La anodización es un proceso electrolítico que convierte la superficie metálica en un recubrimiento de óxido insoluble. El aluminio es el material anodizado con más frecuencia. El llamado “abrillantado” del aluminio se realiza comúnmente con baños de ácido fosfórico concentrado. Después de la anodización, las piezas deben enjuagarse cuidadosamente, y es en ésta operación en la que se produce una dilución de la solución del baño arrastrada en la capa de óxido formada. Es en este aspecto donde se plantea la mejora de la calidad medioambiental del sector mediante un plan de recuperación y reutilización de los ácidos diluidos en las aguas de lavado, especialmente del ácido fosfórico. Las membranas son una herramienta atractiva que ofrece un amplio rango de aplicaciones, especialmente en el campo de la alimentación, bebidas, bioquímica, etc. Hay muchos ejemplos que pueden encontrarse en el tratamiento de efluentes, la desalinización de aguas o la concentración de soluciones. La separación de diferentes componentes se consigue por la acción de una membrana separadora y por la influencia de una fuerza impulsora a ambos lados de la membrana (presión, concentración, campo eléctrico). Son objetivos de este trabajo: Realizar un aporte a la investigación sobre la recuperación de materia prima en efluentes industriales mediante técnicas de membrana El eficaz aprovechamiento de la materia prima mediante el reciclado de los ácidos a los baños de anodizado La reducción del volumen de aguas residuales finales, con la correspondiente reducción en la contaminación ambiental del medio receptor La elaboración de una propuesta técnico-económica innovadora en el sector del recubrimiento metálico Los principales resultados obtenidos son: Se ha encontrado que las membranas de nanofiltración DK de Osmonics y la MPF-34 de Koch permiten una adecuada separación entre el Al3+ y los ácidos fosfórico y sulfúrico de las aguas de lavado. Los rechazos promedio (del ensayo de concentración) de Al3+ y H3PO4 para la membrana MPF-34 son de 99,7% y de 66,9% respectivamente y para la membrana DK de 99,5% y de 32,3% respectivamente. - Se han desarrollado expresiones para poder estimar adecuadamente los rechazos de Al3+, H3PO4 y H2PO4- en función de la composición del alimento con la membrana MPF-34. Se ha visto que estos valores son los intrínsecos de la membrana. Estas expresiones se obtuvieron mediante un estudio fenomenológico debido a que la complejidad del problema no permite hacerlo desde el punto de vista mecanístico. Se ha encontrado que la estabilidad de la membrana DK en el medio ácido del alimento es suficiente para asegurar un funcionamiento adecuado a nivel industrial. Un tratamiento utilizando la membrana DK permite una recuperación del 73% del ácido fosfórico. En el ácido fosfórico recuperado la relación Al/H3PO4 es de 0,11% en peso mientras que en la disolución alimento inicial era de 6%. Se ha visto que las membranas tanto poliméricas como cerámicas con un PMC de 1000 Da o más no permiten una recuperación adecuada del ácido fosfórico, debido a que el máximo rechazo de Al alcanzado ha sido del 58%. Para las condiciones estudiadas y debido a la naturaleza del las disoluciones tratadas la electrodiálisis no permite una recuperación adecuada del ácido fosfórico Se ha visto que la UFAP no permite separar el Al debido a que no es posible formar complejos Al-Polímero en medios ácidos como el del alimento. La adición de especies que permitan variar el pH de las disoluciones complicaría la recuperación del ácido debido a la presencia de impurezas adicionales. / Most of the hazardous waste in a metal finishing operation comes from the wastewater generated by rinsing operations. The acidic solution that is dragged out from the bath into the following rinsing tanks is the primary source of contamination of rinse water. The use of acidic solutions is very common in metal processing. Sulphuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, chromic acid and nitric acid are used in chemical bath for anodising, galvanising, brightening, plating and pickling process. The known strategies to reduce the pollution in the wastewater effluent are based on the recovery of contaminant compounds to be recycled to the process reducing the expense in fresh compounds. By definition, recycling includes all measures in order to reduce volume of effluent by recovery raw materials from wastewaters. Membrane separation has become a competitive technology to traditional water treatment processes because of highly effective in removing most inorganic and organic contents to produce a very pure effluent.

