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MASTER'S DEGREE IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING (Program 2014)
Name
MASTER'S DEGREE IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING (Program 2014)
Acronym
250MEAMB14
Current
Yes
Curriculum
2014
Education level
Màster
Teaching content
Master thesis
Cambras Casas, Eloi
Tutor / Supervisor: Gonçalves Ageitos, María; Gómez Gener, Lluís
Publication date: 2025
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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Les muntanyes són les torres d'aigua del món, els proveïdors més importants per satisfer la demanda d'aigua tant dels ecosistemes aigües avall com de la societat. De mitjana, el canvi climàtic està afectant els ecosistemes de muntanya de manera més severa que la resta del món, provocant pertorbacions hidrològiques recurrents que afecten el flux d'aigua i el transport de compostos químics aigües avall. Aquest estudi explora les dinàmiques hidrològiques d'una xarxa fluvial d'alta muntanya situada al Parc Nacional d'Aigüestortes, als Pirineus Centrals. La investigació té com a objectiu entendre els patrons i processos del flux d'aigua en aquest entorn alpí únic, basant-se en la recopilació de dades, mitjançant monitorització avançada amb data-loggers, i en anàlisis estadístiques i geoespacials posteriors. Les troballes contribueixen a una comprensió més àmplia dels ecosistemes d'aigua dolça en regions de muntanya i orienten estratègies de gestió sostenible dels recursos hídrics.
Las montañas son las torres de agua del mundo, los proveedores más importantes para satisfacer la demanda de agua tanto de los ecosistemas aguas abajo como de la sociedad. En promedio, el cambio climático está afectando a los ecosistemas de montaña de manera más severa que al resto del mundo, provocando perturbaciones hidrológicas recurrentes que afectan el flujo de agua y el transporte de compuestos químicos aguas abajo. Este estudio explora las dinámicas hidrológicas de una red fluvial de alta montaña ubicada en el Parque Nacional de Aigüestortes, en los Pirineos Centrales. La investigación tiene como objetivo comprender los patrones y procesos del flujo de agua en este entorno alpino único, basándose en la recopilación de datos, mediante monitorización avanzada con data-loggers, y análisis estadísticos y geoespaciales posteriores. Los hallazgos contribuyen a una comprensión más amplia de los ecosistemas de agua dulce en regiones montañosas y orientan estrategias de gestión sostenible de los recursos hídricos
Mountains are the water towers of the world, the most important providers of water demand for both downstream ecosystems and society. On average, Climate Change is affecting mountain ecosystems more severely than the rest of the world, causing recurrent hydrological disturbances affecting downstream water and chemical compounds transport. This study explores the hydrological dynamics of a high-mountain fluvial network within the Aigüestortes National Park in the Central Pyrenees. Research aims to understand the patterns and processes of water flow in this unique alpine environment based on data collection, through advanced data-logger monitorization, and subsequent statistical and geospatial analysis. The findings contribute to the broader understanding of freshwater ecosystems in mountainous regions and inform sustainable water resource management strategies.
Master thesis
Hodiak, Katarzyna Janina
Tutor / Supervisor: Llorca Piqué, Jordi
Publication date: 2025
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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Nueve catalizadores, soportados en CeO2, fueron preparados mediante dos métodos de preparación: incipient wetness impregnation (IWI) y ball milling (BM). Los catalizadores fueron empleados para la reacción de reformado seco de etanol, con el fin de ensayar y analizar su rendimiento. Se evaluaron en función de la conversión de reactivos, la selectividad del los productos, la producción de gas de síntesis y la estabilidad. El método de ball milling ha producido resultados mucho mejores para el catalizador basado en Ir que el método de incipient wetness impregnation. Sin embargo, los resultados fueron contrarios para los catalizadores basados en Rh, donde el catalizador de ball milling tuvo un rendimiento significativamente peor. Los catalizadores bimetálicos, con contenido de ambos metales (Rh e Ir), mostraron el mejor rendimiento y estabilidad.
Se probó la estabilidad de dos catalizadores de buen rendimiento (Rh + Ir IWI y Rh + Ir BM) durante una prueba de estabilidad de 50 horas. Ambos catalizadores mostraron una buena estabilidad, una conversión de etanol del 100 %, una conversión de CO2 superior al 96 %, además de un aumento de la selectividad y la producción de gas de síntesis con el tiempo.
Los catalizadores se caracterizaron mediante TGA y XPS. Los resultados del TGA muestran el menor contenido de carbono para los catalizadores Rh IWI y Rh + Ir IWI, lo que es coherente con su rendimiento superior. El análisis XPS del catalizador Rh + Ir IWI proporciona información sobre los estados químicos de sus componentes: Rh, Ir y el soporte CeO2. El soporte de CeO2 contiene átomos de Ce en dos estados de oxidación: Ce3+ y Ce4+. Las partículas de Rh están presentes como Rh3+. Ir se puede ver en dos estados de oxidación distintos y la ubicación de sus picos proporciona información sobre las interacciones complejas formadas entre el metal y el soporte.
Nine catalysts, supported on CeO2, were prepared by two different preparation methods: incipient wetness impregna9on (IWI) and ball milling (BM). The catalysts were employed for the ethanol dry reforming reaction, in order to test their performance. They were evaluated based on the reactant conversion, syngas selectivity, syngas production and stability. The ball milling method produced much better results for the Ir-based catalyst than the incipient wetness impregnation method. However, the results are contrary for the Rh- based catalysts, where the ball milling catalyst performed significantly worse. The bimetallic catalysts, with both Rh and Ir content, showed the best performance and stability.
The stability of two well-performing catalysts (Rh + Ir IWI and Rh + Ir BM) was tested for 50 hours on stream. Both catalysts showed good stability, 100% ethanol conversion, above 96% CO2 conversion and increase in selectivity and syngas production over time.
The spent catalysts were characterized by TGA and XPS. The TGA results show the least carbon content for the Rh IWI and Rh + Ir IWI catalysts, which is consistent with their superior performance. XPS analysis of the Rh + Ir IWI catalyst provides insights into the chemical states of its components: Rh, Ir and CeO2 support. The CeO2 support contains Ce atoms in both Ce3+ and Ce4+ oxidation states. The Rh particles are present as Rh3+. Ir can be seen in two distinct oxidation states and higher binding energy of its peaks gives insights into complex interactions formed between the metal and support.
Master thesis
Linevich, Natalia
Tutor / Supervisor: Llorca Piqué, Jordi
Publication date: 2025
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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En este trabajo se investigó la influencia de diferentes soportes de óxidos en las propiedades catalíticas de nanopartículas de CoPd en la oxidación parcial de metano para la producción de gas de síntesis. Se prepararon catalizadores soportados en Al₂O₃, MG70, CeO₂, ZnO, TiO₂, ZrO₂, SiO₂, La₂O₃ e Y₂O₃ mediante mecanosíntesis y técnicas convencionales, evaluándose su actividad, estabilidad y resistencia a la formación de carbono. Los resultados muestran que el catalizador CoPd/Al₂O₃ presenta la mayor conversión de metano y selectividad hacia H₂ y CO, destacándose como el más eficiente. Además, se estudió el efecto del método de preparación y los precursores metálicos en el rendimiento catalítico, identificando que el soporte y las técnicas de síntesis influyen significativamente en la actividad y estabilidad. Estos hallazgos contribuyen al desarrollo de catalizadores más eficientes y sostenibles para la producción de gas de síntesis, clave en la transición hacia sistemas energéticos con bajas emisiones de carbono.
