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

The BIO-UPRISE project aims to deepen the understanding of soil microbiology and promote the use of biofertilizers derived from organic matter, with the goal of reducing the use of mineral fertilizers while improving soil health and maintaining agricultural productivity. This study focuses on identifying a productive, sustainable, and organic cultivation practice designed to evaluate the effectiveness of two biofertilizers. These biofertilizers are composed of one made with compost and the other with digested cow manure enriched with Cladosporium puyae, which has the potential to be used as a growth-promoting agent for horticultural plants, combined with crop rotation. This work focused on a species that is part of the rotation, leek (Allium porrum), while also assessing the interaction with a mycorrhizal fungus, Rhizoglomus irregulare. First, enzymatic activity studies of the fungus were conducted for its characterization. To produce the biofertilizers, solid fractions of cow manure were enriched with our species of interest, Cladosporium puyae, and subjected to both composting and anaerobic digestion processes. These biofertilizers were then applied to the cultivation of Allium porrum, and different treatments were established, with or without the presence of Cladosporium sp. and with or without the presence of mycorrhizal inoculum. These were compared to a treatment that included a mineral fertilizer and another without any fertilizer. This study demonstrates that Cladosporium puyae exhibits high enzymatic activity, including laccase, chitinase, cellulase, and protease, indicating strong potential for the degradation of plant- derived organic compounds. The absence of catalase activity suggests limited resistance to oxidative stress. Treatments with compost and compost enriched with black fungus significantly increased foliar biomass and chlorophyll content in plants, offering a sustainable agronomic strategy. No significant differences in mycorrhizal colonization were observed, although some treatments showed a tendency toward higher colonization, indicating the need for a larger sample size to obtain statistically robust results.

El projecte BIO-UPRISE té com a objectiu aprofundir en el coneixement de la microbiologia del sòl i promoure l'ús de biofertilitzants derivats de matèria orgànica, amb la finalitat de reduir l'ús de fertilitzants minerals i, alhora, millorar la salut del sòl i mantenir la productivitat agrícola. Aquest estudi se centra a identificar una pràctica de cultiu productiva, sostenible i orgànica, dissenyada per avaluar l'efectivitat de dos biofertilitzants. Aquests biofertilitzants son, un compost i l'altre amb digestat de fem de vaca enriquits amb Cladosporium puyae, amb potencial per ser utilitzat com a agent promotor del creixement de plantes hortícoles, combinat amb una rotació de cultius. Aquest treball es va centrar en una espècie que forma part de la rotació, el porro (Allium porrum), mentre que també es va avaluar la interacció amb un fong micorízic, Rhizoglomus irregulare. En primer lloc, es van realitzar estudis d'activitat enzimàtica del fong per a la seva caracterització. Amb l'objectiu d'obtenir els productes biofertilitzants, es van enriquir amb la nostra espècie d'interès, Cladosporium puyae, fraccions sòlides de fem de vaca sotmeses tant a processos de compostatge com de digestió anaeròbica. A continuació, es van aplicar aquests biofertilitzants en el moment de la plantació d'Allium porrum, i es van establir diferents tractaments amb presència o absència de Cladosporium sp. i amb o sense la presència d'inòcul micorrízic. Es van comparar amb un tractament que incloïa un fertilitzant mineral i un altre sense fertilització. Aquest estudi demostra que Cladosporium puyae presenta una elevada capacitat enzimàtica, incloent lacasa, quitinasa, cel·lulasa i proteasa, fet que indica un alt potencial per a la degradació de compostos orgànics vegetals. L'absència d'activitat catalasa suggereix una resistència limitada a l'estrès oxidatiu. Els tractaments amb compost i compost enriquit amb fong negre van promoure un augment significatiu en la biomassa foliar i en el contingut de clorofil·la de les plantes, oferint una estratègia agronòmica sostenible. No es van observar diferències significatives en la colonització micorrízica, tot i que alguns tractaments van mostrar una tendència a una major colonització, fet que requereix una ampliació de la mostra per obtenir resultats estadísticament robustos.

