[ES] Las patologías óseas provocan en gran medida discapacidad física, siendo la regeneración de tejidos vivos uno de los campos más avanzados en Ingeniería de Tejidos. Consecuentemente, grandes esfuerzos se focalizan en el estudio de nuevos materiales bioabsorbibles para tratar remodelaciones de fracturas óseas. Es por ello que este trabajo se centra en estudiar las propiedades mecánicas y la interacción de las células en función de la hidrofobicidad y la química de diferentes polímeros bioabsorbibles comparados con polímeros no-bsorbibles. Por otro lado, cargas como Hidroxiapatita (HA) y Nanotubos de Haloisita (HNTs) se utilizaron para mejorar la afinidad, interacción y proliferación de células. Para ello, inicialmente se monitorizó el efecto de las cargas inorgánicas en las propiedades estructurales del polímero bioabsorbible Policaprolactona (PCL). Por lo tanto, se estudiaron las variaciones de propiedades térmicas y mecánicas de PCL provocadas por la adición de HA y HNTs. Este estudio preliminar permitió entender el efecto sinérgico entre el polímero y los grupos funcionales de las cargas inorgánicas, estableciendo el umbral de carga y optimizando el ratio de aditivación. En términos generales, se observó una mejora de las propiedades mecánicas cuando las dos cargas se utilizan simultáneamente. Asimismo, aprovechando la forma tubular de los HNTs, estos fueron utilizados como portadores de fármacos estudiando su habilidad para ser cargado con curcumina y su habilidad para liberar en un ambiente fisiológico. Conociendo por una parte la habilidad del HA de promover la formación de hueso nuevo compuesto por apatita y colágeno; y, por otra parte, que la HA y los HNTs alteran el comportamiento hidrofóbico de los polímeros; se estudiaron los cambios morfológicos provocados por la adición de HA y HNTs en dos familias de polímeros con químicas similares pero diferente hidrofobicidad. Por consiguiente, el poliéster hidrofóbico PCL se mezcló con ácido poliláctico (PLA) y se combinó con nanopartículas de HA y HNTs. Por otra parte, el altamente hidrofóbico poli(2-hidroxietil metacrilato (PHEMA) se copolimerizó con etil metacrilato (EMA) y se aditivó con HA y HNTs. Por lo tanto, la dispersión de cargas inorgánicas en las matrices poliméricas fue estudiada, además de la formación de hidroxiapatita en la superficie del polímero, y el rátio de degradación del PCL/PLA. Se observó que la introducción de HA en polímeros con carácter hidrofílico induce un alto ratio de nucleación de hidroxiapatita y de degradación de los polímeros bioabsorbibles. Sin embargo, los HNTs tienden a formar grandes agregados cuando el carácter hidrofílico del polímero aumenta, dando lugar a puntos de inicio de grietas y fallo del material. La culminación de este estudio se alcanzó mediante la monitorización de la viabilidad celular, proliferación y morfología de las células como efecto de la superficie química de los polímeros. La hidrofobicidad de la superficie del polímero afecta a la interacción de las células y esta se puede mejorar mediante la modificación del polímero con HA y HNTs. De ese modo, el incremento de la viabilidad celular con la adición de las dos cargas inorgánicas es inducido por la generación de nuevos centros reactivos de Ca2+ y PO4 3¿presentes en la HA, y los grupos silano (Si-OH) situados en la superficie de los HNTs. Por lo tanto, se observó que, en superficies hidrofóbicas, debido a un alto ratio de llegada de proteínas, estas compiten por el espacio dando lugar a interacciones pobres entre células y polímero mostrando una geometría celular redondeada. Sin embargo, en superficies hidrofóbicas al hallarse altamente solvatadas, las proteínas inicialmente encuentran mayor dificultad para llegar a la superficie, y con ello disponen de mayor espacio para organizarse y anclarse a la superficie, dando lugar a una mayor adhesión y proliferación de las cél / [CA] Les patologies òssies provoquen en gran mesura discapacitat física, sent la regeneració de teixits vius un dels camps més avançats en Enginyeria de Teixits. Per consegüent, grans esforços es focalitzen en l'estudi de nous materials bioabsorbibles per a tractar remodelacions de fractures òssies. És per això que aquest treball es focalitza a estudiar les propietats mecàniques i la interacció de les cèl·lules en funció de la hidrofobicitat i la química de diferents polímers bioabsorbibles comparats amb polímers no-absorbibles. D'altra banda, càrregues com Hidroxiapatita (HI HA) i Nano-tubs d'Hal·loysita (HNTs) es van utilitzar per a millorar l'afinitat, interacció i proliferació de cèl·lules. Per aquest motiu, inicialment es va monitoritzar l'efecte de les càrregues inorgàniques amb les propietats estructurals del polímer bioabsorbible Policaprolactona (PCL). Per tant, es van estudiar les variacions de propietats tèrmiques i mecàniques de PCL provocades per l'addició de HA i HNTs. Aquest estudi preliminar va permetre entendre l'efecte sinèrgic entre el polímer i els grups funcionals de les càrregues inorgàniques, establint el llindar de càrrega i optimitzant la ràtio d'aditivación. En termes generals, es va observar una millora de les propietats mecàniques quan les dues càrregues s'utilitzen simultàniament. Així mateix, aprofitant la forma tubular dels HNTs, aquests van ser utilitzats com a portadors de fàrmacs estudiant la seva habilitat per a ser carregat amb cúrcuma i la seva habilitat per a alliberar en un ambient fisiològic. Coneixent d'una banda l'habilitat de l¿HA de promoure la formació d'os nou compost per apatita i col·lagen; i, d'altra banda, que l¿HA i els HNTs alteren el comportament hidrofòbic dels polímers; es van estudiar els canvis morfològics provocats per l'addició de HA i HNTs en dues famílies de polímers amb químiques semblants però diferent hidrofobicitat. Per consegüent, el polièster hidrofòbic PCL es va mesclar amb àcid poliláctic (PLA) i es va combinar amb nanopartícules de HA i HNTs. D'altra banda, l'altament hidrofòbic poli (2-hidroxietil metacrilat (PHEMA) és va copolimeritzar amb etil metacrilat (EMA) i s'additivà amb HA i HNTs. Per tant, la dispersió de càrregues inorgàniques en les matrius polimèrica va ser estudiada, a més de la formació d¿hidroxiapatita en la superfície del polímer, i la ràtio de degradació del PCL/PLA. Es va observar que la introducció de HA en polímers amb caràcter hidrofílic indueix un alt ràtio de nucleació de hidroxiapatita i de degradació dels polímers bioabsorbibles. No obstant això, els HNTs tendeixen a formar grans agregats quan el caràcter hidrofílic del polímer augmenta, donant lloc a punts d'inici de clavills i fallada del material. La culminació d'aquest estudi es va aconseguir per mitjà del monitoratge de la viabilitat cel·lular, proliferació i morfologia de les cèl·lules com a efecte de la superfície química dels polímers. La hidrofobicitat de la superfície del polímer afecta la interacció de les cèl·lules i aquesta es pot millorar per mitjà de la modificació del polímer amb HA i HNTs. D'aquesta manera, l'increment de la viabilitat cel·lular amb l'addició de les dues càrregues inorgàniques és induït per la generació de nous centres reactius de Ca2+ i PO4 3¿ presentes en l'HA, i els grups silanol (Si-OH) situats en la superfície dels HNTs. Per tant, es va observar que en superfícies hidrofòbiques, a causa d'un alt ràtio d'arribada de proteïnes, aquestes competeixen per l'espai donant lloc a interaccions pobres entre cèl·lules i polímer mostrant una geometria cel·lular arredonida. No obstant això, en superfícies hidrofòbiques al trobar-se altament solvatades, les proteïnes inicialment troben més dificultat per a arribar a la superfície, i amb això disposen de major espai per a organitzar-se i ancorar-se a la superfície, donant lloc a una ma / [EN] Bone pathology entails an important average of physical disability, being bone tissue regeneration one of the most actively researched fields in Tissue Engineering. Accordingly, large efforts are focused on the research of novel bioabsorbable materials as a prosthesis with stiffness values similar to that of the host tissue capable of fulfilling the requirements for bone fracture remodelling. This work is focused on studying mechanical properties and cell interaction as a function of the chemical structure and hydrophobicity of different bioabsorbable polymers compared with non-absorbable polymers. Hydroxyapatite (HA) and Halloysite nanotube (HNTs) were used as fillers in order to grant better cell attachment, proliferation and differentiation along with hydrophobicity behaviour. For this end, it was aimed to firstly monitor the effects of bioactive fillers on the structural properties of bioabsorbable Polycaprolactone (PCL). Thus, mechanical and thermal properties of PCL were studied by modifying the additivation percentage of the bioactive fillers HA and HNTs. This preliminary study allowed to understand the synergic effect among the polymeric matrix and the functional groups present on the additives chemical structure by establishing the additivation threshold and optimizing the additivation rate. In general terms, a noticeable improvement of mechanical properties was achieved with the simultaneous addition of the two fillers. Additionally, taking advantages of the HNTs nano-tubular shape, those were studied as drug carrier structures and their loading and release ability with curcumin was monitored. Knowing in one side that HA promotes the formation of a layer of new bone composed of biological apatite and collagen; and in the other side, that HA and HNTs alter hydrophobicity behaviour; morphological properties supplied by both fillers were studied and compared among different pairs of polymers with similar chemical natures but different hydrophobicity. Accordingly, the hydrophobic polyester PCL was modified by its blending with Polylactic acid (PLA) and combined with HA nanoparticles and HNTs. On the other hand, the hydrophilic poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) was copolymerized with ethyl methacrylate (EMA) and also combined with HA and HNTs. Thus, the effect of both fillers was studied on Hydroxyapatite nucleation, distribution of the fillers into the polymeric matrices and PCL/PLA degradation rate. Therefore, it was observed that introduction of HA in polymers with moderately hydrophilic character induce a higher rate of hydroxyapatite nucleation and a faster degradation rate. However, HNTs tends to form big aggregates when the hydrophilic character increases, driving to crack initiation sites and failure of the material. The completion of this study was accomplished by means of monitoring cell viability, proliferation, and morphology on the two pairs of polymers varying the polymer's chemical surface by blending hydrophilic and hydrophobic polymers, copolymerizing monomers of opposite natures, and/or loading the polymer matrix with nanoparticles such as HA or HNTs. Polymer surface wettability is known to affect cell attachment and can be enhanced by modifying the polymer with HA and HNT. In this way, improvement in cell viability with the addition of HA and HNTs was observed due to the generation of new reactive sites with Ca2+ and PO4 3¿ groups present in HA, and silanol groups (Si-OH) located at the surfaces of HNTs. Thus, it was concluded that on hydrophobic materials, due to a faster arrival rate of proteins, those compete for surface absorption driving to low interaction sites between cells and polymer surface showing a round shape. However, on hydrophilic materials, the highly solvated surface at initial stage limits protein arrival and allowed protein rearrangement and spreading over the surface promoting cell adhesion and proliferation with better cytoskeleton spreading. / Torres Roca, E. (2019). "Halloysite nanotubes/hydroxyapatite nanocomposites as hard tissue substitutes: effect on the morphology, thermomechanical behavior and biological development of aliphatic polyesters and polymethacrylates" [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/125709

