Esta Tesis, incardinada en el Derecho ambiental administrativo, aborda el régimen jurídico de los vertidos en aguas continentales en el ordenamiento español, desde una óptica fundamentalmente jurídico-administrativa.Este trabajo aporta algunas reflexiones respecto del actual marco regulador de los vertidos, a partir de un análisis crítico de las normas vigentes -sin olvidar sus raíces históricas- y de su interpretación jurisprudencial, atendiendo también a la doctrina científica, con el fin último de poner de relieve sus virtualidades y carencias, al tiempo que se realizan algunas sugerencias y propuestas de mejora. Para alcanzar este objetivo, la Tesis se divide en tres partes diferenciadas. En la primera, integrada por dos capítulos, se efectúa un tratamiento preliminar que justifica cuáles son las bases fácticas que reclaman el tratamiento jurídico de esta materia y fija las fronteras del propio concepto de "vertido". La segunda, que consta de tres capítulos, se centra en el análisis del marco jurídico aplicable a los vertidos, previo análisis de la distribución de competencias entre los diferentes poderes públicos implicados. Su finalidad es realizar una aproximación al ordenamiento jurídico español en esta materia, fruto de la confluencia de una pluralidad ordinamental procedente de diversos escalones normativos (internacional, comunitario, estatal, autonómico y local). La tercera parte, formada por trece capítulos, se dedica específicamente al análisis individualizado de las principales técnicas de intervención administrativa sobre los vertidos. Tras efectuar algunas consideraciones en torno al papel que corresponde desempeñar a la Administración Pública, a los límites y a los principios a que se sujeta su actuación en esta materia, se entra de lleno en el análisis de los principales mecanismos de intervención. Esta labor se inicia con el examen de las técnicas de carácter preventivo. Allí se analizan la planificación hidrológica; la prohibición de contaminar y la autorización de vertido, tema fundamental, ya que en nuestro ordenamiento se configura como eje central para el control previo de los vertidos contaminantes la prohibición general con reserva de autorización; la autorización ambiental integrada; las técnicas de incentivo económico; y los instrumentos de verificación y control. Este trabajo concluye con el examen de las técnicas represivas y reparadoras. Se analizan, en particular, el régimen de infracciones y sanciones administrativas en materia de vertidos y la obligación de reparar el daño causado, con especial referencia a la potestad administrativa de determinación y exigencia de responsabilidad por los daños causados al dominio público hidráulico.A partir de este análisis, este estudio destaca la existencia en nuestro ordenamiento de una vasta normativa reguladora de los vertidos en la que se recoge un amplio catálogo de instrumentos de intervención administrativa. Estos mecanismos, utilizados complementariamente, con clara preeminencia de los preventivos, presentan una enorme virtualidad como medio de prevención y control de la contaminación originada por vertidos. Asimismo, pone de manifiesto la existencia de importantes deficiencias técnicas y de configuración jurídica de estos instrumentos que exigen una rápida mejora, en aras de su mayor eficacia, y se hace eco de la decepcionante aplicación de este instrumentario, fruto del escaso rigor y de la falta de una actitud enérgica de las Administraciones Públicas en su aplicación y de la escasez de medios. En definitiva, se pone de relieve que el reto más importante que se plantea en esta materia no es tanto la adopción de nuevas normas e instrumentos de control de los vertidos -sin perjuicio de los ajustes y mejoras necesarios-, como garantizar la operatividad real del sistema. Sólo así podrá conseguirse el objetivo medioambiental mínimo del buen estado de todas las aguas superficiales, subterráneas y costeras con el horizonte temporal del año 2015, exigido en el ámbito de la Comunidad Europea. / This thesis, within the ambit of Administrative environmental law, approaches the legal framework for waste disposal in continental waters under Spanish legislation, from a fundamentally legal and administrate perspective.The study includes a series of reflections on present legislation for waste disposal, based on a critical analysis of regulations as they stand -without forgetting their historical roots- and their jurisprudential interpretation, along with a study of scientific doctrine, which stresses the importance of their virtues and shortcomings, while making other suggestions and proposals for improvement. To meet this objective, the Thesis is divided into three differentiated sections. The first, made up of two chapters, is a preliminary treatment that justifies what the actual bases are for demanding the legal treatment of this issue and that establishes the boundaries of the very concept of "waste disposal". The second, which is made up of three chapters, focuses on an analysis of the legal framework that is applicable to waste disposal, with an analysis of the distribution of responsibilities between the different public authorities implied. Its aim is to approach Spanish legal regulations that deal with this issue, the result of the confluence of such plurality in lawmaking coming from different governmental levels (international, community, state, autonomous, and local). The third section, made up of thirteen chapters, is specifically dedicated to the individual analysis of the main techniques for administrative intervention on waste disposal. After a few considerations of the role given to Public Administration, and the limits and principles to which it is subjected in this issue, there is a full analysis of the main mechanisms for intervention. This task begins with an examination of techniques of a preventative nature. This contains an analysis of hydrological planning; the prohibition of contamination and authorisation for waste disposal, a basic issue because, in our legislation, general prohibition without authorisation is configured as the central axis for the preliminary control of contaminant waste; integrated environmental authorisation; economic incentive techniques; and instruments for verification and control. The study ends with an examination of repressive and reparation techniques. There is particular analysis of the system of infractions and administrative sanctions on issues of waste disposal and the obligation to repair any damage caused, with special reference to administrative authority for the determination of and demands for responsibility for damage caused to the public hydraulic domain.Based on this analysis, this study highlights that our legislation contains widespread regulation of waste disposal, covering a wide range of instruments for administrative intervention. These mechanisms, used complementarily, with a clear pre-eminence of preventative methods, are extremely valuable as a means for the prevention and control of contamination caused by waste disposal. It also demonstrates the existence of major deficiencies in the techniques and legal configurations of these instruments, which require immediate improvements, based on greater efficiency, and which reflect the disappointing application of such instruments, the result of a lack of strictness and the lethargic attitude of Public Administrations when applying them, and a scarcity of means. Definitively, it emphasises the fact that the most important challenge concerning this issue is not so much the adoption of new regulations and instruments of control - without forgetting that some changes and improvements are needed -, but rather the guarantee of the effectiveness of the system. That is the only way to achieve the minimum environmental objective of a decent state of surface, ground and coastal waters by 2015, as demanded by the European Community.