In recent years, there has been significant growth in the migrant population in Barcelona and Catalonia. Depending on their country of origin, immigrants face specific challenges from a healthcare perspective. The Catalan public healthcare system needs to understand what these challenges are and assess how to address them. To explore how this situation is being addressed in the city of Barcelona and Catalonia, a study was conducted in collaboration with the Drassanes-Vall d'Hebron International Health Unit. This unit, aware of the issues affecting immigrant communities, provides comprehensive and specialized care, conducts screenings, and carries out public health actions aimed at detecting and treating diseases such as Chagas disease and hepatitis C, especially among the Bolivian, Pakistani, and Chinese communities, which are at high risk for these pathologies. The study analyzes the disease prevalence data provided by the unit and compares it with official data from the countries of origin to evaluate whether the screenings conducted in Barcelona and Catalonia reached all migrant individuals, and whether the healthcare actions were truly effective. It was observed that some communities were more covered than others, but in general, there was an underdiagnosis of diseases in the three studied communities, suggesting that current campaigns are insufficient to identify all possible cases. Therefore, it was proposed to increase or adjust the campaigns to reach more people for diagnosis. Additionally, we did a statistical analysis of the individual data collected to determine whether socio-economic and cultural factors influenced the vulnerability of these communities to the diseases and their worsening. It was demonstrated that the vulnerability of these communities, combined with barriers such as the reason for immigration, lack of education, and limited access to healthcare services, negatively contributes to the incidence of these diseases. Finally, this work has been a good way to apply engineering and the knowledge acquired throughout the degree to the field of medicine. It demonstrates how technical knowledge can be used to improve understanding and solve specific problems in the healthcare field. The study analyzes the disease prevalence data provided by the unit and compares it with official data from the countries of origin to evaluate whether the screenings conducted in Barcelona and Catalonia reached all migrant individuals, and whether the healthcare actions were truly effective. It was observed that some communities were more covered than others, but in general, there was an underdiagnosis of diseases in the three studied communities, suggesting that current campaigns are insufficient to identify all possible cases. Therefore, it was proposed to increase or adjust the campaigns to reach more people for diagnosis. Additionally, we did a statistical analysis of the individual data collected to determine whether socio-economic and cultural factors influenced the vulnerability of these communities to the diseases and their worsening. It was demonstrated that the vulnerability of these communities, combined with barriers such as the reason for immigration, lack of education, and limited access to healthcare services, negatively contributes to the incidence of these diseases. Finally, this work has been a good way to apply engineering and the knowledge acquired throughout the degree to the field of medicine. It demonstrates how technical knowledge can be used to improve understanding and solve specific problems in the healthcare field.

Des de fa uns anys hi ha un creixement important de la població migrant a Barcelona i a Catalunya. En funció del país d'origen, els immigrants presenten reptes específics des de la perspectiva sanitària. Des de la sanitat pública catalana cal conèixer quins són aquests reptes i avaluar com afrontar-los. Per tal d'explorar com s'aborda aquesta situació a la ciutat de Barcelona i a Catalunya, es va dur a terme un estudi en col·laboració amb la Unitat de Salut Internacional Drassanes-Vall d'Hebron. Aquesta unitat, que n'és conscient de les problemàtiques que afecten a les comunitats immigrants, ofereix atenció integral i especialitzada, portant a terme cribratges i accions de salut pública destinades a detectar i tractar malalties com la malaltia de Chagas i l'hepatitis C, especialment entre les comunitats boliviana, pakistanesa i xinesa, que presenten un risc elevat per aquestes patologies. En el treball s'analitzen les dades de prevalença de les malalties proporcionades per la unitat i es contrasta amb dades oficials dels països d'origen per avaluar si els cribratges realitzats a Barcelona i a Catalunya arribaven a totes les persones immigrants, i si les accions d'atenció eren realment efectives. S'observa que n'hi ha comunitats més cobertes que d'altres, però en general hi ha un infradiagnòstic de les malalties a les tres comunitats estudiades, fet que suggereix que les campanyes actuals no són suficients per a identificar tots els casos possibles. Per tant, es proposa augmentar campanyes o ajustar-les de manera que arribin a diagnosticar més persones. A més, es fa una anàlisi estadística de les dades individuals recollides per determinar si existeixen factors socioeconòmics, culturals que influeixen en la vulnerabilitat d'aquestes comunitats davant les malalties i en el seu empitjorament. Es demostra que la situació de vulnerabilitat d'aquestes comunitats, sumada a barreres com el motiu d'immigració, la manca d'educació, i l'accés limitat a serveis sanitaris, contribueixen negativament a la incidència d'aquestes malalties. Finalment, aquest treball ha estat una bona manera d'aplicar l'enginyeria i els coneixements obtinguts al llarg de la carrera a la branca de la medicina. Demostrant com els coneixements tècnics poden ser utilitzats per millorar la comprensió i la resolució de problemes específics en el camp sanitari.

