APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

La serralada Blanca de Perú està experimentant la reculada glacial que deixa en exposició a les roques mineralitzades (sulfurs metàl·lics) que en contacte amb O2 i H'O originen el Drenatge Àcid de Roca (DAR) el quals acidifiquen l'aigua i presenten altes concentracions de sulfats i metalls pesants procedents principalment de la pirita (FeS2). Les pirites es troben majoritàriament en roques sedimentàries com a arenisques i lutites, que predominen en la formació juràssica Chicama (Js- Ch), que és un conjunt litològic que aflora en la capçalera del riu Negre. La finalitat del projecte és analitzar l'ús d'aiguamolls construïts per al tractament de DAR en zones altoandinas. Per això, s'han proposat tres objectius: (1) estudiar l'impacte en la fertilitat de sòls afectats per DAR en les zones proveïdes pel canal de reg Chonta de la població de Canrey Chico, Recuay, el Perú, (2) avaluar l'ús de l'aiguamoll construït per al tractament de DAR procedent del riu Negre i (3) sensibilitzar els efectes de l'impacte de DAR entre els estudiants de la UNASAM i la Comunitat Pagesa Serralada Blanca mitjançant l'aprenentatge basat en reptes (Challenge Based Learning). Aquest treball està emmarcat en el projecte ‘Soluciones Basadas en la Naturaleza para el tratamiento de Drenaje Ácidos de Roca (DAR) en zonas altoandinas' finançat pel Centre de Cooperació i Desenvolupament (CCD) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), coordinat per la Dra. Rosario Pastor de l'Escola d'Enginyeria Agroalimentària i de Biosistemes de Barcelona (EEABB). Per a estudiar l'impacte en la fertilitat del sòl, es van realitzar mesuraments de pH de sòls agrícoles afectats per DAR i es van analitzar les concentracions de metalls pesants en teixit vegetal de la gramínia per a aliment d'animals, Festuca dolichophylla, i de la col, Brassica oleracea var. capitata. Els resultats van revelar que Brassica oleracea var. capitata presenta concentracions de coure (4,16 mg/kg) i plom (0,51 mg/kg) que superen el límit permès per a aliments destinats al consum humà. D'altra banda, es va observar que Festuca dolichophylla és una planta que bioacumula manganès (977,67 mg/kg). A més, es va evidenciar que les terres de cultiu gestionades amb pràctiques agrícoles adequades mantenen un pH entre 5,5 a 6,5. Els resultats de l'avaluació de l'aiguamoll construït a escala pilot per un cabal de 0,56 L/s i un temps de retenció de 0,75 d, demostren una eficiència del 66% en l'eliminació del ferro, amb un increment de pH de 3 a 6. Seria convenient investigar la capacitat de la gramínia, Festuca dolichophylla, com a agent bioacumulador de manganès per a ser usat en la regeneració de sòls, i d'altra banda, investigar fins a quin punt l'agricultura regenerativa pot reduir l'impacte de DAR.

Aquest estudi té com a objectiu avaluar la qualitat de l'aigua regenerada per a ús hortícola, considerant-ne diferents paràmetres, com ara la concentració de nutrients, la presència de contaminants microbiològics i la salinitat, entre altres. A més, també es vol analitzar la idoneïtat d'aquesta aigua per a l'ús en reg hortícola. S'ha fet servir el Reial Decret 1620/2007, les directrius de la UNE-ISO_16075-1 i els estàndards agronòmics de la FAO, per a avaluar la idoneïtat de l'aigua de les corredores de Gavà, s'han comparat els resultats obtinguts al laboratori amb els màxims i mínims establerts a cadascun d'ells. S'ha observat que per a la majoria de paràmetres físics, com la conductivitat elèctrica, els sòlids en suspensió i la terbolesa, ens trobem per sota dels màxims designats, a quasi totes les corredores. Per als paràmetres químics ens trobem per sota de les recomanacions de la FAO a tots els ions analitzats a excepció de les concentracions de potassi. El elements traça (metalls) estan per sota dels valors màxims establerts als estàndards de la FAO. La relació d'adsorció de Sodi és >3 meq/l, per tant està per sobre de l'establert al Reial Decret 1620/2007, el fòsfor i el sodi es situen per sobre l'establert a la UNE-ISO_16075-1, i el nitrogen supera el Reial Decret. Per a analitzar la composició de sals i les dinàmiques de l'aigua s'ha fet servir el Diagrama Triangular de Piper, que ens ha indicat que a totes les corredores es presenta el mateix tipus d'aigua, clorurada sòdica-potàssica i es tenen els mateixos problemes de intrusió marina. Aquest treball preveu contribuir amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible: l'ODS 6, Gestió de l'Aigua Regenerada; ODS 2, Augmentar la productivitat Agrícola i Assegurar la Sostenibilitat dels sistemes productors d'aliments, especialment en el context de les corredores de Gavà, on la demanda d'aigua és alta i els recursos hídrics són limitats.