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La falta de recursos hídricos en las últimas décadas en varias regiones del planeta ha propiciado el desarrollo de distintas técnicas de desalinización. Para satisfacer la demanda de agua potable en la Cuenca Mediterránea, el proceso que se ha implantado mayoritariamente ha sido la desalinización mediante ósmosis inversa debido a la reducción en el consumo energético y en el tamaño de las instalaciones con respecto a otras tecnologías. La salmuera o agua de rechazo proveniente de las plantas desalinizadoras de ósmosis inversa se caracteriza principalmente por su alta salinidad y densidad. Normalmente es vertida directamente al mar, dispersándose sobre el fondo marino y formando una pluma de salmuera que se desplaza a favor de la batimetría de la zona receptora a lo largo de varios centenares de metros, lo que puede producir efectos negativos sobre las comunidades bentónicas. Para minimizar estos efectos se utilizan distintos métodos de descarga como los emisarios submarinos, que favorecen la mezcla del vertido con el agua de mar. El desarrollo de modelos de mezcla como herramientas predictivas que permiten realizar simulaciones matemáticas del comportamiento del vertido de salmuera ha permitido avanzar en el estudio hidrodinámico de los vertidos hipersalinos y así diseñar configuraciones óptimas de descarga a la hora de construir emisarios submarinos para favorecer el proceso de mezcla de la pluma de salmuera. Además, existen elementos que aumentan la eficiencia del proceso de dilución de los vertidos de salmuera como son los difusores. Algunos autores han comprobado mediante estudios de campo que los efectos negativos de los vertidos sobre ciertas comunidades marinas se han visto reducidos cuando se han utilizado estos elementos. El estudio hidrodinámico de la salmuera vertida a través de un emisario submarino se realiza en dos regiones muy diferenciadas conocidas como campo cercano y campo lejano. Los procesos de mezcla de las dos regiones son totalmente distintos y se estudian a diferentes escalas, tanto es así que se utilizan modelos de mezcla específicos para cada una de ellas. Los modelos normalmente son validados con experimentos de laboratorio en los que las condiciones ambientales están controladas, aunque en algunos estudios también se han comparado las simulaciones de los modelos con datos obtenidos directamente de mediciones en el campo.

Las plantas desalinizadoras necesitan de una captación de agua de mar y de una forma de gestionar el rechazo, conocido como salmuera, de una manera suficientemente eficaz y respetando las directrices respecto a la protección del medio ambiente. Teniendo en cuenta estos dos condicionantes, las plantas desalinizadoras pueden afectar al entorno en el que se encuentran debido por un lado a las grandes cantidades de agua que requieren al inicio del proceso y, por otro lado, por la evacuación de la salmuera que también puede provocar afección nuevamente en el entorno. Sabiendo de estas problemáticas, se requiere que se tomen medidas adecuadas de forma que se mitiguen dichos posibles impactos que se podrían generar. Estas medidas van asociadas a que los consumos energéticos de las instalaciones aumenten y, por ende, los costes asociados para su cumplimiento. El objeto de esta Tesis es evaluar dichos sobreconsumos energéticos y los sobrecostes económicos de dichas medidas correctoras que vienen establecidas en la regulación ambiental de las plantas desalinizadoras y compararlas con los consumos totales y los costes globales de las desalinizadoras. La experiencia adquirida desde la puesta en marcha de las diversas plantas desalinizadoras ha permitido conocer la evolución temporal del comportamiento del medio receptor con el objetivo de ir buscando una optimización de las medidas correctoras. Los resultados obtenidos se enmarcan dentro del ámbito de las desaladoras de Mancomunidad de los Canales del Taibilla (MCT), Organismo Autónomo adscrito al Ministerio Para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITERD) y cuya función para la que fue creado es para el abastecimiento de agua potable en red primaria que incluye la captación, potabilización (incluyendo desalación), conducción y almacenamiento en los distintos depósitos de reserva que se distribuyen en el ámbito geográfico de MCT. A este respecto hay que destacar que dicho ámbito casi alcanza los 12.000 km2 distribuidos en tres provincias (Albacete, Alicante y Murcia) de tres comunidades autónomas distintas, Castilla La Mancha, Comunidad Valenciana y la Región de Murcia. Se han evaluado las medidas implementadas definidas en las correspondientes Declaraciones de Impacto Ambiental en las desalinizadoras explotadas por Mancomunidad de los Canales del Taibilla y además se han revisado las implicaciones que tienen en el consumo energético y en el coste económico la definición de unos umbrales de salinidad que no son iguales para todas las plantas desalinizadoras de España.