[ES] En el ámbito de los materiales compuestos o composites para la construcción, el cemento reforzado con fibras de vidrio (GRC, del inglés glass fiber reinforced cement) es el más extensamente utilizado, por sus excelentes propiedades mecánicas (resistencia a flexión y tenacidad). Sin embargo, la durabilidad de estos composites se ha demostrado crítica, y es necesario proponer alternativas. Las fibras usadas, de carácter álcali-resistente (fibras AR, formadas por agrupación de filamentos), son atacadas por el medio agresivo que impone el cemento hidratado. Una alternativa interesante, desde el punto de vista tecnológico, es la incorporación de materiales cementantes suplementarios de carácter puzolánico. El objetivo del presente trabajo es estudiar la influencia de las diferentes adiciones activas en morteros de GRC, observando el comportamiento de los elementos constitutivos del material en condiciones normales de curado, y también al ser sometidos a procesos de envejecimiento controlado. Asimismo, se analiza el comportamiento de los nuevos composites sometidos a diferentes medios agresivos, evaluando la durabilidad y la mejora de los compuestos por medio de la determinación de sus propiedades mecánicas, químicas y físicas. Se han elaborado probetas de GRC a través del procedimiento de premezcla (premix) y se han determinado sus propiedades mecánicas (resistencia a flexión, tenacidad y módulo de elasticidad). Adicionalmente, se han cuantificado las ganancias de resistencia al comparar composites GRC basados en cemento Portland (especímenes control) con otros en los que se ha sustituido hasta el 60% de dicho cemento por adiciones puzolánicas. Al objeto de mejorar la reactividad de las puzolanas, en algunos casos se ha implementado un aumento de su finura a través de la molienda (cenizas volantes molidas, CVm) o de procesos de sonicación (humo de sílice sonicado, HSS). Los especímenes de GRC han sido sometidos a un proceso de envejecimiento (tratamiento en agua a 55ºC durante un período prolongado) y se ha observado un empeoramiento muy importante de la resistencia a flexión y la tenacidad de aquellos que poseen solamente cemento Pórtland como componente cementante. Los composites GRC que contienen cantidades elevadas de puzolana (60% de CVm) o mezclas de puzolanas (50%CVm / 10%HSS, 50%CVm / 10%FCC) presentan una mejora sustancial de las propiedades mecánicas con respecto a los GRC control. La mejora de estos sistemas GRC con elevados porcentajes de puzolanas reactivas se han confirmado a través de estudios físicos y físico - químicos: evaluación de densidad, absorción, estudios microscópicos (lupa y microscopía electrónica de barrido) y análisis termogravimétrico. En cuanto a la respuesta de los composites GRC frente a diferentes disoluciones agresivas, se ha demostrado el efecto beneficioso de la presencia de puzolanas. Después de la exposición de los morteros de GRC a una disolución de NH4Cl, el comportamiento mecánico de los morteros puzolánicos se mantiene por encima del mortero GRC control: esto se debe a la relación directa existente con el incremento de la densidad y la disminución de grado de absorción del composite con la sustitución puzolánica. Al evaluar las propiedades de los morteros de GRC después de su exposición a una disolución de H2SO4, se observan diferencias muy importantes en la evolución de la masa, resistencia a flexión y tenacidad: los composites control son más afectados por la acidez del medio, de modo que la pérdida de masa es muy significativa si se compara con los GRC que presentan puzolanas. La estancia en la empresa Saint Gobain Vetrotex, ha permitido confirmar una gran similitud en los resultados obtenidos mediante los procedimientos seguidos en el laboratorio de la UPV (compuestos de GRC premezclado) comparados con las prácticas desarrolladas por el laboratorio de materiales de la empresa (composites de GRC proyectado). Se han evaluado / [CAT] En l'àmbit dels materials compostos o compòsits per a la construcció, el ciment reforçat amb fibres de vidre (GRC, de l'anglès glass fiber reinforced cement) és el més extensament utilitzat, per les seves excel·lents propietats mecàniques (resistència a flexió i tenacitat). No obstant això, la durabilitat d'aquests compòsits s'ha demostrat crítica, i cal proposar alternatives. Les fibres usades, de caràcter àlcali-resistent (fibres AR, formades per agrupació de filaments), són atacades pel medi agressiu que imposa el ciment hidratat. Una alternativa interessant des del punt de vista tecnològic és la incorporació de materials cimentants suplementaris de caràcter