En la presente Tesis Doctoral se analizó la aplicación de modelos dinámicos tanto teóricos como semi-empíricos para predecir el descenso de la densidad de flujo de permeado con el tiempo debido al ensuciamiento en procesos de ultrafiltración tangencial de macromoléculas. Los fenómenos de ensuciamiento están presentes en todas las aplicaciones de los procesos de ultrafiltración y son el principal factor limitante en la aplicación de la tecnología de membranas. Se realizaron ensayos en planta piloto con dos membranas cerámicas de ultrafiltración y con una alimentación consistente en una disolución acuosa de polietilenglicol. En los ensayos experimentales se varió la velocidad tangencial, la presión transmembranal, la concentración de polietilenglicol y la temperatura. Los datos experimentales obtenidos se compararon con los resultados predichos por los modelos. Los resultados demostraron la imposibilidad de predecir de manera totalmente teórica la variación de la densidad de flujo de permeado con el tiempo bajo diferentes condiciones experimentales. Uno de los motivos es la dificultad para estimar de forma teórica todos los parámetros de los modelos. Sin embargo, por medio de los Modelos de Hermia modificados para filtración tangencial, se logró predecir con buen grado de ajuste a los resultados experimentales la variación de la densidad de flujo de permeado con el tiempo para todas las condiciones experimentales ensayadas utilizando únicamente como datos experimentales la densidad de flujo de permeado inicial y estacionaria. El resto de los parámetros se calcularon a partir de correlaciones teóricas. / Vincent Vela, MC. (2006). Modelado dinámico de procesos de ultrafiltración tangencial aplicados a la separación de macromoléculas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1871

En este proyecto de tesis se va a estudiar la oxidación catalítica de compuestos orgánicos clorados en corrientes gaseosas, empleando para ello, distintos tipos de catalizadores. Los compuestos orgánicos volátiles son compuestos utilizados habitualmente en la industria y son una importante fuente de contaminación ambiental, estando relacionadas algunas de sus emisiones con los problemas de destrucción de la capa de ozono y el smog fotoquímico. Se consideran tóxicos, estables y algunos posiblemente cancerígenos. Es por ello por lo que cada vez la legislación medioambiental es más exigente en su control, y son necesarias nuevas tecnologías para su eliminación. La oxidación catalítica es un método eficaz para su eliminación a bajas temperaturas (250-550°C). En esta tesis se estudiará la actividad catalítica de diversos materiales para la eliminación de compuestos clorados como el TCE o el DCE. Los catalizadores se caracterizarán por distintas técnicas de caracterización como la adsorción volumétrica de nitrógeno, la reducción a temperatura programada (TPR) o la difracción de rayos X (DRX) con el fin de relacionar su actividad con sus características físico-químicas y conseguir finalmente diseñar un sistema eficaz para su eliminación. / Blanch Raga, N. (2014). Eliminación catalítica de compuestos orgánicos clorados en corrientes gaseosas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38986

En esta Tesis Doctoral se estudiará la corrosión termogalvánica generada entre dos electrodos del mismo material (Alloy 31 o cobre) sumergidos en disoluciones concentradas de bromuro de litio (LiBr) imponiendo diferentes gradientes de temperatura y de concentración entre ellos. Esto se conseguirá empleando una celda electroquímica diseñada específicamente para el estudio de la corrosión termogalvánica, que consta de dos semiceldas aisladas térmicamente entre sí y separadas por una membrana porosa de vidrio (frita). La corrosión termogalvánica generada entre los dos electrodos de trabajo se estudiará bajo condiciones de circuito abierto, usando un potenciostato como amperímetro de resistencia cero (ZRA). Con el propósito de investigar la influencia que tiene la corrosión termogalvánica sobre las propiedades superficiales de los electrodos, se empleará la técnica de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) antes y después del acoplamiento termogalvánico. Los resultados obtenidos servirán para evaluar la influencia que tienen los gradientes de temperatura y de concentración que se establecen en el interior de las máquinas de absorción de LiBr sobre el comportamiento de los materiales metálicos estudiados frente a la corrosión. Por otro lado, el Alloy 31 (un acero inoxidable austenítico altamente aleado) debe su elevada resistencia a la corrosión a la película protectora de óxido que se forma sobre su superficie. Por ello, debido a las agresivas condiciones de temperatura y concentración que se dan en el interior de las máquinas de absorción de LiBr, es de vital importancia conocer el comportamiento pasivo de este acero inoxidable en las condiciones de trabajo, tanto desde el punto de vista de la formación y crecimiento de la película pasiva, como desde el punto de vista de su rotura local y el inicio de la corrosión por picadura. La modelización del fenómeno de pasividad y de su rotura e inicio de la corrosión por picadura se llevará a cabo en el marco del Point Defect Model, un modelo ampliamente utilizado en la actualidad para explicar la formación, crecimiento y eventual rotura de las películas pasivas. Este estudio se realizará mediante ensayos potenciostáticos de pasivación, ensayos de impedancias electroquímicas (EIS) y ensayos de capacitancias o análisis de Mott-Schottky. / Fernández Domene, RM. (2014). Estudio de la corrosión termogalvánica y comportamiento pasivo del Alloy 31 en máquinas de absorción de LiBr mediante técnicas electroquímicas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39352 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

[ES] En la presente Tesis Doctoral se investigó la aplicación del proceso de ultrafiltración (UF) y el fenómeno de ensuciamiento de las membranas en la eliminación de sustancias disueltas y coloidales (DCS) de efluentes tratados de la industria papelera (PMTE) para su reutilización en los diferentes procesos de fabricación de papel y cartón reciclado. El objetivo general de esta investigación se dividió en tres partes principales: i) describe cómo encontrar las condiciones óptimas de operación de cuatro parámetros de proceso: presión transmembrana (TMP), velocidad de flujo cruzado (CFV), temperatura y corte de peso molecular (MWCO) para maximizar el flujo promedio de permeado (Jp) y rechazo de la demanda química de oxígeno (COD) y minimizar el descenso del flujo de permeado acumulado (SFD) utilizando el método de Taguchi (Design Robusto) y utility concept aplicado a un proceso de UF a flujo cruzado, para remover DCS de efluentes tratados de la industria papelera, ii) el descenso del flujo de permeado y los mecanismos de ensuciamiento de las membranas de UF ensuciadas con PMTE se examinaron mediante modelos matemáticos semi-empíricos. Los resultados para los diferentes ensayos de UF se expresaron en términos de variación del Jp en función del tiempo para verificar la precisión del ajuste (mayor valor de R2 y menor valor de desviación estándar) de los distintos modelos de Hermia adaptados a flujo tangencial y del modelo de formación de torta en filtración a presión constante ajustados a los datos experimentales, y iii) describe métodos de identificación, caracterización y posibles orígenes de las sustancias contaminantes (foulants) en las membranas de UF. Técnicas como el análisis físico-química, FESEM, SEM-EDS, ATR-FTIR y 3DEEM se llevaron a cabo para comprender qué fracción de los contaminantes son responsables por la formación de incrustaciones en las membranas. Los resultados obtenidos durante la etapa de optimización de parámetros del procesos demostraron que TMP y MWCO tienen la mayor contribución en el Jp y SFD. En el caso de la tasa de rechazo de COD, los resultados mostraron que MWCO tiene la mayor contribución seguida de CFV. Por consiguiente, las condiciones óptimas se encontraron para el segundo nivel de TMP (2.0 bar), el tercer nivel del CFV (1.041 m/s), el segundo nivel de la temperatura (15°C) y el tercer nivel de MWCO (100 kDa). Bajo estas condiciones óptimas de operación Jp, rechazo de COD y SFD alcanzaron respuestas de 81.15 L/m2.h, 43.90% y 6.01 (alrededor de 28.96 % para (FD), respectivamente, valores dentro del rango previsto del intervalo de confianza del 95%. Además, los modelos de Hermia adaptados a UF en flujo tangencial fueron capaces de predecir con gran precisión el descenso del Jp y los mecanismos de ensuciamiento en función del tiempo para todas las membranas seleccionadas (10, 30 y 100 kDa) y bajo diferentes condiciones ensayadas de UF. Por lo tanto, los modelos que presentan un mayor grado de ajuste son el bloqueo completo de poros (coeficiente de determinación R2 >0.97) y bloqueo intermedio (R2 >0.96), seguido por el modelo de formación de torta (R2 >0.94), lo