Els éssers vius es divideixen filogenèticament en eucarionts, amb un nucli ben definit, i bacteris. Hi ha dos tipus de bacteris, els eubacteris i els arqueobacteris. Els arqueobacteris tenen, entre altres diferències, una estructura lipídica diferent de la resta d'organismes. Aquesta característica fa que els lípids arqueobacterians siguin utilitzats com a biomarcadors. S'ha estudiat un grup d'arqueobacteris, el bacteris metanògèns, que generen metà com a subproducte del seu metabolisme, característica que els diferencia de la resta d'organismes. Els bacteris anaerobis metanògens, es troben en els digestors anaerobis de les depuradores urbanes i també en ambients extrems com poden ser les salines. Els objectius de la tesi han estat: a) l'obtenció de cultius d'enriquiment de bacteris metanògens a partir de fang de digestor anaerobi de depuradora, amb substrats acetat i dimetilsulfur, i de tapet microbià de salines, amb substrat dimetilsulfur; b) l'estudi de la biodegradació de compostos orgànics de cadena llarga amb significació geoquímica per part de consorcis metanogènics obtinguts a partir de fang de digestor anaerobi de depuradora urbana, i c) l'estudi dels lípids dels cultius obtinguts.Els cultius d'enriquiment s'han efectuat en vials tancats, en medi líquid i sota atmosfera de nitrogen. El creixement bacterià s'ha establert mesurant la variació de la proporció de metà a la part superior del vial. El metà ha estat identificat i quantificat amb cromatografia de gasos, a partir del temps de retenció i l'àrea del pic respectivament. En els cultius amb substrat dimetilsulfur inoculats a partir de fang, el creixement s'ha establert amb cromatografia de gasos acoblada a espectrometria de masses (CG-EM), el que ha permès observar l'augment, sicrònicament al desenvolupament del cultiu, dels fragments característics del metà respecte els de l'atmosfera inicial de nitrogen. La tècnica de CG-EM també ha permès establir la via de degradació del dimetilsulfur.S'ha estudiat la biodegradació anaeròbia de 1-hexadecè i n-hexadecantiol per part de consorcis metanogènics obtinguts a partir de fang de digestor anaerobi de depuradora. És conegut que en la biodegradació anaeròbia de compostos orgànics de cadena llarga intervenen diversos grups de bacteris, que successivament oxiden el compost de cadena llarga a àcid, el qual és degradat perdent successives molècules d'acetat, que és finalmet consumit pels bacteris metanògens, produïnt-se metà i diòxid de carboni. S'ha establert la biodegradació dels dos compostos esmentats, mesurant lal propoció de metà, que ha augmentat en tots els cultius després d'una readdició de substrat. Cal mencionar que la biodegradació de n-hexadecantiol no s'ha trobat descrita amb anterioritat a aquesta tesi.L'anàlisi lipídica dels cultius obtinguts en aquest treball s'ha dut a terme mitjançant extracció orgànica i anàlisi amb CG-EM prèvia sililació de les mostres. El bis-difitanilglicerolèter (C20, C20), lípid exclusiu dels arqueobacteris, ha estat identificat a totes les mostres. Pel que fa a la resta de lípids en els cultius a partir de tapet microbià de salines s'han pogut identificar una quantitat de compostos distintius arqueobacterians superior a la dels cultius obtinguts a partir de fang.

Los sub-productos de combustión del carbón producidos en centrales térmicas, están compuestos generalmente por más de un 70% de material vítreo aluminosilicatado. Esta composición los hace potencialmente utilizables en obras de ingeniería civil o alternativamente como rellenos inertes en minería, así como adsorbentes, inmovilizadores, fuente alternativa en la extracción de Al, Fe, Si, Ge, Ga, V y Ni, y aditivos en suelos.Las cenizas volantes se caracterizan por una distribución granulométrica fina y altos contenidos en aluminio y silicio y en fases reactivas. Debido a estas propiedades, las cenizas volantes son una excelente materia prima para la síntesis de zeolitas mediante activación hidrotermal alcalina. El presente estudio persigue obtener la optimización de los rendimientos de síntesis de zeolitas a partir de cenizas volantes, mejorar la técnica de conversión y diseñar un proceso viable de aplicación a escala industrial, obteniendo un producto final de alta calidad ambiental.Se han seleccionado 19 cenizas volantes con el fin de cubrir una amplia gama de tipos existentes (13 españolas, 3 sudafricanas, 3 colombianas y 1 china). Las cenizas volantes seleccionadas fueron sometidas a ensayos de caracterización física, química y mineralógica con el fin de conocer la influencia de estas propiedades sobre su reactividad y para el control ambiental de los potenciales productos finales. Los estudios de caracterización física realizados incluyen la determinación de los siguientes parámetros: contenido de humedad y pérdidas a la incineración, distribución granulométrica, densidad real y aparente, porosidad y superficie especifica BET. Además de la determinación de parámetros físicos, se ha realizado la caracterización química de las cenizas. La necesidad del estudio de la composición química se deriva de la influencia del contenido de elementos mayoritarios que indica el potencial de aplicabilidad de las cenizas y de las concentraciones de determinados elementos traza sobre el posible impacto ambiental de la aplicación del producto zeolítico obtenido. Complementariamente a la caracterización química es necesario realizar la caracterización mineralógica de las cenizas volantes, ya que el rendimiento de síntesis de zeolitas se ve favorecido por un alto contenido en fases vítreas y/o en minerales aluminosilicatados en las cenizas. El análisis morfológico muestra que las cenizas volantes están constituidas principalmente por un conjunto de microesferas que pueden ser sólidas o huecas (cenoesferas) y pueden contener otras partículas esféricas menores en su interior (pleuroesferas). Conjuntamente a las partículas esféricas se identifican partículas esponjiformes de inquemados y partículas de morfología irregular compuestas por vidrio, cuarzo, calcita, anhidrita.Una vez caracterizadas y previamente a la realización de los experimentos de síntesis, las cenizas volantes fueron sometidas a diferentes tratamientos para incrementar las concentraciones de Al y Si mediante la eliminación total o parcial de las principales impurezas y a la vez llevar un control ambiental de los principales metales solubles presentes tales como As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Ge, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Th, U, V y Zn. Los ensayos de descontaminación realizados consistieron en tratamientos de lixiviación en sistemas cerrados (a temperatura ambiente y a 95 oC) y abiertos (a temperatura ambiente) y en procesos de extracción