putzolànic. L'objectiu d'aquest treball és estudiar la influència de les diferents addicions actives en morters de GRC, observant el comportament dels elements constitutius del material en condicions normals de curat, i també quan son sotmesos a processos d'envelliment controlat. Així mateix, s'analitza el comportament dels nous compòsits sotmesos a diferents mitjans agressius, avaluant la durabilitat i la millora dels compostos mitjançant la determinació de les seves propietats mecàniques, químiques i físiques. S'han elaborat provetes de GRC a través del procediment de mescla prèvia (premix) i s'ha determinat les seves propietats mecàniques (resistència a flexió, tenacitat, mòdul d'elasticitat). Addicionalment s'han quantificat els guanys de resistència al comparar compòsits GRC basats en ciment Portland (espècimens control) amb altres en què s'ha substituït fins al 60% d'aquest ciment per materials putzolànics. A l'objecte de millorar la reactivitat de les putzolanes, en alguns casos s'ha implementat un augment de la seva finor a través de la mòlta (cendres volants mòltes, CVm) o de processos de sonicació (fum de sílice sonicat, HSS). Els espècimens de GRC han estat sotmesos a un procés d'envelliment (tractament en aigua a 55ºC durant un període prolongat) i s'ha observat l'empitjorament molt significatiu de la resistència a flexió i la tenacitat d'aquells que posseeixen solament ciment Pòrtland com a component cimentant. Els compòsits GRC que contenen quantitats elevades de putzolana (60% de CVm) o mescles de putzolanes (50% CVm / 10% HSS, 50% CVm / 10% FCC) presenten una millora substancial de les propietats mecàniques respecte als GRC control. La millora d'aquests sistemes GRC amb elevats percentatges de putzolanes reactives s'han confirmat a través d'estudis físics i fisicoquímics: avaluació de densitat, absorció, estudis microscòpics (lupa i microscòpia electrònica de rastreig) i anàlisi termogravimètric. Pel que fa a la resposta dels compòsits GRC enfront de diferents dissolucions agressives, s'ha demostrat l'efecte beneficiós de la presència de putzolanes. Després de l'exposició dels morters de GRC a una dissolució de NH4Cl, el comportament mecànic dels morters putzolànics es millor que el morter GRC control: això es deu a la relació directa existent amb l'increment de la densitat i la disminució del grau d'absorció del compòsit amb la putzolana. Quan s¿ha avaluat les propietats dels morters de GRC després de la seva exposició a una dissolució H2SO4, s'observen diferències molt importants en l'evolució de la massa, resistència a flexió i tenacitat: els compòsits control són més afectats per l'acidesa del medi, de manera que la pèrdua de massa és molt significativa si es compara amb els GRC que presenten putzolanes. L'estada a l'empresa Saint Gobain Vetrotex, ha permès confirmar una gran similitud en els resultats obtinguts mitjançant els procediments seguits en el laboratori de la UPV (compostos de GRC amb premescla) comparats amb les pràctiques desenvolupades pel laboratori de materials de l'empresa (compostos de GRC projectat). S'han avaluat prototips per a la indústria de l'GRC projectat. / [EN] In the field of composite materials for construction, glass fiber reinforced cement (GRC) is the most widely used, due to its excellent mechanical properties (resistance to bending and toughness). However, the durability of these composites has been demonstrated to be critical and alternatives need to be proposed. The used fibers, alkali-resistant (AR fibers, formed by grouping of filaments), are attacked by the aggressive medium imposed by the hydrated cement. An interesting alternative, from a technological point of view, is the incorporation of supplementary cementitious materials of pozzolanic behaviour. The purpose of this research is to study the influence of the different mineral additions in GRC mortars, observing the behaviour of the constituent elements of the material under normal curing conditions and controlled aging processes. Likewise, the behaviour of new composites subjected to different aggressive environments is analyzed, evaluating the durability and improvement of the compounds by determining their mechanical, chemical and physical properties. GRC specimens have been produced through the premix procedure and their mechanical properties (flexural strength, toughness, and modulus of elasticity) have been determined. Additionally, resistance gains have been quantified when comparing GRC composites based on Portland cement (control specimens) with others in which up to 60% of that cement has been replaced by pozzolanic additions. In