Esta tesis Doctoral aborda el origen, la evolución y las posibilidades de operativizar el concepto de Sostenibilidad en el Sector de la Construcción, y más especificamente en la construcción de edificios.El estudio se basa en los documentos propulsores del Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, de los cuales se adopta el concepto de Sostenibilidad para establecer un grupo de principios que se vinculen con los agentes involucrados en los procesos de construcción.La cantidad de aspectos a tratar en el espacio que media entre los campos conceptual y pragmático del tema en cuestión, sugirió la conveniencia de organizar la investigación y la redacción de la tesis en cinco partes articuladas, compuestas por trece capítulos.En la primera de esas cinco partes (capítulos I, II y III) se establecen los propósitos del estudio y la orientación metodológica; asimismo se exponen el origen, la evolución y el debate persistente del Desarrollo Sostenible.La segunda parte (capítulos IV y V) contiene los instrumentos técnicos de apoyo que pueden coadyuvar a la operativización de la Sostenibilidad en el Sector de la Construcción. Se describe la implicación Termodinámica de la energía y los materiales con el medio ambiente, los métodos y técnicas adaptables al caso en cuestión, y la producción y consumo de bienes.Estas dos primeras partes proporcionan información básica para proponer la transición de las actividades de construcción a una fase socialmente más responsable denominada Construcción Sostenible, la cual se desarrolla en la tercera parte (capítulos VI, VII, VIII y IX). En esta porción medular de la tesis se establecen las premisas fundamentales para propender a una modalidad de construcción a través de la adecuación de las fases de planificación, diseño, construcción y desincorporación de los edificios.La cuarta parte (capítulos X, XI y XII) se orienta hacia la medición de la Sostenibilidad en el Sector de la Construcción. Para llevar a cabo ese ejercicio de mensuración se seleccionó una región real, donde se identificó un grupo de indicadores de Sostenibilidad en el Sector de la construcción local, y se aplicó un procedimiento híbrido (método convencional-diseñador concientizado) para seleccionar Sosteniblemente los principales materiales para construcción de un edificio.En la quinta parte (capítulo XIII) se acopian resultados, conclusiones y comentarios propositivos para la incorporación de los principios de Sostenibilidad en el Sector de la Construcción, al tiempo que se propone una sinergia de acciones que pueden llevar a cabo los Sectores Universitario, Gobierno, de la Construcción y público interesado en el tema.EXECUTIVE / In recent decades, the relationship between humankind and the environment has grown stronger. Indeed, over time the concern and active participation of citizens in ecological and environmental issues is becoming more frequent worldwise, and more recently the link from those issues to social and economic issues is leading to a new paradigm called sustainability.Accordingly, through this doctoral thesis the origin, evolution, and feasibility to operativize sustainability in the construction sector is studied.The meaning of sustainability is different among the earth´s nations; nevertheless, there are some important common themes such as a concern for the environment and its resource limits and sink limits, and a concern for both inter and intrageneration equity. Thus, those common aspects had brought about that most sustainability definitions appeal to the goodwill so sufficient resources for future generations be left, in order for they having a quality of life similar to ours.In this academic work the criteria from the main United Nations documents about sustainability has been adopted. A benchmark may thus be established by setting out the sustainability principles in order to approach them to the construction sector, dealing with new buildings specifically.To approach sustainability principles for the construction sector, conceptualization and pragmatic (quite different) aspects must to be addressed in order to join them in a common task, taking into account the number of theoretical and empirical themes to deal with. The research and the thesis writing were organized on five linked parts, which make up thirteen chapters.The first part (chapters I, II, and III) is the core of the thesis, because the methodology and the bottom line are set out in those chapters, and also because the origin, evolution, and the sustainable development debate are exposed.The second part (chapters IV and V) relates to the technical items for sustainability such as Thermodynamics, the entropy law and the environment; and then these concepts and their relationship with energy and matter. It is to be stressed that these last items are the main raw materials for the construction sector.This second part also contains tools and techniques to support sustainability, e.g. life-cycle assessment, multtiatribute decision analysis, the environmental impact assessment, sustainability indicators, ISO 14 000 standards, and life-cycle costs for building materials.The previous parts provide enough knowledge and information for conducting a proposal to a more socially responsible construction sector through, the so called, sustainable construction. That is the core subject of the thesis, for which in the third part (chapters VI, VII, VIII and IX) the fundamental premises for sustainable construction are established, those premises stress the adverse environmental impacts from buildings to be tackled by sustainability