que indica que estés son los principales mecanismos de ensuciamiento de las membranas. Análisis de 3DEEM revelaron que la mayoría de la materia orgánica fluorescentes en las membranas sucias eran proteínas coloidales (componentes similares a proteínas I + II) y proteínas macromoleculares (componentes similares a SMP). Además, polisacáridos (especie celulósica) y sustancias como ácidos grasos y resinosos fueron identificadas en las membranas contaminadas mediante análisis ATR-FTIR. Por fin, análisis SEM-EDS para las membranas ensuciadas con PMTE se detectó concentración de contaminantes inorgánicos (iones metálicos multivalentes) especialmente el Ca2+ que podría acelerar la formación torta en la superficie de la membrana. / [CA] En la present Tesi Doctoral es va investigar l'aplicació del procés d'ultrafiltració (UF) i el fenomen d'embrutiment de les membranes en l'eliminació de substàncies dissoltes i col·loïdals (DCS) d'efluents tractats de la indústria paperera (PMTE) per al seu reutilització en els diferents processos de fabricació de paper i cartó reciclatge. L'objectiu general d'aquesta investigació es va dividir en tres parts principals: i) descriu com trobar les condicions òptimes d'operació de quatre paràmetres de procés: pressió transmembrana (TMP), velocitat de flux creuat (CFV), temperatura i tall de pes molecular (MWCO) per a maximitzar el flux mitjà de permeat (Jp) i rebuig de la demanda química d'oxigen (COD) i minimitzar el descens del flux de permeado acumulat (SFD) utilitzant el mètode de Taguchi (Design Robust) i utility concept aplicat a un procés de UF a flux creuat en escala pilot, per a remoure DCS d'efluents tractats de la indústria paperera (PMTE), ii) el descens del flux de permeat i els mecanismes de embrutiment (fouling) de les membranes de UF embrutades amb PMTE es van examinar mitjançant models matemàtics semi-empírics. Els resultats per als diferents assajos de UF es van expressar en termes de variació del flux de permeat (Jp) en funció del temps per a verificar la precisió de l'ajust (major valor de R2 i menor valor de desviació estàndard) dels diferents models de Hermia adaptats a flux tangencial i del model de formació de coca en filtració a pressió constant ajustats a les dades experimentals, i iii) descriu mètodes d'identificació, caracterització i possibles orígens de les substàncies contaminants (foulants) en les membranes de UF. Tècniques com l'anàlisi física-química, FESEM, SEM-EDS, ATR-FTIR i 3DEEM es van dur a terme per a comprendre quina fracció dels contaminants són responsables per la formació d'incrustacions sobre la superfície i adsorció dins dels porus de les membranes. Els resultats obtinguts durant l'etapa d'optimització de paràmetres del processos van demostrar que TMP i MWCO tenen la major contribució en el Jp i SFD. En el cas de la taxa de rebuig de COD, els resultats van mostrar que MWCO té la major contribució seguida de CFV. Per consegüent, les condicions òptimes es van trobar per al segon nivell de TMP (2.0 bar), el tercer nivell del CFV (1.041 m/s), el segon nivell de la temperatura (15°C) i el tercer nivell de MWCO (100 kDa). Sota aquestes condicions òptimes d'operació Jp, rebuig de COD i SFD van aconseguir respostes de 81.15 L/m².h, 43.90% i 6.01 (al voltant de 28.96% per a (FD)), respectivament, valors dins del rang previst de l'interval de confiança del 95%. A més, els models de Hermia adaptats a UF en flux tangencial van ser capaços de predir amb gran precisió el descens del Jp i els mecanismes de embrutiment en funció del temps per a totes les membranes seleccionades (10, 30 i 100 kDa) i baix diferents condicions assajades de UF. Per tant, els models que presenten un major grau d'ajust són el bloqueig complet de porus (coeficient de determinació R2 >0.97) i bloqueig intermedi (R2 >0.96), seguit pel model de formació de coca (R2 >0.94), la qual cosa indica que estigues són els principals mecanismes de embrutiment de les membranes. Anàlisi de 3DEEM van revelar que la majoria de la matèria orgànica fluorescents en les membranes brutes eren proteïnes col·loidals (components similars a proteïnes I + II) i proteïnes macromoleculars (components similars a SMP). A més, polisacàrids (espècie cel·lulòsica) i substàncies com a àcids grassos i resinosos van ser identificades en les membranes contaminades mitjançant anàlisis ATR-FTIR, tals substàncies exerceixen un paper important en el embrutiment de les membranes. Per fi, anàlisi SEM-EDS per a les membranes embrutades amb PMTE es va detectar concentració de contaminants inorgànics (ions metàl·lics multivalents) especialment el Ca2+ que podria accelerar la formació coca en la àrea de la membrana. / [EN] In this PhD Thesis, the application of ultrafiltration process (UF) and membrane fouling phenomenon used to remove dissolved and colloidal substances (DCS) from paper mill treated effluent (PMTE) for reuse in different recycled paper and cardboard manufacturing processes was investigated. The overall goal of this research has been divided into three main parts: i) describes how to find optimal operating conditions of four controlling parameters, such as transmembrane pressure (TMP), cross-flow velocity (CFV), temperature and molecular weight cut-off (MWCO) for maximizing the average permeate flux (Jp) and chemical oxygen demand (COD) rejection, and minimizing the cumulative flux decline (SFD) using Taguchi method and utility concept for a cross-flow UF in pilot scale, used to remove DCS from a paper mill treated effluent (PMTE), ii) flux decline and fouling mechanisms of UF membranes fouled with PMTE were examined by theoretical modelling. The results from UF tests were expressed in terms of permeate flux (Jp) as a function of time to check modified Hermia's models adapted to crossflow filtration and cake formation in constant-pressure filtration, and iii) describes the Identification, characterization and possible origins of UF membrane foulants. Techniques such as chemical analysis, FESEM, SEM-EDS, ATR-FTIR and 3DEEM analysis were applied to understand which fraction of the foulants caused the fouling. This research found that the TMP and MWCO have the greatest contribution to the average permeate flux and SFD. In the case of the COD rejection rate, the results showed that MWCO has the highest contribution followed by CFV. The optimum conditions were found to be the second level of TMP (2.0 bar), the third level of the CFV (1.041 m/s), the second level of the temperature (15°C), and the third level of MWCO (100 kDa). Under these optimum conditions Jp, COD rejection and SFD resistance of 81.15 L/m2/h, 43.90% and 6.01 (around 28.96 % of (FD), respectively, were obtained and they were within of the predicted range at the 95% confidence interval. Furthermore, the results showed that the predictions of the modified Hermia's models adapted to cross-flow UF had good agreements with experimental data, under different conditions tested for PMTE. Therefore, it can be concluded that for all cases the best fit (higher accuracy) to the experimental data corresponds to the complete (coefficient of determination R2 >0.97) and intermediate (R2 >0.96) blocking, followed by the cake layer formation (R2 >0.94). Moreover, measurements of particle size distribution and zeta potential near the isoelectric point, showed a substantial reduction in colloidal compounds. The 3DEEM analysis revealed that the majority of the organic foulants with fluorescence characteristics on the fouled membranes were colloidal proteins (protein-like substances I+II) and macromolecular proteins (SMP-like substances). Further, polysaccharide (cellulosic specie), fatty and resin acid substances were identified on the fouled membrane by the ATR-FTIR analysis and they play an important role in membrane fouling. In addition, the membrane SEM-EDS analysis showed accumulate and adsorbed onto the membrane surfaces of inorganic foulants, such as multivalent metal ions and especially Ca2+ (acts as a binding agent) that could accelerate cake layer formation on the membrane. / Santos Sousa, MR. (2020). Optimization of Operation Parameters in Ultrafiltration by Experiment Design, Mathematical Modelling and Fouling Characterization of the Membranes Used to Remove Dissolved and Colloidal Substances from a Treated Paper Mill Effluent [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/155975

[ES] La presente Tesis Doctoral tiene dos objetivos claramente diferenciados, siendo el primero de ellos la realización de un estudio de optimización de la síntesis de nanoestructuras de óxido de wolframio (WO3) mediante el uso de un diseño de experimentos, mientras que el segundo de ellos es el uso de estas nanoestructuras en la degradación fotoelectrocatalítica de 4 pesticidas organofosforados de diferentes subfamilias (diazinon, fosmet, clorfenvinfos y fenamifos). El uso del óxido de wolframio como fotocatalizador en el proceso fotoelectrocatalítico (FEC) despierta un gran interés, ya que se trata de un semiconductor con gran fotoestabilidad en electrolitos acuosos ácidos, excelente conductividad eléctrica, tiene la capacidad de absorber la parte azul del espectro visible además de la luz ultravioleta, y el borde superior de la banda de valencia es mayor que el potencial de oxidación de H2O/O2. Todo ello hace que el WO3 sea capaz de fotooxidar eficazmente una amplia gama de compuestos orgánicos. Las nanoestructuras estudiadas en la Tesis Doctoral se sintetizaron mediante anodizado electroquímico, ya que se trata de una técnica sencilla que permite un control de sus parámetros de manera fácil y efectiva, permitiendo obtener las nanoestructuras directamente sobre el propio sustrato metálico. Además, la necesidad de controlar y eliminar los contaminantes emergentes en el medio ambiente se ha vuelto cada vez más crucial durante las últimas décadas. Así, en esta Tesis se han degradado 4 pesticidas tóxicos y persistentes en el medioambiente mediante la técnica de fotoelectrocatálisis (FEC) utilizando las nanoestructuras de WO3. En esta técnica, los fenómenos electrolíticos y fotocatalíticos actúan juntos para mineralizar el contaminante orgánico. Además, la FEC está atrayendo la atención de los investigadores por su capacidad para degradar contaminantes orgánicos y transformarlos en compuestos inocuos con condiciones de trabajo no extremas. Por tanto, en el diseño de experimentos realizado en la Tesis Doctoral se modificaron 3 variables con tres niveles cada una, por tanto se escogió un diseño 33. Las