Los objetivos de esta tesis fueron: estudiar la influencia de las características y procesado del grano de cacao en la composición físico-química y propiedades sensoriales del chocolate negro así como estudiar la influencia que las propiedades no sensoriales tienen sobre las expectativas del consumidor. El origen y condiciones de procesado del cacao afectan al contenido de grasa, perfil de ácidos grasos y composición volátil del chocolate, siendo parámetros determinantes de las características finales del producto. El estudio de las propiedades sensoriales permite explicar cómo la variación en el origen del cacao y condiciones de procesado del chocolate afectan a la aceptabilidad de los consumidores, y qué propiedades pueden conllevar a la aceptabilidad o rechazo de los mismos. Este trabajo aporta también novedades respecto al efecto que los atributos no sensoriales (información del etiquetado) tiene en las expectativas y aceptabilidad del chocolate por parte de los consumidores, demostrando que éstos le dan mayor importancia a las propiedades sensoriales del producto que a las no sensoriales. La información obtenida en esta tesis constituye una base imprescindible para la industria chocolatera, tanto en el desarrollo, como en la mejora y optimización de chocolates para asegurar la máxima aceptabilidad entre los consumidores. / Els objectius d’aquesta tesi van ser: estudiar la influència de les característiques i processat del gra de cacau en la composició físico-química i propietats sensorials de la xocolata negra així com estudiar la influència que les propietats no sensorials tenen sobre les expectatives del consumidor. L’origen i les condicions de processat del cacau afecten al contingut de greix, perfil d’àcids grassos i composició volàtil de la xocolata, essent paràmetres determinants de les característiques finals del producte. L’estudi de les propietats sensorials permet explicar com la variació en l’origen del cacau i les condicions de processat de la xocolata afecten a l’acceptabilitat dels consumidors i quines propietats comporten a l’acceptabilitat o rebuig dels mateixos. Aquest treball també aporta novetats respecte a l’efecte que els atributs no sensorials (informació de l’etiquetatge) té en les expectatives i acceptabilitat de la xocolata per part dels consumidores, demostrant que aquests li donen una major importància a les propietats sensorials del producte que a les no sensorials. La informació obtinguda en aquesta tesis constitueix una base imprescindible per a la indústria xocolatera, tant en el desenvolupament, com en la millora i optimització de xocolates per assegurar la màxima acceptabilitat entre els consumidors.

La producción de granos es una de las principales actividades de nuestro país y por ende, es de suma importancia la preservación de su calidad durante el almacenamiento. La contaminación insectil es uno de los mayores problemas de los granos almacenados. Según estimaciones de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), entre 10 y 30% de la producción agrícola mundial se pierde anualmente durante la última etapa de la comercialización por la acción de las plagas insectiles, cifra que se eleva a más del 50% en países subdesarrollados. Los insectos plaga pueden causar reducción del peso, calidad, valor comercial y poder germinativo de las semillas. En las etapas de almacenamiento, el método de control más utilizado es el químico, pero su aplicación debería ser rigurosamente controlada para evitar consecuencias negativas sobre el alimento del hombre y animales. Es allí donde la búsqueda de agentes de control natural, control biológico, nuevas técnicas de monitoreo, prácticas culturales adecuadas, mejoramiento genético y otras medidas terapéuticas de bajo impacto ambiental son necesarias. Basado en estudios previos obtenidos en este laboratorio, en esta tesis se propuso avanzar en el conocimiento de la bioquímica de los hidrocarburos (HC) epicuticulares y las secreciones volátiles de origen lipídico de insectos tenebriónidos (Coleóptera); así como investigar métodos alternativos de bajo impacto para el control de estos insectos plaga de granos almacenados. Este conocimiento podrá contribuir al desarrollo de nuevas estrategias ecológicamente aceptables para el control de plagas. En este trabajo se efectuó el análisis de los HC epicuticulares de adultos de Tribolium castaneum (Coleoptera: Tenebrionidae) empleando cromatografía gaseosa capilar (CGC) de alta resolución acoplada a espectrometría de masa (MS). Se detectaron 42 componentes lineales y ramificados. Comparada con las de otros órdenes de insectos, la composición de HC en T. castaneum es menos compleja; incluye estructuras saturadas y/o ramificadas con longitudes de 23 a 39 átomos de carbono, predominando n-C27:0 y n-C29:0. Se identificaron y cuantificaron