This study presents a comprehensive set of mathematical models to analyze the operation of an anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) system, focusing on membrane fouling mechanisms and the influence of soluble microbial products (SMPs). The models include a digestion model with SMP production (to account for the SMPs generated in the system), a permeate flux model (to capture the fouling dynamics and mechanisms), regression models (to describe the long-term impact of fouling over multiple cycles of membrane operation), and a permeate flow model (to capture the dynamics of flow decline over time and the impact of SMPs on it). Four fouling mechanisms were studied: cake formation, complete blocking, standard blocking, and intermediate blocking. These mechanisms were evaluated to understand their contributions to fouling dynamics and to identify the dominant mechanisms affecting membrane performance. The data used to develop and validate the models were obtained from Aqualia, which operated a pilot plant of an anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) for 331 days. While the permeate flow model presented a good fit with experimental data in the first cycle simulated (during 21 days) (R^2=0.93), its performance was limited in capturing the complete system dynamics. This limitation stems from the dependence of the permeate flow model on the anaerobic digestion model, specifically on the accuracy of SMP determination, which is derived from fitting the anaerobic digestion model. The letter exhibited varying levels of accuracy, with low correlation coefficients for components like substrate (R² = 0.21) and total ammonium nitrogen (R² = 0.01), and moderately high correlation for the biomass component (R² = 0.68). The results showed that cake formation was the most significant fouling mechanism, fitting best across all simulated filtration cycles. Intermediate fouling allowed for the longest operational time, lasting over 80 days in three cycles. In comparison, cake formation, complete blocking, and standard blocking caused permeate flux to decline much faster, within 40-60 days under the same conditions.

Aquest estudi presenta un conjunt complet de models matemàtics per analitzar el funcionament d'un sistema de bioreactor anaeròbic de membrana (AnMBR), centrant-se en els mecanismes d'embrutament de la membrana i la influència dels productes microbians solubles (SMPs). Els models inclouen un model de digestió amb producció de SMP (per considerar els SMP generats al sistema), un model de flux de permeat (per capturar la dinàmica i els mecanismes d'embrutament), models de regressió (per descriure l'impacte a llarg termini de l'embrutament en múltiples cicles d'operació de la membrana) i un model de cabal de permeat (per analitzar la dinàmica de la disminució del flux amb el temps i l'impacte dels SMP en aquest). Es van estudiar quatre mecanismes d'embrutament: formació de torta, bloqueig complet, bloqueig estàndard i bloqueig intermedi. Aquests mecanismes es van avaluar per entendre la seva contribució a la dinàmica d'embrutament i per identificar els mecanismes dominants que afecten el rendiment de la membrana. Les dades utilitzades per desenvolupar i validar els models es van obtenir d'Aqualia, que va operar una planta pilot d'un bioreactor anaeròbic de membrana (AnMBR) durant 331 dies. Tot i que el model de cabal de permeat va mostrar un bon ajust amb les dades experimentals en el primer cicle simulat (durant 21 dies) (R^2=0.93), el seu rendiment va ser limitat a l'hora de capturar la dinàmica completa del sistema. Aquesta limitació prové de la dependència del model de cabal de permeat respecte al model de digestió anaeròbica, especialment de la precisió en la determinació dels SMP, que es deriva de l'ajust del model de digestió anaeròbica. Aquest últim va mostrar nivells variables de precisió, amb coeficients de correlació baixos per a components com el substrat (R² = 0.21) i el nitrogen amoniacal total (R² = 0.01), i una correlació moderadament alta per al component de biomassa (R² = 0.68). Els resultats van mostrar que la formació de torta va ser el mecanisme d'embrutament més significatiu, ajustant-se millor en tots els cicles de filtració simulats. El bloqueig intermedi va permetre el temps d'operació més llarg, superant els 80 dies en tres cicles. En comparació, la formació de torta, el bloqueig complet i el bloqueig estàndard van provocar una disminució del flux de permeat molt més ràpida, en un interval de 40-60 dies sota les mateixes condicions.