variables que se modificaron fueron el electrolito utilizado durante el anodizado, la temperatura y atmosfera en el proceso de post-anodizado (tratamiento térmico), obteniendo de esta manera nanoestructuras con diferentes propiedades tanto estructurales como fotoelectroquímicas. Los resultados obtenidos mostraron que las nanoestructuras que presentan mejores propiedades morfológicas y fotoelectroquímicas, y con una estructura cristalina más adecuada fueron las obtenidas con el ácido metanosulfónico (CH4O3S) como electrolito y calentadas en el proceso de post-anodizado a 600 ¿C y en atmósfera de aire. Con estas nanoestructuras optimizadas, se realizó el proceso de degradación de los 4 pesticidas seleccionados mediante fotoelectrocatálisis. En este proceso, se partió de una concentración inicial de 20 ppm en todos los pesticidas, haciéndose un seguimiento del pesticida mediante UV-Visible y cromatografía líquida de ultra alto rendimiento acoplada a la espectrometría de masas (UHPLC-MS/Q-TOF). Tras 24 horas de ensayo se consiguió degradar el diazinón hasta 2 ppm (consiguiendo un 90% de degradación), el clorfenvinfos se degradó hasta 1 ppm (consiguiendo un 95% de degradación) y el fosmet y fenamifos se degradaron al 100%. Para cada uno de los pesticidas se ha propuesto una ruta de degradación según los compuestos intermedios identificados mediante el UHPLC-MS/Q-TOF, dando como resultado final moléculas más pequeñas y más inocuas para los seres humanos y para el medioambiente. / [CA] La present tesi doctoral té dos objectius clarament diferenciats, sent el primer la realització d'un estudi d'optimització de la síntesi de nanoestructures d'òxid de wolframi (WO3) mitjançant l'ús d'un disseny d'experiments, mentre que el segon és l'ús d'aquestes nanoestructures en la degradació fotoelectrocatalítica de quatre pesticides organofosforats de diferents subfamílies (diazinon, fosmet, clorfenvinfòs i fenamifòs). L'ús de l'òxid de wolframi com a fotocatalitzador en el procés fotoelectrocatalític (FEC) desperta un gran interès, ja que es tracta d'un semiconductor amb gran fotoestabilitat en electròlits aquosos àcids; amb una excel·lent conductivitat elèctrica; té la capacitat d'absorbir la part blava de l'espectre visible, a més de la llum ultraviolada, i la vora superior de la banda de valència és major que el potencial d'oxidació d'H2O/O2. Tot això fa que el WO3 siga capaç de fotooxidar eficaçment una àmplia gamma de compostos orgànics. Les nanoestructures estudiades en la tesi doctoral es van sintetitzar mitjançant anodització electroquímica, ja que es tracta d'una tècnica senzilla que permet un control dels seus paràmetres de manera fàcil i efectiva, i permet obtenir les nanoestructures directament sobre el mateix substrat metàl·lic. A més, la necessitat de controlar i eliminar els contaminants emergents en el medi ambient s'ha tornat cada vegada més crucial durant les últimes dècades. Així, en aquesta tesi s'han degradat quatre pesticides tòxics i persistents en el medi ambient mitjançant la tècnica de la fotoelectrocatàlisi (FEC) utilitzant les nanoestructures de WO3. En aquesta tècnica, els fenòmens electrolítics i fotocatalítics actuen junts per a mineralitzar el contaminant orgànic. La FEC està atraient l'atenció del personal investigador per la seua capacitat per a degradar contaminants orgànics i transformar-los en compostos innocus amb condicions de treball no extremes. Per tant, en el disseny d'experiments realitzat en la tesi doctoral es van modificar tres variables amb tres nivells cadascuna, per tant, es va triar un disseny 33. Les variables que es van modificar van ser: l'electròlit utilitzat durant l'anodització, la temperatura i l'atmosfera en el procés de postanodització (tractament tèrmic), i es van obtenir d'aquesta manera nanoestructures amb diferents propietats, tant estructurals com fotoelectroquímiques. Els resultats obtinguts van mostrar que les nanoestructures que presenten millors propietats morfològiques i fotoelectroquímiques, i amb una estructura cristal·lina més adequada, van ser les obtingudes amb l'àcid metanosulfònic (CH4O3S) com a electròlit, i calfades en el procés de postanodització a 600 ¿C i en atmosfera d'aire. Amb aquestes nanoestructures optimitzades, es va realitzar el procés de degradació dels quatre pesticides seleccionats mitjançant fotoelectrocatàlisi. En aquest procés, es va partir d'una concentració inicial de 20 ppm en tots els pesticides, i es va fer un seguiment del pesticida mitjançant UV visible i cromatografia líquida d'ultraalt rendiment acoblada a l'espectrometria de masses (UHPLC-MS/Q-TOF). Després de 24 hores d'assaig, es va aconseguir degradar el diazinon fins a 2 ppm (es va assolir un 90% de degradació), el clorfenvinfòs es va degradar fins a 1 ppm (es va assolir un 95% de degradació) i el fosmet i el fenamifòs es van degradar al 100%. Per a cadascun dels pesticides s'ha proposat una ruta de degradació segons els compostos intermedis identificats mitjançant l'UHPLC-MS/Q-TOF, que dona com a resultat final molècules més xicotetes i més innòcues per als éssers humans i per al medi ambient. / [EN] This Doctoral Thesis has two clearly differentiated objectives. The first objective is to carry out an optimization study of the synthesis of tungsten oxide nanostructures (WO3) using a design of experiments. The second objective is to use of these nanostructures in the photoelectrocatalytic degradation of 4 organophosphate pesticides of different subfamilies (diazinon, phosmet, chlorfenvinphos and fenamiphos). The use of tungsten oxide as a photocatalyst in the photoelectrocatalytic (PEC) process arouses great interest, since it is a semiconductor with great photostability in acidic aqueous electrolytes, excellent electrical conductivity, it has the ability to absorb the blue part of the visible spectrum in addition to ultraviolet light, and the upper edge of the valence band is greater than the oxidation potential of H2O / O2. All this makes WO3 capable of efficiently photo-oxidizing a wide range of organic compounds. The nanostructures studied in the Doctoral Thesis were synthesized using electrochemical anodization, since it is a simple technique that permits the control their parameters easily and effectively, allowing the nanostructures to be obtained directly on the metal substrate itself. Furthermore, the need to control and eliminate emerging pollutants in the environment has become increasingly crucial over the past decades. Thus, in this Thesis, 4 toxic and persistent pesticides in the environment have been degraded by the photoelectrocatalysis (PEC) technique using the WO3 nanostructures. In this technique, the electrolytic and photocatalytic phenomena act together to mineralize the organic contaminant. PEC is attracting the attention of researchers for its ability to degrade organic pollutants and transform them into harmless compounds under non-extreme working conditions. Therefore, in the design of experiments carried out in the Doctoral Thesis, 3 variables were modified with three levels each one, therefore a 33 design was chosen. The variables that were modified were the electrolyte used during the anodization, the temperature and the atmosphere in the post-anodization process (annealing treatment), thus obtaining nanostructures with different structural and photoelectrochemical properties. The results obtained showed that the nanostructures with the best morphological and photoelectrochemical properties, and with adequate crystalline structure werethose obtained with methanesulfonic acid (CH4O3S) as electrolyte and annealed in the post-anodization process at 600 ¿C and in an air atmosphere. With these optimized nanostructures, the degradation process of the 4 selected pesticides was carried out by photoelectrocatalysis. This process started from an initial concentration of 20 ppm in all pesticides, using UV-Visible and Ultra-High Performance Liquid Chromatography coupled to Mass Spectrophotometry (UHPLCMS / Q-TOF) to monitoring the process. After 24 hours of experiment, the diazinon was degraded to 2 ppm (achieving 90% degradation), chlorfenvinphos was degraded to 1 ppm (achieving 95% degradation) and phosmet and fenamiphos were 100% degraded. For each of the pesticides, a degradation route has been proposed according to the intermediate compounds identified by UHPLC-MS/Q-TOF, resulting in smaller and more innocuous molecules for humans and the environment. / Agradezco a la Generalitat Valenciana y al Fondo Social Europeo por la ayuda predoctoral recibida para la realización de la presente Tesis Doctoral (ACIF 159- 2018) así como para la realización de una estancia predoctoral en la Universidad de Lisboa. También quiero agradecer al Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, por la concesión de los proyectos CTQ2016-79203-R (2016) y PID2019-105844RB-I00 (2019) en los cuales he podido participar durante la Tesis Doctoral. / Roselló Márquez, G. (2021). Eliminación de pesticidas organofosforados mediante fotoelectrocatálisis con fotoánodos de WO3 [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/174712