El objetivo fundamental de este artículo es el de analizar, identificar y posteriormente cuantificar, las áreas de la costa Española Mediterránea, con mayor riesgo de sufrir un derrame de hidrocarburos procedente del tráfico marítimo de hidrocarburos. En el estudio que fundamenta este artículo, se han tomado en consideración una serie de variables, de entre las que destacamos, las peculiaridades geográficas, climáticas o la densidad de tráfico, que alimenten una función aleatoria. Esta función objetiva ponderará los diferentes puntos de la costa e identificando los que tengan una mayor probabilidad de riesgo.En la investigación aquí presentada, se pretende evidenciar dónde pueden ubicarse las áreas del Mediterráneo Occidental español donde puede haber mayor riesgo de derrame potencialmente.EL ESCENARIO GEOGRÁFICOEl Mar Mediterráneo se extiende sobre unos 3.800 Km. de Este a Oeste y unos 800 Km. de Norte a Sur, cubriendo una superficie aproximada de 2,5 millones de Km2, lo cual representa unas cinco veces la de España. Su cuenca alberga un volumen de 3,7 millones de Km3 con una profundidad media de unos 1.500 metros, la cual es claramente inferior a la media oceánica. Morfológicamente, el Mar Mediterráneo aparece separado del Océano Atlántico por el Estrecho de Gibraltar, de unos 14 Km. de anchura y 300 metros de profundidad. Otras comunicaciones, aunque menos importantes desde el punto de vista hidrológico, conectan el mar Mediterráneo con el Mar Negro y con el Océano Índico a través del Mar Rojo. Se trata, respectivamente de los estrechos del Bósforo y de los Dardanelos, entre los que queda delimitado el pequeño Mar de Mármara y el Canal de Suez, éste último de carácter artificial y de relativamente reciente apertura (1867). A grandes rasgos, podemos afirmar que el Mediterráneo está compuesto de dos grandes cuencas, separadas entre sí por el Canal de Sicilia y denominadas Cuenca Oriental y Cuenca Occidental.La cuenca Mediterránea se caracteriza por los limitados recursos agrícolas, forestales, ganaderos e incluso pesqueros. Por otro lado, también son limitados los recursos energéticos en la margen septentrional, aunque, por el contrario, hay una importante cantidad de gas natural e hidrocarburos en la margen meridional. Ante el mencionado panorama de recursos, nos encontramos con una importante población, la cual se prevé que rondará los 500 millones de habitantes y cerca de 300 millones de turistas anuales, a mediados de la próxima década.En la cuenca meridional se encuentran los principales puertos exportadores de hidrocarburos, destacando Libia como país mediterráneo con mayores reservas. En la margen europea, destaca el puerto de Marsella, con unas importaciones de crudo del orden de 65 millones de toneladas anuales, además de Italia, donde se localizan tres de los principales puertos en este tipo de tráficos, los cuales suman unas 90 millones de toneladas de crudo anuales. / Pollution risks coming from the shipping traffic is one of the real risks that Spanish coast can face. It is much closed the remember of the Fedra bulk carrier in the strait of Gibraltar, the Prestige tanker in Finisterre or the Castor near accident off the Almeria coast. The main objective of this paper is to analyse, identify and further to quantify, the areas in the Mediterranean Spanish coast, with biggest risk of suffering a hydrocarbons spill coming from the tankers maritime traffic. The study, in which this paper is based, has been considered a set of variables among which we can remark the geographic particularities, the climatic issues, the ships' age or the traffic density; that are going to feed an algorithm. This objective function will weight those different parameters in the entire coast and will identify the ones with the biggest risk probability. The results are going to put in evidence where are the most critical areas in the Spanish coast, when talking about its risk of spill.THE GEOGRAPHICAL SCENARIOThe Mediterranean Sea extends approximately on 3,800 km from East to West and 800 km from North to South, covering a surface of 2.5 millions of km2 which represents 5 times the surface of Spain. Its basin keeps a volume of 3.7 million of km3 with an average depth of 1,500 km which is clearly lower than the ocean average. The Mediterranean Sea is linked to the Atlantic Ocean through the Gibraltar Strait that is about 14 km wide and 300 metres deep. Other secondary passes from the hydrological point of view, is the connection with the Black Sea and the Indic Ocean through the Red Sea. From a general point of view we can identify two clear basins in the Mediterranean, limited by the Sicily canal and called Eastern and Western Mediterranean...The Mediterranean basin, is identified by the limited agricultural, forest, cattle and even fishing, resources, including the energetic ones at least in the Northern coast, but with large reserves of natural gas and hydrocarbons in the Southern coast. In a parallel sense we find a population of 500 millions of persons and around 300 millions of tourists per year that are expected in this decade. Also in this coast there are the main hydrocarbons export ports, most of all in Libya, the Mediterranean country with the biggest reserves. In the European coast we must remark the port of Marseilles, as the biggest import port in terms of volume, with 65 millions of metric tonnes per year or Italy where there are placed the three main ports of such kind of traffic, with an added volume of 90 millions of metric tonnes.The Mediterranean hydrocarbon traffic routes, from a internal point of view, are the ones from North to South and East to West, but we should add the crude oil traffic in transit that in the year 2006 sum up to 421 millions of metric tonnes only of crude oil, from which 72 millions where among non intra Mediterranean ports [1].