magnética de óxidos de hierro. Estos tratamientos se podrían aplicar a determinadas cenizas en caso de que se exigiese una reducción del contenido en impurezas para su aplicación. Sin embargo en este estudio la síntesis de zeolitas se ha realizado a partir de la ceniza volante original sin tratamiento previo.Los experimentos de síntesis de zeolitas se realizaron en una primera etapa mediante métodos convencionales que incluyen los ensayos de laboratorio a escala de gramos y posteriormente a escala de kilogramos. En otra etapa se realizaron ensayos mediante el uso de microondas con el propósito de reducir el tiempo de conversión. Finalmente, se realizó un ensayo a escala de planta piloto para determinar la posible aplicación industrial del proceso.Los experimentos de síntesis de la primera etapa, a escala de gramos, permitieron la síntesis de 11 tipos de zeolitas. Los experimentos de síntesis se realizaron en bombas de digestión Parr utilizando diferentes agentes de activación (NaOH y KOH) y variando los parámetros de síntesis: concentración de activante, relaciones de solución activante/ceniza, temperatura de activación, presión y tiempo de activación.Además de los experimentos mediante métodos convencionales de activación hidrotermal, se realización experimentos de síntesis mediante microondas que permitieron reducir el tiempo de síntesis de 10 a 30 minutos.Se realizaron experimentos de síntesis a escala de planta piloto, siendo la primera vez que se realizan estos procesos de síntesis de zeolitas a esta escala. La síntesis se realizó a partir de la de la ceniza volante de Teruel, en un reactor de acero inoxidable de 10 m3 de capacidad en las instalaciones de la empresa CLARIANT, S.A. Como resultado se logró producir 1.4 Tm de producto zeolítico compuesto mayoritariamente por NaP1 (aproximadamente 40%) y algunas trazas de analcima y sodalita. El estudio de las aplicaciones de las zeolitas obtenidas se encaminó a su utilización como intercambiador iónico (en soluciones preparadas en el laboratorio, en aguas residuales reales y en lixiviados provenientes de muestras de suelos contaminados) y a su uso como filtros moleculares para la retención de gases. En soluciones preparadas en el laboratorio, las zeolitas NaP1, herschelita, Linde F y chabazita potásica destacan por sus valores de intercambio iónico obtenido (entre 160 y 250 meq·100 g-1) para la mayoría de los cationes analizados. El intercambio de amonio en la mayoría de las zeolitas estudiadas dan valores cercanos a los 30 mg NH4+ g-1, resaltando el valor alcanzado por un material preparado con altos contenidos en herschelita (37 mg NH4+ g-1). La retención de amonio de los productos zeolíticos obtenidos mediante microondas es ligeramente menor, debido probablemente a un contenido inferior en fases zeolíticas sintetizadas mediante este proceso. El producto zeolítico obtenido en la prueba de escala piloto presentó una capacidad de intercambio entre 70 y 400 meq·100 g-1 para los metales estudiados con el siguiente grado de afinidad: Cr3+ > Cu2+ > Fe3+ > Ba2+ > Pb2+ = Zn2+ = Cd2+ = Ni2+. En los experimentos de absorción de amonio en aguas residuales reales se probaron diversos factores que pudiesen afectar al intercambio de amonio de la NaP1. En las aguas residuales sin ningún tipo de tratamiento previo se observó una retención de NH4+ muy baja debido a la competición iónica inducida por las elevadas concentraciones de Na+. Sin embargo, se obtuvieron mejores resultados con las aguas de vertido, con una capacidad de retención de amonio de hasta 16.4 mg NH4+ g NaP1 debido a la menor relación Na+/NH4+. La inmovilización de metales pesados en muestras provenientes del vertido de lodo pirítico de la mina de Aznalcóllar muestra una reducción importante de las fracciones lixiviables de Al, Cr, Tl, Sb, Cu y Pb (>74%) mediante la utilización de productos zeolíticos con altos contenidos de NaP1. También se realizaron pruebas de inmovilización de metales pesados en muestras de aguas ácidas de minería provenientes de la misma zona mostrando una reducción del contenido en las aguas tratadas de Tl y Pb, Fe en un 75%, Cd en 55% y Zn en 48%.La retención de metales en pilas mediante la utilización de productos con altos contenidos de NaP1, es prácticamente nula debido a la alta competitividad iónica del lixiviado inducida por la elevada concentración de K+ (1593 mg l-1) y la baja concentración en metales pesadosLos experimentos de adsorción de N2 a -196 oC y CO2 a 0 oC permitieron la caracterización de la fracción porosa de las zeolitas. Del material zeolítico estudiado el que presenta altos contenidos en herschelita es el que posee un mayor volumen libre de poros (0.12 cm3 g-1) seguido de la NaP1 (0.07 cm3 g-1) y la Linde-F (0.04 cm3 g-1).Los resultados de adsorción de SO2 y NH3 muestran que el material con altos contenidos en herschelita posee una mayor capacidad de adsorción para estos gases (99 mg g-1 para el SO2 y 38 mg g-1 para el NH3). Los demás productos zeolíticos presentaron valores inferiores a 33 mg g-1para el SO2 y de 13 mg g -1 para NH3. Se ha de resaltar la afinidad de las zeolitas para H2O(v) y que por lo tanto las posibles aplicaciones reales deberían limitarse únicamente al tratamiento de flujos gaseosos de NH3 y SO2 con bajos contenidos en H2O(v) o a la retención de H2O(v) en efluentes gaseosos.Los trabajos realizados han permitido demostrar que se pueden obtener productos zeolíticos con aplicación industrial (especialmente en la retención de metales en aguas residuales) a partir de una gran variedad de cenizas volantes de centrales térmicas de carbón. Se han definido las condiciones de síntesis para cada zeolita de interés industrial a partir de las diversas cenizas estudiadas. / Coal combustion by-products from power plants are made up of > 70% of alumminosilicated glass. This property allows their utilisation in civil engineering or alternatively in mine reclamation, waste immobilisation, recovery of metals (Al, Fe, Si, Ge, Ga, V and Ni) and soil treatment.Fly ashes have high contents of Al and Si, with a high proportion of reactive phases and are mainly distributed in the fine grain mode. These properties make fly ash a suitable starting material for zeolite synthesis by hydrothermal alkaline activation. The main objective of this study is to optimise zeolite synthesis from different fly ash types, to improve the technical conversion, and to apply the process at a pilot plant scale, with a high environmental quality of the obtained zeolitised products.Nineteen fly ashes were selected for this study aiming to cover a wide range of properties (13 from Spain, 3 from South Africa, 2 from Colombia and 1 from China). The characterisation of fly ashes comprises physical, chemical and