order to improve the reactivity of pozzolans, in some cases an increase in its fineness has been implemented through grinding (ground fly ash, CVm) or sonication processes (sonicated silica fume, HSS). The GRC specimens have been subjected to an aging process (treatment in water at 55ºC for an extended period) and worsening of the flexural strength and toughness of those who only have Portland cement as cementitious component has been observed. GRC composites containing high amounts of pozzolan (60% CVm) or mixtures of pozzolans (50% CVm / 10% HSS, 50% CVm / 10% FCC) show a substantial improvement in mechanical properties compared to the control GRC. The improvement of these GRC systems with high percentages of reactive pozzolans have been confirmed through physical and physical-chemical studies: evaluation of density, absorption, microscopic studies (magnifying glass and scanning electron microscopy), and thermogravimetric analysis. Regarding the response of GRC composites against different aggressive solutions, the beneficial effect of the presence of pozzolans has been demonstrated. After the exposure of the GRC mortars to a NH4Cl solution, the mechanical behavior of pozzolanic mortars remains above that of the control GRC mortar: this is due to the direct relationship existing with the increase in density and the decrease in the absorption of the composite with the pozzolanic replacement. When evaluating the properties of GRC mortars after exposure to an H2SO4 solution, very important differences are observed in the evolution of the mass, flexural strength and toughness: the control composites are more affected by the acidity of the medium, so that the loss of mass is very significant when compared to the GRCs that present pozzolans. The stay at the Saint Gobain Vetrotex company has confirmed a great similarity to the results obtained by the procedures followed at the UPV laboratory (premixed GRC compounds) compared to the practices developed by the company's materials laboratory (composites of projected GRC). Scalable prototypes have been assessed for the projected GRC industry. / Lalinde Castrillón, LF. (2020). Estudio de compuestos de GRC y adiciones activas: Propiedades mecánicas, envejecimiento acelerado y durabilidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/157637

Tesis por compendio / [ES] El modelo M-GRCT, principal producto desarrollado en esta investigación, tiene por objeto promover mejores prácticas ambientales de gestión de residuos sólidos aprovechables en contextos municipales desfavorecidos (municipalidades de economía deprimida). Se trata de un importante instrumento técnico que brinda soporte a la gestión de residuos municipales con un enfoque de promoción de la economía circular. M-GRCT esta soportado en una herramienta ofimática dinámica que se ha programado para calcular variables de dos grandes módulos en escenarios predefinidos de simulación, con el objetivo de evaluar su eficiencia comparando el modelo tradicional de gestión de residuos reciclables (lineal) y el promocionado (circular). Los dos módulos principales del modelo corresponden a un módulo de evaluación ambiental y otro de evaluación financiera. En el módulo ambiental se calculan entre otras variables, los beneficios por reducción de huella de carbono que se logran al minimizar volúmenes de residuos aprovechables transportados y dispuestos en vertederos, o el censo de recuperadores/recicladores de oficio para promover su importante labor en la cadena de gestión de residuos, diseño de rutas selectivas y promoción de empleo. En el módulo financiero, se calculan las variables económicas a partir de la cuantificación de residuos aprovechables producidos en las municipalidades de interés, considerándolos como unidad de negocio asociada a la correcta separación que deben realizar todos los sectores de generación tipificados. Se realizan así, estimaciones de ingresos, costes e inversiones para la implementación de plantas de aprovechamiento de residuos, a partir de flujos de caja con un horizonte de evaluación predefinido y consideraciones de financiación. Como ejemplos de aplicación, M-GRCT se ha utilizado para simular la gestión de residuos aprovechables en un conjunto de municipios de economía deprimida en Colombia. Las características socioeconómicas de estos territorios, los informes oficiales asociados a la gestión de sus residuos y otros criterios base, permitieron la selección de estos. Los resultados logrados, exponen interesantes contrastes y cifras asociadas a los potenciales beneficios ambientales y económicos que se pueden lograr con