This work addresses the impact of water stress on genotypes of wild species related to cultivated tomato (Solanum pimpinellifolium, Solanum lycopersicum var. cerasiforme), with an analysis of the escape mechanism, understood as the alteration of the flowering cycle of individuals under water stress conditions. The main objective is to evaluate the diversity in adaptive responses to drought, such as the alteration of earliness (days elapsed from sowing to anthesis of each inflorescence) and flowering speed (days elapsed between two consecutive inflorescences). The experiment was carried out using an interspecific mapping population of the Multiparent Advanced Generation Inter-Cross (MAGIC) type, consisting of 127 genotypes, as well as the parental lines, which were subjected to two irrigation treatments: normal irrigation (RN) and deficit irrigation (RD). The methodology included the evaluation of flowering-related traits (earliness and speed) in six consecutive inflorescences, in addition to reproductive parameters such as the number of flowers, fruits and the percentage of setting. Water stress was applied in two periods of plant development. The results show that water stress significantly reduces the earliness and speed of flowering in most genotypes. The genotype*irrigation interaction was significant in all the parameters evaluated, indicating a high genetic diversity in the response to water stress in the studied population, with some lines showing an acceleration of flowering under RD conditions, indicating a possible escape mechanism. A significant decrease in the parameters number of flowers, fruits and percentage of setting was also observed under RD conditions, although certain genotypes maintained a satisfactory agronomic behavior. To continue the study, two groups of 5 lines have been selected that show antagonistic responses to water stress in terms of alteration of reproductive cycles. This work shows that the escape mechanism is present in some wild lines, a response that has not been described so far in the tomato gene pool. This adaptation could be a character of interest for the genetic improvement of the cultivated species for adaptation to the phenomenon of climate change.

Aquest treball aborda l'impacte de l'estrès hídric en genotips d'espècies silvestres emparentades amb el tomàquet cultivat (Solanum pimpinellifolium, Solanum lycopersicum var. cerasiforme), amb una anàlisi del mecanisme d'escapament, entès com l'alteració del cicle de floració dels individus en condicions d'estrès hídric. L'objectiu principal és avaluar la diversitat en les respostes adaptatives a la sequera, com l'alteració de la precocitat (dies transcorreguts des de la sembra fins a l'antesi de cada inflorescència) i velocitat de floració (dies transcorreguts entre dos inflorescències consecutives). L'experiment es va dur a terme utilitzant una població de mapeig inter-específica de tipus Multiparent Advanced Generation Inter-Cross (MAGIC), consistent en 127 genotips, així com les línies parentals, la qual es va sotmetre a dos tractaments de reg: reg normal (RN) i reg deficitari (RD). La metodologia va incloure l'avaluació dels trets relacionats amb la floració (precocitat i velocitat) en sis inflorescències consecutives, a més de paràmetres reproductius com el nombre de flors, fruits i el percentatge de quallat. L'estrès hídric es va aplicar en dos períodes del desenvolupament de les plantes. Els resultats mostren que l'estrès hídric redueix significativament la precocitat i velocitat de floració en la majoria dels genotips. La interacció genotip*reg va ser significativa en tots els paràmetres avaluats, indicant una elevada diversitat genètica en la resposta a l'estrès hídric en la població estudiada, amb algunes línies mostrant una acceleració de la floració sota condicions de RD, indicant un possible mecanisme d'escapament. També es va observar una disminució significativa en els paràmetres número de flors, fruits i percentatge de quallat sota condicions de RD, tot i que certs genotips van mantenir un comportament agronòmic satisfactori. Per continuar amb l'estudi, s'han seleccionat dos grups de 5 línies que manifesten respostes antagòniques a l'estrès hídric en termes d'alteració dels cicles reproductius. Aquest treball mostra que el mecanisme d'escapament és present en algunes línies silvestres, una resposta que no ha estat descrita fins al moment en el pool genètic del tomàquet. Aquesta adaptació podria ser un caràcter d'interès per la millora genètica de l'espècie cultivada per adaptació al fenomen del canvi climàtic.