principles related to resources conservation, minimizing waste through re-use and recycling materials, construction quality, nature protection, and indoor air quality.The approach of sustainability to the construction sector is proposed from the planning, design, construction, maintenance, and deconstruction building phases. Selection of building materials, life-cycle of materials, and major environmental impacts as a result of buildings are highlighted in that third part.The sustainable aspiration requires a benchmark in order to set out the measures to be taken in approaching sustainability. To support that process, the fourth part (chapters X, XI and XII) is orientated to support sustainability, even though that concept is not something that can be gauged in most cases, and whenever possible not necessarily would it be in a quantitative way.To carry out such assessment, a real region and building case study were chosen. Then, a set of sustainabilty indicators was developed and the building materials selection in the

There are few documented cases and active programs of environmental education (EA) that support schools and teachers in their teaching for the care of the environment in the State of Guanajuato, Mexico. Two cases will be made in this research. The first, from 2001 to 2003, where the State Ecology Institute (IEEG) developed the project ‘Green School, the Agenda 21 of the educational center’, so that it addressed the needs of the schools in the field of EA, and they were helped and guided in the process of creating their own School Agenda 21, giving them training and the advice necessary to develop tools on environmental school promoters. The second case from the nineties, is currently lead by the Foundation of Support for children, Guanajuato Child A. C., which has developed an alternative model of sustainable child central development, and where there is an EA program for primary schools called ‘Friends of Nature’. The two cases are finally compared to give an assessment of their benefits / A l’estat de Guanajuato, Mèxic, hi ha pocs casos documentats i actius en matèria de programes d’Educació Ambiental (EA) que suportin a les escoles i als mestres en la seva labor docent per a la cura del Medi Ambient. En aquesta recerca se’n coneixeran dos casos. El primer, de 2001 a 2003, a on l’Institut d’Ecologia del Estat (IEEG) va desenvolupar el Projecte ‘Escuela Verde, La Agenda 21 del Centro Educativo’ per atendre les necessitats de les escoles en matèria de EA, i on aquestes van ser assessorades i guiades al procés de crear la seva pròpia Agenda 21 Escolar, donant-los la capacitació i assessoria necessària per a la formació de multiplicadors (promotors) ambientals escolars. El segon cas, a partir dels anys noranta, és el que actualment hi condueix la Fundación de Apoyo Infantil Guanajuato, A. C., la qual n’ha desenvolupat un model alternatiu de desenvolupament sustentable centrat en la infantesa, i on existeix un programa de EA per a escoles primàries anomenat ‘Escuelas Amigas de la Naturaleza’. Finalment, es compararan els dos casos per donar una valoració de les seves bondats

La pesca recreativa és una de les activitats turístiques més practicades a les zones costaneres arreu del món, implicant a un gran nombre de persones i per tant una pressió sobre els recursos gens menyspreable, especialment en àrees marines protegides (AMPs). El volum d’extracció de la pesca recreativa pot ser igual o inclús superior al de la pesca comercial en determinats casos i ambdues pesques poden tenir efectes biològics i ecològics similars sobre les poblacions de peixos i els ecosistemes marins. S’estima que al voltant del 10% de la població adulta dels països desenvolupats practica aquesta activitat i, tot i que a la mar Mediterrània la pesca recreativa és particularment important (representa més del 10% de la producció total de les pesqueries), no està tan controlada ni estudiada com la pesca professional. Aquesta tesi doctoral pretén avaluar els diferents impactes biològics i les característiques socioeconòmiques de la pesca recreativa en les àrees costaneres de la Mediterrània, especialment a les AMPs (que constitueixen una eina de gestió important en la conservació de la biodiversitat i dels recursos marins). Els resultats permeten establir una sèrie de recomanacions per a l’estudi, gestió i educació ambiental d’aquesta activitat. / Recreational fishing is one of the most popular activities carried out by tourists in coastal areas all over the world. It involves a great number of people; therefore, the pressure on resources is significant, especially in marine protected areas (MPAs). In certain cases, the volume extracted by recreational fishing can be the same or even higher than that extracted by commercial fishing and both types of fishing can have similar biological and ecological effects on fish populations and marine ecosystems. It is estimated that around 10% of the adult population in developed countries carry out the activity. Even though recreational fishing is of particular significance (it represents over 10% of fish factory production), unlike professional fishing it is neither controlled nor studied. This doctoral thesis aims to assess the different biological impacts and the socio-economic aspects of recreational fishing in Mediterranean coastal areas, especially in MPAs (which are a determining management tool in regard to conserving biodiversity and marine resources). The results obtained allow establishing a series of recommendations for the study, management and environmental education of this activity.