la implementación real del modelo. / [CA] El model M-GRCT, principal producte desenvolupat en aquesta investigació, té per objecte promoure millors pràctiques ambientals de gestió de residus sòlids aprofitables en contextos municipals desafavorits (municipalitats d'economia deprimida). Es tracta d'un important instrument tècnic que brinda suport a la gestió de residus municipals amb un enfocament de promoció de l'economia circular. M-GRCT està suportat en una eina ofimàtica dinàmica que s'ha programat per calcular variables de dos grans mòduls en escenaris predefinits de simulació, amb l'objectiu d'avaluar-ne l'eficiència comparant el model tradicional de gestió de residus reciclables (lineal) i el promocionat (circular). Els dos mòduls principals del model corresponen a un mòdul d'avaluació ambiental i un altre d'avaluació financera. Al mòdul ambiental es calculen entre altres variables, els beneficis per reducció d'empremta de carboni que s'aconsegueixen en minimitzar volums de residus aprofitables transportats i disposats en abocadors, o el cens de recuperadors/recicladors d'ofici per promoure'n l'important labor a la cadena de gestió de residus, disseny de rutes selectives i promoció d'ocupació. Al mòdul financer, es calculen les variables econòmiques a partir de la quantificació de residus aprofitables produïts a les municipalitats d'interès, considerant-los com a unitat de negoci associada a la correcta separació que han de realitzar tots els sectors de generació tipificats. Es fan així, estimacions d'ingressos, costos i inversions per a la implementació de plantes d'aprofitament de residus, a partir de fluxos de caixa amb un horitzó d'avaluació predefinit i consideracions de finançament. Com a exemples d'aplicació, M-GRCT s'ha utilitzat per simular la gestió de residus aprofitables en un conjunt de municipis d'economia deprimida a Colòmbia. Les característiques socioeconòmiques d'aquests territoris, els informes oficials associats a la gestió dels seus residus i altres criteris base, van permetre'n la selecció. Els resultats aconseguits exposen interessants contrastos i xifres associades als potencials beneficis ambientals i econòmics que es poden aconseguir amb la implementació real del model. / [EN] The M-GRCT model, main product developed in this research, aims to promote better environmental practices for the management of usable solid waste in disadvantaged municipal contexts (municipalities with depressed economies). It is an important technical instrument that provides support for municipal waste management with a focus on promoting the circular economy. M-GRCT is supported by a dynamic office automation tool that has been programmed to calculate variables of two large modules in predefined simulation scenarios, with the aim of evaluating its efficiency by comparing the traditional recyclable waste management model (linear) and the promoted-do (circular). The two main modules of the model correspond to an environmental assessment module and a financial assessment module. The environmental module calculates, among other variables, the benefits of reducing the carbon footprint achieved by minimizing volumes of usable waste transported and disposed of in landfills, or the census of collectors/recyclers by trade to promote its important work in the waste management chain, design of selective routes and employment promotion. In the financial module, the economic variables are calculated based on the quantification of usable waste produced in the municipalities of interest, considering them as a business unit associated with the correct separation that all typified generation sectors must carry out. Thus, estimates of income, costs and investments are made for the implementation of waste utilization plants, based on cash flows with a predefined evaluation horizon and financing considerations. As application examples, M-GRCT has been used to simulate the management of usable waste in a group of municipalities with depressed economies in Colombia. The socioeconomic characteristics of these territories, the official reports associated with their waste management and other basic criteria, allowed their selection. The results achieved expose interesting contrasts and figures associated with the potential environmental and economic benefits that can be achieved with the real implementation of the model. / Vargas Terranova, CA. (2022). Desarrollo de un modelo de economía circular para la gestión de residuos sólidos. Aplicación en municipios de economía deprimida en Colombia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191028 / Compendio