Uno de los problemas que con más frecuencia se presenta en el medio ambiente actual es el de la contaminación de las aguas continentales con iones de metales pesados. Dentro de éstos, destacan especialmente los desastres naturales derivados de actuaciones humanas poco responsables, como los ocurridos en la cuenca del Guadiamar y en el Parque Nacional de Doñana (Sevilla) provocado por los vertidos de la empresa Boliden, o la contaminación minera en Rio Tinto (Huelva) por poner tan sólo algunos ejemplos de este tipo de incidentes en la península ibérica. Debe considerarse también la necesidad histórica de valorización de los residuos procedentes de usos industriales que tradicionalmente han sido desechados sin consideración alguna respecto a su reutilización. Entre estos vertidos se encuentran tanto aguas contaminadas con iones metálicos como flujos de calor residual originados en algún proceso industrial. Estos últimos tienen la capacidad de ser utilizados como fuente de calor así como los primeros, que tradicionalmente han causado problemas de vertido, pueden ser reconsiderados como materia primera en algún otro proceso industrial, lo que libera al medio natural de uno de sus principales contaminantes y a las empresas del coste de su eliminación o tratamiento. Una opción potencialmente viable de valorización de estos caudales, especialmente si éstos proceden de calderines o cualquier proceso térmico industrial es el de su uso como fuente de calor para procedimientos térmicos de descontaminación de aguas. Este aprovechamiento no sólo supone una nueva dimensión en las posibilidades de ahorro económico en las industrias sino también una mejora sustancial en los problemas medioambientales derivados del vertido de aguas contaminadas con iones metálicos al medio natural. Con esto, se plantea una línea de investigación, que pretende lograr mediante procedimientos asumibles técnicamente, la descontaminación de este tipo de aguas con un coste razonable, así como con las / Laguarda Miró, N. (2005). Evaluación del rendimiento de recuperación de vertidos contaminados por iones de metales pesados mediente técnicas evaporativas. Análisis energético y económico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1927

La presente tesis "estudio de los efectos sobre el medio litoral derivados de la implantación de saneamientos integrales en la costa Cantábrica" pretende evaluar la validez de los diseños ambientales de estos saneamientos integrales como instrumentos predictivos aplicables a la gestión de la calidad de los sistemas acuáticos litorales mediante la realización de estudios dirigidos a analizar la afección que originan los vertidos de aguas tratadas a través del emisario submarino sobre el estado de las aguas costeras, sobre la calidad de los fondos sedimentarios y sobre las comunidades bentónicas establecidas; así como, mediante el análisis de la evolución de la calidad de las masas de agua estuarinas afectadas por los vertidos de tormenta. Los resultados obtenidos han servido para proponer una serie de indicaciones para el diseño de los programas de control operativo planteados en la DMA, a aplicar en las masas de agua afectadas por este tipo de vertidos. / This PhD thesis titled "Effects of coastal sanitations on Cantabrian littoral ecosystems (Bay of Biscay)" was carried out to evaluate the applicability of the environmental design of the sewer systems constructed in the north of Spain to the management of the aquatic ecosystems. This work has analysed the effects caused by the treated effluents discharged by the submarine outfall on the water and sediment quality and on the structure and composition of the hard-bottom benthic communities dwelling the outfall surroundings. On the other hand this study has analysed the recovery of the estuarine ecosystem (water, bacteriology, sediments and benthic organisms) directly affected in the past by the urban effluents and nowadays affected by storm discharges. Results obtained in both surveys have contributed to propose a guidance for the design of the Operative control of the water masses established in the EU Water Framework Directive in the north of Spain.