Master thesis
Dominguez Maytán, Jose Alejandro
Tutor / Supervisor: Puig Damians, Ivan
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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Aquest estudi té com a objectiu principal fer una anàlisi comparativa del cicle de vida de diferents dissenys de paviments que es poden utilitzar a la xarxa viària del Perú. Es pretén avaluar els impactes ambientals generats per cada disseny, amb un enfocament particular a identificar quin és l'opció més sostenible. A més, es cerca relacionar els resultats obtinguts amb els lineaments ambientals del sector transport al país, proposant recomanacions per millorar la gestió ambiental en futurs projectes d'infraestructura viària.
Els resultats de l'estudi confirmen que tant els paviments rígid i flexible presenten impactes ambientals a les 7 categories que van ser avaluades, sent els més significatius l'escalfament global i toxicitat cancerígena per al paviment rígid, així com, la formació de partícules fines, acidificació, eutrofització i ús de terra per al paviment flexible. Així mateix, s'ha identificat una influència en l'increment en l'impacte ambiental en incrementar la càrrega vehicular en un sòl amb capacitat portant baixa, així com la disminució de l'impacte ambiental en millorar la capacitat portant del sòl natural.
D'altra banda, s'ha identificat que, en introduir la longitud com a variable per determinar la seva influència a les 7 categories d'impacte ambiental avaluades, ha resultat que no representa influència en ells com ho fan les variables de la capacitat portant del sòl i la càrrega vehicular, tant en paviments flexibles i rígids. Per això, la classificació anticipada de projectes comuns del sector transports al Perú aprovada amb el Decret Suprem N° 008-2019-MTC ha de ser valorada amb una identificació d'impactes ambientals de manera quantitativa i es pot utilitzar la metodologia de l'Anàlisi de Cicle de Vida normalitzada mitjançant la ISO 14040 i 14044.
Este estudio tiene como objetivo principal realizar un análisis comparativo del ciclo de vida de distintos diseños de pavimentos que se pueden utilizar en la red vial del Perú. Se pretende evaluar los impactos ambientales generados por cada diseño, con un enfoque particular en identificar cuál de ellos es la opción más sostenible. Además, se busca relacionar los resultados obtenidos con los lineamientos ambientales del sector transporte en el país, proponiendo recomendaciones para mejorar la gestión ambiental en futuros proyectos de infraestructura vial.
Los resultados del estudio confirman que tanto los pavimentos rígido y flexible presentan impactos ambientales en las 7 categorías que fueron evaluadas, siendo los mas significativos el calentamiento global y toxicidad cancerígena para el pavimento rígido, así como, la formación de partículas finas, acidificación, eutrofización y uso de suelo para el pavimento flexible. Asimismo, se ha identificado una influencia en el incremento en el impacto ambiental al incrementar la carga vehicular en un suelo con capacidad portante baja, así como, la disminución del impacto ambiental al mejorar la capacidad portante del suelo natural.
Por otro lado, se ha identificado que, al introducir la longitud como variable para determinar su influencia en las 7 categorías de impacto ambiental evaluadas, ha resultado que no representa influencia en ellos como lo hacen las variables de la capacidad portante del suelo y la carga vehicular, tanto en pavimentos flexibles y rígidos. Por lo que, la clasificación anticipada de proyectos comunes del sector transportes en el Perú aprobada con el Decreto Supremo N° 008-2019-MTC debe de ser valorada con una identificación de impactos ambientales de manera cuantitativa pudiéndose usar la metodología del Análisis de Ciclo de Vida normalizada mediante la ISO 14040 y 14044.
The main objective of this study is to carry out a comparative analysis of the life cycle of different pavement designs that can be used in the peruvian road network. The object is to evaluate the environmental impacts generated by each design, with a particular emphasis on identifying which of them is the most sustainable option. in addition, the aim is to relate the results obtained with the environmental guidelines of the transport sector in the country, proposing recommendations to improve environmental management in future road infrastructure projects.
The results of the study confirm that both rigid and flexible pavements have environmental impacts in the 7 categories that were evaluated, the most significant being global warming and carcinogenic toxicity for the rigid pavement, as well as the formation of fine particles, acidification, eutrophication and land use for the flexible pavement. In addition, an influence has been identified in the increase in the environmental impact by increasing the vehicular load on a soil with low load-bearing capacity, as well as the decrease in the environmental impact by improving the load-bearing capacity of the natural soil.
On the other hand, it has been identified that, when introducing the length as a variable to determine its influence in the 7 categories of environmental impact evaluated, it has turned out that it does not represent an influence on them as do the variables of the bearing capacity of the soil and the vehicle load, both in flexible and rigid pavements. therefore, the early classification of common projects in the transport sector in Perú approved by Supreme Decree N° 008-2019-MTC, must be assessed with a quantitative identification of environmental impacts, being able to use the Life Cycle Analysis methodology standardized by ISO 14040 and 14044.
Master thesis
Béjar Ajo, Carlos
Tutor / Supervisor: Diego Feliu, Marc; Folch Sancho, Albert
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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Este Trabajo Final de Máster aborda el análisis de la Descarga Submarina de Aguas Subterráneas
(SGD) y su impacto en los ecosistemas costeros a través del uso de Inteligencia Artificial (IA). En
un contexto donde la gestión de los recursos hídricos es crítica, especialmente en zonas costeras
afectadas por la intrusión salina y el cambio climático, este estudio utiliza herramientas
avanzadas de machine learning (ML) y procesamiento del lenguaje natural (NLP) para analizar
grandes volúmenes de literatura científica sobre la SGD. Con el fin de investigar sobre una
temática que abarca gran variedad de temas y donde estas herramientas de Inteligencia Artificial
pueden suponer un soporte clave.
Los objetivos del trabajo incluyen el análisis de las principales técnicas y métodos utilizados en
la investigación sobre la SGD, la evaluación del impacto de la actividad humana y el cambio
climático sobre los acuíferos costeros, y la exploración de la utilidad de las herramientas de IA
para agrupar y sintetizar información científica de manera eficiente.
El trabajo se apoya en la técnica de modelado de temas (topic modelling) con BERTopic, en
combinación con algoritmos de reducción de dimensionalidad (UMAP) y clustering basado en
densidad (HDBSCAN). Estas herramientas permiten identificar patrones en la literatura científica
y agrupar los estudios en 21 temáticas clave relacionadas con la SGD, el impacto de la actividad
humana, y la calidad del agua subterránea. Se comprueban las agrupaciones mediante
inteligencia artificial, buscando coherencia y contextualización a esta clasificación temática.
Además, se profundiza en el análisis del Grupo 0, que se centra en la descarga submarina y su
papel en la transferencia de nutrientes y contaminantes hacia los océanos.
Los resultados obtenidos muestran la utilidad de las técnicas de IA para clasificar y analizar
literatura científica de manera eficiente.
Master thesis
González Del Palacio, Morgana Isabel
Tutor / Supervisor: Ribes Minguez, Roberto; Ortiz Ruiz, Antonio
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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En un contexto de creciente escasez de agua y degradación ambiental, las Soluciones Basadas en la Naturaleza (SbN) se posicionan como estrategias sostenibles clave para la regeneración del agua. A pesar de su creciente reconocimiento, aún faltan herramientas que faciliten su selección, aplicación y monitoreo, así como ejemplos prácticos que impulsen su implementación a gran escala.
Este trabajo ha desarrollado un catálogo de SbN específicas para la reutilización de agua identificando aquellas, que puedan mejorar los parámetros de calidad del agua en etapas previas a los procesos de regeneración, minimizando así sus requerimientos para la obtención de los niveles de calidad requeridos
Entre las soluciones destacan los humedales construidos, la restauración de riberas, los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS), y la recarga de acuíferos (MAR) en combinación con infraestructuras grises tradicionales.
Se ha diseñado una matriz de evaluación multicriterio para facilitar la selección de SbN en función de su capacidad de reducción de concentración de contaminantes, costes de implementación, espacio necesario, adaptabilidad a la infraestructura gris y cobeneficios ambientales proporcionados. Esta matriz fue aplicada en un caso real.