Using both observations and modelling tools, it is investigated the main hydrodynamic response mechanisms of a microtidal and shallow bay in the Mediterranean Sea: Alfacs Bay. Main objectives are considered using differenttim e-scales approximations: from high frequency processes (corresponding periods of 1 to 3h), through tidal and daily wind influence, to low frequency and average response (days and weeks ). Results revealed a clear circulation dominated by seiches on high frequency scales, demonstrating the effects on water column stratification. Moreover, spatial wind variability becomes a relevant mechanism influencing the hydrodynamic response under energetic wind events. The response at low frequency scales is determined by the combined effects of winds and gravitational circulation mainly due to the fres hwater inputs. Both Bay's geometry -shape and shallow depths- and stratification are found to be much relevant in all the hydrodynamics mechanisms analysed. The results allow the better understanding of main hydrodynamics patterns of an area with strong anthropogenic pressure and notably social and economic role in the region, and being applicable to similar domains. As such, these bodies of water are exposed to several environmental and management problems and need to be considered for pollution protection issues . / A partir de l’ús combinat d’obs ervacions i eines de modelat numèric s'han investigat els principals mecanismes de resposta hidrodinàmica en una badia micromareal i poc profunda de la mar Mediterrània: la badia dels Alfacs. Els principals objectius van des de l’anàlisi de processos fís ics d’alta freqüència (períodes associats de 1 a 3h), passant per l’anàlis i de les marees i els vents, fins l’anàlisi del comportament hidrodinàmic de baixa freqüència. Els resultats mostren un clar domini de les seiches en les corrents d’alta freqüència, demostrant la influencia d’aquest fenomen sobre l’estratificació en la columna d’aigua. La variabilitat es pacial dels vents es devé un mecanisme rellevant alhora de considerar la resposta de la badia als esdeveniments més energètics. Finalment, la resposta en baixa freqüència es veu fortament condicionada per la interacció entre els vents i la circulació gravitacional induïda per les aportacions d'aigua dolça. Tant la geometria de la badia (forma i escassa profunditat) com l’estratificació tenen una importància cabdal en els mecanismes hidrodinàmics descrits. Els resultats obtinguts permeten conèixer millor la hidrodinàmica en una zona de forta pressió antropogènica i amb una rellevància social i econòmica important, sent les conclusions extrapolables a dominis similars. Així mateix, aquest tipus d’entorn es troba contínuament exposat a impactes ambientals i problemes de gestió, i el correcte coneixement de les seves característiques resulta indispensable per a les corresponents polítiques de protecció i conservació

El principal objetiu d'aquesta tesi consisteix en millorar la comprensió de com i en quina mesura els retardants de flama (RF), tant els heretats com els emergents, que estan incorporats en articles d'ús diari i materials de construcció, entren en els éssers humans. Per això, un grup de 48 mares i els seus fills/es (6-12 anys), residents a l'área metropolitana d'Oslo (Noruega), van participar en l'estudi. Es van recollir mostres biològiques, de sang (només de les mares) i orina, i mostres de pols i aire de l'interior de les viviendes. Per a la determinació de RF persistents en sang es va desenvolupar un mètode basat en GC-MS i un segon mètode, basat en UPLC-TOF, per a la determinació de metabòlits dels RFs excretats en l'orina. Els principals RF persistents detectats en sang van ser: anti-Dechlorane Plus (0.85 ng/g lípid) > BDE -153 (0.82 ng/g lípid) > BDE -47 (0.49 ng/g lípid) > syn-Dechlorane Plus (0.45 ng/g lípid). La suma dels RF emergents va resultar en concentracions comparables a la suma dels difenil èters polibromats, essent els productes alimentaris una de las fonts més importants de RF en aquest estudi. Els dos principals metabòlits detectats en l'orina dels fills/es i les mares van ser el difenil fosfat (1 ng/ml) i el bis(1,3-dicloro-2-propil) fosfat (0.2-0.3 ng/ml). Es va trobar una estreta relació entre les concentracions d'aquests dos metabòlits en l'orina dels fills/es i les concentracions dels RF a l'aire i la pols de las vivendes. Aquest descobriment suggereix que l'ambient interior influeix més significativament en els nivells d'organofosfats en els fills/es que altres fonts com podrien ser els productes alimentaris. / El objetivo principal de esta tesis consiste en mejorar la comprensión de cómo y en qué medida los retardantes de llama (FR), tanto los heredados como los emergentes, que están incorporados en los artículos de uso diario y materiales de construcción, entran en los seres humanos. Para ello, un grupo de 48 madres y sus hijos/as (6-12 años), resididentes en el área metropolitana de Oslo (Noruega), participaron en el estudio. Se recogieron muestras biológicas de sangre (sólo de las madres) y orina, y muestras de polvo y aire del interior de las viviendas. Para la determinación de FR persistentes en sangre se desarrollló un método basado en GC-MS y un segundo método basado en UPLC-TOF para la determinación de metabolitos de los FRs excretados en la orina. Los principales FR persistentes detectados en sangre fueron: anti-Dechlorane Plus (0.85 ng/g lípido) > BDE -153 (0.82 ng/g lípido) > BDE -47 (0.49 ng/g lípido) > syn-Dechlorane Plus (0.45 ng/g lípido). La suma de los FR emergentes resultó en concentraciones comparables a la suma de los difenil éteres polibromados, siendo los productos alimentarios una de las fuentes más importantes de FR en este estudio. Los dos principales metabolitos detectados en la orina de los hijos/as y las madres fueron difenil fosfato (1 ng/ml) y bis(1,3-dicloro-2-propil) fosfato (0.2-0.3 ng/ml). Se encontró una estrecha relación entre las concentraciones de estos dos metabolitos en la orina de los niños y las concentraciones de los FR en el aire y el polvo de las viviendas. Este hallazgo sugiere que el ambiente interior contribuye de manera más significativa en los niveles de organofosfatos en los hijos/as que otras fuentes, como podrían ser los productos alimentarios. / The main research goal of this thesis is to further understanding of how and to what extent flame retardant (FR) chemicals, both legacy and emerging, which are present in every-day consumer goods and construction materials enter in humans. To do so, a cohort of 48 mothers and their offspring (6-12 years) were recruited in the greater area of Oslo (Norway) and samples of blood (only from the mothers), urine, and samples of indoor dust and air were collected. For the determination of persistent FR in blood a method based on GC-MS was developed, and a second method, based on UPLC-TOF, was also developed for the determination of the non-persistent FR (organophosphates) in urine. The main persistent FRs detected in blood were anti-Dechlorane Plus (0.85 ng/g lipid) > BDE-153 (0.82 ng/g lipid) > BDE-47 (0.49 ng/g lipid) > syn-Dechlorane Plus (0.45 ng/g lipid). The sum of the emerging FRs were found in comparable concentrations to the sum of polybrominated diphenyl ethers, diet being one of the most important sources of FRs in this study group. The two main metabolites detected in urine from children and mothers were diphenyl phosphate (1 ng/mL) and bis(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (0.2-0.3 ng/mL). A strong relationship between the concentrations of these two metabolites in urine and the concentrations of the parent compounds in indoor air and dust for children was found. This finding suggests that the indoor environment contributes more importantly to the body burden of organophosphates in children from the cohort than other sources like diet.