The treatment of wastewater represents a fundamental challenge for the preservation of water resources and agricultural sustainability. This work aims to evaluate the efficiency of three types of filtration membranes (two nanofiltration membranes and one reverse osmosis membrane) in the regeneration of treated wastewater, with the goal of valorizing these waters for reuse in the agricultural sector. The experimental process was carried out in a laboratory-scale filtration system, using reverse osmosis and nanofiltration to remove typical contaminants from wastewater treatment plants (WWTPs), such as salts, organic matter (COD), phosphates, and ammonium. To simulate the effluent of an urban WWTP, synthetic water solutions with specific concentrations of these contaminants were prepared, in accordance with current regulations. The tests were conducted at different operating pressures (6, 10, 14, and 20 bar), analyzing permeability and solute rejection in various scenarios, in the presence of salts, organic matter, and nutrients. The results show that the NF90 membrane (nanofiltration) was the most efficient in the removal of nutrients and organic matter, while the SW30 membrane (sea water) stood out in reducing salinity. This study provides a valuable technical basis for membrane selection in water treatment processes, particularly in agricultural applications. Additionally, it highlights the importance of considering the interaction between different contaminants and their influence on membrane efficiency.

El tractament d'aigües residuals representa un repte fonamental per a la preservació dels recursos hídrics i la sostenibilitat agrícola. Aquest treball té com a objectiu avaluar l'eficiència de tres tipus de membranes de filtració (dues de nanofiltració i una d'osmosi inversa) en la regeneració d'aigües depurades, amb la finalitat de valoritzar aquestes aigües per a la seva reutilització en el sector agrícola. El procés experimental es va dur a terme en un sistema de filtració a escala laboratori, utilitzant osmosi inversa i nanofiltració per a l'eliminació de contaminants típics de les estacions depuradores d'aigües residuals (EDAR), com sals, matèria orgànica (DQO), fosfats i amoni. Per a simular l'efluent d'una EDAR urbana, es van preparar solucions d'aigua sintètica amb concentracions específiques d'aquests contaminants, d'acord amb la normativa vigent. Les proves es van realitzar a diferents pressions d'operació (6, 10, 14 i 20 bar), analitzant la permeabilitat i el rebuig de soluts en diferents escenaris, en presència de sals, matèria orgànica i de nutrients. Els resultats mostren que la membrana NF90 (nano-filtration) va ser la més eficient en l'eliminació de nutrients i matèria orgànica, mentre que la SW30 (sea water) va destacar en la reducció de la salinitat. Aquest estudi proporciona una base tècnica valuosa per a la selecció de membranes en processos de tractament d'aigües, particularment en aplicacions agrícoles. A més, destaca la importància de considerar la interacció entre diferents contaminants i la seva influència en l'eficiència de les membranes.