mineralogical analysis, carried out to assess the influence of these properties on reactivity during zeolite synthesis and on the environmental standards of the final product. The physical characterisation includes: moisture contents, loss on ignition, particle size distribution, true and bulk density, porosity and BET surface area. Chemical characterisation studies of fly ashes are relevant because major element concentrations determine the fly ash potential utilisation in zeolite synthesis.Morphological analysis showed that fly ash particles are made up mainly of microspheres, with solid cores, with hollow cores (cenosphere) and with spheres contained within hollow spheres (plerospheres). The main irregular particles in fly ashes are: glass, quartz, calcite, anhydrite and spongy unburned coal particles.Furthermore, mineralogical characterisation is also relevant given that high contents in glassy phases or/and alumminosilicated minerals increase the applicability as starting material for zeolite synthesisPrior to the synthesis experiments, fly ashes were submitted to decontamination tests. Closed leaching (room temperature and 95 oC) tests, an open room temperature leaching test and magnetic extraction of iron oxides were applied to selected fly ashes. Leaching tests were performed in an attempt to enrich the Al and Si contents of the fly ashes, by means of total or partial removal of the main impurities, and at the same time, to control the water-soluble heavy metals such as, As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Ge, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Th, U, V and Zn. Zeolite synthesis experiments were performed by means of conventional activation methods, including firstly gram scale tests, and subsequently kilogram scale experiments. At a third stage, microwave experiments were carried out in order to reduce the conversion time. Finally, selected conditions were reproduced for the first time in a pilot plant to demonstrate the possible future industrial application of the synthesis procedure. Eleven zeolitic products were obtained, highlighting NaP1, herschelite, k-chabazite, Linde-F and KM, for the high application potential due to their high ionic exchange capacity and/or channel diameter. Synthesis conditions were optimised for every zeolite and applied to every fly ash. The results also allowed the establishment of general conditions, which may affect zeolite synthesis. The minimal activation time was reduced from 8 hours reached in the aforementioned process to 30 minutes by using microwave assisted synthesis procedures. The pilot plant experiments were performed with the Teruel Fly ash in a 10 m3 R-410-A reactor made of 304 steel in the CLARIANT S.A. production plant. The parameters of synthesis applied were: activation solution of NaOH 2 M, activation solution/fly ash 2 ml g-1, 150 oC and time activation 24 h. Results from the pilot plant scale gave a production rate of 1.4 Tm of zeolitised material, with an approximate content of 40% of NaP1 and some traces of analcime and sodalite zeolites.Applications of the zeolitised product in this study focussed on ionic exchange tests (in synthetic solutions prepared in the laboratory, actual waste waters and leachates from actual polluted soils) and on its use as molecular sieve in gas adsorption.Zeolitised products with high contents of NaP1, herschelite, Linde-F, and K-chabazite, showed high cationic exchange values (from 160 to 250 meq·100 g-1) for most analysed cations. The ammonium uptake values determined were close to 30 mg NH4+ g-1 for most of the studied zeolitic products, although the product synthesised with a high herschelite content reached values of 37 mg NH4+ g-1. The material obtained from microwave synthesis showed a slightly lower ammonium uptake capacity, probably because of the lower content of zeolitic phases. The zeolitic material synthesised at pilot plant scale with a high NaP1 content yielded a cation uptake capacity for heavy metals ranging from 70 to 400 meq·100 g-1 with the following affinity: Cr3+ > Cu2+ > Fe3+ > Ba2+ > Pb2+ = Zn2+ = Cd2+ = Ni2+. Several factors with a high influence on NH4+ uptake capacity were investigated. Experiments using actual waste waters without prior treatment showed low NH4+ retention due to ionic competition induced by very high Na+ contents. However, using the effluent waste water (with similar NH4+ contents but much lower Na+ contents) NH4+ retention was higher (16.4 mg NH4+ g-1 NaP1). The results of immobilisation tests of heavy metals from polluted soils from the pyrite-tailings spill of the Aznalcóllar mines showed an important reduction in the leachable fractions, mainly Al, Cr, Tl, Sb, Cu and Pb (> 74%) after the application of zeolitic materials with high NaP1 contents. In addition, tests for heavy metals uptake from acid mine water samples from the same area, showed an important reduction in contents of Tl and Pb (close to 100%), Fe (75%), Cd (55%) and Zn (48%).Heavy metal uptakes from leachates of domestic use batteries by means of a high NaP1 zeolitic product, showed non satisfactory results because of ionic competition induced by high K+ concentration (1593 mg l-1) and low heavy metal concentration in the leachates. During gas adsorption experiments, N2 (-196 oC) and CO2 (0 oC) sorption tests determined the porosity volume fraction in the zeolitic material. CO2 experiments showed better results because this gas reaches most channels of the zeolitic structure. The results obtained were lower than those described by Breck (1974), due to the lower zeolite contents in the zeolitised products (30-75%). The zeolitic product presenting a high herschelite content showed the highest free pore volume (0.12 cm3 g-1), followed by NaP1 (0.07 cm3 g-1) and Linde-F (0.04 cm3 g-1) zeolitic products.Concerning the SO2 and NH3 adsorption capacities, the high herschelite material exhibited a higher adsorption value for both gases (99 mg g-1 for SO2 and 38 mg g-1 for NH3). Values < 33 mg g-1 for SO2 and < 13 mg g -1 for NH3 were obtained for the remaining zeolitic materials studied. Possible industrial applications in this field are limited by the high affinity of zeolite for H2O(v). Thus, this application should be focussed on the treatment of NH3 and SO2 gaseous flows with low H2O(v) contents, or on H2O(v) retention from gaseous emissions.The results from this study have demonstrated the possibility of obtaining zeolitic products from different coal fly ash types at pilot plant scale with a high potential for industrial application (mainly in heavy metal retention from waste waters). Conditions for zeolite synthesis from different fly ashes with interesting industrial potential have been defined.