Además, se ha desarrollado el prototipo de una herramienta predictiva que utiliza técnicas de machine learning para anticipar y monitorear en tiempo real la calidad del agua, en la planta de regeneración de agua de Granollers.
Esta herramienta permite predecir la aparición de E. coli en función de otros parámetros, y ha identificado al cloro residual y la temperatura como los factores clave más influyentes. A pesar de las limitaciones en el tamaño y calidad del conjunto de datos, se logró desarrollar un prototipo funcional, demostrando la viabilidad de este enfoque.
Este prototipo muestra el potencial de las herramientas predictivas basadas en machine learning para mejorar la eficiencia de los procesos de tratamiento de agua al p
In the context of increasing water scarcity and environmental degradation, Nature-Based Solutions (NbS) emerge as key sustainable strategies for water regeneration. Despite their growing recognition, tools that facilitate their selection, application, and monitoring are still lacking, as well as practical examples to promote their large-scale implementation.
This work has developed a catalog of specific NbS for water reuse, identifying those that can improve water quality parameters in stages prior to regeneration processes, thus minimizing their requirements to achieve the necessary quality levels.
Among the highlighted solutions we can find constructed wetlands, riverbank restoration, Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS), and Managed Aquifer Recharge (MAR) in combination with traditional grey infrastructure.
A multi-criteria evaluation matrix has been designed to facilitate the selection of NbS based on their contaminant reduction capacity, implementation costs, required space, adaptability to grey infrastructure, and the environmental co-benefits provided. This matrix was applied in a real case study.
Furthermore, a prototype of a predictive tool using machine learning techniques has been developed to anticipate and monitor water quality in real-time at the Granollers water regeneration plant.
This tool predicts the occurrence of E. coli based on other parameters and has identified residual chlorine and temperature as the most influential key factors. Despite the limitations in the size and quality of the dataset, a functional prototype was successfully developed, demonstrating the feasibility of this approach.
The prototype shows the potential of machine learning-based predictive tools to improve the efficiency of water treatment processes by enabling earlier detection of pathogens such as E. coli.
By integrating with traditional grey infrastructure technologies and NbS, these tools can optimize real-time decision-making, contributing to more efficie
Master thesis
De Lorenzo Martínez, Guillem
Tutor / Supervisor: Rodríguez Escales, Paula-Felicidad; Sánchez Vila, Francisco Javier
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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L'augment de la demanda d'aigua, la sobreexplotació dels recursos hídrics i els reptes plantejats pel canvi climàtic fan que la millora en la gestió de l'aigua sigui una prioritat, sobre tot en zones especialment sensibles, com és el cas de Catalunya.
La recàrrega gestionada d'aqüífers (MAR), combinada amb tractaments sòl-aqüífer (SAT) i l'ús de barreres reactives permet contrarestar la sobreexplotació i augmentar la disponibilitat de recursos hídrics subterranis amb aigua residual depurada amb un tractament passiu a nivell energètic i aprofitant les capacitats autodepuradores del substrat.
En aquest procés, la monitorització del funcionament del sistema i l'avaluació de la qualitat de l'aigua és un dels grans reptes i condició indispensable per tal que la tecnologia sigui viable. Les piles microbianes (MFC), inicialment enfocades en l'obtenció d'energia a partir de residus orgànics, estan agafant cada cop més rellevància i interès per part de la comunitat científica, entre d'altres, com a eina de biosensorització en la monitorització ambiental. Tot i això, la literatura ens mostra una falta d'experimentació d'aquesta tecnologia fora de laboratori.
En el present treball, s'estudia de manera innovadora el potencial de les MFC com a biosensor capaç de monitoritzar de manera autònoma i contínua un paràmetre molt rellevant en un sistema MAR-SAT però alhora molt difícil i costós de mesurar amb la tecnologia actual, l'activitat biològica al subsol.
El funcionament d'unes piles microbianes instal·lades durant 40 dies en les basses d'infiltració i aqüífer de la planta pilot MAR-SAT de Palamós ha permès obtenir indicis que les MFC són una eina amb potencial per monitoritzar l'activitat microbiana en ambients de difícil accés i mostreig, però també ha quedat palesa la complexitat i quantitat de factors que influeixen sobre el funcionament de les MFC i la dificultat i reptes que presenta aplicar aquesta tecnologia fora de laboratori.
El aumento de la demanda de agua, la sobreexplotación de los recursos hídricos y los retos planteados por el cambio climático hacen que la mejora en la gestión del agua sea una prioridad, especialmente en zonas sensibles, como lo es la cuenca mediterránea y de Cataluña.
La recarga gestionada de acuíferos (MAR), combinada con el tratamiento suelo-acuífero (SAT) y el uso de las barreras reactivas permite contrarrestar la sobreexplotación y aumentar la disponibilidad de recursos hídricos subterráneos con agua residual depurada.
En este proceso, la monitorización del funcionamiento del sistema y evaluación de la calidad del agua es uno de los grandes retos y condición indispensable para que esta tecnología sea viable. Las pilas microbianas (MFC), inicialmente enfocadas en la obtención de energía a partir de residuos orgánicos, están tomando cada vez mas relevancia e interés por parte de la comunidad científica, entre otras, como herramienta en la biosensorización para la monitorización ambiental de la actividad microbiológica. Pese a todo, la literatura nos muestra una falta de experimentación de esta tecnología fuera de laboratorio.
En este trabajo se estudia de manera innovadora el potencial de las MFC como biosensor capaz de monitorizar de manera autónoma y continua un parámetro muy relevante en un sistema MAR-SAT pero a la vez muy difícil y costoso de analizar con la tecnología actual, la actividad biológica en el subsuelo.
El funcionamiento de unas pilas microbianas instaladas durante 40 días en las balsas de infiltración y acuíferos de la planta piloto MAR-SAT de Palamós han permitido obtener indicios que las MFC son una herramienta con potencial para monitorizar la actividad microbiana en ambientes de difícil acceso y muestreo, pero también ha quedado patente la complejidad y cantidad de factores que influyen en el funcionamiento de las MFC y la dificultad y retos que presenta aplicar esta tecnología fuera de laboratorio.
The increase in water demand, the overexploitation of water resources and the climate change challenges makes water management improvement a priority, especially in sensitive areas, as is the case in Catalonia.
Managed aquifers recharge (MAR), combined with soil-aquifer treatments (SAT) and the use of reactive barriers makes possible to counteract overexploitation and increase in the availability of underground water resources with treated wastewater, adding an energy passive tertiary treatment that takes advantage of the natural treatment capacities of the soil.
In this process, monitoring the operation of the system and evaluating the quality of the water is one of the great challenges and an indispensable condition for this technology to be viable.
Microbial fuel cells (MFCs), initially focused on obtaining energy from organic waste, are gaining more and more relevance and interest from the scientific community, among others, as a biosensing tool in environmental monitoring. However, literature shows a lack of experimentation with this technology on field.
In the present work, MFCs are studied in an innovative way, as a biosensor capable of autonomously and continuously monitoring biological activity in the subsoil. This is relevant parameter in a MAR-SAT systems, difficult and costly to measure with current technologies.
The operation of microbial fuel cells installed for 40 days in the infiltration ponds and aquifer of the MAR-SAT pilot plant in Palamós has allowed to obtain evidence that MFCs are a potential tool for monitoring microbial activity in environments of difficult access and sampling. In the other hand, the complexity and number of factors that influence the operation of MFCs and the difficulty and challenges presented by applying this technology on field are found.