In the context of current concerns about the impact of human activities on the environment and initiatives aimed at mitigating them, decentralised management of organic waste through composting offers many possibilities for the environmental sustainability of our activities, social awareness and the recovery of nutrients for our soils. A project based on this practice is the urban garden L'hort del Mercat in Vall d'Hebron. The garden is managed by the Tarpuna Cooperative and consists of 1,700 m2 of land distributed into a cultivation area, classroom and composting space, where users can grow their vegetables under the precepts of organic farming. Vegetable waste from the market and the organic fraction are precomposted in electromechanical equipment and then mixed with the remains of the garden to be composted. The purpose of this work is to improve the management of the composting process. To this end, 3 composting experiments were carried out based on different proportions of waste mixture and the mass balance between the initial and final mixture was studied to evaluate the evolution of organic matter and nitrogen. The treated waste, the mixture and the products were characterized for the following parameters: humidity, organic matter, organic nitrogen, ammoniacal nitrogen, phosphorus, potassium, pH, and electrical conductivity, and in the case of the compost obtained, also the stability and impurities. Finally, an estimate of the nutritional needs of the garden was made to evaluate its self-sufficiency in nutrients, and the possible need for external fertilization. The results showed a carbon/nitrogen ratio of less than 30 for the plant remains and the precompost, so another carbon source is needed to have an adequate mixture. Recirculated plant matter can fulfil this function although it was not sufficient in all cases. In addition, coinciding with a low initial carbon/nitrogen ratio, significant nitrogen losses were observed in 2 of the experiments. In the compost produced, a quantity of impurities greater than 10% can be observed, which exceeds the limits of the current regulations for commercial compost. The compost is stable in all cases, has a quantity of organic matter lower than that indicated by the regulations and had a pH above 8 in two of the experiments, which could affect some crops to which it is applied. Regarding the nutrient content, the compost is insufficient in all experiments to cover the nutritional needs of the garden, according to the estimates made. Significant variability was detected in the determinations, especially with regard to organic matter and nitrogen. It would be advisable to review in more detail the sampling method and the number of replicas required for the determinations.

En el marc de la preocupació actual per l'impacte de les activitats humanes al medi ambient i les iniciatives dirigides a la seva mitigació, la gestió descentralitzada de residus orgànics mitjançant compostatge ofereix moltes possibilitats cap a la sostenibilitat ambiental de les nostres activitats, la sensibilització social i la recuperació de nutrients pels nostres sòls. Un projecte que se sustenta en aquesta pràctica és l'hort urbà L'Hort del Mercat de la Vall d'Hebron. L¿hort està gestionat per la Cooperativa Tarpuna i consisteix en 1700 m2 de terreny distribuït en zona de cultiu, aula i espai de compostatge, on les persones usuàries poden cultivar els seus vegetals sota preceptes d¿agricultura ecològica. Els residus vegetals del mercat i la fracció orgànica es precomposta en un equip electromecànic i després es barreja amb les restes de l'hort per ser compostades. Aquest treball té per objecte millorar la gestió del procés de compostatge. Per fer-ho, es van fer 3 experiments de compostatge en base a diferents proporcions de barreja de residus i es va estudiar el balanç de masses entre la barreja inicial i la final per avaluar l'evolució de la matèria orgànica i el nitrogen. Es van caracteritzar els residus tractats, la barreja i els productes per als paràmetres següents: humitat, matèria orgànica, nitrogen orgànic, nitrogen amoniacal, fòsfor, potassi, pH i conductivitat elèctrica, i en el cas del compost obtingut també l'estabilitat i les impureses. Finalment es va fer una estimació de les necessitats nutricionals de l'hort per avaluar-ne l'autosuficiència en nutrients, i la possible necessitat d'una fertilització externa. Els resultats van mostrar una relació carboni/nitrogen menor a 30 per a les restes vegetals i el precompost, de manera que cal una altra font de carboni per tenir una barreja adequada. El recirculat vegetal pot complir aquesta funció encara que no va ser suficient en tots els casos. A més, coincidint amb una baixa relació carboni/nitrogen inicial, es van poder observar pèrdues importants de nitrogen a 2 dels experiments. Al compost produït, es pot observar una quantitat d'impureses superior al 10 %, la qual cosa excedeix els límits de la normativa vigent per a un compost comercial. El compost és estable en tots els casos, té una quantitat de matèria orgànica inferior a la indicada per la normativa i va presentar un pH per sobre de 8 en dos dels experiments, la qual cosa podria afectar alguns cultius en què és aplicat. Quant al contingut en nutrients, el compost és insuficient a tots els experiments per cobrir les necessitats nutricionals de l'hort, segons les estimacions realitzades. Es va detectar una variabilitat important en les determinacions, especialment pel que fa a la matèria orgànica i el nitrogen. Seria convenient revisar amb més detall la forma de mostreig i el nombre de rèpliques necessàries per a les determinacions.