secreciones de defensa de Ulomoides dermestoides (Coleoptera: Tenebrionidae), extraídas del espacio de cabeza mediante la técnica de microextracción en fase sólida (HS-SPME) acoplada a CGC-MS. Los principales compuestos volátiles orgánicos (VOC) identificados fueron metil-1,4-benzoquinona (MBQ), etil-1,4-benzoquinona (EBQ) y 1-pentadeceno (n-C15:1); estos compuestos son semejantes a los reportados en Tribolium spp. El análisis cuantitativo de las secreciones liberadas por adultos vivos de ambas especies mostró que las benzoquinonas representan alrededor del 80% de las mismas en condiciones de estrés. Basado en el empleo de estas técnicas, se desarrolló una metodología para detectar VOC de insectos plaga en muestras de granos almacenados, que podría ser de utilidad como indicador de contaminación insectil. La técnica de HS-SPME acoplada a CGC permite detectar las secreciones volátiles de insectos vivos, en forma rápida, con alta sensibilidad y sin utilizar solventes. Este es el primer método químico que propone la detección de quinonas volátiles como un indicador de contaminación con tenebriónidos en granos almacenados. En cuanto a su metabolismo, se demostró que la síntesis de n-C15:1 ocurriría vía de novo en la glándula a partir de [1-14C] acetato, o a partir de palmitato exógeno (incorporado a través del alimento, o sintetizado en integumento y/o cuerpo graso). Asimismo, se demostró síntesis de novo de BQ en las glándulas. Estos ensayos se efectuaron empleando trazadores radiactivos y análisis por radiocromatografía en capa fina (radio-TLC). En referencia a herramientas de bajo impacto para el control de insectos plagas de granos almacenados, se evaluó el potencial insecticida de tierras de diatomeas (TDs) de yacimientos locales, logrando seleccionar un yacimiento con capacidad insecticida similar a la de un producto comercial. Dentro de los coleópteros plaga de granos almacenados ensayados, T. castaneum fue la especie más tolerante. El empleo de esta metodología permitirá incorporar valor agregado a las TDs de yacimientos locales. Finalmente, se evaluó el efecto del hongo entomopatógeno Beauveria bassiana en la supervivencia y ciclo de vida de T. castaneum y U. dermestoides. Ambos tenebriónidos mostraron una disminución significativa en la progenie, a pesar de los bajos índices de mortalidad observados. Es probable que la infección produzca un estado de aislamiento e inanición, alterando el desarrollo de las colonias de ambas especies. Los resultados de este trabajo de tesis aportan al conocimiento de la bioquímica de los lípidos cuticulares y secreciones volátiles de tenebriónidos; asimismo proporcionan información de utilidad para el desarrollo de nuevas estrategias ecológicamente aceptables para el control de insectos plaga de granos almacenados

El cáncer colorrectal (CCR), hoy en día es una de las neoplasias con mayor incidencia y mortalidad en España. Su etiología es multifactorial, influyendo tanto alteraciones genéticas/epigenéticas como factores ambientales (hábitos, tóxicos, dieta). Estudios demuestran que los programas de cribado actuales como el test inmunológico fecal (FIT), sigmoidoscopia y colonoscopia han disminuido la mortalidad del CCR. Sin embargo, el FIT presenta muchos falsos positivos y negativos, dando lugar a la realización de colonoscopias innecesarias que suponen un gran gasto para la sociedad. Por lo tanto, existe una necesidad de crear un método de detección precoz del CCR no-invasivo y preciso que maximice la correcta identificación de pacientes que tengan que hacerse una colonoscopia y minimice la realización de pruebas innecesarias. Por otro lado, los pacientes con poliposis múltiple de origen desconocido siguen siendo "huérfanos genéticos" hoy en día porque no presentan una mutación constitucional conocida. Por lo tanto la detección de biomarcadores para esta condición también es necesaria. El principal objetivo del primer estudio de la presente tesis doctoral, fue el desarrollo de un método no-invasivo para la detección del CCR mediante el análisis de compuestos orgánicos volátiles (COVs) en heces de pacientes con CCR, adenomas y controles sanos. Los COVs se extrajeron mediante un método y protocolo desarrollado por nuestro grupo de investigación (que está bajo patente) y posterior identificación mediante la cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS). Se analizaron muestras de un total de 64 sujetos. Encontramos que 3 COVs se detectaban a distinta concentración entre los distintos grupos de estudio, siendo las diferencias más significativas entre pacientes con CCR y controles sanos. Tras estudiar el potencial de cada compuesto como posible biomarcador de enfermedad, observamos que dos de los tres COVs presentaban diferencias significativas en la abundancia entre CCR y controles, con una sensibilidad y