Este proyecto plantea unos escenarios de suministro de diferentes volúmenes de agua regenerada procedente de la ERA de Gavà-Viladecans en el ámbito de las corredoras del Delta, con el objetivo de evaluar y comparar en volumen y unidades monetarias los resultados obtenidos en cada escenario y poder identificar el máximo rendimiento económico por volumen aportado ( /m3). Los resultados se han expuesto en forma de tabla, lo que ha permitido obtener una visión global de cada escenario y la cuantificación detallada de cada impacto. El presente estudio ha aflorado unos beneficios entre 1,33 y 2,64 /m3 en función del escenario estudiado. Por otro lado, ha surgido un nuevo escenario fruto de la fusión de dos existentes. En cuanto al impacto social, se ha realizado una entrevista a un agricultor de la zona con numerosas hectáreas y se ha observado la importancia de este recurso para el correcto desarrollo económico del ámbito de las corredoras de Gavà-Viladecans.

Aquest projecte planteja uns escenaris de subministrament de diferents volums d'aigua regenerada procedent de l'ERA de Gavà-Viladecans a l'àmbit de les corredores del Delta, amb l'objectiu d'avaluar i comparar en volum i unitats monetàries els resultats obtinguts a cada escenari i poder identificar el màxim rendiment econòmic per volum aportat ( /m3). Els resultats han sigut exposats en forma de taula, fet que ha permès obtenir una visió global de cada escenari i la quantificació detallada de cada impacte. El present estudi ha aflorat uns beneficis d'entre 1,33 i 2,64 /m3 en funció de l'escenari estudiat. D'altra banda ha sorgit un nou escenari fruit de la fusió de dos d'existents. Pel que fa a l'impacte social, s'ha realitzat una entrevista a un agricultor de la zona amb nombroses hectàrees i s'ha observat la importància d'aquest recurs per al correcte desenvolupament econòmic de l'àmbit de les corredores de Gavà-Viladecans.

Els drenatges àcids de mina son el lixiviats resultants d'una explotació minera, els quals presenten grans concentracions de metalls pesats, fet que esdevé en un punt contaminant, tant difusa com localitzada. Un dels mètodes més utilitzats pel tractament d'aquestes aigües residuals es la formació d'aiguamolls construïts. Dins dels aiguamolls, l'aigua es distribueix al llarg del llit i ,d'aquesta forma, s'aconsegueix que els macròfits conreats puguin participar en la bioremediació, les arrels tenen contacte directe amb el medi contaminat i podem absorbir una part dels contaminants presents. Els aiguamolls, com a sistemes passius de bioremediació, permeten un control i un tractament d'una localització amb un baix cost de manteniment i de construcció, la qual cosa ha fet que es tornin molt populars des de principis del segle XXI. Al llarg del treball s'ha analitzat l'antic aiguamoll construït en la zona del relave miner de Catac, dins del Parc Nacional del Huascarán, així com els càlculs de disseny de possibles escenaris d'un nou aiguamoll construït en el mateix relave per al tractament de drenatges àcids miners.

This document covers the development and results of a monitoring and simulation project of an experimental water treatment plant operating with direct osmosis and nanofiltration. The main problem with this project is that no clear goal has been set by the plant managers. Therefore, this project constitutes an analysis to guide the decision-making of plant managers. First, the data extracted from the plant is sorted using MSExcel so that it can be properly treated and compared with the data extracted by the simulation. Next, a prototype simulation is done which is done with Matlab Simulink. In short, the project aims to obtain a valid model with the intention of obtaining a user interface that can then predict and optimize the operation of the plant.