Tesis por compendio / [ES] El acceso a fuentes de energía moderna en las áreas rurales de la región andina es uno de los factores principales para disminuir la pobreza ya que su acceso proporcionaría beneficios ambientales, económicos y sociales. Pese a los esfuerzos de buscar fuentes alternativas para subsanar el déficit energético, aún existen millones de personas que sufren la falta de accesibilidad a fuentes de energía moderna, situación que se debe a los altos niveles de pobreza bajo los cuales se encuentran inmersos. Junto a este inconveniente se suma el enorme incremento de residuos agrícolas en las comunidades andinas. Residuos que provienen de las actividades agrícolas, y que podrían ser perjudiciales para el medio ambiente si no se toman medidas adecuadas. Lamentablemente, en muchos países en desarrollo donde se generan grandes cantidades de estos residuos, se sabe poco sobre sus posibles riesgos y beneficios si no se gestionan adecuadamente. Uno de los enfoques más interesantes para abordar esta problemática, es el desarrollo de la gestión sostenible de los residuos orgánicos agrícolas de la región, transformándolos en recursos para la generación de energía renovable (biogás) y fertilizantes orgánicos (digestato). Esta solución permitiría dar una valorización energética a los residuos de la agricultura de la zona, sobre la cual basan su economía, y a la vez contribuiría a una mayor gestión de los residuos evitando el incremento de la contaminación ambiental. Con la finalidad de contribuir al desarrollo energético y mejorar el paradigma de la gestión de residuos en el área andina de Guaranda (Ecuador), la presente Tesis Doctoral aborda la evaluación del potencial bioquímico de metano (BMP) de los residuos orgánicos agrícolas de la región. Se realiza una cuantificación sistemática de la producción de biogás mediante la transformación bioquímica de residuos orgánicos agrícolas, que comprenden: sustratos principales (residuos de estiércol de vicuña, llama y cuy, y residuos de matadero de ganado vacuno) y cosustratos (residuos de paja de amaranto, quinua y trigo). El objetivo general de esta investigación de doctorado se ha llevado a cabo en cuatro fases: (I) Caracterización de la materia prima mediante el análisis elemental y proximal a través de los cuáles se estimó el rendimiento teórico y la biodegradabilidad de los sustratos y cosustratos, (II) Rendimiento de la codigestión de residuos orgánicos agrícolas con mezclas de lodos de aguas residuales en biodigestores batch, (III) Análisis de los efectos sinérgicos y antagónicos durante la monodigestión y codigestión de las materias primas y (IV) Evaluación de la cinética microbiana de la digestión anaerobia mediante los modelos de Gompertz modificado, transferencia, ecuación logística, modelo del cono y Richards modificado. En la caracterización fisicoquímica se determinó que las relaciones SV/ST de los sustratos y cosustratos oscilaron entre 58 y 77% con una relación C/N entre 12 y 102, lo que indicó que estos residuos son materias primas adecuadas para la producción de metano. En todos los ensayos un aumento de la cantidad de inóculo mejoró la biodegradabilidad de los sustratos y por consiguiente la producción metano; así, en la monodigestión se tuvo incrementos de hasta 90% y en la codigestión incrementos del 71%. Todas las mezclas produjeron efectos sinérgicos, donde los mayores porcentajes de metano se dieron cuando las mezclas de residuos de amaranto, quinua y trigo fueron del 50 y 75% de sólidos volátiles. Independientemente de la SIR1:1 y la SIR 1:2 se mejoró la producción de metano de la codigestión al incrementar el porcentaje de cosustrato especialmente de residuos de amaranto y quinua. Los mejores resultados de todos los ensayos realizados se obtuvieron en los biodigestores compuestos por residuos de matadero y residuos de quinua, donde se obtuvieron producciones de metano entre 581 y 555 ml / [CA] L'accés a fonts d'energia moderna en les àrees rurals de la regió andina és un dels factors principals per a disminuir la pobresa ja que el seu accés proporcionaria beneficis ambientals, econòmics i socials. Malgrat els esforços de buscar fonts alternatives per a esmenar el dèficit energètic, encara existeixen milions de persones que pateixen la falta d'accessibilitat a fonts d'energia moderna, situació que es deu als alts nivells de pobresa sota els quals es troben immersos. Al costat d'aquest inconvenient se suma l'enorme increment de residus agrícoles en les comunitats andines. Residus que provenen de les activitats agrícoles, i que podrien ser perjudicials per al medi ambient si no es prenen mesures adequades. Lamentablement, en molts països en desenvolupament on es generen grans quantitats d'aquests residus, se sap poc sobre els seus possibles riscos i beneficis si no es gestionen adequadament. Un dels enfocaments més interessants per a abordar aquesta problemàtica, és el desenvolupament de la gestió sostenible dels residus orgànics agrícoles de la regió, transformant-los en recursos per a la generació d'energia renovable (biogàs) i fertilitzants orgànics (digestato). Aquesta solució permetria donar una valorització energètica als residus de l'agricultura de la zona, sobre la qual basen la seua economia, i alhora contribuiria a una major gestió dels residus evitant l'increment de la contaminació ambiental. Amb la finalitat de contribuir al desenvolupament energètic i millorar el paradigma de la gestió de residus en l'àrea andina de Guaranda (l'Equador), la present Tesi Doctoral aborda l'avaluació del potencial bioquímic de metà (BMP) dels residus orgànics agrícoles de la regió. Es realitza una quantificació sistemàtica de la producció de biogàs mitjançant la transformació bioquímica de residus orgànics agrícoles que comprenen: substrats principals (residus de fem de vicunya, flama i cuy, i residus d'escorxador de bestiar boví), *cosustratos (residus de palla d'amarant, quinua i blat). L'objectiu general d'aquesta investigació de doctorat s'ha dut a terme en quatre fases: (I) caracterització de