especificidad elevada sugiriendo su potencial como biomarcadores de enfermedad. El segundo estudio de la presente tesis doctoral, se centra en la poliposis colónica múltiple de origen desconocido. El grupo de pacientes seleccionados carecen de mutaciones en genes como APC y MYH (ya que se considerarían Poliposis Adenomatosa Familiar y Poliposis asociada a MYH). En el estudio se incluyeron un total de 135 sujetos (83 enfermos y 52 controles). Se analizaron niveles séricos de citoquinas inflamatorias mediante ensayos ELISA y diversos factores ambientales (DM, hábito tabáquico, IMC, índice HOMA-IR). En este estudio, se detectó por primera vez una asociación entre interleucinas de las Th17 y la PCR con la presencia de polipósis múltiple. Este resultado no descarta la posible implicación de otros genes en la aparición de los pólipos pero el incremento de la IL-17A, IL-23 e IL-6 pertenecientes a la respuesta mediada por las células Th17, sugiere una asociación de esta vía con la aparición de múltiples pólipos colónicos. Nuestro grupo de investigación está llevando a cabo otro estudio para validar estos resultados. En resumen, ambos estudios detectan distintos biomarcadores que podrían ser útiles para diagnosticar; el CCR en el caso del primer estudio mediante el análisis de diversos COVs y la poliposis múltiple de origen desconocido en el caso del segundo estudio analizando la concentración de las tres interleucinas pertenecientes a la vía Th17.

El sabor y aroma del tomate son el resultado de las interacciones que se establecen, principalmente, entre sus azúcares, ácidos orgánicos, aminoácidos libres, minerales y compuestos volátiles, jugando estos últimos un papel muy relevante en la apreciación sensorial final. Una parte de estos compuestos se encuentran en forma libre, constituyendo la fracción volátil libre (FVL) pero otra parte se encuentra en forma glicosilada y los componentes que la forman no pueden ser percibidos por los receptores olfativos, constituyendo la denominada fracción glicosilada (FG) volátil. Los precursores glicosilados constituyen, por tanto, una fuente potencial para incrementar el aroma final si se consigue la hidrólisis de los enlaces glicosídicos y la consiguiente liberación de los aglicones. El objetivo de este estudio fue determinar la composición de la fracción volátil del tomate en cuanto a sus componentes libres y glicosilados para, seguidamente, evaluar la capacidad de determinadas actividades glicosídicas para liberar los aglicones. Se ha caracterizado el perfil aromático de cinco variedades de tomate. Los resultados han mostrado una gran influencia de la variedad sobre la composición tanto de la FVL como de la FG del tomate, estableciéndose el potencial de esta última para incrementar los compuestos volátiles libres. Se ha estudiado la influencia de la maduración en el perfil aromático del tomate, observándose que los componentes de la FVL y de la FG tienden, en general, a aumentar sus concentraciones a medida que avanza la maduración del fruto, aunque con relevantes excepciones. Este estudio avala la posibilidad, propuesta por otros autores, de utilizar el perfil aromático del tomate como una herramienta para la identificación de las variedades. Se han producido extractos enriquecidos en distintos enzimas glicosídicos de origen fúngico. La incubación de zumo de tomate en presencia de estos enzimas ha demostrado su capacidad para liberar varios de los aglicones particula / Ortiz Serrano, J. (2008). Influencia de la adición de glicosidasas sobre el potencial aromático del tomate (Solanum lycopersicum L.) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3447

Para comprender la composición de volátiles en guayaba fresca (Psidium guajava L.) Palmira ICA-1, en este estudio se plantearon diferentes métodos de extracción: la extracción líquido-líquido (L-L), la destilación-extracción simultáneas con disolvente (SDE), la microextracción en fase sólida del espacio de cabeza (HS-SPME) y la extracción con fluidos supercríticos (SFE). Se establecieron semejanzas y diferencias en la composición de acuerdo al método usado. Un total de 134 compuestos fueron identificados por los diferentes métodos de extracción, los ésteres, aldehídos y alcoholes fueron los más representativos. Se determinó la contribución sensorial mediante el cálculo de las unidades de olor (concentración del compuesto/umbral de olor) para los compuestos aislados por SDE, teniendo en cuenta el efecto de la temperatura durante el método de extracción. De igual forma se estudió la influencia del pH en la composición del aroma, 38 constituyentes volátiles se identificaron como enlazados a glicósidos. Igualmente, se realizó un estudio del mecanismo hidrodinámico (HDM) de la deshidratación osmótica con y sin pulso de vacío. Las mayores pérdidas de agua, ocurrieron con los