En la economía global, la minería desarrolla un papel fundamental puesto que aporta materias primeras y fuentes de energía necesarias para distintos procesos industriales. Los impactos que provoca sobre el medioambiente y sobre la sociedad (alteraciones del entorno y problemas de salud laboral) son su parte más negativa. En consecuencia, las actividades mineras generan importantes repercusiones económicas, medioambientales y sociales tanto a escala local como global. Bajo este contexto, es importante gestionar las actividades de la empresa teniendo en cuenta la calidad de los productos y procesos, el impacto generado sobre el entorno, la seguridad de los trabajadores y los intereses y expectativas de los distintos grupos de interés. Los sistemas de gestión ayudan en la consecución de este fin al sistematizar los procesos de control y de mejora relacionados. La presente Tesis Doctoral analiza la difusión de los sistemas de gestión de la calidad, del medioambiente, de la seguridad y salud laboral, y de la responsabilidad social corporativa en la minería de áridos y de piedra natural de la Comunidad Autónoma de Cataluña. El trabajo se ha estructurado en nueve capítulos más un anexo que incluye los datos resultantes del trabajo de campo, los cuestionarios utilizados y las cartas y e-mails enviados: El primer capítulo corresponde a la introducción de la Tesis, y establece los objetivos e hipótesis de la investigación. En el segundo capítulo se describe el marco de referencia, y se introducen los conceptos de calidad, medioambiente, seguridad y salud laboral, responsabilidad social corporativa e integración de sistemas de gestión. En el tercer capítulo se estudia el estado del arte de los sistemas de calidad, del medioambiente, de la seguridad laboral, de la responsabilidad social corporativa y de la integración de estos sistemas. También se incluye una revisión literaria de los estudios publicados sobre la aplicación de sistemas de gestión en la minería. En el cuarto capítulo se describe la metodología seguida para la investigación. El capítulo quinto presenta los principales resultados del estudio estadístico aplicado a las empresas con explotaciones de áridos y de piedra natural en Cataluña. El capítulo sexto analiza la opinión de las asociaciones profesionales relacionadas con el sector de la minería y expone los principales resultados del estudio estadístico conducido. En el capítulo séptimo se contrastan las hipótesis planteadas para la investigación. El capítulo octavo presenta una propuesta de cuadro de indicadores de responsabilidad social corporativa para el sector minero. En el capítulo final se describen las principales conclusiones derivadas de la investigación. Se comenta también como el modelo de indicadores propuesto puede facilitar la mejora de la gestión de la responsabilidad social corporativa de las empresas. Y finalmente se plantean posibles líneas de acción futuras. / In the global economy, the mining sector plays a fundamental role as it provides vital raw materials and energy for a large number of industries. The adverse environmental and social impacts generated (severe land disturbance and health and safety problems) are the most negative side. Thus, mining activities have important economic, environmental, labour and social repercussions on local and global scales. Under this context, it is important to manage company’s activities considering the quality of products and processes, the impacts on the environment, the health and security of its workers and the interests and prospects of all types of stakeholders. Management systems help to fulfil this aim as they systematize process control and improvement. This Thesis analyses the diffusion of quality, environmental, occupational health and security, and corporate social responsibility systems among the aggregate and natural stone mining in the Autonomous Community of Catalonia. It is organised in nine chapters plus an appendix that includes data from field work, the questionnaires conducted and the letters and e-mails sent. The first chapter describes the introduction of the Thesis and it establishes the goals and hypothesis of the investigation. The second chapter describes the reference frame and it introduces the concepts relating to quality, environment, occupational health and safety, corporate social responsibility and integration of management systems. The third chapter studies the state of the art of quality, environmental, occupational health and security and corporate social responsibility management systems and the integration of these systems. It also includes a literature review on studies analysing management systems in the mining industry. The fourth chapter describes the methodology of the investigation. The fifth chapter reports the main results obtained in the statistical analysis of the aggregate and natural stone mining companies in Catalonia. The sixth chapter analyses the opinion of professional associations in the mining sector and it reports the main results of the statistical study conducted. The seventh chapter contrasts the investigation hypothesis. The eighth chapter introduces a proposal of CSR chart for the mining sector. The last chapter describes the main conclusions of the investigation. It is also argues that the proposal of indicators could facilitate the enhancement of corporate social responsibility management in the firms. Finally, possible future lines of research are mentioned.