Master thesis
Planas Carbonell, Anna
Tutor / Supervisor: Uggetti, Enrica; Ficara, Elena
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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En el context de la creixent urbanització i el canvi climàtic, les plantes de tractament d'aigües residuals (PTAR) s'enfronten a desafiaments significatius, incloent-hi la necessitat de millorar l'eliminació de nutrients i la mitigació de gasos d'efecte hivernacle. Aquest estudi se centra en el cultiu de microalgues en un reactor tipo “Raceway Pond” alimentat amb digestat i CO₂ procedent de la millora del biogàs, en el marc del projecte Biomethaverse a la planta de tractament d'aigües residuals Bresso-Niguarda a Milà. L'objectiu va ser quantificar la productivitat de la biomassa de microalgues i l'eliminació de nutrients a escala pilot, mentre es van explorar les dinàmiques del nitrogen al reactor i la valorització de la biomassa de microalgues mitjançant nanopartícules de ferro basades en microalgues (ME-nFe) per a l'adsorció de contaminants. La productivitat de les microalgues va ser de 9 ± 7 g de SST m⁻² d⁻¹, amb un creixement significatiu a partir de maig. La comunitat, dominada per Scenedesmus sp., Chlorella sp. i Synechocystis sp., va canviar en el temps. Les eficiències d'eliminació de nitrogen (N-NH₄⁺) i fòsfor (P-PO₄³⁻) van assolir un 86% ± 14% i un 74% ± 18%, respectivament, tot i que no es va aconseguir una nitrificació completa. Assolint una distribució del nitrogen d'un 45% implicat en la nitrificació, un 22% en assimilació microbiana, un 20% en “stripping” i un 13% retingut al sistema. Les nanopartícules ME-nFe van presentar una àrea superficial de 117 m²·g⁻¹ amb macropors (42%) i mesopors (38%) equilibrats, millorant la seva capacitat d'adsorció. La cinètica d'adsorció va seguir un model de pseudo-segon ordre (R² = 0.978) amb una capacitat de 7.097 mg/g, mentre que la isoterma de Temkin (R² = 0.979) va ser la que millor es va ajustar, seguida del model de Langmuir (R² = 0.960), que va indicar una capacitat màxima d'adsorció de 23.325 mg/g. Les microalgues van mostrar preferència pel consum d'amoni en lloc de nitrat.
En el contexto de la creciente urbanización y el cambio climático, las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) enfrentan desafíos significativos, incluyendo la necesidad de mejorar la eliminación de nutrientes y la mitigación de gases de efecto invernadero. Este estudio se centra en el cultivo de microalgas en un reactor tipo “Raceway Pond” alimentado con digestato y CO₂ procedente de la mejora del biogás, en el marco del proyecto Biomethaverse en la planta de tratamiento de aguas residuales Bresso-Niguarda en Milán. El objetivo fue cuantificar la productividad de la biomasa de microalgas y la eliminación de nutrientes a escala piloto, al mismo tiempo que se exploran las dinámicas del nitrógeno en el reactor y la valorización de la biomasa de microalgas mediante nanopartículas de hierro basadas en microalgas (ME-nFe) para la adsorción de contaminantes. La productividad promedio de las microalgas fue de 9 ± 7 g de SST m⁻² d⁻¹, con un crecimiento significativo a partir de mayo. La comunidad, dominada por Scenedesmus sp., Chlorella sp., y Synechocystis sp., cambió en el el tiempo. Las eficiencias de eliminación de nitrógeno (N-NH₄⁺) y fósforo (P-PO₄³⁻) alcanzaron un 86% ± 14% y un 74% ± 18%, respectivamente, aunque no se logró una nitrificación completa, alcanzando una distribución del nitrógeno de un 45% involucrado en la nitrificación, un 22% en la asimilación microbiana, un 20% en “stripping” y un 13% retenido en el sistema. Las nanopartículas ME-nFe presentaron un área superficial de 117 m²·g⁻¹ con macroporos (42%) y mesoporos (38%) equilibrados, mejorando su capacidad de adsorción. La cinética de adsorción siguió un modelo de pseudo-segundo orden (R² = 0.978) con una capacidad de 7.097 mg/g, mientras que la isoterma de Temkin (R² = 0.979) fue la que mejor se ajustó, seguida del modelo de Langmuir (R² = 0.960), que indicó una capacidad máxima de adsorción de 23.325 mg/g. Las microalgas mostraron preferencia por el consumo de amonio sobre el nitrato.
In the context of increasing urbanization and climate change, wastewater treatment plants (WWTPs) face significant challenges, including the need for improved nutrient removal and greenhouse gas mitigation. This study focuses on the cultivation of microalgae in a raceway pond fed with digestate and CO2 from biogas upgrading, within the framework of the Biomethaverse project at the Bresso-Niguarda wastewater treatment plant in Milan. The objective was to quantify microalgal biomass productivity and nutrient removal at pilot scale while exploring nitrogen dynamics in the raceway and the valorization of the microalgae biomass through microalgal-based iron nanoparticles (ME-nFe) for pollutant adsorption. Microalgae productivity averaged 9 ± 7 g TSS m-2 d-1, with significant growth starting in May. The community, dominated by Scenedesmus sp., Chlorella sp., and Synechocystis sp., shifted over time. Nitrogen (N-NH4+) and phosphorus (P-PO43-) removal efficiencies reached 86% ± 14% and 74% ± 18%, respectively, though complete nitrification was not achieved, with nitrogen distribution showing 45% involved in nitrification, 22% in microbial assimilation, 20% in stripping, and 13% retained in the system. ME-nFe nanoparticles presented a surface area of 117 m2·g−1 with balanced macropores (42%) and mesopores (38%), enhancing their adsorption capacity. Adsorption kinetics followed a pseudo- second-order model (R2 = 0.978) with 7.097 mg/g capacity, while the Temkin isotherm (R2 = 0.979) provided the best fit, followed by the Langmuir model (R2 = 0.960), which indicated a maximum adsorption capacity of 23.325 mg/g. Microalgae showed a preference for ammonium over nitrate consumption.
Master thesis
Ramirez Martinez, Lizeth Edilia
Tutor / Supervisor: Fernández Carrasco, Lucía; Jiménez Franco, Maria Abigail
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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A nivell mundial, la gestió de residus industrials planteja un repte ambiental significatiu. L'acumulació creixent de deixalles, juntament amb la necessitat de reduir l'ús de matèries primeres verges, impulsa el desenvolupament de solucions sostenibles. En aquest context, l'economia circular proposa reutilitzar els residus en diversos sectors, com la construcció, on les deixalles poden integrar-se en materials com el ciment. No obstant això, sorgeix la preocupació sobre els efectes ecotoxicològics d'aquests materials, que podrien tenir un impacte negatiu en l'agricultura i el medi ambient.
Aquest estudi examina la integració de residus industrials, com les roques calcàries i el silicoaluminat amorf, en materials de ciment, i el seu impacte en el creixement i la supervivència de plàntules de tomàquet Marmande (Solanum lycopersicum). Seguint els principis de l'economia circular i l'ecotoxicitat, els objectius inclouen avaluar el creixement i la salut de les plàntules regades amb diversos lixiviats de ciment, i determinar els efectes ecotoxicològics d'aquests lixiviats.
Globally, industrial waste management poses a significant environmental challenge. The increasing accumulation of waste and the need to reduce the use of virgin raw materials drive the development of sustainable solutions. In this context, the circular economy advocates for reusing waste in sectors like construction, where materials like cement can integrate these by-products. However, there are concerns about the ecotoxicological effects of such materials, which could negatively impact agriculture and the environment.
This study examines the integration of industrial waste, such as limestone rocks and amorphous silicoaluminate, into cement materials, and their impact on the growth and survival of Marmande tomato (Solanum lycopersicum) seedlings. Following circular economy and ecotoxicity principles, the objectives include evaluating the growth and health of seedlings irrigated with various cement leachates and determining the ecotoxicological effects of these leachates.