tratamientos a 50 °C y con disoluciones osmóticas de 50 y 40 °Brix. La mayor transferencia de solutos ocurrió a 40 y 50 °C con vacío pulsante. Se demostró la influencia de los parámetros como temperatura, tiempo y concentración de la disolución osmótica en la cinética de la pérdida de agua, ganancia de solutos y evolución de la composición de volátiles en el producto osmodeshidratado. En general, las mayores pérdidas de volátiles ocurrieron a 50 ºC, mientras que las menores fueron a 30 y 40 ºC hasta 2 h con disolución osmótica a 30 y 40 ºBrix. Los ésteres fueron los compuestos que sufrieron mayores pérdidas durante el proceso de deshidratación osmótica a presión atmosférica y con pulso de vacío. / Quijano Celis, CE. (2011). ESTUDIOS DE LA COMPOSICIÓN DE VOLÁTILES Y SU EVOLUCIÓN DURANTE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE LA GUAYABA PALMIRA ICA-1 (Psidium guajava L.) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/13828

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) constituyen uno de los grupos de contaminantes atmosféricos más importantes, incluso a concentraciones bajas, por sus efectos nocivos. En el medio ambiente estos compuestos intervienen en la destrucción de la capa de ozono, son precursores de oxidantes fotoquímicos y son agentes responsables de la lluvia ácida y del cambio climático. Además, Las COV provocan enfermedades como el cáncer y mutaciones a nivel genético. Generalmente, los COV se producen en fase gas y, además, se encuentran a muy bajas concentraciones, por lo que el control de tales emisiones resulta costoso a la hora de aplicar técnicas que involucren altas eficiencias. Es por esto que existen muchas investigaciones que buscan optimizar los diferentes métodos existentes para el control de las emisiones, de entre las que destacan la industria química, petrolera y de plásticos, entre otras, sin olvidar las emisiones procedentes del uso de la gasolina en vehículos y estaciones de gasolina, así como las medidas de control, basadas en métodos de separación (coordinación, adsorción y uso de membranas), o en métodos destructivos (oxidación térmica, catalítica, fotocatalítica o biológica). Por lo tanto, las diferencias técnicas para la reducción de los COV podrían contribuir, en combinación con otros esfuerzos, a combatir el cambio climático y a estabilizar la concentración atmosférica de los gases de efecto invernadero. LA adsorción es uno de los métodos más efectivos y con mayor aplicabilidad en la retención de COV a bajas concentraciones. La adsorción se lleva a cabo en sólidos porosos, entre los que se destacan las zeolítas, los slúmins, el gel de sílice, y sobre todo, el carbón activado en sus diferentes morfologías. El carbón activado, debido a su alta hidrofobicidad y alta superficie específica, es uno de los sólidos, se están desarrollando nuevos materiales carbonosos con propiedades mejoradas, como los carbones activados esféricos. Los carbones activados esféricos, presentan varias ventajas frente a los carbones activados graduados y en forma de polvo, debido a que presentan alta resistencia al desgaste, alta resistencia mecánica, alta capacidad de adsorción, alta pureza, bajo contenido en cenizas, superficie lisa, buena fluidez, buen empaquetamiento, baja caída de presión, alta área superficial y alto volumen de microporos. Por ello, entre los objetivos de esta investigación destaca el desarrollo de nuevos materiales carbonosos esféricos que tengan elevada área superficialidad y una química superficial apropiada que permita una elevada afinidad hacia los diferentes COV estudiados. Esos materiales, junto con carbones comerciales, se emplearán en el tratamiento de emisiones de vapores de gasolina. Desde este punto de vista, en este trabajo de Tesis Doctoral se muestra la preparación de carbones activados a partir decarbones comerciales en forma de esferas obtenidos de brea de utilizando vapor de agua y C₂. También se prepararán carbones esféricos a partir de residuos carbohidratos mediante activación física utilizando C₂y activación química con NaOH, KOH y H₃PO₄. Por otra parte, también se obtendrán carbones activados a partir de residuos lignocelulósicos fibrosos mediante activación química utilizando como agentes activantes hidróxidos alcalinos NaPO₄. Para ello se empleará una metodología utilizada recientemente para la síntesis de carbones activados esféricos. El estudio de diversas variables en los procesos de activación, entre las cuales destaca el tipo de precursor, agente activante y concentración del agente activante, además de las condiciones experimentales, como la temperatura, el tiempo y la atmosfera, nos permitirá realizar un análisis amplio y riguroso para determinar las condiciones óptimas para desarrollar materiales aplicables a la retención de tolueno, etanol y vapores de gasolina.