[ES] El fósforo es inherente al mantenimiento de la vida y desempeña un papel fundamental en la producción de alimentos. La inminente escasez de rocas fosfóricas, principal materia prima para la producción de fertilizantes a base de fósforo ha impulsado la investigación sobre la recuperación de este nutriente a partir de fuentes alternativas, como las aguas residuales municipales. En un estudio reciente, fue posible concentrar y recuperar fosfatos de una solución que simulaba aguas residuales municipales mediante electrodiálisis, además de promover la separación de fosfatos de los aniones coexistentes. Sin embargo, este proceso de separación comprometió la estructura de la membrana aniónica. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue establecer las condiciones adecuadas para recuperar fosfatos de una solución con bajo contenido de este nutriente. Se realizaron experimentos de electrodiálisis bajo intenso campo eléctrico utilizando dos membranas aniónicas diferentes, una de origen chino (IONSEP-HC-A) y otra checa (AMHPP, resistente a medios alcalinos), caracterizándolas antes y después de los ensayos. Además, se estudiaron las reacciones químicas que acompañan al transporte de fosfatos a través de membranas aniónicas mediante voltamperometría lineal, cronopotenciometría y espectroscopia de impedancia electroquímica. Los resultados de las pruebas de electrodiálisis indican la posibilidad de separación de iones de fosfato utilizando la membrana IONSEP-HC-A, condición que no se logra con la membrana AMHPP. Mediante espectros FTIR se observó que la aplicación de campos eléctricos intensos provocó la transformación parcial de los grupos funcionales de ambas membranas. Sin embargo, además de esto, se notó la degradación de la malla estructural de la membrana china. Además, las imágenes SEM indicaron la formación de cavidades en la superficie de la membrana IONSEP-HC-A, lo que no se observó en la membrana AMHPP. A través de estas imágenes también se observó que la superficie de la membrana AMHPP tiene una mayor área conductora, lo que puede facilitar la formación de vórtices electroconvectivos, mientras que la distribución de grupos funcionales en la membrana IONSEP-HC-A facilitaría la disociación del agua. Estas suposiciones se confirman mediante espectros de impedancia y curvas cronopotenciométricas. Para la membrana AMHPP, las curvas cronopotenciométricas atestiguan que la electroconvección es el mecanismo predominante de transferencia de masa, a pesar de la presencia de arcos de Gerischer que indican la ocurrencia de reacciones químicas en la capa límite de difusión. En cuanto a la membrana IONSEP-HC-A, los resultados muestran el predominio de la disociación del agua, lo que dificulta el paso de los iones fosfato a través de la membrana y permite su separación. / [CA] El fòsfor és inherent al manteniment de la vida i exerceix un paper fonamental en la producció d'aliments. La imminent escassetat de roques fosfòriques, principal matèria primera per a la producció de fertilitzants a base de fòsfor ha impulsat la investigació sobre la recuperació d'aquest nutrient a partir de fonts alternatives, com les aigües residuals municipals. En un estudi recent, va ser possible concentrar i recuperar fosfats d'una solució que simulava aigües residuals municipals mitjançant electrodiálisis, a més de promoure la separació de fosfats dels anions coexistents. No obstant això, aquest procés de separació va comprometre l'estructura de la membrana aniònica. Per tant, l'objectiu d'aquest treball va ser establir les condicions adequades per a recuperar fosfats d'una solució amb baix contingut d'aquest nutrient. Es van realitzar experiments de electrodiálisis baix intens camp elèctric utilitzant dues membranes aniòniques diferents, una d'origen xinés (IONSEP-HC-A) i una altra txeca (AMHPP, resistent a mitjans alcalins), caracteritzant-les abans i després dels assajos. A més, es van estudiar les reaccions químiques que acompanyen al transport de fosfats a través de membranes aniòniques mitjançant voltamperometria lineal, cronopotenciometría i espectroscòpia d'impedància electroquímica. Els resultats de les proves de electrodiálisis indiquen la possibilitat de separació d'ions de fosfat utilitzant la membrana IONSEP-HC-A, condició que no s'aconsegueix amb la membrana AMHPP. Mitjançant espectres FTIR es va observar que l'aplicació de camps elèctrics intensos va provocar la transformació parcial dels grups funcionals de totes dues membranes. Tanmateix, a més d'això, es va notar la degradació de la malla estructural de la membrana xinesa. A més, les imatges SEM van indicar la formació de cavitats en la superfície de la membrana IONSEP-HC-A, la qual cosa no es va observar en la membrana AMHPP. A través d'aquestes imatges també es va observar que la superfície de la membrana AMHPP té una major àrea conductora, la qual cosa pot facilitar la formació de vòrtexs electroconvectivos, mentre que la distribució de grups funcionals en la membrana IONSEP-HC-A facilitaria la dissociació de l'aigua. Aquestes suposicions es confirmen mitjançant espectres d'impedància i corbes cronopotenciométricas. Per a la membrana AMHPP, les corbes cronopotenciométricas testifiquen que la electroconvección és el mecanisme predominant de transferència de massa, malgrat la presència d'arcs de Gerischer que indiquen l'ocurrència de reaccions químiques en la capa límit de difusió. Quant a la membrana IONSEP-HC-A, els resultats mostren el predomini de la dissociació de l'aigua, la qual cosa dificulta el pas dels ions fosfate a través de la membrana i permet la seua separació. / [EN] Phosphorus is inherent in maintaining life and plays a key role in food production. The imminent scarcity of phosphate rocks, the main raw material for the production of phosphorus-based fertilizers has boosted research on the recovery of this nutrient from alternative sources, such as municipal wastewater. In a recent study, it was possible to concentrate and recover phosphates from a solution simulating municipal wastewater through electrodialysis, as well as promoting the separation of phosphates from existing anions. However, this separation process compromised the structure of the anion-exchange membrane. Therefore, the objective of this work was to establish adequate conditions to recover phosphates from a low phosphate-containing solution. Electrodialysis experiments were carried out under intense electric field using two different anion-exchange membranes, one of Chinese origin (IONSEP-HC-A) and the other Czech (AMHPP, alkali-resistant), characterizing them before and after the tests. Furthermore, chemical reactions that accompany the transport of phosphates through anion-exchange membranes were studied using linear voltammetry, chronopotentiometry and electrochemical impedance spectroscopy. The electrodialysis results indicate the possibility of phosphates separation using the IONSEP-HC-A membrane, a condition not achieved with the AMHPP membrane. Through FTIR spectra, it was observed that the application of intense electric fields caused the partial transformation of the functional groups of both membranes. However, in addition to this, the degradation of the structural mesh of the Chinese membrane was noted. Furthermore, SEM images indicated the formation of cavities on the surface of the IONSEP-HC-A membrane, which was not observed for the AMHPP membrane. Through these images, it was also observed that the surface of the AMHPP membrane has a larger conductive area, which may facilitate the formation of electroconvective vortices, while the distribution of functional groups in the IONSEP-HC-A membrane would facilitate the dissociation of water. These assumptions are confirmed by means of impedance spectra and chronopotentiometric curves. For the AMHPP membrane, chronopotentiometric curves attest to electroconvection as the predominant mass transfer mechanism, despite the presence of Gerischer arcs indicating the occurrence of chemical reactions in the diffusion boundary layer. As for the IONSEP-HC-A membrane, the predominance of water dissociation was noted, making it difficult for phosphate ions to pass through the membrane and allowing their separation. / [PT] O fósforo é inerente à manutenção da vida e exerce um papel fundamental na produção de alimentos. A iminente escassez de rochas fosfatadas, principal matéria-prima para produção de fertilizantes a base de fósforo tem impulsionado pesquisas sobre a recuperação desse nutriente de fontes alternativas, como as águas residuárias municipais. Em estudo recente, foi possível concentrar e recuperar fosfatos de uma solução simulando uma água residuária municipal através da eletrodiálise, bem como promover a separação de fosfatos de ânions coexistentes. Entretanto, esse processo de separação comprometeu a estrutura da membrana aniônica. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi estabelecer condições adequadas para recuperar fosfatos de uma solução com baixo teor desse nutriente. Foram realizados experimentos de eletrodiálise mediante intenso campo elétrico utilizando diferentes duas membranas aniônicas, uma de origem chinesa (IONSEP-HC-A) e outra tcheca (AMHPP, resistente a meios alcalinos), caracterizando-as antes e após os ensaios. Ainda, foram estudadas as reações químicas que acompanham o transporte de fosfatos por membranas aniônicas empregando a voltametria linear, cronopotenciometria e a espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados dos ensaios de eletrodiálise indicam a possibilidade de separação de íons fosfato usando a membrana IONSEP-HC-A, condição não atingida com a membrana AMHPP. Por meio de espectros de FTIR, observou-se que a aplicação de intensos campos elétricos ocasionou a transformação parcial dos grupos funcionais de ambas as membranas. Porém, adicionalmente a isso, notou-se a degradação da malha estrutural da membrana chinesa. Ainda, imagens de MEV indicaram a formação de cavidades na superfície da membrana IONSEP-HC-A, o que não foi observado para a membrana AMHPP. Por meio dessas imagens, observou-se também que a superfície da membrana AMHPP possui maior área condutora, podendo facilitar a formação de vórtices eletroconvectivos, enquanto a distribuição dos grupos funcionais na membrana IONSEP-HC-A facilitaria a dissociação de água. Essas suposições são confirmadas por meio de espectros de impedância e curvas cronopotenciométricas. Para a membrana AMHPP, curvas cronopotenciométricas atestam a eletroconvecção como mecanismo de transferência de massa predominante, apesar da presença de arcos de Gerischer indicando a ocorrência de reações químicas na camada limite de difusão. Já para a membrana IONSEP-HC- A, os resultados evidenciam a predominância da dissociação de água, dificultando a passagem de íons fosfato através da membrana e permitindo a sua separação. / Rotta, EH. (2023). Caracterização de membranas aniônicas e avaliação do transporte de íons fosfato em um sistema de eletrodiálise [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191741