Based on the experience gained during more than 10 years working on energy efficiency in public buildings of various uses, this thesis develops a methodology for intervention in school buildings. The aims were to define the key indicators for identifying opportunities for savings; to assess possible measures for reducing consumption by limiting demand and improving the efficiency of the systems; to analyse and highlight the role played by each of the actors involved in the strategies of use and management of school buildings; and to establish the key criteria for carrying out future energy rehabilitation projects. Chapter 1, Prologue, presents the principles on which the thesis is based. Chapter 2, Presentation of the research, defines the overall objectives: to establish a methodology for analysing the stock of built schools; to identify the tools for making key decisions on energy; and to propose and validate a methodology for intervention regarding energy. It also defines the specific objectives: to identify and define indicators of energy efficiency; to characterise the stock of built schools and consider opportunities for improvement; to consider energy rehabilitation as a priority; to assess school buildings in terms of energy; to establish the strategic lines of action; to promote the objective of reducing consumption; and to identify and demonstrate opportunities for improvement. Finally, the hypothesis is put forward. Chapter 3, Background, frames the thesis within the map of strategies developed by the various government entities and public authorities; it identifies the organisations and regulatory documents and the EU directives; it studies the energy situation in Catalonia and in Barcelona in particular; it analyses the various plans for improving energy; and, finally, it identifies strategies aimed at public buildings and in particular at schools. Chapter 4, State of the art, presents the references of large-scale European experiences consulted, divided into themes: how the stock of schools is analysed using different strategies and methods, and how these are characterised; which parameters are considered; which factors are inevitable; who manages school buildings and how; and how the lines of intervention are established and evaluated economically and environmentally. Chapter 5, Research methodology, presents the work done prior to the writing of the thesis and presents the methodology of analysis used to evaluate the school buildings under study. It specifies how the sample was identified, how the problems were diagnosed, how the buildings were assessed in terms of energy, the parameters of comfort and the resource management. Finally, it identifies the key indicators used to obtain the research results. Chapter 6, Results, presents the exploratory analysis of general data and of the buildings, which were subjected to a detailed study and a multivariate analysis using the indicators identified in the methodology, and a multiple regression analysis of the results which validated the research arguments. Finally, Chapter 7, Conclusions, first states that the general and specific objectives stated at the beginning of the research project have been fulfilled and argues that the hypothesis is valid. It then presents the final results of the research, which could and should be used by authorities responsible for school building management to design intervention strategies for existing buildings regarding energy and environment. Finally, it suggests future lines of research that should be implemented to solve some of the current sustainability challenges related to construction and the associated energy consumption. / A partir de l'experiència adquirida durant més de 10 anys treballant en eficiència energètica en edificis públics d'usos diversos, es planteja la present tesi, en la qual es desenvolupa una metodologia d'intervenció en edificis docents que permet: definir els indicadors clau per identificar les oportunitats d'estalvi en els edificis; avaluar les possibles mesures de reducció de consums a partir de la limitació de la demanda i de la millora de l'eficiència dels sistemes; analitzar i donar pes al paper de cadascun dels actors que intervenen en les estratègies d'ús i gestió dels edificis escolars, i establir els criteris clau que cal considerar per realitzar les futures intervencions de rehabilitació energètica. En el capítol 1, 'Pròleg', s'hi presenten els principis sobre els qual es fonamenta aquesta tesi. En el capítol 2, 'Presentació de la investigació', se'n defineixen els objectius generals: establir una metodologia d'anàlisi del parc escolar edificat; conèixer les eines per a la presa de decisions en clau energètica, i proposar una metodologia d'intervenció en clau energètica i validar-la. Se'n defineixen també els objectius específics: identificar i definir els indicadors d'eficiència energètica; caracteritzar el parc escolar edificat i albirar les oportunitats de millora; considerar la rehabilitació energètica com a prioritat; avaluar els edificis escolars en clau energètica; establir les línies estratègiques d'actuació; potenciar l'objectiu de la reducció dels consums, i identificar i mostrar les oportunitats de millora. Finalment es planteja la hipòtesi. El capítol 3, 'Antecedents', emmarca la tesi en el mapa d'estratègies desenvolupades per les diferents entitats de govern i ens de l'Administració; s'identifiquen els organismes i els documents normatius i les directives europees; s'estudia la situació energètica a Catalunya i en concret a Barcelona; s'analitzen els diferents plans de millora energètica, i finalment s'identifiquen les estratègies dirigides als edificis públics i, en concret, als centres escolars. Dins el capítol 4, 'Estat de la qüestió', s'hi poden trobar, endreçades temàticament, les referències consultades d'experiències europees a gran escala: com s'analitza el parc escolar a partir de diferents estratègies i mètodes, com es caracteritzen, quins paràmetres es consideren, quins condicionants són inevitables, qui gestiona i com els edificis escolars, com s'estableixen línies d'intervenció i com s'avaluen econòmica i ambientalment. En el capítol 5, 'Metodologia de la recerca', es presenta el recorregut previ a l'elaboració de la tesi i es presenta la metodologia d'anàlisi utilitzada per a l'avaluació dels edificis escolars objecte d'estudi. S'especifica com s'ha identificat la mostra, com s'han diagnosticat els problemes, com s'han avaluat energèticament els edificis, els paràmetres de confort i la gestió dels recursos, i, finalment, s'han identificat els indicadors clau que s'utilitzaran per a l'obtenció dels resultats de la recerca. Per al capítol 6, 'Resultats', s'ha fet ús de l'anàlisi exploratòria de dades generals i dels edificis objecte d'estudi de detall, i s'ha fet una anàlisi multivariable a partir dels indicadors identificats en la metodologia i una anàlisi dels resultats a partir de la regressió múltiple, que ha permès validar l'argumentari de la recerca. Finalment, el capítol 7, 'Conclusions', presenta un primer cos en el qual es verifica el compliment dels objectius generals i específics plantejats a l'inici de la recerca i s'argumenta la validesa de la hipòtesi. En un segon apartat es conclouen els resultats de la recerca, que podrien i haurien de servir, a les administracions gestores del parc escolar edificat, en el disseny d'estratègies d'intervenció en edificació existent, en clau energètica i ambiental. També s'albiren les futures línies de recerca que s'haurien d'implementar per resoldre alguns dels actuals reptes quant a sostenibilitat,