Master thesis
Garzón Marsal, Adriana
Tutor / Supervisor: Gonçalves Ageitos, María
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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El projecte és el disseny d'una eina d'informes d'emissions de gasos d'efecte hivernacle dins una plataforma software existent que compta de dades de consum energètic d'empreses.
El proyecto es el diseño de una herramienta de informes de emisiones de gases de efecto invernadero dentro de una plataforma software existente que ya cuenta con datos de consumo energético de empresas.
The project is the design of a greenhouse gases emissions reporting tool inside an existif software platform that already has companies' energy consumption data.
Master thesis
Ramírez Membreño, María Alicia
Tutor / Supervisor: Vinardell Cruañas, Sergi; Cortina Pallás, José Luis
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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L'objectiu d'aquest estudi va ser avaluar la viabilitat tecnicoeconòmica d'integrar una tecnologia de recuperació d'energia per al biogàs produït a través de la digestió anaeròbia de fangs de depuració en una planta real de tractament d'aigües residuals municipals (EDAR). Utilitzant la literatura disponible i els informes mensuals d'efluents de l'EDAR, es va calcular i avaluar energèticament la taxa de producció de metà per al digestor anaeròbic i per a l'EDAR. Es va realitzar una anàlisi de costos per a sis escenaris d'ús del biogàs: instal·lació d'una caldera per produir calor, instal·lació d'un motor de gas o una microturbina, o una pila de combustible per produir calor i electricitat, envasament i compressió de biometà, o injecció de biometà a la xarxa de gas natural. Es va recomanar que l'EDAR instal·lés un motor de gas per produir calor i electricitat a causa de la seva capacitat de reduir la demanda d'electricitat a l'EDAR, el seu ampli ús en altres EDAR, un baix cost de capital anual i uns ingressos elevats.
El objetivo de este estudio fue evaluar la viabilidad técnico-económica de integrar una tecnología de recuperación de energía para el biogás producido a través de la digestión anaeróbica de lodos de depuración en una planta de tratamiento de aguas residuales (EDAR) municipal real. Utilizando la literatura disponible y los informes mensuales de efluentes de la EDAR, se calculó y evaluó energéticamente la tasa de producción de metano para el digestor anaeróbico y para la EDAR. Se realizó un análisis de costos para seis escenarios de uso del biogás: instalación de una caldera para producir calor, instalación de un motor de gas o una microturbina, o una celda de combustible para producir calor y electricidad, envasado y compresión de biometano, o inyección de biometano en la red de gas natural. Se recomendó que la EDAR instale un motor de gas para producir calor y electricidad debido a su capacidad de reducir la demanda de electricidad en la EDAR, su amplio uso en otras EDAR, un bajo costo de capital anual y un alto ingreso.
The aim of this study was to evaluate the techno-economic feasibility of integrating an energy recovery technology for biogas produced through sewage sludge anaerobic digestion in a real municipal wastewater treatment plant (WWTP). Using available literature and monthly effluent reports from the WWTP, the methane production rate was calculated and evaluated energetically for the anaerobic digester and for the WWTP. A cost analysis was conducted for six scenarios of biogas use: installing a boiler to produce heat, installing a gas engine or a microturbine, or a fuel cell to produce heat and electricity, bottling and compressing biomethane, or injecting biomethane into the natural gas grid. It was recommended that the WWTP install a gas engine to produce heat and electricity due to its capability of reducing electricity demands in the WWTP, its wide use in other WWTPs, a low annual capital cost, and high revenue.
Master thesis
Troise, Maria Sofia
Tutor / Supervisor: Mercadé Aloy, Josep; Tadeu, António
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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Els canvis en la morfologia del territori i l'elevada concentració de persones i activitats als centres urbans fan que aquestes àrees siguin vulnerables als efectes del canvi climàtic. Com a forma de mitigar alguns d'aquests problemes, la Comissió Europea ha fomentat l'adopció de solucions basades en la natura, incloses les cobertes verdes. Se sap que l'ús de vegetació a les teulades dels edificis pot contribuir a millorar la sostenibilitat i la qualitat de vida a les ciutats, en particular, millorant l'aïllament tèrmic i acústic dels edificis, esmorteint els pics d'inundació resultants de pluges intenses , augmentant la biodiversitat, reduint el soroll ambiental, mitigar l'efecte illa de calor urbana i retenir els contaminants atmosfèrics. Malgrat el potencial descrit subjacent a aquestes solucions, encara n'hi ha poca difusió a Portugal, en gran part a causa de la dificultat de conèixer, en condicions reals, el comportament d'aquestes solucions i els beneficis reals que proporcionen. Per tant, aquest treball se centra a monitoritzar el comportament de la coberta verda instal·lada a Coïmbra – edifici Itecons, amb una superfície d'uns 150 m2, particularment pel que fa al rendiment tèrmic i els possibles avantatges que l'addició d'una capa dʻaglomerat de suro expandit (ICB) pot oferir en aquest context. A través de mesuraments de temperatura mitjançant termoparells ubicats a diferents capes del sistema de coberta verda, es va poder analitzar el perfil tèrmic en condicions d'estiu, tant en estat sec com en presència de pluja. Es va concloure que ambdós sistemes, amb ICB i sense, brinden aïllament tèrmic significatiu i similar a l'edifici, però, en presència d'aigua, aquest benefici tèrmic es redueix, a causa de l'augment de la conductivitat tèrmica de l'aglomerat de suro expandit i del substrat.
Los cambios en la morfología del territorio y la elevada concentración de personas y actividades en los centros urbanos hacen que estas áreas sean vulnerables a los efectos del cambio climático. Como forma de mitigar algunos de estos problemas, la Comisión Europea ha estado fomentando la adopción de soluciones basadas en la naturaleza, incluidos las cubiertas verdes. Se sabe que el uso de vegetación en los tejados de los edificios puede contribuir a mejorar la sostenibilidad y la calidad de vida en las ciudades, en particular, mejorando el aislamiento térmico y acústico de los edificios, amortiguando los picos de inundación resultantes de lluvias intensas, aumentando la biodiversidad, reduciendo el ruido ambiental, mitigar el efecto isla de calor urbano y retener los contaminantes atmosféricos. A pesar del potencial descrito que subyace a estas soluciones, todavía hay poca difusión de las mismas en Portugal, en gran parte debido a la dificultad de conocer, en condiciones reales, el comportamiento de estas soluciones y los beneficios reales que proporcionan. Por lo tanto, el presente trabajo se centra en monitorear el comportamiento de la cubierta verde instalada en Coímbra – edificio Itecons, con una superficie de alrededor de 150 m2, particularmente en lo que respecta al rendimiento térmico y las posibles ventajas que la adición de una capa de aglomerado de corcho expandido (ICB) puede ofrecer en este contexto. A través de mediciones de temperatura mediante termopares ubicados en diferentes capas del sistema de cubierta verde, se pudo analizar el perfil térmico en condiciones de verano, tanto en estado seco como en presencia de lluvia. Se concluyó que ambos sistemas, con y sin ICB, brindan aislamiento térmico significativo y similar al edificio, pero, en presencia de agua, este beneficio térmico se reduce, debido al aumento de la conductividad térmica del aglomerado de corcho expandido y del sustrato.