La forma más habitual de modelar el transporte de solutos en la zona no saturada es considerar que se comportan de manera pasiva y utilizar la solución del movimiento de las fases fluidas como información de entrada. La presencia de algunas sustancias químicas puede afectar a las propiedades físicas de los fluidos, originando así procesos de transporte no pasivos. El objetivo principal de esta tesis ha sido formular un modelo detallado que describa el transporte no pasivo en la zona no saturada y en condiciones isotérmicas de compuestos orgánicos volátiles solubles en agua. El modelo propuesto incluye las dependencias de la densidad, la viscosidad, la tensión interfacial, el coeficiente de difusión molecular en fase líquida, y los coeficientes de distribución gas-líquido, con la composición de la mezcla acuosa. También se ha tenido en cuenta la reducción de los coeficientes de distribución gas-líquido debida a presiones capilares elevadas, de acuerdo a la ecuación de Kelvin válida para mezclas multicomponentes.Se ha implementado el modelo en dos códigos de simulación numérica: 1D y 2D con simetría cilíndrica. En 1D se ilustra la infiltración y redistribución de mezclas acuosas de alcoholes. La simulación de la infiltración de mezclas acuosas de butanol en arena estuvo de acuerdo con las simulaciones y datos experimentales que se reportan en la literatura. La simulación de la infiltración, redistribución y volatilización de mezclas acuosas de metanol en dos suelos diferentes, mostró que la composición afecta significativamente los perfiles de contenido volumétrico de líquido y concentración, al igual que los flujos normalizados de volatilización y evaporación. La dispersión en fase líquida fue el mecanismo de transporte predominante para una dispersividad longitudinal a saturación de 7.8 cm. El flujo de líquido estuvo gobernado principalmente por gradientes de presión capilar inducidos por cambios en el contenido de líquido. Sin embargo, considerando una dispersividad longitudinal a saturación de 0.2 cm, los cambios de la tensión interfacial debidos a variaciones en la composición indujeron un flujo importante de líquido, y la convección en fase líquida fue el mecanismo de transporte más activo. Al ignorar el efecto Kelvin dentro del suelo, la difusión en fase gaseosa se redujo significativamente, resultando en menores flujos de evaporación de agua y mayores contenidos volumétricos de líquido cerca de la superficie del suelo.En 2D, el modelo se aplicó a la simulación de la infiltración bidimensional de mezclas acuosas de metanol desde una fuente con forma de disco, su redistribución y volatilización, en suelo homogéneo y heterogéneo. Las simulaciones mostraron que para suelos homogéneos se obtienen resultados y conclusiones análogas que en 1D. La dependencia de la viscosidad con la concentración tuvo el impacto mayor sobre el flujo de líquido, actuando en el mismo sentido o contrarrestando los efectos de la tensión interfacial, dependiendo de la composición y de la magnitud de los gradientes de concentración desarrollados en el suelo. La heterogeneidad del suelo favoreció que se manifestaran los efectos no pasivos.Finalmente, se ha propuesto una función de retención capaz de describir coherentemente el movimiento del agua y la adsorción de solutos en condiciones de sequedad. Para ello, se utiliza la isoterma BET para describir la curva de retención de agua en la región más seca. Para cubrir todo el rango de contenidos de agua, se considera la función clásica de Brooks-Corey en el rango húmedo, mientras que la transición entre los mecanismos de capilaridad y adsorción se obtiene por medio de una generalización de la isoterma de adsorción de Bradley. Se obtuvo un buen ajuste entre el nuevo modelo de retención y sieteconjuntos de datos experimentales. Se evaluó el desempeño de la nueva función de retención dentro de un modelo de transporte de agua, observándose su validez para describir la dinámica de los flujos en todo el rango de condiciones de contenido en agua. Es bien conocido que la adsorción de compuestos orgánicos volátiles en los suelos casi secos se realiza de manera competitiva con el vapor de agua. La presente propuesta permite calcular estos procesos de adsorción competitiva de manera coherente con los procesos de flujo y evaporación de agua. / The presence of some chemicals in the vadose zone can affect the physical properties of the fluid phases leading to transport processes known as non-passive. Common numerical models do not account for the simultaneous interaction of various non-passive effects on unsaturated flow and transport. The main objective of this thesis was to develop a detailed model that describe the isothermal non-passive transport of water-soluble organic compounds in the unsaturated zone. The model includes the dependence of density, viscosity, surface tension, molecular