[EN] The precious metals natural sources, including gold, have decreased around the world each year. At the same time, the demand for these metals have increased, especially for the use in the electrical and electronics products industry. The recovery of metals from these scraps could be one way to mitigate this problem, since consumption and disposal have considerably increased every year. Therefore, this study aims to evaluate alternative leaching agents for the gold extraction present in the printed circuit boards (PCB's) of cell phones, and subsequent recovery by electrometallurgical process. Entire PCB's obtained from obsolete or defective cell phones were used. Thus, a commercial stripping (cyanide-based) and alternative leaching agents (sodium and ammonium thiosulfate) were tested under different conditions of concentration, time, pH and temperature. The solutions were analyzed by atomic absorption. The amount of gold contained in the PCB's was measured, by a preliminary test, in which, samples were leached with aqua regia for a complete extraction of the metal and further comparison with the commercial stripping and alternative leaching agents. The electrometallurgical stage began with the cyclic voltammetry experiments to determine the gold and copper electrowinning potential. After that, electrowinning tests using different electrode potentials to determine the recovery rates of these metals were performed. The results obtained in the leaching tests show that with the commercial stripping, it was possible to extract 88% of the gold present in the PCB of cell phones. With sodium thiosulfate, it was possible to extract 70% of the gold contained in the PCB, using 0.12M of sodium thiosulfate, 0.2M of ammonium and 20mM of copper sulphate. With ammonium thiosulfate, it was possible to extract 75% of the gold, using 0.12M of ammonium thiosulfate, 0.2M of ammonium and 20mM of copper sulfate. Regarding the recovery of metals in solution, the results of cyclic voltammetry showed that the copper deposition occurs at potentials more negative than -600 mVAg/AgCl, while the gold deposition can be performed to more positive potential than -600mVAg/AgCl, showing that both metals can be selectively recovered. The results of the electrowinning tests proved that in the synthetic solution the recovered fractions reached 0.98 for gold and 0.99 for copper, using the electrode potentials of -500 mVAg/AgCl and -700 mVAg/AgCl, respectively. The electrical efficiency in this case was below 6% for all tested potential. The electrochemical behavior observed for real solutions was very similar to that one observed for synthetic solutions, but with lower values. In that case, the gold recovered fraction reached 0.94, while the copper recovered fraction reached 0.95 using the same potentials. The current efficiency achieved in the experiments, with real solutions, was less than 3%. / [ES] Cada año las reservas naturales de metales preciosos, entre ellos el oro, van disminuyendo en todo el mundo. Paralelamente, la demanda de estos metales va en aumento, especialmente para su utilización en la industria de productos eléctricos y electrónicos. Una forma de atenuar este problema podría ser la recuperación de los metales contenidos en las chatarras de estos productos, cuyo consumo y desechos aumentan considerablemente cada año. Por tanto, este trabajo tiene por objetivo evaluar agentes lixiviantes alternativos para la extracción del oro contenido en las placas de circuito impreso (PCI) de teléfonos móviles y su posterior recuperación por vía electrometalúrgica. Se utilizaron PCI's enteras obtenidas de aparatos de teléfonos móviles obsoletos o defectuosos. En los ensayos de lixiviación se probaron, además de un agente extractor comercial (a base de cianuro), los agentes lixiviantes alternativos tiosulfato sódico y tiosulfato amónico en medio amoniacal, a distintas concentraciones, pH, tiempos y temperaturas. Las disoluciones obtenidas se analizaron por absorción atómica. La cantidad de oro contenido en las placas se midió a través de un ensayo previo donde las muestras fueron lixiviadas con agua regia para una extracción completa del metal y la posterior comparación con el agente extractor comercial y los lixiviantes alternativos. La etapa electrometalúrgica se inició con los ensayos de voltametría cíclica para determinar los potenciales de electrodeposición de oro y de cobre y a continuación se realizaron ensayos de eletrodeposición utilizando diferentes potenciales de electrodo para determinar las velocidades de recuperación de estos metales. Los resultados obtenidos en los ensayos de lixiviación muestran que el agente extractor comercial fue capaz de extraer el 88% del oro contenido en las PCI de los teléfonos móviles. Con la utilización de tiosulfato sódico fue posible extraer el 70% del oro contenido en las PCI's, utilizando disoluciones de composición 0,12M de tiosulfato sódico, 0,2M de amoniaco y 20mM de sulfato de cobre. Con tiosulfato amónico, fue posible extraer el 75% del oro, utilizando disoluciones de composición 0,12M de tiosulfato amónico, 0,2M de amoniaco y 20mM de sulfato de cobre. Con respecto a la recuperación de los metales en disolución, los resultados obtenidos en los ensayos de voltametría cíclica mostraron que la deposición de cobre tiene lugar a potenciales más negativos de -600 mVAg/AgCl mientras que la deposición de oro se puede efectuar a potenciales más positivos que -600 mVAg/AgCl, demostrando que los dos metales pueden ser recuperados selectivamente. Los resultados de los ensayos de electrodeposición mostraron que, para disoluciones sintéticas, las fracciones recuperadas llegaron a 0.98 para oro y 0.99 para cobre, utilizando -500 mVAg/AgCl y -700 mVAg/AgCl, respectivamente. El rendimiento eléctrico, en este caso, fue inferior al 6% para todos los potenciales ensayados. El comportamiento electroquímico observado para las disoluciones reales fue muy parecido al observado para las disoluciones sintéticas, pero con valores más bajos, en este caso la fracción de oro recuperada llegó al 0.94, mientras que la fracción de cobre recuperada alcanzó el 0.95, utilizando los mismos potenciales. El rendimiento eléctrico alcanzado en los experimentos con disoluciones reales fue inferior al 3%. / [CA] Cada any les reserves naturals de metalls preciosos, entre ells l'or, van disminuint en tot el món. Paral¿lelament, la demanda d'estos metalls va en augment, especialment per a la seua utilització en la indústria de productes elèctrics i electrònics. Una forma d'atenuar aquest problema podria ser la recuperació dels metalls continguts en les ferralles d'aquestos productes, el consum i rebutjos dels quals augmenten considerablement cada any. Per tant, aquest treball té per objectiu avaluar agents lixiviants alternatius per a l'extracció de l'or contingut en les plaques de circuit imprés (PCI) de telèfons mòbils i la seua posterior recuperació per via electrometal¿lúrgica. Es van utilitzar PCI's senceres obtingudes d'aparells de telèfons mòbils obsolets o defectuosos. En els assajos de lixiviació es van provar, a més d'un agent extractor comercial (a base de cianur) , els agents lixiviants alternatius tiosulfat sòdic i tiosulfat d'amoni al medi amoniacal, a distintes concentracions, pH, temps i temperatures. Les dissolucions obtingudes es van analitzar per absorció atòmica. La quantitat d'or contingut en les plaques es va mesurar a través d'un assaig previ on les mostres van ser lixiviades amb aigua règia per a una extracció completa del metall i la posterior comparació amb l'agent extractor comercial i els lixiviants alternatius. L'etapa electrometal¿lúrgica es va iniciar amb els assajos de voltametria cíclica per a determinar els potencials d'electrodeposició d'or i de coure i a continuació es van realitzar assajos d'eletrodeposició utilitzant diferents potencials d'elèctrode per a determinar les velocitats de recuperació d'aquests metalls. Els resultats obtinguts en els assajos de lixiviació mostren que l'agent extractor comercial va ser capaç d'extraure el 88% de l'or contingut en les PCI dels telèfons mòbils. Amb la utilització de tiosulfat sòdic va ser possible extraure el 70% de l'or contingut en les PCI's, utilitzant dissolucions de composició 0,12M de tiosulfat sòdic, 0,2M d'amoníac i 20mM de sulfat de coure. Amb tiosulfat d'amoni, va ser possible extraure el 75% de l'or, utilitzant dissolucions de composició 0,12M de tiosulfat d'amoni, 0,2M d'amoníac i 20mM de sulfat de coure. Respecte a la recuperació dels metalls en dissolució, els resultats obtinguts en els assajos de voltametria cíclica van mostrar que la deposició de coure té lloc a potencials més negatius de -600 mVAg/AgCl mentre que la deposició d'or es pot efectuar a potencials més positius que -600 mVAg/AgCl, demostrant que els dos metalls poden ser recuperats selectivament. Els resultats dels assajos d'electrodeposició van mostrar que, per a dissolucions sintètiques, les fraccions recuperades van arribar a 0.98 per a or i 0.99 per a coure, utilitzant -500 mVAg/AgCl i -700 mVAg/AgCl, respectivament. El rendiment elèctric, en aquest cas, va ser inferior al 6% per a tots els potencials assajats. El comportament electroquímic observat per a les dissolucions reals va ser molt paregut a l'observat per a les dissolucions sintètiques, però amb valors més baixos, en aquest cas la fracció d'or recuperada va arribar al 0.94, mentre que la fracció de coure recuperada va aconseguir el 0.95, utilitzant els mateixos potencials. El rendiment elèctric aconseguit en els experiments amb dissolucions reals va ser inferior al 3%. / Kasper, AC. (2016). UTILIZAÇÃO DE TÉCNICAS HIDROMETALÚRGICAS E ELETROMETALÚRGICAS NA RECUPERAÇÃO DE OURO PROVENIENTE DE SUCATAS DE TELEFONES CELULARES [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64552