The role of the materials coming from the watershed on the reservoir water quality is an emergent area of high scientific interest with many practical implications. In this study we investigated the influence of the materials coming from the Ter River watershed on the eutrophication process of Sau Reservoir, located in Barcelona (Spain).First, we present a new methodology to calculate nutrient river loads, using fuzzy logic and tools from neural-networks optimization algorithms. The new method was more efficient and accurate than classical procedures.Then, we demonstrate the effect of river materials (especially that of dissolved organic carbon) on the development of anoxic layers in the bottom layers of the reservoir. These results are not limited to Sau Reservoir, since other reservoirs in the world have shown the same responses. The second part of the dissertation develops a watershed-scale model for the Ter River and the Sau Reservoir using HSPF. This included hydrology, river water temperature, and river total phosphorus concentration. Results were satisfactory, and the model implementation allowed testing state-of-the-art algorithms to calibrate complex models, based on the Bayesian statistical theory. On the other hand, different alternatives to model river water temperature were tested. Finally, we explored the possibility of using field data collected at the river reach scale, following the Nutrient Spiralling Concept, to parameterize the river total phosphorus model in the Ter watershed, with encouraging results. / CATALÀ:L'efecte dels materials provinents de la conca de drenatge en la qualitat de l'aigua del embassaments és un àrea d'investigació amb considerable interès teòric i pràctic. En aquest estudi s'ha investigat la influència de les aportacions de la conca de drenatge del riu Ter en el procés d'eutrofització de l'embassament de Sau, a la província de Barcelona (Espanya). Primer es detalla un nou mètode de càlcul de càrregues de nutrients en rius, fent servir la lògica difusa i eines provinents de l'optimització de xarxes neuronals. El nou mètode ha provat ser més eficient i precís que les alternatives clàssiques. Després s'ha demostrat empíricament l'efecte dels materials provinents del riu (especialment del carboni orgànic dissolt) en la generació de capes anòxiques al fons de l'embassament. Aquest resultats no s'han aplicat només en el cas de l'embassament de Sau, sinó que han demostrat ser extrapolables a d'altres sistemes inundats de diferents llocs del planeta.La segona part de la Tesi desenvolupa un model a escala de conca pel riu Ter i l'embassament de Sau amb HSPF, incloent hidrologia, la temperatura de l'aigua al riu, i la concentració de fòsfor total al riu. Els resultats han estat satisfactoris, i a més la implementació del model ha permès testar eines modernes de calibració de models complexos basades en l'estadística Bayesiana. Per altra banda, s'han testat diferents alternatives per a la modelització de la temperatura d'aigua en rius. Finalment, s'ha investigat la possibilitat de fer servir dades de camp recollides a escala de tram de riu, seguint el Nutrient Spiralling Concept, per a la parametrització del model de fòsfor total al riu Ter, amb resultats estimulants.