la matèria primera mitjançant l'anàlisi elemental i proximal a través dels quals es va estimar el rendiment teòric i la biodegradabilitat dels substrats i cosustratos, (II) Rendiment de la codigestión de residus orgànics agrícoles amb mescles de llots d'aigües residuals en biodigestores batch, (III) Anàlisis dels efectes sinèrgics i antagònics durant la monodigestión i codigestión de les matèries primeres i (IV) Avaluació de la cinètica microbiana de la digestió anaeròbia mitjançant els models de Gompertz modificat, transferència, equació logística, model del con i Richards modificat. En la caracterització fisicoquímica es va determinar que les relacions SV/ST dels substrats i cosustratos van oscil·lar entre 58 i 77% amb una relació C/N entre 12 i 102, la qual cosa va indicar que aquests residus són matèries primeres adequades per a la producció de metà. En tots els assajos un augment de la quantitat d'inòcul va millorar la biodegradabilitat dels substrats i per consegüent la producció metà; així, en la monodigestión es va tindre increments de fins a 90% i en la codigestión increments del 71%. Totes les mescles van produir efectes sinèrgics, on els majors percentatges de metà es van donar quan les mescles de residus d'amarant, quinua i blat van ser del 50 i 75% de sòlids volàtils. Independentment de la SIR1:1 i la SIR 1:2 es va millorar la producció de metà de la codigestión en incrementar el percentatge de cosustrato especialment de residus d'amarant i quinua. Els millors resultats de tots els assajos realitzats es van obtindre en els biodigestores compostos per residus d'escorxador i residus de quinua, on es van obtindre produccions de metà entre 581 i 555 ml/g VS. / [EN] Access to modern energy sources in rural areas of the Andean region is one of the main factors to reduce poverty, since its access would provide environmental, economic and social benefits. Despite efforts to find alternative sources to correct the energy deficit, there are still millions of people who suffer from the lack of accessibility to modern energy sources, a situation that is due to the high levels of poverty under which they are immersed. Along with this inconvenience is added the enormous increase in agricultural residues in the Andean communities. Waste that comes from agricultural activities, and that could be harmful to the environment if adequate measures are not taken. Unfortunately, in many developing countries where large amounts of these wastes are generated, little is known about their potential risks and benefits if not managed properly. One of the most interesting approaches to address this problem is the development of sustainable management of agricultural organic waste in the region, transforming it into resources for the generation of renewable energy (biogas) and organic fertilizers (digestate). This solution would allow to give an energetic recovery to the agricultural residues of the area, on which they base their economy, and at the same time would contribute to a better management of the residues avoiding the increase of environmental pollution. To contribute to energy development and improve the paradigm of waste management in the Andean area of Guaranda (Ecuador), this Doctoral Thesis addresses the evaluation of the biochemical potential of methane (BPM) of agricultural organic waste in the region. A systematic quantification of biogas production is carried out through the biochemical transformation of agricultural organic waste that includes main substrates (vicuña, llama and guinea pig manure residues, and cattle slaughterhouse residues) and co-substrates (amaranth straw residues), quinoa and wheat). The general objective of this doctoral research has been carried out in four phases: (I) characterization of the raw material through elemental and proximal analysis through which the theoretical performance and biodegradability of substrates and co-substrates were estimated, (II) Performance of the co-digestion of agricultural organic waste with mixtures of sewage sludge in batch biodigesters, (III) Analysis of synergistic and antagonistic effects during monodigestion and co-digestion of raw materials and (IV) Evaluation of microbial kinetics of anaerobic digestion using modified Gompertz models, transfer, logistic equation, cone model and modified Richards. In the physicochemical characterization it was determined that the VS/TS ratios of the substrates and co-substrates ranged between 58 and 77% with a C/N ratio between 12 and 102, which indicated that these wastes are suitable raw materials to produce methane. In all the tests an increase in the amount of inoculum improved the biodegradability of the substrates and consequently the methane production; thus, in monodigestion there were increases of up to 90% and in co-digestion increases of 71%. All the mixtures produced synergistic effects, where the highest percentages of methane occurred when the mixtures of amaranth, quinoa and wheat residues were 50 and 75% volatile solids. Regardless of SIR1:1 and SIR 1:2, the production of methane from co-digestion was improved by increasing the percentage of co-substrate, especially amaranth and quinoa residues. The best results of all the tests carried out were obtained in the biodigesters composed of slaughterhouse waste and quinoa waste, where methane productions between 581 and 555 ml/g VS were obtained. Regarding the kinetic modelling of the anaerobic digestion process, it was found that all the models fit the experimental values quite well with the predicted ones. In the monodigestion, in all the logistic models, the calculated asymptotes were adjusted very precisely for the specific yield (Me / This work has been carried out within the framework of the project “Analysis of the implementation of biomass exploitation chains in rural communities in the province of Bolívar (Ecuador)” of the ADSIEO-COOPERATION program of the Universitat Politècnica de València (UPV). The Ecuadorian Energy Exploitation Research Network of Biomass (ECUMASA) and the IBEROMASA Network (719RT0586) of the IberoAmerican Program of Science and Technology for Development (CYTED) have participated in this program / Meneses Quelal, WO. (2021). Optimization of Anaerobic Codigestion Processes of Lignocellulosic Materials of Difficult Degradation with Residues from Andean Livestock [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/171722 / Compendio