[EN] The current energy system, based basically on the use of fossil fuels is a non-sustainable system and the research for new energy alternatives is necessary. Hydrogen is an ideal energy carrier to become the future fuel, creating a new energy system called "Hydrogen Economy". To achieve this aim a method for producing hydrogen in a clean and renewable way is necessary. Alkaline water electrolysis is a simple and proven technology for hydrogen production in a clean and renewable way. However, its low efficiency is a major disadvantage for its widespread use. One of the aspects which causes this low efficiency is the overpotential required for the hydrogen evolution reaction (HER) at the cathode of an electrolysis cell. This overpotential depends on the electrode material, and although there are materials with high catalytic activity for HER, these are based on the use of noble materials such as platinum, whose high cost and scarcity restrain their use on a large scale. In this context, this Doctoral Thesis aims to contribute to the energy efficiency improvement and the cost reduction of alkaline water electrolysis, as a means of hydrogen production, through the development of cathode materials based on nickel, a material more economic and available than the noble metals. With nickel as base material, increasing the catalytic activity of an electrode can be performed basically in two ways: by alloying nickel with other materials in order to obtain a synergistic effect between their catalytic properties or by using electrodes with a high surface area (porous electrodes). In order to combine both strategies to obtain electrode materials more active towards the HER than those commonly employed in industrial alkaline electrolysis, in this Doctoral Thesis, porous electrodes based on nickel and nickel alloys with cobalt and molybdenum have been developed by using two different techniques of high current density electrodeposition. With the first one, macroporous electrodes are obtained by electrodeposition with a dynamic template formed by hydrogen bubbles generated simultaneously to the electrodeposition process. The second technique uses a template of another material, copper, for the desired deposit structure, a tridimensional foam. The surface characterization of the obtained deposits by scanning electron microscopy and confocal laser microscopy has allowed observing the characteristics of the generated deposits by the two different techniques and studying the influence of certain parameters on the formation of the copper template. The developed electrodes have been preliminarily characterized by means of polarization curves steady state and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The EIS technique has permitted us to determine the roughness factor of the fabricated cathodes, a key parameter in electrocatalysis. From the obtained results from both techniques it has been possible to evaluate the intrinsic and apparent catalytic activities and the reaction mechanism. The HER takes place on all the synthesized materials following the Volmer-Heyrovsky mechanism, being the electrochemical desorption the rate determining step. The best cathode materials have been characterized by hydrogen discharge curves and galvanostatic tests in conditions simulating industrial alkaline electrolysis. The use of any of the developed Ni-based porous electrodes alloys with Co and Mo, reduces the energy consumption of hydrogen production compared to smooth commercial nickel electrodes. / [ES] El sistema energético actual, basado fundamentalmente en la utilización de combustibles fósiles, es un sistema no sostenible y se hace necesaria la búsqueda de nuevas alternativas energéticas. El hidrógeno es un vector energético idóneo para convertirse en el combustible del futuro, creando un nuevo sistema energético denominado "Economía del Hidrógeno". Para alcanzar este objetivo es necesario disponer de un método para la obtención de hidrógeno de forma limpia y renovable. La electrólisis alcalina del agua es una tecnología sencilla y probada para la producción de hidrógeno de forma limpia y renovable. Sin embargo, su baja eficiencia es una de las principales desventajas para su uso extendido a nivel industrial. Uno de los aspectos causantes de esta baja eficiencia es el sobrepotencial necesario para que se produzca la reacción de evolución de hidrógeno (REH) en el cátodo de la celda de electrólisis. Este sobrepotencial depende del material de electrodo, y aunque existen materiales con una elevada actividad catalítica para la REH, estos están basados en el uso de materiales nobles como el platino, cuyo elevado coste y escasez restringen su uso a gran escala. En este contexto, la presente Tesis Doctoral pretende contribuir a la mejora de la eficiencia energética y el abaratamiento de costes de la electrólisis alcalina del agua, como vía para la producción de hidrógeno, mediante el desarrollo de materiales de cátodo basados en níquel, material más económico y disponible que los metales nobles. Con el níquel como material base, el aumento de la actividad catalítica de un electrodo se puede realizar por dos vías: mediante la aleación de níquel con otros materiales con los que se produzca un efecto sinérgico entre sus propiedades catalíticas o mediante el uso de electrodos con una elevada superficie específica (electrodos porosos). Con la finalidad de combinar ambas estrategias, en esta Tesis Doctoral se han desarrollado electrodos porosos basados en níquel y aleaciones de níquel con cobalto y molibdeno, mediante dos técnicas distintas de electrodeposición a alta densidad de corriente. Con la primera de las técnicas, se obtienen electrodos macroporosos mediante la electrodeposición con una plantilla dinámica formada por las burbujas de hidrógeno generadas de forma simultánea al proceso de electrodeposición. La segunda técnica emplea una plantilla de otro material, cobre, para obtener la estructura de depósito deseada, en este caso en forma de espuma tridimensional. La caracterización superficial de los depósitos obtenidos mediante microscopía electrónica de barrido y microscopía láser confocal ha permitido observar las características de los depósitos generados mediante las dos diferentes técnicas así como estudiar la influencia de ciertos parámetros en la formación de la plantilla de cobre. Los electrodos desarrollados han sido caracterizados de forma preliminar mediante curvas de polarización de estado estacionario y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS). La técnica EIS ha permitido la determinación de la rugosidad superficial de los cátodos fabricados, parámetro fundamental en electrocatálisis. A partir del estudio de los resultados obtenidos con ambas técnicas ha sido posible evaluar la actividad catalítica intrínseca y aparente de los materiales, así como el mecanismo de reacción. Sobre todos los materiales sintetizados la REH ha tenido lugar mediante el mecanismo de Volmer-Heyrovsky, siendo la etapa de desorción electroquímica la que determina la velocidad global del proceso. Los mejores materiales de cátodo han sido caracterizados a partir de curvas de descarga y tests galvanostáticos en condiciones que simulan la electrólisis alcalina industrial. El uso de alguno de los electrodos porosos desarrollados basados en aleaciones de Ni con Co y Mo, permite reducir el consumo energético de la producción de hidrógeno en comparac / [CA] El sistema energètic actual, basat fonamentalment en la utilització de combustibles fòssils és un sistema no sostenible i es fa necessària la recerca de noves alternatives energètiques. L'hidrogen és un vector energètic idoni per esdevenir el combustible del futur, amb el que es crearà un nou sistema energètic denominat "Economia de l'Hidrogen". Per assolir aquest objectiu és necessari disposar d'un mètode per a l'obtenció d'hidrogen de forma neta i renovable. L'electròlisi alcalina de l'aigua és una tecnologia senzilla i provada per a la producció d'hidrogen de forma neta i renovable. No obstant això, la seua baixa eficiència és un dels principals desavantatges per al seu ús a nivell industrial. Un dels aspectes causants d'aquesta baixa eficiència és el sobrepotencial necessari perquè es produïsca la reacció d'evolució de l'hidrogen (REH) al càtode de la cel·la d'electròlisi. Aquest sobrepotencial depèn del material d'elèctrode, i encara que existeixen materials amb una elevada activitat catalítica per a la REH, aquests estan basats en l'ús de materials nobles com el platí, el cost i l'escassesa del qual restringeixen el seu ús a gran escala. En aquest context, la present Tesi Doctoral pretén contribuir a la millora de la eficiència energètica i l'abaratiment de costos de l'electròlisi alcalina de l'aigua, com a via per a la producció d'hidrogen, mitjançant el desenvolupament de materials de càtode basats en níquel, material més econòmic i disponible que els metalls nobles. Amb el níquel com a material base, l'augment de l'activitat catalítica d'un elèctrode es pot realitzar per dos vies: mitjançant l'aliatge de níquel amb altres materials amb els que es produeix un efecte sinèrgic entre les seues propietats catalítiques o per mitjà de l'ús d'elèctrodes amb una elevada superfície específica (elèctrodes porosos). Amb la finalitat de combinar ambdues estratègies, en aquesta Tesi Doctoral s'han desenvolupat elèctrodes porosos basats en níquel i aliatges de níquel amb cobalt i molibdè, mitjançant dos tècniques diferents d'electrodeposició a alta densitat de corrent. Amb la primera de les tècniques, s'obtenen elèctrodes macroporosos mitjançant l'electrodeposició amb una plantilla dinàmica formada per les bambolles d'hidrogen generades de forma simultània al procés d'electrodeposició. La segona tècnica empra una plantilla d'altre material, coure, per obtindre l'estructura de depòsit desitjada, en aquest cas en forma d'espuma tridimensional. La caracterització superficial dels dipòsits obtinguts mitjançant microscòpia electrònica de rastreig i microscòpia làser confocal ha permès observar les característiques dels depòsits generats mitjançant les dues diferents tècniques, així com estudiar la influéncia de certs paràmetres en la formació de la plantilla de coure. Els elèctrodes desenvolupats han sigut caracteritzats de forma preliminar mitjançant corbes de polarització d'estat estacionari i espectroscòpia d'impedància electroquímica (EIS). La tècnica EIS ha permès la determinació de la rugositat superficial dels càtodes fabricats, paràmetre fonamental en l'electrocatàlisi. A partir de l'estudi dels resultats obtinguts amb les dues tècniques ha sigut possible avaluar l'activitat catalítica intrínseca i aparent dels materials, així com el mecanisme de reacció. Sobre tots els materials sintetitzats la REH ha tingut lloc mitjançant el mecanisme de Volmer-Heyrovsky, on és l'etapa de desorció electroquímica la que determina la velocitat global del procés. Els millors materials de càtode han sigut caracteritzats a partir de corbes de descàrrega i tests galvanostàtics en condicions que simulen l'electròlisi alcalina industrial. L'ús d'algun dels elèctrodes porosos desenvolupats basats en aliatges de Ni amb Co i Mo, permet reduir el consum energètic de la producció d'hidrogen en comparació amb els elèctrodes de ní / González Buch, C. (2016). Desarrollo y caracterización de nuevos materiales de cátodo basados en aleaciones de níquel para la reacción de evolución de hidrógeno en medio alcalino [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68494