O:O presente trabalho investiga os processos de design apropriados à eco-concepção de candeeiros de iluminação pública que possam contribuir para a sustentabilidade do espaço público urbano em geral. A pesquisa realizada revela a necessidade de abordagens teóricas e práticas que auxiliem a tomada de decisões dentro duma perspectiva metodológica de desenvolvimento de produtos destinados ao espaço público urbano. Neste sentido, este trabalho propõe-se contribuir para esta problemática através de um modelo teórico que organiza a inclusão de critérios e estratégias de eco-design e, auxilia na compreensão da relação do objecto e do seu contexto local de implantação. O estudo está organizado em duas partes. A primeira parte efectua uma revisão da literatura relativa aos três corpos de referência - mobiliário urbano e espaço público, design de candeeiros de iluminação pública e, design e ambiente - que forneceram a base teórica e permitiram desenvolver o modelo regulador da relação entres estas três áreas. A metodologia projectual para o desenvolvimento de produtos industriais é associada aos métodos de incorporação de critérios ambientais no desenvolvimento do projecto e aos processos de apreciação do contexto ambiental local. A segunda parte materializa os conceitos investigados na criação de um modelo teórico - matriz conceptual - e respectiva validação empírica, através do software ECO-it 1.3 de avaliação dos impactos ambientais e do estudo de caso do bairro de Santa Catarina em Lisboa. Esta validação permitiu justificar num contexto real os conceitos técnicos e teóricos de toda a investigação, e compreender a legitimidade dos resultados e a sua correspondência com as expectativas teóricas da matriz. Os resultados obtidos testemunham a capacidade da matriz como suporte à tomada de decisões ao longo do desenvolvimento do projecto de um candeeiro de iluminação pública, assim como na produção de um processo interactivo de eco-design de candeeiros de iluminação para o espaço público, complementar aos métodos de design clássicos. A matriz introduz três inovações que facilitam o processo: em primeiro lugar estrutura o processo de eco-design de candeeiros de iluminação para o espaço público, em segundo lugar estabelece a relação que o candeeiro enquanto objecto, tem com o seu contexto envolvente, e por último permite e apela à integração de diferentes valências técnicas no processo de eco-design. Possibilita ainda organizar o projecto por etapas, determinar uma linguagem comum ao longo do projecto com as várias áreas técnicas envolvidas e estruturar a procura das melhores soluções, permitindo assim rentabilizar o tempo e diminuir os custos. A matriz conceptual apresentada faculta a criação de soluções de design de candeeiros ambientalmente responsáveis, capazes de melhor se ajustarem às necessidades locais específicas em determinados contextos físico e socioculturais, e estabelece uma abordagem integrada ao design de candeeiros de iluminação pública que contribuem para a sustentabilidade do espaço público, que suporta todo o processo de decisão de concepção. / El presente trabajo investiga los procesos de diseño apropiados para la eco-concepción de farolas de alumbrado público que puedan contribuir a la sostenibilidad del espacio público urbano. La investigación realizada revela la necesidad de abordajes teóricos y prácticos que ayuden a la toma de decisiones dentro de una perspectiva metodológica de desarrollo de productos destinados al espacio público urbano. En este sentido, este trabajo se propone contribuir a esta problemática mediante un modelo teórico que organiza la inclusión de criterios y estrategias de eco-diseño y, ayuda a la comprensión de la relación del objeto y de su contexto local de implantación. El estudio está organizado en dos partes. En la primera parte se efectúa una revisión de la literatura relativa a los tres cuerpos teóricos de referencia - mobiliario urbano y espacio público, diseño de farolas de alumbrado público y, diseño y ambiente - que permitirán desarrollar el modelo regulador de la relación entre estas tres áreas. La metodología proyectual para el desarrollo de productos industriales está asociada a los métodos de incorporación de criterios ambientales en el desarrollo del proyecto y a los procesos de apreciación del contexto ambiental. La segunda parte materializa los conceptos teóricos investigados en la creación de un modelo teórico - matriz conceptual - y su respectiva aplicación práctica, a través de un software de evaluación de impactos ambientales y de un estudio de caso en un barrio en Lisboa. Los resultados obtenidos testifican la capacidad de la matriz como soporte a la toma de decisiones a lo largo del desarrollo del proyecto de una farola de alumbrado público, así como en la estructuración e integración de criterios y estrategias de eco-diseño, y en la percepción de la relación del objeto con su contexto local. La matriz conceptual presentada pretende, así, posibilitar la creación de soluciones de diseño de farolas ambientalmente eficientes, capaces de ajustarse mejor a las necesidades locales específicas en determinados contextos físicos y socioculturales.PALABRAS CLAVE: Eco-diseño, Farola, Alumbrado público, Espacio público / ABSTRACT: This study investigates the processes of design suitable to the eco-design of streetlights, which can also contribute to the sustainability of urban public spaces in general. The research conducted reveals the need for theoretical and practical approaches to assist decision making within a methodological perspective for developing products for the urban public space. In this sense, this work aims to contribute to this problem through a theoretical model that organizes the eco-design criteria and strategies, and helps in understanding the relationship of the object with its local context. The work is organized in two parts. The first one performs a literature review of the three theoretical frames of reference - street furniture and public space, street lighting design and, design and environment - that will help to build up the representation of the relationship between these three areas. The design methodology for developing industrial products is linked to eco-design methods of incorporating environmental criteria in the design process and to the procedures to appraise the local contexts The second part embodies the theoretical concepts studied, in the creation of a theoretical model - conceptual matrix - and its practical application, through software that calculates the environmental load of products and through a case study of a Lisbon's district. The results show the ability of the conceptual matrix to support decision making throughout the project's development of a streetlight, as well as in structuring the integration of eco-design criteria and strategies, and in the perception of the liaison of the object with its surroundings. The conceptual matrix presented seeks to enable the creation of solutions for designing environmentally responsible streetlights, able to better fit local needs in certain specific physical and social contexts.