[ES] El uso del agua en nuestra sociedad es de gran importancia. Cuando el agua se utiliza y deja de ser útil, se convierte en agua residual. Esta contiene sustancias que ponen en peligro la salud humana y los ecosistemas. Para reducir el daño ambiental existen las depuradoras que reducen los niveles de contaminación del agua. En las industrias, las depuradoras se encargan de reducir la carga contaminante del agua para su vertido en alcantarillado o al medio ambiente. La presencia de vertidos ilegales y desbordamientos en el alcantarillado suponen una amenaza para las masas de agua. Estos provocan una bajada en el rendimiento de las depuradoras. En muchos casos no es posible detectar al responsable de estos. Lo que hace que estos queden impunes violando el principio ambiental de quien contamina paga. Para solucionar este problema se propone un sistema de bajo coste para la monitorización de parámetros del agua para detectar problemas en los alcantarillados dentro de las ciudades inteligentes (Smart cities). La hipótesis de trabajo es que ante la presencia de un vertido ciertos parámetros del agua cambiarán lo suficiente como para que pueda ser detectado. Al detectarse el sitio del vertido se podrá acudir rápidamente al lugar a fin de cesar el vertido además de tomar las acciones legales pertinentes. Primero, hemos estudiado otros sistemas para monitorizar el alcantarillado Con esta información se determina los parámetros más interesantes y que pueden ser medidos con un bajo coste son temperatura, conductividad, turbidez, nivel de agua y aceite. Además, de sensores de lluvia para el alcantarillado pluvial. Para la monitorización de estos parámetros se escogen sensores comerciales de bajo coste para los parámetros de temperatura, nivel y lluvia. Para los otros parámetros se decidió desarrollar nuestros propios sensores. Para ello se utilizó sensores del tipo inductivos para la conductividad y sensores ópticos para el control de la turbidez y el aceite. Respecto a los sensores inductivos, se ha determinado que existen interferencias de los sólidos y del nivel de agua en la respuesta del sensor. Sin embargo, en el caso de los sólidos esta interferencia es pequeña en la concentración de solidos que existe en el alcantarillado, siendo esta de 0.078 V/gramo. En cambio, la cantidad de agua sí que afecta a la respuesta de la bobina de forma significativa. Respecto a la turbidez se han realizado dos prototipos diferentes. Un prototipo ha sido desarrollado para cuerpos de agua y el otro para el alcantarillado. El prototipo desarrollado para cuerpos de agua es capaz de determinar el porcentaje de algas que existen en el agua conociendo la cantidad de solidos en el agua. Para la detección del aceite hemos desarrollado otro sensor óptico. Hemos hecho pruebas a distintas alturas de agua. Viendo que éramos capaces de identificar si el aceite provenía de un motor gasolina o de un motor diésel, y en el caso de aceite usado por un motor de gasolina éramos capaces de cuantificarlo. Por último, respecto a nuestro sistema hemos analizado mediante simulaciones la utilidad de un sensor de nivel en el alcantarillado. Hemos detectado que en el caso de alcantarillado pluvial este sí que puede ser útil. Además, hemos testeado en una tubería el sensor inductivo y el de aceite con diferentes concentraciones de sal y aceite para ver su funcionamiento. El coste estimado de cada uno de los nodos sensores es de 120 €. Los sensores desarrollados pueden ser utilizados en otros ambientes. Estos trabajos son: (I) el uso de bobinas para la monitorización de la humedad del suelo, (II) el uso de sensores ópticos para detectar gasóleo B en vehículos (III) el uso de sensores y tecnología de bioabsorción en canales de riego afectados por aguas residuales y (IV) el uso del sensor de aceite en canales de riego. / [CA] The use of water in our society is of great importance. Once the water has been used, it becomes wastewater. These waters contain substances that endanger human health and ecosystems. To reduce environmental damage, there are treatment plants that treat these waters to reduce their levels of contamination. Industrial treatment plants are responsible for reducing the contaminant load of the water so that it can be discharged into the public sewer system or into the environment. The presence of illegal discharges and overflows in the sewage system pose a threat to water bodies. These discharges can cause a drop in the performance of the treatment plant, which will cause an effluent of poorer quality. In many cases, it is not possible to detect who is responsible for the spills. What makes these go unpunished violating the environmental principle of that whoever pollutes pays. To solve this problem, a low-cost system for monitoring water parameters to detect problems in sewers within the context of smart cities is proposed. Our working hypothesis is that in the presence of a discharge, the concentration of specific water parameters will change enough to be detected. When the site of the spill is detected, it will be possible to quickly go to the place in order to stop the spill in addition to taking the necessary legal actions against the person who is carrying out the spill. First, we have compiled information about other systems to monitor sewage, With this information, we have determined that the most exciting parameters that we are able to measure at a low cost are temperature, conductivity, turbidity, water and oil level. In addition, the use of rain sensors for storm sewers is included. To monitor these parameters, low-cost commercial sensors are chosen to monitor temperature, level and rainfall. For the other parameters, we