Tesis por compendio / As stated by the United Nations Department of Economic and Social Affairs, the first half of the present century will experience a significant increase in global energy demand due to the expected growth of world population and global economic development. On the other hand, recent reports from the Intergovernmental Panel on Climate Change definitely evidence the link between the continued use of fossil fuels and the increasing concentration of greenhouse gases into the atmosphere being responsible for climate change. In this context, a global commitment is needed in the search for cleaner, environmentally friendly and sustainable energy sources, such as second¿generation bioethanol from agro¿industrial waste. Thus, this PhD Thesis aims to advance in the agro¿industrial waste recovery of fruits such as pineapple and persimmon. Specifically, different strategies for enhancing the bioethanol production process were evaluated. Additionally on¿line monitoring of the saccharification step and final alcohol content in the studied wastes were taken into consideration. Thus, different technologies were studied to improve the enzymatic hydrolysis performance in pineapple waste. First, hydrolytic performances of commercial enzymes produced by the filamentous fungi Aspergillus niger and Trichoderma reesei were compared. Next, the use of microwave pretreatments, alone or combined with an alkali treatment, was evaluated to improve the saccharification performance. On the other hand, "Rojo Brillante" persimmon waste wasstudied as a potentialsource of high added value products. Finally, electrochemical impedance spectroscopy based techniques were evaluated for monitoring saccharification and quantifying ethanol in pineapple waste. Results showed that A. niger cellulase is an effective alternative to that obtained from T. reesei for the saccharification of industrial pineapple waste, especially when combined with hemicellulase. On the other hand, microwave pretreatments at appropriate power and exposure times significantly improved the enzymatic hydrolysis performance. This improvement was particularly remarkable when microwaves were combined with an alkali treatment. On the other hand, industrial persimmon waste was shown to be a low¿cost source of bioethanol and antioxidant compounds, mainly carotenoids. Finally, electrochemical impedance spectroscopy was validated as an easy, fast, non¿destructive, inexpensive and alternative methodology to the traditional laboratory ones for monitoring saccharification and fermentation processes. This validation was achieved by combining impedance spectroscopy with mathematical models based on artificial neural networks, being robust, reliable, adaptive and easily implementable in electronic systems.   To conclude, the present PhD Thesis has provided substantial progress towards agro¿industrial waste recovery processes. In fact, several technological developments have been implemented in order to increase the saccharification yield in pineapple waste. Moreover, high added value products have been obtained from persimmon residue. Likewise, these processes can be accurately controlled on¿line by electrochemical impedance spectroscopy based techniques combined with specific mathematical models,  representing a significant advance in this field. / Durante la primera mitad de este siglo, se espera que la demanda mundial de energía aumente significativamente debido al previsible incremento de la población mundial y al desarrollo económico global, tal como afirman recientes estudios de la Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas. Por otro lado, los datos del Panel Intergubernamental del Cambio Climático vinculan el uso continuado de los combustibles fósiles con el aumento de la concentración de CO2 y partículas contaminantes a la atmósfera causantes, entre otros, del cambio climático. En este contexto, es necesario seguir avanzando en la búsqueda de alternativas energéticas más limpias y medioambientalmente sostenibles, como es el caso del bioetanol de segunda generación obtenido a partir de residuos agroindustriales. Así, la presente Tesis Doctoral plantea como objetivo profundizar en la revalorización de los residuos agroindustriales de frutas como la piña y el caqui. En concreto, se evaluaron diferentes estrategias para la mejora del proceso de obtención de bioetanol y el control en línea de la sacarificación y contenido en alcohol en los residuos. Para ello, se estudiaron diferentes tecnologías para la mejora del rendimiento de la hidrólisis enzimática de los residuos de piña. En primer lugar se comparó la acción hidrolítica de las enzimas comerciales producidas por los hongos filamentosos Aspergillus niger y Trichoderma reesei. A continuación, se evaluó la aplicación de pretratamientos con microondas, solos o combinados con un medio alcalino, para la mejora del rendimiento de la sacarificación. Por otro lado, se analizó el potencial de revalorización del residuo industrial de caqui de la variedad "Rojo Brillante". Finalmente se estudió la aplicación de técnicas basadas en la espectroscopía de impedancias para la monitorización de la sacarificación y la cuantificación de bioetanol en piña. Los resultados obtenidos demostraron que la celulasa de A. niger es una alternativa eficaz a la obtenida a partir de T. reesei para la sacarificación de los residuos industriales de piña, especialmente cuando se combina con hemicelulasa. Por otra parte, la aplicación de pretratamientos con microondas a potencias y tiempos de exposición apropiados mejoraron significativamente el rendimiento de la hidrólisis enzimática. Esta mejora demostró ser particularmente destacable cuando se combinaron las microondas con un medio alcalino. Por otra parte, se demostró que los residuos industriales de caqui son una fuente de obtención de compuestos de alto valor añadido tales como: bioetanol y compuestos antioxidantes, principalmente carotenoides. Por último, se validó la espectroscopía de impedancias electroquímica como una metodología fácil, rápida, no destructiva, económica y alternativa a las técnicas de laboratorio tradicionales para el control de la sacarificación y fermentación. Esto se consiguió combinando la espectroscopía de impedancias con el desarrollo de modelos matemáticos basados en redes neuronales artificiales que se caracterizan por ser robustos, fiables, adaptativos y fácilmente implementables en sistemas electrónicos. A modo de conclusión, la presente Tesis Doctoral ha permitido avanzar en el conocimiento sobre el proceso de revalorización de los residuos industriales de frutas mediante la implementación de desarrollos tecnológicos para el aumento del rendimiento de la hidrólisis enzimática del residuo de piña y la obtención de compuestos de alto valor añadido a partir de caqui. Asimismo, se ha demostrado que es posible aplicar técnicas basadas en la espectroscopía de impedancias y modelos matemáticos específicos para mejorar la monitorización y control en línea de estos procesos, lo que supone un avance significativo en este campo. / Durant la primera meitat d'aquest segle, s'espera que la demanda mundial d'energia augmente significativament a causa del previsible increment de la població mundial i al desenvolupament econòmic global, tal com afirmen recents estudis del Departament d'Assumptes Econòmics i Socials de les Nacions Unides. D'altra banda, les dades del Panell Intergovernamental del Canvi Climàtic vinculen l'ús continuat dels combustibles fòssils amb l'augment de la concentració de CO2 i partícules contaminants a l'atmosfera causants, entre uns altres, del canvi climàtic. En aquest context, és necessari seguir avançant en la cerca d'alternatives energètiques més netes i mediambientalment sostenibles, com és el cas del bioetanol de segona generació obtingut a partir de residus agroindustrials. Així, la present Tesi Doctoral planteja com a objectiu aprofundir en la revalorització dels residus agroindustrials de fruites com la pinya i el caqui. En concret, es van avaluar diferents estratègies per a la millora del procés d'obtenció de bioetanol i el control en línia de la sacarificació i contingut en alcohol en els residus. Per a això, es van estudiar diferents tecnologies per a la millora del rendiment de la hidròlisi enzimàtica dels residus de pinya. En primer lloc es va comparar l'acció hidrolítica dels enzims comercials produïts pels fongs filamentosos Aspergillus niger i Trichoderma reesei. A continuació, es va avaluar l'aplicació de pretractaments amb microones, sols o combinats amb un medi alcalí, per a la millora del rendiment de la sacarificació. D'altra banda, es va analitzar el potencial de revaloració del residu industrial de caqui de la varietat "Rojo Brillante". Finalment es va estudiar l'aplicació de tècniques basades en l'espectroscòpia d'impedàncies per al monitoratge de la sacarificació i la quantificació de bioetanol en pinya. Els resultats obtinguts van demostrar que la cel¿lulasa d'A. niger és una alternativa eficaç a l'obtinguda a partir de T. reesei per a la sacarificació dels residus industrials de pinya, especialment quan es combina amb hemicel¿lulasa. D'altra banda, l'aplicació de pretractaments amb microones a potències i temps d'exposició apropiats van millorar significativament el rendiment de la hidròlisi enzimàtica. Aquesta millora va demostrar ser particularment destacable quan es van combinar les microones amb un medi alcalí. D'altra banda, es va demostrar que els residus industrials de caqui són una font d'obtenció de compostos d'alt valor afegit tals com: bioetanol i compostos antioxidants, principalment carotenoides. Finalment, es va validar l'espectroscòpia d'impedàncies com una metodologia fàcil, ràpida, no destructiva, econòmica i alternativa a les tècniques de laboratori tradicionals per al control de la sacarificació i fermentació. Això es va conseguir combinant l'espectroscòpia d'impedàncies amb el desenvolupament de models matemàtics basats en xarxes neuronals artificials que es caracteritzen per ser robustos, fiables, adaptatius i fàcilment implementables en sistemes electrònics. A manera de conclusió, la present Tesi Doctoral ha permès avançar en el coneixement del procés de revalorització dels residus industrials de fruites mitjançant la implementació de desenvolupaments tecnològics per a l'augment del rendiment de la hidròlisi enzimàtica del residu de pinya i l'obtenció de compostos d'alt valor afegit a partir de caqui. Així mateix, s'ha demostrat que és possible aplicar tècniques basades en l'espectroscòpia d'impedàncies i models matemàtics específics per a millorar el monitoratge i control d'aquests processos, fet que suposa un avanç significatiu en aquest camp. / Conesa Domínguez, C. (2017). Desarrollos tecnológicos para la mejora y control del proceso de obtención de bioetanol a partir de residuos agroalimentarios [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86143 / Compendio