diffusion coefficient in the liquid phase, and gas-liquid partition coefficient on the aqueous mixture composition. It also takes into account the decrease in the gas-liquid partition coefficient at high capillary pressures, in accordance with Kelvin's equation for multi-component mixtures.The model was implemented in two numerical codes: 1D and 2D with cylindrical symmetry. It was used to illustrate the one-dimensional infiltration and redistribution of alcohol-water mixtures. Simulation of butanol-water mixtures infiltration in sand was in agreement with the experimental data and simulations reported in the literature. Simulation of infiltration, redistribution and volatilization of aqueous mixtures of methanol in two different soils showed that composition significantly affects volumetric liquid content and concentration profiles, as well as the normalized volatilization and evaporation fluxes. Dispersion in the liquid-phase was the predominant mechanism in the transport of methanol when dispersivity at saturation was set to 7.8 cm. Liquid flow was mainly due to capillary pressure gradients induced by changes in volumetric liquid content. However, for dispersivity at saturation set to 0.2 cm, changes in surface tension due to variation in composition induced important liquid flow and convection in the liquid-phase was the most active transport mechanism. When the Kelvin effect was ignored within the soil, the gas-phase diffusion was significantly lower, leading to lower evaporation flux of water and higher volumetric liquid contents near the soil surface.The model was also applied to the simulation of two-dimensional infiltration of aqueous mixtures of methanol from a disk source, its redistribution and volatilization in both homogeneous and heterogeneous soils. Simulations showed that, for homogeneous 2D soils, results and conclusions are analogous to those obtained in 1D. Concentration-dependent viscosity had the major impact on the liquid flow, and acted in the same or opposite direction of surface tension effects, depending on the composition and the magnitude of the concentration gradients developed in the soil. Heterogeneity favored the non-passivity.Finally, in this work a full-range water retention function that takes advantage of the physical consistence of BET adsorption to describe the very dry end, and preserves the capillary behavior of the classical Brooks and Corey function in the wet range is proposed. The transition from capillary to adsorption mechanisms is accounted for by a generalization of the Bradley's isotherm. Tests on seven widely studied soil data sets show that the experimental water retention curves are well fitted by the proposed retention model. The proposed soil-water retention function was evaluated in a water transport model. Simulationswere compared to experimental data for water transport under very dry conditions, found in the literature. The comparison shows that the proposed retention model leads to predictions as good as those resulting from previous full-range soil-water retention functions, while using a physical-based description of the process in the dry region. It is well known that chemical sorption on soils is greatly influenced by relative humidity. Therefore, it is expected that a physically accurate description of the moisture behavior in a very dry soil could also help improve chemical transport and volatilization simulations.

Los compuestos orgánicos volátiles (COVs) son sustancias suficientemente volátiles para existir en forma de vapores en la atmósfera en condiciones normales de temperatura y presión. Sustancias con estas características son utilizadas como insumos en industrias manufactureras y, en particular, para la fabricación de diversos tipos de pinturas, barnices y disolventes industriales. Está demostrado que estas sustancias causan smog fotoquímico, al ser precursores del ozono troposférico, así como efectos directos sobre la fisiología humana debido a su toxicidad. En el Perú no existen inventarios actualizados y completos de emisiones de COVs para la industria de pinturas, a diferencia de otros países latinoamericanos, por lo que urge conocer qué volúmenes se emiten a fin de determinar cuál es el nivel de exposición ocupacional y ambiental a estas sustancias tóxicas. La presente investigación tuvo como objetivos la estimación de emisiones de COVs al ambiente y la evaluación de los riesgos ocupacionales por exposición a COVs en una empresa mediana local de producción de pinturas. Asimismo, se evaluaron las estrategias de gestión para minimizar la exposición a estas sustancias. La metodología incluyó la observación del proceso productivo, la realización de entrevistas a trabajadores y representantes de la empresa, la evaluación de riesgos ocupacionales por exposición a COVs y la estimación de emisiones de COVs al ambiente.