Changes in the morphology of the territory and the high concentration of people and activities in urban centers make these areas vulnerable to the effects of climate change. As a way to mitigate some of these problems, the European Commission has been encouraging the adoption of nature-based solutions, including green roofs. It is known that the use of vegetation on building roofs can contribute to improving sustainability and quality of life in cities, namely, by improving the thermal and acoustic insulation of buildings, dampening flood peaks resulting from intense rain, increasing biodiversity, reducing ambient noise, mitigating the urban heat island effect and retaining atmospheric pollutants. Despite the described potential underlying these solutions, there is still little dissemination of them in Portugal, largely due to the difficulty in knowing, in real conditions, the behavior of these solutions and the real benefits they provide. Therefore, the present work focuses on monitoring the behavior of the green roof installed in Coimbra – Itecons building, with an area of around 150 m2, particularly with regard to thermal performance and the possible advantages that the addition of a layer of insulation cork board (ICB) can offer in this context. Through temperature measurements using thermocouples located in different layers of the green roof system, it was possible to analyze the thermal profile in summer conditions, both in dry conditions and in the presence of rain. It was concluded that both systems, with and without ICB, provide significant and similar thermal insulation to the building, but, in the presence of water, this thermal benefit is reduced, due to the increase in the thermal conductivity of the insulation cork board and the substrate.
Master thesis
Nack, Finja
Tutor / Supervisor: Torri, Giulia; Macarulla Martí, Marcel; Gassó Domingo, Santiago
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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L'augment global de la demanda energètica, impulsat pel creixement poblacional i el desenvolupament industrial, ha exacerbat el canvi climàtic, amb la generació d'energia contribuint significativament a les emissions de CO2. En resposta, la Unió Europea s'ha compromès a reduir les seves emissions de gasos d'efecte hivernacle en un 55% per al 2030 i a assolir un 42,5% de participació d'energies renovables en el seu consum energètic, promovent especialment la generació fotovoltaica. No obstant això, l'expansió de plantes fotovoltaiques competeix amb l'ús de terres agrícoles, la qual cosa ha portat al desenvolupament de sistemes agro-fotovoltaiques (APV) que combinen la producció energètica i alimentària en el mateix terreny. Aquest treball de màster avalua la sostenibilitat de les estructures de suport en sistemes APV per suportar 28 m² de panells solars, comparant l'ús d'acer i fusta mitjançant el Model Integrat de Valor per a una Avaluació Sostenible (MIVES). Aquest model permet una anàlisi exhaustiva considerant aspectes econòmics, ambientals i de circularitat. Els resultats indiquen que la fusta presenta un perfil de sostenibilitat superior a l'acer, mostrant avantatges en termes de menor contaminació ambiental, millor rendiment en salut humana i menor dependència de recursos no renovables. A més, la fusta resulta més favorable en l'anàlisi econòmica a causa del seu menor cost de materials i desmantellament. En termes de circularitat, la fusta genera menys residus no reciclables i pot ser compostada o triturada, mentre que l'acer destaca per la seva alta capacitat de reciclatge. Les anàlisis de sensibilitat confirmen que la fusta és consistentment més sostenible que l'acer en tots els escenaris avaluats. La metodologia MIVES s'aplica mitjançant un arbre de presa de decisions compost per tres requeriments: econòmic, ambiental i de circularitat, subdividits en set criteris i 24 indicadors totals.
El aumento de la demanda energética global, impulsado por el crecimiento poblacional y el desarrollo industrial, ha exacerbado el cambio climático, con la generación de energía contribuyendo significativamente a las emisiones de CO2. En respuesta, la Unión Europea se ha comprometido a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero en un 55% para 2030 y a alcanzar un 42,5% de participación de energías renovables en su consumo energético, promoviendo especialmente la generación fotovoltaica. Sin embargo, la expansión de plantas fotovoltaicas compite con el uso de tierras agrícolas, lo que ha llevado al desarrollo de sistemas agro-fotovoltaicos (APV) que combinan la producción energética y alimentaria en el mismo terreno. Este trabajo de máster evalúa la sostenibilidad de las estructuras de soporte en sistemas APV para soportar 28 m² de paneles solares, comparando el uso de acero y madera mediante el Modelo Integrado de Valor para una Evaluación Sostenible (MIVES). Este modelo permite un análisis exhaustivo considerando aspectos económicos, ambientales y de circularidad. Los resultados indican que la madera presenta un perfil de sostenibilidad superior al acero, mostrando ventajas en términos de menor contaminación ambiental, mejor desempeño en salud humana y menor dependencia de recursos no renovables. Además, la madera resulta más favorable en el análisis económico debido a su menor coste de materiales y desmantelamiento. En términos de circularidad, la madera genera menos residuos no reciclables y puede ser compostada o triturada, mientras que el acero destaca por su alta capacidad de reciclaje. Los análisis de sensibilidad confirman que la madera es consistentemente más sostenible que el acero en todos los escenarios evaluados. La metodología MIVES se aplica mediante un árbol de toma de decisiones compuesto por tres requerimientos: económico, ambiental y de circularidad, subdivididos en siete criterios y 24 indicadores totales.
The global increase in energy demand, driven by population growth and industrial development, has exacerbated climate change, with energy generation significantly contributing to CO2 emissions. In response, the European Union has committed to reducing its greenhouse gas emissions by 55% by 2030 and achieving a 42.5% share of renewable energy in its energy consumption, with a particular emphasis on photovoltaic generation. However, the expansion of photovoltaic plants competes with the use of agricultural land, leading to the development of agro-photovoltaic (APV) systems that combine energy and food production on the same land. This master's thesis evaluates the sustainability of support structures in APV systems to support 28 m² of solar panels, comparing the use of steel and wood using the Integrated Value Model for Sustainable Evaluation (MIVES). This model allows for a comprehensive analysis considering economic, environmental, and circularity aspects. The results indicate that wood presents a superior sustainability profile compared to steel, showing advantages in terms of lower environmental pollution, better human health performance, and lower dependence on non-renewable resources. Additionally, wood is more favorable in economic analysis due to its lower material and dismantling costs. In terms of circularity, wood generates less non-recyclable waste and can be composted or shredded, while steel stands out for its high recycling capacity. Sensitivity analyses confirm that wood is consistently more sustainable than steel in all evaluated scenarios. The MIVES methodology is applied through a decision-making tree composed of three requirements: economic, environmental, and circularity, subdivided into seven criteria and 24 total indicators. Value functions are used to integrate these indicators, allowing for a satisfaction level and calculating the value index of each alternative.
Master thesis
Arias Garay, Andres Tobias
Tutor / Supervisor: Gullón Santos, Martín
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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El present Treball Final de Màster s'enfoca en l'anàlisi del sistema de sanejament i depuració del municipi de Terrades (Alt Empordà), amb l'objectiu de proposar una solució integral que satisfaci les necessitats del municipi. El projecte inclou una anàlisi detallada de la situació actual, considerant les característiques de la xarxa de clavegueram existent i dels assentaments propers. El nucli del projecte rau en l'estudi d'alternatives, utilitzant una anàlisi multicriteri per seleccionar la solució més adequada.
S'ha establert un marc legal que guia el projecte, acompanyat d'una exhaustiva investigació d'antecedents. S'ha revisat detalladament l'estat actual del municipi, incloent-hi les condicions ambientals, socials i tècniques del medi. A més, s'han completat estudis geològics i poblacionals.
Els paràmetres de disseny s'han definit mitjançant la determinació de la dotació d'aigua, el cabal de disseny i la càrrega contaminant. Les alternatives han estat estudiades a través d'un procés d'avaluació en dues etapes. Primer, es va realitzar una anàlisi de criteris econòmics, tècnics, ambientals i socials per decidir la millor alternativa. Segon, es van avaluar les possibles ubicacions per a l'estació depuradora d'aigües residuals (EDAR) utilitzant els mateixos criteris.
Finalment, s'ha avaluat el procés de tractament de l'EDAR, incorporant avaluacions tècniques, econòmiques, ambientals i socio-territorials de la línia d'aigua. Aquest enfocament integral assegura que la solució proposada no només abordi les necessitats actuals, sinó que també sigui sostenible i adaptable a futurs requisits.
