regional management and planning for the regions with emphasis on the subsoil. It is demonstrated how subsoil has an important role when is used as a criteria to construct proposals, scenarios and human development. Three study cases are analyzed.There are several methodologies and infinity cases according to revised state of the art. Most of the reported does emphasis in urban, tourism, economy, legal and cultural among many variables. However subsoil, geology, mineral resources and natural hazards are few considered in most of plans, methodologies and study cases. These are reasons to propose a methodology with main emphasis in the subsoil, not only in conceptual terms, but with concrete equations and examples.Subsoil could be conformed by the mineral and groundwater resources and by the natural restrictions, such as the seismcity, volcanoes and landslides.All of these features have also some implications into the edaphology, geoforms, geography, biota (flora and fauna) and the anthropogenic matters (population, education, health and culture). In this way, the subsoil is a fundamental aspect in any territorial management process.Subsoil should be included within the set of variables to be considered. It represents de long term. The fact than some projects, cities and regions have been planned and ordered without considering the subsoil and any incident has occurred; does not mean that this is correct. In spite of the previous considerations, the cases of planned cities or regions are know, and after several decades have been devastated by landslides, floods, seismic activity, or simply they do not have building materials, water to consumption or energy. The purpose of this document is to show an integral, holistic methodology based in the subsoil, whose involve several and diverse components and variables such as the environment, biota and anthropogenic.The methodology shows a background of how the different variables can be measured, correlated and integrated hierarchically with the purpose of build indicators of the geopotential, biopotential and sociopotential. Subsequent, the carrying capacity of the territory for the different uses and to their potentials can be estimated. Integral indicators commence to be generated to respect of the different environmental conflicts and with the knowledge of the people who takes part in the processes of planning and development, different scenarios of environmental land use planning may be constructed.The methodology is applied for three regions in Colombia. First region is of huge and diverse character in the geographic, human and cultural aspects, as the Department of Cundinamarca, with and area more than 20.000 km2, in which the physical component has a greater relievance. A second case is considered as a local level, which the different components of the system are treated, making emphasis in the social and cultural matters to construct scenario of development in the La Peña municipality. The third case is a proposal for the ordering of the clay mining in the city of Bogotá, to rationalize the use of the mineral resource, doing it in the zones with greater potentiality and without much dispersion in the territory, doing it compatible with other use demands of the soil.The existent information of the territory is used for the three cases. The different potentials and restrictions are assessed, the carrying capacity is also determined, involving the different actors, such as the communities, politicians, and interdisciplinary professionals. Different scenarios of land use planning are proposed, according to the high consumption, conservation or sustainability principles for the nature.This methodology presents some limitations and requires certain adjustments to have a greater impact in the civil society. The limitations are mainly of the political character, because besides to many clear proposals, the decision making is influenced by the feelings, the pressures, the commitments, and the ego. Nevertheless, it is hope that this technical contribution from the geosciences and natural resources has a greater relevance in the development of the world-wide human community.

Urban wastewater treatment plants produce a variety of residuals during their operation, the typology of which are in function of the design of the treatment process. The problem aborded in the present thesis refers to the sludge produced as a result of the treatment. After the banning of disposal to continental and/or marine waters, established at the EU through Directive 91/271 CEE and then in Spain trough Royal Decree [RD 11/95] those sludges should be object, essentially after treatment, of controlled using or disposition. Previously to the using or disposition a previous treatment can be required, that could be organic (essentially composting with other amendments), drying or other physic-chemical treatment, between those last alkaline stabilization. Alkaline stabilization can accomplish on a single step reduction or elimination of pathogen vectors, smell elimination and a reduction in the putrefaction potential. Its base is the alteration of the physic-chemical characteristics of the environment of the sludge by addition of alkaline material. One of the processes of inertization, object of the analysis proposed in the present thesis, is the treatment realized trough addition of calcium oxide. Essentially it is a physic-chemical treatment trough which it is possible to obtain a dry product with the addition of calcium oxide (quicklime) to the urban wastewater sludge. The result of the chemical reactions and water evaporation is oriented to obtain a dry product (10% humidity) as powder and with a reduction of mass in relation to the original wastewater sludge of about 40%. The realized work have been developed over the basis of the analysis of the technical, economical and environmental feasibility of the proposed alternative, using though normalized methodology on each of the different concrete aspects that are developed. A very important part of the experimental work which validates the technology under study has been developed at pilot plant level. Additionally, the proposed management alternative of the sludge includes using the inertized sludge as a secondary raw material in Portland cement clínker production, having been developed a industrial pilot test to validate the theoretical hypothesis been established. The thesis has been developed in the core of task 6b of Project Sostaqua in program CENIT, promoted by the Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI). This had as an objective the creation of new knowledge to contribute to the development of a sustainable water life cycle. Being the sludge part of that cycle, task 6b has intended demonstrate the feasibility of the treatment with addition of alkaline agents, in this case with addition of calcium oxide. Over the basis of the obtained results it has been considered that the proposed process constitutes a feasible alternative to the management of the urban wastewater sludge. Considering that this management it is a difficult task to abroad, due to the technical difficulties implied, it should be convenient to diversify the alternatives in order to have backup treatment capacity in order to avoid the final disposition to landfill.