decided to develop our own sensors. We decided to use inductive type sensors for conductivity and optical sensors for turbidity and oil control. Regarding the inductive sensors, we have determined that there are interferences of the solids and the water level in the response of the sensor.. However, in the case of solids, this interference is minor in the concentration of solids that exists in the sewage system (0.078 V/gram). On the other hand, the amount of water does affect the response of the coil significantly. Therefore, the sensor must be submerged. Regarding turbidity, we have made two different prototypes. One prototype has been developed for bodies of water and the other for sewage. The prototype developed for bodies of water is capable of determining the percentage of algae that exist in the water, knowing the amount of solids in the water. For oil detection, we have developed another optical sensor. We have done tests at different heights of water. Seeing that we were able to identify if the oil came from a gasoline engine or a Diesel engine, and in the case of oil used by a gasoline engine, we were able to quantify it. Finally, regarding our system, we have analyzed through simulations the usefulness of a level sensor in the sewage system. We have detected that in the case of storm sewage, this can be useful. In addition, we have tested the inductive sensor and the oil sensor in a pipe with different concentrations of salt and oil to see how they work. The estimated cost of each sensor node is 120 €. The developed sensors can be used in other environments. For this reason, we show other works carried out during the thesis period with the developed sensors. These works are: (I) The use of coils for soil moisture monitoring, (II) the use of optical sensors to detect diesel B in vehicles, (III) the use of sensors and bioabsorption technology in irrigation canals affected by wastewater, and (IV) the use of the oil sensor in irrigation channels. / [EN] L'ús de l'aigua a la nostra societat és de gran importància. Un cop l'aigua s'ha utilitzat i deixa de ser útil per a l'activitat, aquesta es converteix en aigües residuals. Aquestes aigües contenen substàncies que posen en perill la salut humana i dels ecosistemes. Per reduir el danys mediambientals existeixen les depuradores que tracten aquestes aigües per reduir contaminació la seua carrega contaminants.. Les depuradores industrials s'encarreguen de reduir la càrrega contaminant de l'aigua perquè es pugui abocar al clavegueram públic o al medi ambient. La presència d'abocaments d'aigua il·legals i els desbordaments al clavegueram suposen una amenaça per a les masses d'aigua. Aquests abocaments poden provocar una baixada en el rendiment de la depuradora. En molts casos no és possible detectar el responsable dels abocaments. Això fa que aquests queden impunes violant el principi ambiental de qui contamina paga. Per solucionar aquest problema es proposa un sistema de baix cost per a la monitorització de l'aigua per detectar problemes als claveguerams en les ciutats intel·ligents (Smart cities). La hipòtesi de treball consisteix que davant la presència d'un abocament la concentració de certs paràmetres de l'aigua canviarà lo suficient perquè es pugui detectar. En detectar-se el lloc de l'abocament es podrà acudir ràpidament al lloc per cessar l'abocament a més de prendre les accions legals que siguin necessàries contra la persona que està realitzat l'abocament. Primer, hem estudiat altres sistemes per monitoritzar el clavegueram. Amb aquesta informació s'ha determinat que els paràmetres més interessants i que poden ser mesurats amb un baix cost són temperatura, conductivitat, terbolesa, nivell d'aigua i oli. A més, l'ús de sensors de pluja per al clavegueram de pluvials. Per monitoritzar aquests paràmetres s'escullen sensors comercials de baix cost per ala temperatura, el nivell i la pluja. Per als altres paràmetres, es decideix desenvolupar els nostres propis sensors. Decidim utilitzar sensors del tipus inductius per a la conductivitat i sensors òptics per al control de la terbolesa i l'oli. Pel que fa als sensors inductius, s'ha determinat que hi ha interferències dels sòlids i del nivell d'aigua en la resposta del sensor. No obstant això, en el cas dels sòlids aquesta interferència és petita en la concentració de sòlids que hi ha al clavegueram, aquesta és de 0.078 V/gram. En canvi, la quantitat d'aigua sí que afecta la resposta de la bobina de manera significativa. Pel que fa a la terbolesa s'han realitzat dos prototips diferents. Un prototip ha estat desenvolupat per a cossos d'aigua i l'altre per al clavegueram. El prototip desenvolupat per a cossos d'aigua és capaç de determinar el percentatge d'algues que hi ha a l'aigua coneixent la quantitat de sòlids a l'aigua. Per detectar l'oli hem desenvolupat un altre sensor òptic. Hem fet proves a diferents alçades d'aigua. Veient que érem capaços d'identificar si l'oli provenia d'un motor benzina o d'un motor dièsel, i en el cas d'oli usat per un motor de benzina érem capaços de quantificar-lo. Finalment, respecte al nostre sistema hem analitzat mitjançant simulacions la utilitat d'un sensor de nivell al clavegueram. Hem detectat que en el cas de clavegueram pluvial aquest sí que pot ser útil. A més, hem testejat en una canonada el sensor inductiu i el d'oli amb diferents concentracions de sal i oli per veure'n el funcionament. El cost estimat de cadascun dels nodes sensors és de 120 €. Els sensors desenvolupats poden ser utilitzats en altres ambients.. Aquests treballs són: (I) L'ús de bobines per a la monitorització de la humitat del sòl, (II) l'ús de sensors òptics per detectar gasoil B (sota impostos) en vehicles no autoritzats, (III) l'ús de sensors i tecnologia de bioabsorció en canals de reg afectats per aigües residuals, (IV) l'ús del sensor d'oli a canals de reg. / Rocher Morant, J. (2023). Study and Design of a Sensor System for the Detection of Illicit Discharges in Sewers and Water Bodies [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192823