El presente Trabajo Final de Máster se enfoca en el análisis del sistema de saneamiento y depuración del municipio de Terrades (Alt Empordà), con el objetivo de proponer una solución integral que satisfaga las necesidades del municipio. El proyecto incluye un análisis detallado de la situación actual, considerando las características de la red de alcantarillado existente y de los asentamientos cercanos. El núcleo del proyecto radica en el estudio de alternativas, utilizando un análisis multicriterio para seleccionar la solución más adecuada.
Se ha establecido un marco legal que guía el proyecto, acompañado de una exhaustiva investigación de antecedentes. Se ha revisado detalladamente el estado actual del municipio, incluyendo las condiciones ambientales, sociales y técnicas del medio. Además, se han completado estudios geológicos y poblacionales.
Los parámetros de diseño se han definido mediante la determinación de la dotación de agua, el caudal de diseño y la carga contaminante. Las alternativas han sido estudiadas a través de un proceso de evaluación en dos etapas. Primero, se realizó un análisis de criterios económicos, técnicos, ambientales y sociales para decidir la mejor alternativa. Segundo, se evaluaron las posibles ubicaciones para la estación depuradora de aguas residuales (EDAR) utilizando los mismos criterios.
Finalmente, se ha evaluado el proceso de tratamiento de la EDAR, incorporando evaluaciones técnicas, económicas, ambientales y socio-territoriales de la línea de agua. Este enfoque integral asegura que la solución propuesta no solo aborde las necesidades actuales, sino que también sea sostenible y adaptable a futuros requerimientos.
The present Master's Thesis focuses on the analysis of the sanitation and purification system of the municipality of Terrades (Alt Empordà), with the aim of proposing a comprehensive solution that meets the municipality's needs. The project includes a detailed analysis of the current situation, considering the characteristics of the existing sewerage network and nearby settlements. The core of the project lies in the study of alternatives, using a multicriteria analysis to select the most suitable solution.
A legal framework has been established to guide the project, accompanied by an exhaustive background investigation. The current state of the municipality has been thoroughly reviewed, including the environmental, social, and technical conditions of the area. Additionally, geological and population studies have been completed.
Design parameters have been defined by determining water endowment, design flow, and pollutant load. Alternatives have been studied through a two-stage evaluation process. First, an analysis of economic, technical, environmental, and social criteria was conducted to decide on the best alternative. Second, potential locations for the wastewater treatment plant (WWTP) were evaluated using the same criteria.
Finally, the WWTP treatment process has been evaluated, incorporating technical, economic, environmental, and socio-territorial assessments of the water line. This comprehensive approach ensures that the proposed solution not only addresses current needs but is also sustainable and adaptable to future requirements.
Master thesis
López Buján, Alba
Tutor / Supervisor: Guillen Burrieza, Elena; Mico Reche, Maria Del Mar
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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El progrés socioeconòmic que s'experimenta actualment té associat un creixement accelerat de la població, tenint com a conseqüència un notable augment en la quantitat d'aigües residuals generades, tant municipals com industrials, cosa que comporta que la quantitat de llots de depuradora també experimenti un gran creixement. Tenint en compte que la gestió d'aquests és complexa, que suposa un cost operatiu considerable dins de les depuradores, i que a nombrosos països s'està començant a prohibir o s'ha prohibit del tot l'ús dels llots a l'àmbit agrícola, cal la cerca de noves vies per a la seva gestió.
El present projecte estudia una de les vies més prometedores per al maneig dels llots generats a les depuradores actualment: la piròlisi. L'estudi tindrà com a objectiu principal l'estudi de la viabilitat tècnica i econòmica, i l'impacte ambiental de la implementació d'aquesta tecnologia en una EDAR concreta.
Per aconseguir aquest objectiu, es plantegen quatre casos d'estudi, a més de l'anàlisi de l'operació convencional: i) implantació d'una tecnologia de piròlisi, ii) implantació d'una tecnologia de piròlisi amb integració energètica, iii) implantació d'una tecnologia de piròlisi amb un pretractament previ d'assecatge solar i iv) implantació d'una tecnologia de piròlisi amb un pretractament previ d'assecatge solar i integració energètica.
Així, l'estudi proporciona una aproximació dels beneficis i les limitacions d'aquesta via de gestió de llots, deixant com a conclusió l'impacte positiu que suposaria la seva implantació a les depuradores convencionals.
El progreso socioeconómico que se experimenta en la actualidad conlleva un crecimiento acelerado de la población, teniendo como consecuencia un notable aumento en la cantidad de aguas residuales generadas, tanto municipales como industriales, lo que lleva aparejado que la cantidad de lodos de depuradora también experimente un gran crecimiento. Teniendo en cuenta que la gestión de estos es compleja, supone un costo operativo considerable dentro de las depuradoras, y que en numerosos países se está comenzando a prohibir o se ha prohibido del todo el uso de los lodos en el ámbito agrícola, es necesaria la búsqueda de nuevas vías para su manejo.
El siguiente proyecto estudiará una de las vías más prometedoras para el manejo de los lodos generados en las depuradoras en la actualidad: la pirólisis. El estudio tendrá como objetivo principal el estudio de la viabilidad técnica y económica y el impacto ambiental de la implementación de esta tecnología en una EDAR concreta.
Para conseguir este objetivo, se plantearán cuatro casos de estudio, además del análisis de la operación convencional: i) implantación de una tecnología de pirólisis, ii) implantación de una tecnología de pirólisis con integración energética, iii) implantación de una tecnología de pirólisis con un pretratamiento previo de secado solar y iv) implantación de una tecnología de pirólisis con un pretratamiento previo de secado solar e integración energética.
Así, el estudio proporciona una aproximación de los beneficios y limitaciones de esta vía de manejo de lodos, dejando como conclusión el impacto positivo que supondría su implantación en las depuradoras convencionales.
The growing socioeconomic progress leads to accelerated population growth, resulting in a notable increase in the amount of wastewater generated, both municipal and industrial and thus, an increase in sludge generation. Considering that sludge management is complex, constitutes a great portion of the WWTPs Opex and in many countries its application on the fields is beginning to be prohibited or has been completely prohibited, it is necessary to search for new ways to manage it.
This work explores one of the most promising alternatives to manage sludge generated in WWTPs as of today: pyrolysis. The main objective of the work will be to study the technical and economic viability and the environmental impact of the implementation of this technology in a specific (Existing?) WWTP.
To that end, four different scenarios will be evaluated and compared to the conventional operation: i) implementation of the pyrolysis technology without energy integration, ii) implementation of the pyrolysis technology with energy integration, iii) implementation of a solar drying pre-treatment prior to the pyrolysis and iv) implementation of a solar drying pre-treatment prior to the pyrolysis with energy integration.
Thus, the study provides a comparative estimation of the potential benefits and limitations of each sludge management scenario. The results of the study suggest that the implementation of such schemes in conventional WWTPs would have a net positive impact.
Master thesis
Mañas Jimenez, Santiago
Tutor / Supervisor: Garfi, Marianna
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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Aquest treball desenvolupa una eina d'ajuda a la presa de decisions per a una de les empreses públiques més importants de subministrament d'aigua de Catalunya, Aigües del Ter Llobregat, específicament per a l'ETAP Ter. Aquesta eina millora l'optimització dels processos de potabilització, permetent una resposta ràpida a les incidències i proporcionant al personal informació detallada per a una millor presa de decisions i adaptació tecnològica.
Este trabajo desarrolla una herramienta de ayuda a la toma de decisiones para una de las empresas públicas más importantes de suministro de agua de Cataluña, Aigües del Ter Llobregat, específicamente para la ETAP Ter. Esta herramienta mejora la optimización de los procesos de potabilización, permitiendo una respuesta rápida a las incidencias y proporcionando al personal información detallada para una mejor toma de decisiones y adaptación tecnológica.