La “lluvia ácida” o “deposición ácida” es un fenómeno de contaminación atmosférica de significativa incidencia negativa sobre el ser humano y su entorno, siendo una de sus características su transporte a través de la atmósfera. La presente tesis doctoral tiene como objetivo analizar en profundidad los fundamentos y alcance del régimen de la Convención de Ginebra de 1979, por ser el primero en abordar una problemática atmosférica de gran escala, con un significativo desarrollo en materia de protocolos, todos los cuales presentan un determinante sustento científico y técnico. El análisis se enfoca fundamentalmente en la necesidad de asumir la transversalidad de la contaminación atmosférica, el ineludible nexo entre la ciencia y el Derecho al momento de elaborar un acuerdo internacional medioambiental. Como también, en la necesidad de abordar la gestión de la problemática atmosférica globalmente. Iniciamos el trabajo de investigación con un primer capítulo destinado a conocer la atmósfera y la incidencia de sus alteraciones o trastornos sobre los seres humanos y su entorno. Continúa con un segundo capítulo donde se presentan algunos conceptos y base teórica con la que cuenta el Derecho internacional público, para poder analizar un régimen internacional medioambiental. Finalizandocon un tercer capítulo donde analizamos detalladamente el régimen de Ginebra de 1979. El estudio realizado nos permite concluir que el fenómeno de la“lluvia ácida”, su conocimiento e investigación constante, y la notable reducción en las emisiones de los contaminantes incluidos dentro del régimen, dan muestra de la relevancia y trascendencia del régimen de la CLRTAP, admitiendo y considerando la inevitable influencia de factores externos.

Los asentamientos humanos, han sido históricamente un lugar de encuentro donde las personas se han agrupado para convivir en comunidad o sociedad. Esta interacción colectiva, ha forjado sistemas de caseríos, pueblos, barrios, ciudades y grandes urbes. Hoy en día nos enfrentamos a un nuevo paradigma. La globalización del modelo de desarrollo convencional, basado en el expansionismo del consumo y explotación de recursos y servicios a partir de la instauración universal de patrones socio-cultuales y económicos centrados en el modelo industrial-capitalista, no solo ha debilitado la resiliencia local, sino que ha favorecido la pérdida de capital natural y social de los asentamientos humanos. Como resultado, la actual crisis socio-ecológica que vivimos, es el reflejo de una pérdida por partida doble: biodiversidad y socio-diversidad. La primera parte de la investigación, revisa la problemática socio-ecológica, el desarrollo y bienestar humano y los asentamientos en vías de crecimiento, ya que la sostenibilidad, en esencia, ha de cuestionarse sobre estos temas y relaciones. Esta investigación, es un esfuerzo por contribuir con un método de diagnóstico socio-ambiental centrado en priorizar los vínculos relacionales de las personas viviendo en comunidad (asentamientos, barrios, pueblos, etc.) como medio de identificación e intervención endógena. La segunda parte, consiste en asimilar cómo la producción, distribución y consumo de bienes y servicios satisface las necesidades humanas fundamentales a escala local, ya que a partir de esto, podemos en segunda instancia indagar sobre alternativas de sostenibilidad que permitan reestructurar mecanismos y dinámicas que nos acerquen a habitar en un marco de fortalecimiento local (resiliencia) y mayor estabilidad socio-ecológica. Los asentamientos en vías de crecimiento son ya una realidad. Para el 2040 se espera que la población mundial alcance más de 8.820.000 millones de personas (5.300.000 millones en 1990), de las cuales se pronostica que un 65% (43% en 1990) vivirá en zonas urbanas y un 35% (57% en 1990) en zonas rurales (World Urbanization Prospects, 2007). Por otra parte, este crecimiento se dará principalmente en los países en vías de industrialización de Asia, África y Latinoamérica, con lo cual los procesos de industrialización, modelo energético y relación urbano-rural que sigan dichos asentamientos humanos, es un proceso abierto. Hoy, tenemos la oportunidad de plantear alternativas de sostenibilidad para enfrentar la crisis socio-ecológica desde otras dinámicas. Entendemos que la reciprocidad, la suficiencia, la autogestión, la apropiación y la autodependencia, son mecanismos reales y factibles para mejorar el fin último que implica habitar en asentamientos humanos, y que consiste en convivir con nuestras diferencias, carencias y potencialidades. Creemos que estos mecanismos favorecen la pertenencia y el arraigo a un lugar y comunidad, estimulando así el desarrollo individual y colectivo en un