El presente trabajo es un proyecto de investigación experimental que se ha realizado en la facultad de Ingeniería Agrícola de La Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú. Se basa en el aprovechamiento de diferentes tipos de agua, a las que se les aplican diversas tecnologías sostenibles de tratamientos de agua, tal como sistemas de humedales construidos de flujo horizontal y reservorios. El reúso de estos cuerpos de agua se utiliza para la generación de un banco de propagación de bambú, el cual se encuentra localizado en la costa central de Perú, presentando condiciones climatológicas naturales extremas que impiden un óptimo crecimiento natural de las plantas. Se consideran diversas parcelas. Cada parcela que contiene el banco de propagación es regada con un tipo de agua distanta; la primera parcela, parcela A, es regada con el agua proveniente del rio Rímac, conducida por un canal que contiene un aliviadero de caudal seguido por una rejilla de gruesos. La siguiente etapa es un reservorio donde se almacena el agua al aire libre y por último, pasa por un tratamiento secundario compuesto por un humedal construido de flujo horizontal subsuperficial. La parcela B, es regada por agua que viene del rio Rímac conducida por medio de un canal y que solo contiene un pre tratamiento compuesto por un aliviadero de exceso de caudal y una rejilla de gruesos. Por último se tiene la parcela C, la cual es regada por agua que viene del rio Rímac, que pasa por la rejilla de gruesos y es almacenada en el reservorio, este tipo de agua es usada normalmente en el riego de los campos de la universidad. El crecimiento de las plantas es supervisado semanalmente por medio de parámetros que muestran el desarrollo de estas. Los factores climáticos y estado del suelo es el mismo para las tres parcelas, las diferencias se presentan en el tipo de agua de riego para cada parcela y el tamaño de las plántulas en el inicio del banco de propagación. También se lleva un control semanal de la caracterización del agua y por último se realizan aforos para poder llevar un control de la cantidad de agua suministrada . El trabajo se ha realizado durante 17 semanas. Como complemento a la investigación e implementación de los sistemas de aprovechamiento de agua, se ha realizado un trabajo de difusión de conocimientos enfocada en la importancia y utilidad que presentan las plantas de Bambú – Guadua, en términos ambientales, económicos y sociales. Se realizaron presentaciones acerca del aprovechamiento y gestión del bambú en el curso de “Construcciones Rurales” de la facultad de Ingeniería Agrícola de La Universidad Nacional Agrícola La Molina. Además se desarrolló un Workshop dirigido a estudiantes y profesorado de diferentes áreas ( ingenieros civiles, arquitectos, diseñadores industriales, ingenieros mecánicos, ingenieros forestales e ingenieros agrícolas). Este taller contó con una sesión teórica de 8 horas, en donde se explicaron conceptos básicos del bambú, desde su plantación hasta el aprovechamiento del mismo, y 16 horas de trabajo práctico, implementando conceptos de construcción con bambú. Por último, como paso final del proyecto, se ha realizado una propuesta de construcción de una Aula Ambiental en la Universidad, cerrando el ciclo de manera experimental, partiendo de un uso de aguas de diferentes tipos hasta el aprovechamiento del material forestal generado.

El incremento en la generación de aguas residuales ha obligado a la ingeniería a buscar, encontrar y aplicar alternativas de tratamiento de depuración eficientes, autónomas y económicamente viables. Entre las tecnologías sostenibles más atractivas se encuentran los tratamientos que emulan los fenómenos que ocurren espontáneamente en la naturaleza, denominados tratamientos naturales. Los humedales artificiales o humedales construidos, que pertenecen a este tipo de tratamientos, son superficies de inundación sobre suelos permanentemente saturados y provistos de vegetación. Son reactores biológicos, donde la actuación de todos los componentes del sistema favorece la degradación de los contaminantes del agua residual. En países en vías de desarrollo, como Perú, se ha iniciado tímidamente la implantación de sistemas de humedales construidos, pero la falta de información, de recursos o de técnicos especializados hace que los proyectos no tengan el éxito esperado. La necesidad de un estudio técnico de referencia en este campo adaptado a la realidad de Perú ha motivado la redacción de este proyecto, que tiene como finalidad transferir el uso de los humedales artificiales. En él se exponen las bases técnicas y científicas para la construcción de humedales construidos, utilizando como eje central su instalación en centros educativos en Perú, al considerarse emplazamientos técnica y educativamente idóneos para su implantación. Por otro lado, se realiza la sistematización de experiencias relacionadas con los humedales construidos en Perú, como la construcción de plantas piloto, inventario de los humedales en escuelas existentes y la sensibilización sobre este sistema de tratamiento a profesores y alumnos de Primaria.