This work develops a decision-making support tool for one of the most important public water supply companies in Catalonia, Aigües del Ter Llobregat, specifically for the Ter WTP. This tool improves the optimization of the water treatment processes, allowing a quick response to incidents and providing the staff with detailed information for better decision-making and technological adaptation.
Master thesis
Masip Plasència, Júlia
Tutor / Supervisor: Puig Damians, Ivan
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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El context climàtic actual del planeta empenta a la societat a preocupar-se cada cop més per la sostenibilitat, dirigint la mirada en els hàbits de consum. Amb el fi de reduir l'impacte ambiental associat al sector de la construcció, les Declaracions Ambientals de Producte (DAP) emergeixen com eina clau per proporcionar informació transparent i fiable sobre el comportament ambiental de productes, serveis, processos i sistemes. Es tracta de documents que recullen un inventari de dades mediambientals amb unes categories de paràmetres prefixades (RCP), basats en la sèrie de normes ISO 14040.
Les DAP obtenen els seus resultats a partir de l'Anàlisi de Cicle de Vida (ACV) que permet mesurar l'impacte ambiental d'un producte, servei, procés o sistema al llarg de tot el seu cicle de vida. L'anàlisi pot comprendre totes les etapes, des de l'adquisició de les matèries primeres fins al final de la seva vida útil, incloent-hi la gestió posterior del residu. Els impactes ambientals resultants s'expressen amb una sèrie d'indicadors, que poden variar segons la metodologia utilitzada.
En aquest treball s'han dut a terme dues DAP de terres de fusta i derivats, des de l'obtenció de les dades, fins a l'anàlisi dels resultats obtinguts. Finalment, s'han comparat els resultats de cada DAP amb els d'un producte semblant amb una DAP publicada.
Els resultats han conclòs que la major part dels impactes en tots els casos avaluats recauen sobre les primeres etapes del procés (A1-A3 i A4), és a dir, des de l'extracció de les matèries primeres, fins al transport del producte final al lloc d'instal·lació, passant per tota la fabricació del producte. A més, s'observa com no sempre l'element més predominant dins del producte és el que té un major impacte.
El contexto climático actual del planeta empuja a la sociedad a preocuparse cada vez más por la sostenibilidad, dirigiendo la mirada en los hábitos de consumo. Con el fin de reducir el impacto ambiental asociado al sector de la construcción, las Declaraciones Ambientales de Producto (DAP) emergen como herramienta clave para proporcionar información transparente y fiable sobre el comportamiento ambiental de productos, servicios, procesos y sistemas. Se trata de documentos que recogen un inventario de datos medioambientales cuyas categorías de parámetros prefijadas (RCP), basados en la serie de normas ISO 14040.
Las DAP obtienen sus resultados a partir del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) que permite medir el impacto ambiental de un producto, servicio, proceso o sistema a lo largo de todo su ciclo de vida. El análisis puede comprender todas las etapas, desde la adquisición de las materias primas hasta el final de su vida útil, incluyendo la posterior gestión del residuo. Los impactos ambientales resultantes se expresan con una serie de indicadores que pueden variar según la metodología utilizada.
En este trabajo se han realizado dos DAP de suelos de madera y derivados, desde la obtención de los datos, hasta el análisis de los resultados obtenidos. Por último, se han comparado los resultados de cada DAP con los de un producto similar con una DAP publicada.
Los resultados han concluido que la mayor parte de los impactos en todos los casos evaluados recaen sobre las primeras etapas del proceso (A1-A3 y A4), es decir, desde la extracción de las materias primas, hasta el transporte del producto final en el sitio de instalación, pasando por toda la fabricación del producto. Además, se observa cómo no siempre el elemento más predominante dentro del producto es el que tiene un mayor impacto.
The current climatic context of the planet pushes society to worry more and more about sustainability, moving the focus to consumption habits. In order to reduce the environmental impact associated with the construction sector, Environmental Product Declarations (EPD) emerge as a key tool to provide transparent and reliable environmental information on products, services, processes, and systems. These documents collect an inventory of environmental data with prefixed parameter categories (PCR), based on the ISO 14040 series of standards.
EPDs base their results on Life Cycle Analysis (LCA), which measures the environmental impact of a product, service, process, or system throughout its entire life cycle. The analysis can include all stages, from the acquisition of raw materials to the end of the product's life, including waste management. The resulting environmental impacts are expressed with a series of indicators, which may vary according to the methodology followed.
In this thesis, two EPDs of a wooden floor and a composite floor have been carried out, from obtaining the data to analyzing the results obtained. Finally, the results of each EPD are compared with the results of a similar product with an already published EPD.
The results conclude that most of the impacts in all the cases evaluated fall on the first stages of the process (A1-A3 and A4), which include the extraction of the raw materials to the transport of the final product to the installation site, including the entire manufacturing process. In addition, it is observed that the most predominant element within the product is not always the one that has the greatest impact.
Master thesis
Mejia Castañeda, Bryan Sayd
Tutor / Supervisor: Fernández Carrasco, Lucía; Jiménez Franco, Maria Abigail
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
Master thesis
Martinez Ruiz, Patricia
Tutor / Supervisor: López Martínez, Margarita; Huerta Pujol, Oscar
Publication date: 2024
Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)
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Aquest Treball de Fi de Màster examina el tractament mecànic-biològic de la fracció resta de residus municipals a l'Ecoparc 3 de Sant Adrià de Besòs, centrant-se en el tractament de la matèria orgànica per produir biogàs. S'avaluen tecnologies de purificació de biogàs i se'n selecciona una per aplicar a l'Ecoparc 3, considerant la que millor s'alinea amb els principis d'enginyeria verda. Es proposa una línia d'upgrading segons la tecnologia escollida i es dimensionen les instal·lacions i els corrents principals. Al final, es calcula la viabilitat econòmica del projecte i es fa una Avaluació de la Sostenibilitat utilitzant el programa MIVES. Finalment s'exposen les conclusions sobre els desafiaments i les oportunitats de la tecnologia d'upgrading mitjançant microalgues fotosintètiques a escala industrial.
El presente Trabajo de Fin de Máster examina el tratamiento mecánico-biológico de la fracción resto de residuos municipales en el Ecoparc 3 de Sant Adrià de Besòs, centrándose en el tratamiento de la materia orgánica para producir biogás. Se evalúan tecnologías de purificación de biogás y se selecciona una para aplicar en el Ecoparc 3, considerando la que mejor se alinea con los principios de ingeniería verde. Se propone una línea de upgrading según la tecnología elegida y se dimensionan las instalaciones y corrientes principales. Al final, se calcula la viabilidad económica del proyecto y se realiza una Evaluación de la Sostenibilidad utilizando el programa MIVES. Finalmente se exponen las conclusiones sobre los desafíos y oportunidades de la tecnología de upgrading mediante microalgas fotosintéticas a escala industrial.
This Master's thesis examines the mechanical-biological treatment of the residual fraction of municipal waste at Ecoparc 3 in Sant Adrià de Besòs, focusing on the treatment of organic matter to produce biogas. Biogas purification technologies are evaluated and one is selected for application at Ecoparc 3, considering the one that best aligns with green engineering principles. An upgrading line is proposed according to the chosen technology and the facilities and main streams are dimensioned. Finally, the economic viability of the project is calculated and a Sustainability Assessment is carried out using the MIVES programme. Finally, conclusions are drawn on the challenges and opportunities of upgrading technology using photosynthetic microalgae on an industrial scale.
Master thesis
Cots Pérez, Laia
Tutor / Supervisor: Aguado Teruel, David; Martí Gregorio, Vicenç
Publication date: 2024
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Academic framework
+ TeacherInformació
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+ CampusInformació
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+ CourseInformació
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