En esta tesis se establece un sistema de clasificación de los estuarios del Nordeste Atlántico europeo a través de una metodología jerárquica que permite identificar tipologías ecológicas a una escala regional y local y, a un mayor nivel de detalle, biotopos dentro de un mismo estuario. Dicha metodología se basa en un conjunto de descriptores abióticos que determinan la distribución de las comunidades biológicas del estuario en función de la escala espacial de trabajo. A escala regional se utilizan variables latitudinales y geográficas mientras que a escala local se emplean indicadores de detalle de la morfología e hidrología del estuario. La aproximación para clasificar los biotopos a varios niveles de detalle consiste en un procedimiento de integración jerárquica de diferentes variables ambientales. A partir de la caracterización biológica de los biotopos se definen ecotopos específicos del estuario, los cuales constituyen modelos predictivos de la distribución potencial de las especies. / In this thesis, a classification system of the estuaries located in the North-East Atlantic European region is established. A hierarchical approach is proposed to identify ecological typologies at a regional and local scale and, at a higher level of detail, biotopes within an estuary. This methodology is based on a set of abiotic descriptors that determine the distribution of the biological communities in estuaries depending on the spatial scale. Latitudinal and geographic variables are proposed in order to classify estuaries at a regional scale, while indicators of morphology and hydrology of these systems are used at a local scale. The approach to classify biotopes at different levels of detail consists of a hierarchical integration of environmental variables representative of the corresponding spatial scale. The biological characterization of biotopes allows defining ecotopes, which are predictive models of the potential distribution of species within estuaries. / modelos predictivos

This work was carried out to study the environmental impacts produced by power generation from biomass (bagasse) in sugar mills in Cuba. For this purpose, with the collaboration of the Center for Energy and Industrial Processes (CEEPI), the University Center of Sancti Spiritus and using different research methods and techniques, conducted an environmental survey of the area. Gaseous emissions were characterized and the suspended solid particles, allowing knowing that these concentrations do not exceed the maximum emission limit set by the cubana Standard. In addition, the dispersion model applied DISPER allowed us to obtain information in crisis conditions of air emissions from sugar mill and distillery associated and concluded that emissions from the distillery are the pollutants that contribute more the atmosphere. The correlating emissions with respiratory diseases, (acute respiratory infections or subacute (IRA) and ASMA), concurrent Asthma Crisis (CAB) is the most affected. The calculated costs associated in these diseases, amounting to $ 119 599.23 per year. In order to minimize the negative alternatives are proposed to be implemented in industry and community. / El presente trabajo se realizó con el propósito de estudiar los impactos ambientales que produce la generación de energía a partir de biomasa (bagazo) en los centrales azucareros en Cuba. Para ello se contó con la colaboración del Centro de Estudios de Energía y Procesos Industriales (CEEPI), del Centro Universitario de Sancti Spíritus y utilizando distintos métodos y técnicas de investigación, se realizó un estudio ambiental de la zona dentro de esta, la caracterización de las emisiones gaseosas y de las partículas sólidas suspendidas, permitieron conocer que dichas concentraciones no superan los límites máximos de emisión establecidas por la norma cubana. Además se aplicó el modelo de dispersión DISPER el que nos permitió obtener información para condiciones de crisis de las emisiones atmosféricas del central azucarero y de la destilería asociada a este llegándose a la conclusión de que las emisiones de la destilería son las que aportan más contaminantes a la atmósfera. Al correlacionar las emisiones con las enfermedades respiratorias, Infecciones Respiratorias Agudas o Subagudas (IRA) y ASMA, se muestra una relación entre estas, destacándose una significación más marcada en el caso en las Crisis de Asma Bronquial (CAB). Los costos asociados a estas enfermedades, ascienden a $119 599.23 por año. Con el objetivo de minimizar los impactos negativos se proponen alternativas a implementar en la industria y la comunidad.

L’optimització en enginyeria de processos és un àrea molt estesa que ha anat evolucionant al llarg del temps i ha passat de ser una metodologia d'interès purament acadèmic a una tecnologia que té, i que contínua tenint, gran impacte en la indústria. En aquesta tesi ens hem centrat en el desenvolupament mètodes basats en dues eines típiques d'optimització: programació matemàtica i metaheurístiques. Els objectius d'aquesta tesi són: el primer és desenvolupar una metaheuristica híbrida per a l'optimització del disseny de cadenes de subministrament, d'un sol objectiu (cost o benefici), on tots els paràmetres són coneguts a priori; el segon és desenvolupar un algorisme efectiu per a reducció d'objectius facilitant la resolució de problemes multi-objectiu; i finalment s'han implementat una sèrie de millores en el mètode de la restricció èpsilon per millorar l'eficiència en la resolució de problemes multi-objectiu. Tots els algorismes presentats han estat comparats i avaluats amb els mètodes establerts per la literatura. / La optimización en ingeniería de procesos es un área muy extensa que ha ido evolucionando a lo largo del tiempo y ha pasado de ser una metodología de interés puramente académico a una tecnología que tiene, y que continua teniendo, gran impacto en la industria. En esta tesis nos hemos centrado en el desarrollo de métodos basados en dos herramientas típicas de optimización: programación matemática y metaheurísticas. Los objetivos de esta tesis son: el primero es desarrollar una metaheuristica híbrida para la optimización del diseño de cadenas de suministro, de un solo objetivo (coste o beneficio), donde todos los parámetros son conocidos a priori; el segundo es desarrollar un algoritmo efectivo para la reducción de objetivos facilitando la resolución de problemas multi-objetivo; y finalmente se han implementado una serie de mejoras en el método de la restricción epsilon para mejorar la eficiencia en la resolución de problemas multi-objetivo. Todos los algoritmos presentados han sido comparados y evaluados con los métodos establecidos por la literatura. / Optimization has become a major area in process systems engineering. It has evolved from a methodology of academic interest into a technology that has and continues to make significant impact in industry. In this thesis we have focused on development of tools based on two standard optimization methods: mathematical programming and metaheuristics. The objectives of this thesis are: firstly, the development of a hybrid metaheuristic for optimizing the design of supply chains, single objective (cost or benefit), where all parameters are known previously; secondly, the development of an effective algorithm for objective reduction facilitating the resolution of multi-objective problems; and finally, we improved the epsilon-constraint algorithm in multi-objective optimization. All the algorithms presented have been assessed with the methods established in the literature.