El incremento constante del consumo de agua potable hace necesaria la construcción de nuevas plantas depuradoras de aguas residuales; éstas, además de devolver a la naturaleza un producto más fácilmente reciclable, contribuyen a disminuir la contaminación del medio ambiente resultante de las actividades humanas. Como consecuencia se presenta el problema de eliminar el subproducto del proceso depurador, es decir, el lodo residual. El término “lodo residual” incluye una gran variedad de materiales que suelen estar en forma de suspensión y contienen de 1 a 10 % de materia sólida; se produce durante el tratamiento de las aguas-residuales. Es un material muy heterogéneo cuya composición varía de una depuradora a otra e incluso en la misma planta con el tiempo (TERRY y coI.,1979). La variación en la composición del lodo depende del origen del agua residual y tdel tipo de proceso de depuración utilizado (MAGDOFF y col.,1977). En el desarrollo de esta memoria se expondrán las diferentes posibilidades para la eliminación de lodos residuales; en cualquier caso ésta debe hacerse de forma rentable tanto desde el punto de vista económico como energético, lo que supone su reutilización. Considerando que el contenido medio en materia orgánica de los lodos es alrededor del 50% y que poseen cantidades considerables de nutrientes vegetales, especialmente nitrógeno y fósforo, está justificada su reutilización en agricultura como fertilizantes órgano-minerales. La aplicación de lodos al suelo debe hacerse de forma controlada, debido a la presencia de ciertas substancias tóxicas o de microorganismos patógenos, que perjudicarían al suelo como vehículo en la producción de alimentos e indirectamente a los distintos eslabones de la cadena trófica. Sin embargo, ya que el contenido en nitrógeno es uno de los parámetros necesarios para fijar el aporte de lodo al sueIo, es conveniente determinar qué fracción del N-orgánico del lodo será mineralizable en el suelo. Ello permitirá establecer el aporte de lodo adecuado en determinados suelos para unas condiciones climáticas dadas.

A test site for CO2 geological storage is situated in Hontomín (Burgos, northern Spain) with a reservoir rock that is mainly composed of limestone (80-85%) and sandstone (15-20%). The reservoir rock is a deep saline aquifer that is covered by a very low permeability formation which acts as a cap rock. During and after CO2 injection, since the resident groundwater contains sulfate, the resulting CO2-rich acid solution gives rise to the dissolution of carbonate minerals (calcite and dolomite) and secondary sulfate-rich mineral precipitation (gypsum or anhydrite) may occur. These reactions that may imply changes in the porosity, permeability and pore structure of the repository could vary the CO2 storage capacity and injectivity of the reservoir rock. Therefore, better knowledge about the overall process of gypsum precipitation at the expense of carbonate mineral dissolution in CO2-rich solutions and its implications for the hydrodynamic properties of the reservoir rocks is necessary. A first aim of this thesis is to better understand these coupled reactions by assessing the effect that P, pCO2, T, mineralogy, acidity and solution saturation state exert on these reactions. To this end, experiments using columns filled with crushed limestone or dolostone are conducted under different P-pCO2 conditions (atmospheric:1-10-3.5 bar; subcritical: 10-10 bar; and supercritical: 150-34 bar), T (25, 40 and 60 °C) and input solution compositions (gypsum-undersaturated and gypsum-equilibrated solutions). The CrunchFlow and PhreeqC (v.3) numerical codes are used to perform 1D reactive transport simulations of the experiments to evaluate mineral reaction rates in the system and quantify the porosity variation along the column. Within the range of P-pCO2 and T of this study only gypsum precipitation takes place and this only occurs when the injected solution is equilibrated with gypsum. Under the P-pCO2-T conditions, the volume of precipitated gypsum is smaller than the volume of dissolved carbonate minerals, yielding always an increase in porosity (¿¿ up to ¿ 4%). A decrease in T favors limestone dissolution regardless of pCO2 owing to increasing undersaturation with decreasing temperature. However, gypsum precipitation is favored at high T and under atmospheric pCO2 conditions but not at high T and under 10 bar of pCO2 conditions. The increase in limestone dissolution with pCO2 is directly attributed to pH, which is more acidic at higher pCO2. A decrease in T favors limestone dissolution regardless of pCO2 owing to increasing undersaturation with decreasing temperature. However, gypsum precipitation is favored at high T and under atmospheric pCO2 conditions but not at high T and under 10 bar of pCO2 conditions. The increase in limestone dissolution with pCO2 is directly attributed to pH, which is more acidic at higher pCO2. Limestone dissolution induces late gypsum precipitation (long induction time) in contrast to dolostone dissolution, which promotes rapid gypsum precipitation. Moreover, owing to the slow kinetics of dolomite dissolution with respect to that of calcite, both the volume of dissolved mineral and the increase in porosity are larger in the limestone experiments than in the dolostone ones under all pCO2 conditions (10-3.5 and 10 bar). Limestone dissolution induces late gypsum precipitation (long induction time) in contrast to dolostone dissolution, which promotes rapid gypsum precipitation. Moreover, owing to the slow kinetics of dolomite dissolution with respect to that of calcite, both the volume of dissolved mineral and the increase in porosity are larger in the limestone experiments than in the dolostone ones under all pCO2 conditions (10-3.5 and 10 bar). / Una