Los sedimentos presentes en el fondo de las masas de agua se forman de manera natural por deposición de partículas desde la columna de agua. El desequilibrio del aporte natural de sedimentos, inducido en numerosas ocasiones por actividades humanas, genera impactos negativos en las masas de agua receptoras, relacionados tanto con la cantidad de los sedimentos como con la calidad de los mismos. Con relación a la calidad, la tendencia a fijarse a la fase sólida de algunos contaminantes, como los metales pesados, favorece su retirada del agua mediante sedimentación por lo que, en este sentido, la sedimentación juega un papel importante en el mantenimiento de la calidad del agua. Sin embargo, este efecto no puede considerarse positivo ya que implica la acumulación de metales en el sedimento y dado que no son biodegradables permanecerán en el sedimento por largos periodos de tiempo, pudiendo ejercer efectos adversos sobre la comunidad biológica. Una vez en el sedimento, la concentración de metal libre en el agua intersticial estará controlada por diversos procesos (adsorción/desorción, precipitación/disolución, absorción/ mineralización, complejación) y dependerá de la disponibilidad de ligandos y de la afinidad de los metales por éstos. En condiciones anóxicas, la presencia de sulfuros posibilita la formación de sulfuros metálicos muy insolubles. Este escenario fue empleado por diversos autores para desarrollar un indicador de la toxicidad potencial del sedimento en función de la disponibilidad de sulfuros, medidos como sulfuros ácidos volátiles (AVS), para mantener los metales divalentes, medidos como metales extraídos simultáneamente (SEM), en forma de sulfuros metálicos. En la presente tesis doctoral se estudian nuevos aspectos, no abordados hasta el momento, sobre los sedimentos del lago de la Albufera, una masa de agua de incalculable valor ecológico que presenta actualmente un estado hipereutrófico, encontrándose lejos del buen potencial ecológico requerido por la Directiva Marco de Aguas. La parte troncal de la tesis es la evaluación de la disponibilidad de AVS para mantener los metales inmovilizados en forma de sulfuros metálicos. Asimismo se han determinado otros componentes importantes del sedimento como el contenido total de los metales estudiados (Cd, Cu, Ni, Pb y Zn), el contenido de materia orgánica, la fracción de limos, la demanda bioquímica de oxígeno del mismo o la potencial capacidad de liberación de nutrientes y metales al agua. El trabajo se ha estructurado en dos fases, una fase preliminar en la que se ha estudiado el sedimento superficial del lago y su entorno, y una segunda fase en la que se ha estudiado el perfil en profundidad del sedimento. El estudio del perfil del sedimento ha sido complementado con el desarrollo de un modelo matemático que incorpora los principales procesos biogeoquímicos del sedimento que afectan a los sulfuros y los metales. Los resultados obtenidos refuerzan y actualizan la información conocida hasta el momento sobre la calidad de los sedimentos como el alto contenido de materia orgánica, una proporción de limos elevada con una gran capacidad de fijación de metales o concentraciones de metales pesados que varían entre los niveles de fondo y altas concentraciones, y amplían aspectos clave como la disponibilidad de AVS para mantener precipitados los metales, pero con una tendencia a su disminución, una demanda de oxígeno y una potencial liberación de nutrientes importantes y liberación relativamente baja de Zn. El estudio del perfil ha mostrado una capa superficial, de entre 20 y 30 cm de espesor, más contaminada en los puntos perimetrales del lago. Los niveles de metales medidos han resultado no tóxicos en base al indicador AVS-SEM pero con probabilidades altas de toxicidad para Ni y Zn principalmente, según las clásicas guías de calidad de sedimento / Hernández Crespo, C. (2013). Evaluación del contenido de Sulfuros Ácidos Volátiles y Metales Extraídos Simultáneamente en los sedimentos de L'Albufera de Valencia. Modelación matemática de procesos biogeoquímicos en el perfil del sedimento [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34787

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