Los países de la Unión Europea se encuentran en un proceso común de planificación hidrológica desde la aprobación de la Directiva 2000/CE/60, conocida como Directiva Marco del Agua, en la que se le reconocen formalmente todas las funciones que desempeña el agua, que pasa a ser un patrimonio que hay que proteger. El principal objetivo de la nueva planificación hidrológica es lograr el uso sostenible del agua, que debe ser alcanzado a través de una gestión integrada de las demarcaciones hidrográficas, la cual permita conseguir el buen estado ecológico de las aguas superficiales, subterráneas, de transición y costeras. Para ello, la planificación debe basarse, entre otras cuestiones, en un análisis económico de los usos del agua. En este sentido, el regulador español, a través de la Orden ARM/2656/2008 por la que se aprueba la instrucción de planificación hidrológica, establece que se debe realizar un análisis de la huella hídrica de los distintos sectores socioeconómicos. La huella hídrica es un indicador que estandariza la producción económica en una unidad común: el volumen de agua dulce consumido. Diferencia por colores el tipo de uso que se hace de la misma: el agua verde es la precipitación que se almacena en el suelo en forma de humedad y su consumo genera huella hídrica verde; el agua azul son los recursos hídricos y su extracción del medio genera huella hídrica azul; y la acción de contaminar los recursos hídricos genera huella hídrica gris. Así, este indicador muestra los volúmenes de agua consumidos y su origen, considera los usos del suelo y da una orientación preliminar sobre los volúmenes necesarios para reducir la contaminación causada por la actividad económica. Por tanto, indica de forma global la apropiación de los recursos hídricos y permite realizar un análisis de sostenibilidad de la huella hídrica generada dentro de una demarcación hidrográfica. El objetivo de este trabajo es proponer una metodología que proporcione la huella hídrica total de una demarcación hidrográfica, con el fin de subsanar las limitaciones que tienen las pocas aplicaciones prácticas existentes, que contienen sólo cálculos parciales: no evalúan todas las actividades económicas, realizan el cálculo de forma puntual, no consideran la regulación de los embalses, no tienen en cuenta los déficits de suministro, evalúan de forma parcial la componente gris y no realizan un análisis completo de la sostenibilidad ambiental. Para ello, la nueva metodología que se propone en esta tesis doctoral utiliza como inputs los resultados de la simulación del ciclo hidrológico antropizado de la demarcación hidrográfica, la cual se lleva a cabo combinado un modelo hidrológico y un sistema soporte a la decisión. La aplicación conjunta de estas dos herramientas habituales en la planificación hidrológica proporciona los consumos de agua de las actividades económicas en función de la disponibilidad del recurso, calcula la huella hídrica bajo una serie de años hidrológicos con condiciones climáticas diferentes, introduce la regulación de los embalses, estima la huella hídrica gris generada por los retornos de las demandas y permite, además, aproximar la sostenibilidad ambiental del uso del agua. La aplicación práctica de la propuesta metodológica en la Demarcación Hidrográfica del Segura ha proporcionado la huella hídrica total que las actividades económicas generan en dicha demarcación, identificando y cuantificando con este único indicador los problemas más importantes relacionados con la gestión de los recursos hídricos. Los resultados de este indicador no han hecho sino corroborar los presentados por el organismo de cuenca en varios documentos técnicos relacionados con la planificación hidrológica, hecho que prueba la utilidad de la huella hídrica total como indicador para evaluar la gestión integral de los recursos hídricos de una demarcación. / The countries in the European Union share a common water management process since the adoption of Directive 2000/CE/60, known as the Water Framework Directive, which recognizes formally all the functions of the water, and it is became a heritage that has to be protected. The main objective of the new water management is to achieve sustainable use of water, which allows achieving good ecological status of surface, groundwater, transitional and coastal water. This goal has to be reached through an integrated River Basin management. For that purpose, the water management has to be based, inter alia, on an economic analysis of water uses. In this sense, the Spanish water management instruction (Orden ARM/2656/2008) states that it must perform an analysis of the water footprint of different socio-economic sectors. The water footprint is an indicator that standardises the economic productions in a common unit: the volume of fresh water used. The water use is distinguish by colour: the green water is the precipitation storage in the soil in form of moisture, and when it is consumed, the green water footprint is generated; the blue water is the water resources and, when it is extracted, the blue water footprint is generated; and pollute the water resources generates grey water footprint. Thus, this indicator shows the volume and the origin of water consumed, considers the soil uses and provides a preliminary assessment of the fresh water necessary to dilute the pollution caused by economic activity. Therefore, it indicates the global appropriation of water resources and the sustainability analysis of water management is also possible. The objective of this work is to propose a methodology that provides the total water footprint of a River Basin District since the very few existing applications have some limitations: do not evaluate all economic activities, perform isolated calculations, do not consider the storage of the reservoirs, do not take into account the supply deficits, evaluated partially grey water footprint, and do not perform a complete environmental sustainability analysis. To do this, the new accounting methodology uses as inputs the results of the anthropic water cycle of a River Basin, which is conducted using a hydrological model and a decision support system. The combined application of these two common tools in water management provides water consumption of economic activities taking into account the water resources availability, calculates the water footprint under a range of hydrological years with different climatic conditions, introduces the storage of the reservoirs in the River Basin, estimates the grey water footprint generated by the returns of the supplies, and also approximates the environmental sustainability analysis. The results of the proposed methodology applied in the Segura River Basin has provided total water footprint that is generated by economic activities in this area. This only indicator have identified and quantified the most important problems related to water resources management. In addition, the results corroborate the problems detected by the basin organization that they are present in various technical documents, a fact which proves the usefulness of the total water footprint as an indicator to evaluate the integral water resources management in a River Basin District.