planta pilot per a l'emmagatzematge geològic de CO2 es troba a Hontomín (Burgos). El reservori és un aqüífer salí profund, format principalment per roca calcària (80-85%) i gres (15-20%), que està situat entre dues capes de molt baixa permeabilitat que actuen com a roques segell. La dissolució de CO2 a l'aigua del reservori provocarà una disminució del pH i, en conseqüència, la dissolució dels carbonats presents en el reservori. Tenint en compte que l'aigua resident és rica en sulfat, és possible la precipitació de minerals secundaris (guix o anhidrita). Aquestes reaccions poden provocar canvis en la porositat, la permeabilitat i l'estructura de por del reservori que, a la vegada, poden afectar la seva injectivitat i capacitat d'emmagatzematge. Per tant, cal aprofundir en el coneixement sobre els processos acoblats de precipitació de guix i dissolució de carbonats (calcita i dolomita) en solucions riques en CO2 dissolt i les seves implicacions en les propietats hidrodinàmiques de la roca reservori. Un primer objectiu d'aquesta tesi és poder comprendre millor aquestes reaccions acoblades mitjançant l'avaluació de l'efecte que exerceixen la pressió P, la pressió parcial de CO2 pCO2, la temperatura T, la mineralogia, l'acidesa i l'estat de saturació de la solució sobre aquestes reaccions. Amb aquest objectiu, s'han realitzat una sèrie d'experiments utilitzant columnes plenes de roca calcària o dolomia triturada sota diferents condicions de P-pCO2 (atmosfèrica: 1-10-3.5 bar; subcrítica: 10-10 bar, i supercrítica: 150-34 bar), T (25, 40 i 60 ° C) i composició de la solució d'entrada (solucions subsaturades o equilibrades amb guix). Els codis numèrics CrunchFlow i PhreeqC (v.3) s'han utilitzat per realitzar simulacions de transport reactiu dels experiments en columna amb l'objectiu d'avaluar les velocitats de reacció en el sistema i quantificar la variació de la porositat al llarg de la columna. En les condicions de P-pCO2-T estudiades, la precipitació de guix únicament té lloc quan la solució injectada està en equilibri amb guix. A més, el volum de guix precipitat és menor que el volum de carbonat dissolt, originant sempre un augment de porositat. Una disminució en la T afavoreix la dissolució de la calcària independentment de la pCO2 degut a l'augment de la subsaturació. No obstant, la precipitació de guix està afavorida a alta T per condicions atmosfèriques, originant-se l¿efecte contrari per condicions subcrítiques. L'augment de la pCO2 comporta un augment en la dissolució de calcària, fet que és directament atribuït a l'efecte del pH, que és més àcid a major pCO2. La dissolució de calcària comporta un retard en la precipitació de guix (llarg temps d'inducció), al contrari del que passa amb la dissolució de dolomia que promou una ràpida precipitació de guix. A més, a causa de la lenta cinètica de dissolució de la dolomita amb respecte a la de la calcita, el volum de mineral dissolt i l'augment de porositat són majors en els experiments amb calcària sota totes les condicions de pCO2 estudiades. La dissolució de calcària comporta un retard en la precipitació de guix (llarg temps d'inducció), al contrari del que passa amb la dissolució de dolomia que promou una ràpida precipitació de guix. A més, a causa de la lenta cinètica de dissolució de la dolomita amb respecte a la de la calcita, el volum de mineral dissolt i l'augment de porositat són majors en els experiments amb calcària sota totes les condicions de pCO2 estudiades. La dissolució del carbonat es produeix al llarg de tota la columna quan la pCO2 és alta (10 and 34 bar) i, en canvi, es localitza a l'entrada de la columna sota condicions atmosfèriques. Aquesta diferència és deguda a la capacitat tampó de l'àcid carbònic, ja que manté el pH al voltant de 5 i la solució subsaturada pel que fa a la calcita i a la dolomita al llarg de la columna

There is an increasing demand for vehicles with lower environmental impact and higher fuel efficiency. To meet these requirements, powertrain hybridization has been introduced in both academia and industry during recent years. In this work we have carried out an in-depth analysis of the potential reduction in fuel consumption of refuse-collecting vehicles (RCV), based on different hybridization technologies. This study has been structured in four work packages: RCV energy model development, predictive algorithms aimed at energy management for RCV drive cycles, analysis of hybrid hydraulic powertrains for RCV and analysis of hybrid electric powertrains for RCV. RCV energy model development: the process of simulation starts with the RCV energy model development, which is based on the improvement of the classic approach (breaking down the energy consumption into aerodynamics, rolling resistance, road profile and inertias), and adding the RCV ancillaries¿ (lifter, compactor and unloading devices) consumption. The adjustments and validation methodology applied to the models is based on the use of low-cost hardware and post-processing data by use of GPS and cartography. Working with this method it has been empirically demonstrated that high accuracy energy consumption estimations are possible through the use of these models. Predictive algorithms aimed at energy management for RCV drive cycles: based on the principle that RCV drive cycles are repetitive, the typical RCV drive cycle has been modeled and its main characteristics parameterized. The model is separated into different drive cycles which are related to different power consumption modes. Based on this analysis two algorithms are presented, which can identify in which drive mode the vehicle is operating; these algorithms are based on deterministic principles and on artificial intelligence respectively. Also, an algorithm which can estimate the energy needed to