bienestar no solo físico, sino que también emocional, mental y relacional. El método de diagnóstico e intervención socio-ambiental propuesto, se aplicará en el asentamiento humano en vías de crecimiento de Santa Filomena, Chile. El método en sí, consiste en una matriz participativa (diagnóstico participativo interactivo a partir de la metodología del desarrollo a escala humana (Max-Neef et al, 1993), aplicada a escala local y una matriz analítica (indicadores socio-ambientales) aplicada a escala nacional, como primera aproximación parcial de tendencias, y propuesta a escala local como herramienta complementaria. La tercera y última parte de la investigación, establece las conclusiones y aberturas de ésta, así como la situación actual del asentamiento en cuanto a su proceso de fortalecimiento local, emprendido a partir de la experiencia del estudio de campo. / Human settlements have historically been meeting places where human beings gathered in order to share in a community or society. This collective interaction forged systems of hamlets, towns, neighbourhoods, cities and metropolis. Nowadays we face a new paradigm. The globalization of the conventional development model—based on the expansion of consumption and exploitation of resources and services, as well as the universal instauration of socio-cultural and economic patterns prevalent in the capitalist-industrial model--has not only debilitated the local resilience, but it has also favored the loss of the natural and social capital in the human settlements. As a result, the current socio-ecological crisis is the reflection of a double loss: biodiversity and social diversity. The first part of the research, focuses on the socio-ecological problems, the development and human well-being, as well as the human settlements. These topics and their interrelationships are at the core of the questions about sustainability. This investigation aims to contribute with a method for socio-environmental diagnosis centred on prioritizing the linkages among individuals living in a community (settlements, neighbourhoods, towns, etc.) that allow for an endogenous identification and empowerment at the local level. The second part consists of understanding how the production, distribution and consumption of goods and services satisfies the human fundamental needs at the local level. Building on this, it is possible to investigate about sustainability options aimed at restructuring the mechanisms and dynamics that, at the end, can help inhabitants of a locality to strengthen local capacities (resilience) and improve socio-ecological stability. The developing settlements are indeed already a reality. In 2040, the world population is expected to reach more than 8.820.000 million (5.300.000 million in 1990), a predicted 65% of which (43% in 1990) will live in urban areas and 35% of which (57% in 1990) will live in rural areas (World Urbanization Prospects, 2007). This growth will occur mainly in countries less industrialized in Asia, Africa and Latin America. The process of industrialization, the building of energetic models and the development of urban-rural relations that these human settlements will follow are still an open option. Today we have the opportunity to raise alternatives of sustainability in order to face the socio-ecological crisis from different dynamics. We understand that the reciprocity, sufficiency, self management, appropriation and self dependence, are realistic and feasible mechanisms to improve the ultimate goal of living together in human settlements, which means coexisting with our differences, weaknesses and strengths. We believe that these mechanisms favour the sense of belonging and the establishment of deep roots in a place and community, stimulating the individual and collective development and wellbeing, not only in terms of physical well-being, but also from an emotional, mental and relational point of view. The socio-environmental diagnosis and intervention methodology will be applied to the human settlement in routes of growth of Santa Filomena, Chile. The method consists of a participative matrix (an interactive participative diagnosis based on the methodology for a development at human scale (Max-Neef et al, 1993)), applied at local level, as well as an analytical matrix (socio-environmental indicators) applied at a national level, as an approximation of general trends, and propose as a complementary tool at the local level. The third and last part of the investigation establishes the conclusions and open areas of this research, as well as the current situation of the settlement in its process of local strengthening, undertaken from the experience of the field study of this research.