L'objectiu principal del nostre treball és el desenvolupament de nous materials catalítics i mètodes prometedors, eficients i respectuosos amb el medi ambient, per la degradació i la mineralització de contaminants orgànics mitjançant Processos d'Oxidació Avançada (POA) per al tractament d'aigües residuals. Amb aquest propòsit, diverses famílies de catalitzadors han estat sintetitzades per diferents mètodes i s'ha evaluat la seva activitat catalítica en els processos d'oxidació avançada d'ozonització catalítica i el procés Fenton heterogeni, tant per al tractament de compostos farmacèutics emergents com l'àcid clofíbric (CFA) com compostos recalcitrants d'origen industrial com fenol, en condicions ambientals. Entre tots els catalitzadors estudiats en el procés d'ozonització catalítica, el catalitzador d'òxid de Cu-Al preparat per un mètode de co-precipitació, ha mostrat una excel·lent activitat i estabilitat en l'ozonització catalítica de CFA, assolint un 82% i 96% de mineralització en 2 i 6 h, respectivament. En quant al procés Fenton, catalitzadors d'òxid de Fe presentant fases d'hematita i maghemita, i a les que s'han afegit petites quantitats de Pd (Pd/FeOOH) han mostrat molt bons resultats en l'eliminació de CFA mitjançant un procés Fenton heterogeni. En el procés combinat d'adsorció+oxidació, la zeolita ZSM5 contenint Fe i Pd (Pd/Fe-ZSM5) ha presentat una bona activitat en l'eliminació de fenol mitjançant adsorció i oxidació per un procés Fenton heterogeni. / El objetivo principal de nuestro trabajo es el desarrollo de nuevos materiales catalíticos y métodos prometedores, eficientes y respetuosos con el medio ambiente para la degradación y la mineralización de contaminantes orgánicos por medio de Procesos de Oxidación Avanzada (POA) para el tratamiento de aguas residuales. Con este propósito, varias familias de catalizadores han sido sintetizados por diferentes métodos y se ha evaluado su actividad catalítica en los procesos de oxidación avanzada de ozonización catalítica y el proceso Fenton heterogéneo, tanto para la eliminación de compuestos farmacéuticos emergentes como el ácido clofíbrico (CFA), como compuestos recalcitrantes de origen industrial, como fenol, en condiciones ambientales. Entre todos los catalizadores estudiados en el proceso de ozonización catalítica, el catalizador de óxido de Cu-Al preparado por un método de co-precipitación, ha mostrado una excelente actividad y estabilidad en la ozonización catalítica de CFA, alcanzando un 82% y 96% de mineralización en 2 y 6 h, respectivamente. En cuanto al proceso Fenton, catalizadores de óxido de Fe conteniendo fases de hematita y maghemita y a los que se le ha añadido pequeñas cantidades de Pd (Pd/FeOOH) han mostrado muy buenos resultados en la eliminación de CFA mediante un proceso Fenton heterogéneo. En el proceso combinado de adsorción+oxidación, la zeolita ZSM5 conteniendo Fe y Pd (Pd/Fe-ZSM5) ha presentado un buen desempeño en la eliminación de fenol mediante adsorción y oxidación por un proceso Fenton heterogéneo. / The main aim of our work is to develop new catalytic materials and promising, efficient and environmental-friendly methods for the degradation and mineralization of organic pollutants by means of Advanced Oxidation Processes (AOPs) for wastewater treatment. For this purpose various families of catalysts were synthesized by different methods and their potential catalytic activity have been evaluated in Advanced Oxidation Processes (AOPs) such as ozonation and Fenton-like process for treating emerging pharmaceutical compounds like clofibric acid (CFA) and recalcitrant compounds like phenol at ambient conditions. Among all the catalysts screened, the Cu-Al oxide catalyst prepared by a co-precipitation method, showed an excellent activity and stability in catalytic ozonation of CFA, achieving 82% and 96% mineralization in 2 and 6h, respectively. As for the Fenton process, catalysts containing Fe oxides presenting hematite and maghemite phases, and to which small amounts of Pd were added (Pd/FeOOH) have shown very good results in the removal of CFA by means of heterogeneous Fenton process. In the combined process of adsorption+oxidation, ZSM5 zeolite containing Fe and Pd (Pd/Fe-ZSM5) has presented good performance in the removal of phenol by adsorption and oxidation by heterogeneous Fenton-like process.

La entrada en vigor de la Directiva de Emisiones Industriales (DEI) ha impulsado el control y la mejora del comportamiento ambiental de los sectores industriales europeos más contaminantes. Las industrias involucradas en el ciclo de vida de la baldosa cerámica, muchas de ellas incluidas en el ámbito de aplicación de la Directiva DEI, conforman uno de los sectores de fabricación de materiales de construcción más importantes a nivel nacional.El objetivo fundamental de esta tesis es crear las bases para facilitar el análisis, mejora y comunicación del comportamiento ambiental de la baldosa cerámica, a lo largo de todo su ciclo de vida. Para ello, el documento se divide en tres bloques diferenciados, un primer bloque dedicado a la evaluación ambiental del ciclo de vida de la baldosa cerámica; un segundo bloque en el que se identifican las alternativas tecnológicas óptimas a implantar para mejorar dicho ciclo de vida; y un tercer bloque en el que se configura una herramienta de comunicación ambiental que facilita, por un lado, exponer el comportamiento ambiental de la baldosa y de su proceso de fabricación y, por el otro, facilitar la adquisición de sistemas de certificación europeos a través de la propuesta de mejoras tecnológicas óptimas para cada caso. Para analizar el comportamiento ambiental de las diferentes etapas del ciclo de vida de la baldosa cerámica, se ha aplicado la metodología de Análisis del Ciclo de Vida (ACV). Para ello, ha sido necesario realizar previamente un Inventario de Ciclo de Vida (ICV) actualizado y representativo del sector objeto de estudio, a partir de la recopilación de datos de más de 30 empresas. Dicho análisis deriva en la identificación de las etapas, procesos y/o materiales con peor comportamiento ambiental y los resultados ambientales obtenidos son verificados mediante la aplicación de técnicas estadísticas. Para mejorar el comportamiento ambiental de todo el ciclo de vida de la baldosa cerámica, se estudian cuáles son las Mejores Técnicas Disponibles (MTD) óptimas para la mejora de los puntos críticos identificados en el capítulo anterior con peor comportamiento ambiental. Para ello, se configura una metodología de evaluación y selección de MTD, desde el punto de vista de la sostenibilidad, basada en la obtención de indicadores ambientales, económicos, técnicos y sociales y su comparación desde dos perspectivas de resolución de análisis multicriterio. Finalmente, una vez evaluado y mejorado el ciclo de vida de la baldosa cerámica, con el objetivo de permitir la comunicación de la información ambiental tanto de dicha baldosa como de su proceso de fabricación, se diseña una herramienta de comunicación ambiental económica, fácil de utilizar y con un entorno gráfico amigable. Esta permite emitir tanto la Declaración Ambiental de Producto (DAP) de la baldosa cerámica como el perfil ambiental y energético de la organización que la fabrica. Además, dicha herramienta facilita la comprobación de los requisitos de la Etiqueta Ecológica Europea (EEE) y, en caso de ineptitud, propone las MTD óptimas que debería incorporar para poder cumplirlos. La utilidad y fiabilidad de la herramienta se comprueba mediante su aplicación al escenario de fabricación de baldosas cerámicas en España.