finish the current trip is presented; this algorithm is based on information inferred from previous trips, statistics and infinitesimal calculus. Once the drive cycle of an RCV is analyzed and modeled, the working modes of a standard internal combustion engine on real drive cycles are presented and contrasted with fuel consumption maps. This study concludes that, because of the typical drive cycles of RCV, an ICE is oversized most of the time and tends to work in low efficiency points. Based on this information a basic alternative powertrain architecture is proposed Analysis of hybrid hydraulic powertrain for RCV: hybrid hydraulic powertrains are often used in heavy duty vehicles in which big power flows can be found. As RCV represent an application with big power flows, the performance of this technology applied to RCV has been analyzed. This study is based on the development of models for each of the components of the powertrain, and the simulation of the whole powertrain model on real routes. All the component models are based on information provided by the manufacturers, and the routes have been logged in real RCV drive cycles. The conclusion is that an important fuel saving can be achieved by the hydraulic hybridization of the powertrain. Analysis of hybrid electric powertrain for RCV: hybrid electric powertrains are often used in cars and light duty vehicles. As RCV represents a light to medium duty application the performance of this technology applied to RCV has been analyzed. As in the hybrid hydraulic case, this study is based on the development of models for each of the powertrain components, and the simulation of the whole powertrain model on real routes. Finally a comparison between the hybrid electric and the hybrid hydraulic is established, identifying the more efficient technology and the advantages and inconveniences of each. And establishing what would be, according to the author, the most interesting technological powertrain evolution in the mid and long term for this kind of vehicle. / Existe una creciente demanda de vehículos con menor impacto ambiental y mayor eficiencia energética. Para alcanzar esos objetivos, la hibridación del powertrain se ha introducido a nivel industrial y académico durante los últimos años. En el presente trabajo se ha realizado un análisis de la potencial reducción de consumo de carburante en vehículos recolectores de residuos (RCV), basado en diferentes tecnologías de hibridación. El trabajo se ha estructurado en cuatro paquetes de trabajo: modelos energéticos de RCV, algoritmos predictivos aplicados a la gestión energética de RCV, análisis de powertrains híbridos hidráulicos y análisis de powertrains híbridos eléctricos. Desarrollo de modelos de RCV: el proceso de simulación empieza con el desarrollo de los modelos, que están basados en la descomposición clásica (aerodinámica, rodadura, perfil de carretera e inercias) añadiendo los elementos auxiliares (prensa de residuos y elevador de contenedores). El ajuste y la validación de los modelos se basan en el uso de hardware de bajo coste y el post-procesado de datos mediante GPS y cartografía. Trabajando con este método se ha demostrado empíricamente que se pueden hacer estimaciones precisas del consumo energético, mediante el uso de los modelos desarrollados. Algoritmos predictivos para la gestión energética de RCV: basándose en el principio de que los ciclos de conducción de los camiones de basura son repetitivos, el ciclo de conducción de los RCV ha sido modelizado y sus principales características parametrizadas. El ciclo se ha separado en diferentes sub-ciclos que corresponden con diferentes modos de consumo de potencia. Basándose en este análisis se desarrollan dos algoritmos que pueden identificar el modo de consumo de potencia; estos algoritmos están basados en principios deterministas y en inteligencia artificial. Se presenta también un algoritmo que permite estimar en tiempo real el consumo de energía restante hasta llegar al final de la ruta. Una vez el ciclo de conducción de un RCV es analizado y modelado, los puntos de trabajo de un motor de combustión interna se presentan y comparan con un mapa de iso-consumos del motor. Este estudio concluye, que debido a los ciclos de conducción de un RCV, el motor está sobredimensionado durante la mayor parte del ciclo y tiende a trabajar sobre zonas de baja eficiencia. Basándose en esta información se plantea una arquitectura de powertrain alternativo. Análisis de powertrain híbrido hidráulico: estos powertrains se usan habitualmente en maquinaria pesada en las cuales se dan grandes flujos de potencia. Dado que los RCV presentan grandes flujos de potencia, las prestaciones de esta tecnología aplicada a RCV se han evaluado. Éste estudio se basa en el desarrollo de modelos para cada uno de los componentes del powertrain, y la simulación del sistema completo sobre rutas reales. Cada uno de los modelos de los componentes se basan en información suministrada por los fabricantes, y las rutas empleadas para la simulación son rutas reales. La conclusión final es que este powertrain presenta un importante ahorro de carburante. Análisis de powertrain híbrido eléctrico: estos powertrains se usan habitualmente en turismos y vehículos de gama "light duty". Dado que el RCV representa una aplicación de "medium duty" a "light duty", las prestaciones de esta tecnología aplicada a RCV se han evaluado. Como en el caso hidráulico los modelos se basan en información suministrada por fabricantes de componentes. Finalmente se establece una comparación de los powertrains hidráulico y eléctrico, identificando la tecnología más eficiente y las ventajas e inconvenientes de cada una. Y se establece cual es, según el autor, la evolución tecnológica más interesante para estas tecnologías.