Spain produces 45% of the world's olive oil, generating more than 3,000,000 tons of alperujo annually, its main by-product. The properties of alperujo, such as its acidity, high concentrations of polyphenols, and lignocellulosic material, hinder its efficient valorization, leading to the exploration of alternatives in the agricultural sector. In this study, carried out by the Grup d'Enginyeria i Microbiologia del Medi Ambient (GEMMA), the valorization of fresh and pretreated alperujo was evaluated in anaerobic digestion, both in mono-digestion and co-digestion with pig slurry at a 2:1 ratio. The pretreatment was performed with ionic liquid [Et3NH][HSO4] at 60% at 120 ºC for 4 hours, to remove lignin and increase organic matter. The research was carried out over a total of 84 days, with an HRT of 21 days, allowing for the evaluation of biogas production, methane concentration, reactor stability, and substrate characterization. The pretreated alperujo increased the phenol concentration in the substrate from 6.52 ± 1.00 g/L to 9.22 ± 0.24 g/L, but this did not affect the digestion process. Additionally, values of 1.10 g SV/g DQOs were observed, double those obtained with untreated alperujo, which had 0.54 g SV/g DQOs, indicating better bioavailability. The mono-digestion of alperujo, both fresh and pretreated, is not viable due to the acidity generated. On the other hand, co-digestion with pig slurry proves to be effective and stable. The reactor fed with pretreated alperujo and pig slurry achieved the highest biogas production, with an average of 170.65 ± 27.82 mL CH4/g VS and a methane concentration of 72.39%. This value is 22.84% higher compared to co-digestion with untreated alperujo and pig slurry. The study indicates that pretreatment with ionic liquid, in combination with co-digestion with pig slurry, allows for greater organic matter degradation, improving biogas production. Furthermore, a new line of research is opened regarding the valorization of the generated by-products, such as the recovered lignin nanoparticles (LNPs), which can have applications as biostimulants, as well as the potential use of the digestate as biofertilizer in the agricultural sector.

Espanya produeix el 45% de l'oli d'oliva mundial, generant més de 3.000.000 de tones anuals de pinyolada, el seu principal subproducte. Les propietats de la pinyolada, com la seva acidesa, les altes concentracions de polifenols i la matèria lignocel·lulòsica, dificulten la seva valorització eficient, cosa que ha portat a buscar alternatives en el sector agrari. En aquest estudi, dut a terme pel Grup d'Enginyeria i Microbiologia del Medi Ambient (GEMMA), es va avaluar la revalorització de la pinyolada fresca i pretractada en digestió anaeròbica tant en monodigestió com en codigestió amb purins de porc en una proporció de 2:1. El pretractament es va fer amb líquid iònic [Et3NH][HSO4] al 60% a 120 ºC durant 4 hores, per eliminar la lignina i augmentar la matèria orgànica. La investigació es va desenvolupar durant un total de 84 dies, amb un TRH de 21 dies, la qual cosa va permetre avaluar la producció de biogàs, la concentració de metà, l'estabilitat dels reactors i la caracterització dels substrats. La pinyolada pretractada va augmentar la concentració de fenols del substrat de 6,52 ± 1,00 g/L a 9,22 ± 0,24 g/L, però no va afectar durant la digestió. A més, es van mostrar valors de 1,10 g SV/g DQOs, sent el doble dels obtinguts amb la pinyolada sense tractar, amb 0,54 g SV/g DQOs, indicant una millor biodisponibilitat. La mono-digestió de pinyolada, tant fresca com pretractada, no és viable a causa de l'acidesa generada. Per altra banda, la co-digestió amb purins es mostra efectiva i estable. El reactor alimentat amb pinyolada pretractada i purins va aconseguir la major producció de biogàs, amb una mitjana de 170,65 ± 27,82 mL CH4/g SV i una concentració de metà del 72,39%. Aquest valor és un 22,84% superior en comparació amb la co-digestió de pinyolada sense tractar amb purins. L'estudi indica que el pretractament amb líquid iònic, en combinació amb la co-digestió amb purins, permet una major degradació de la matèria orgànica, millorant la producció de biogàs. A més, s'obre una nova línia d'investigació sobre la revalorització dels subproductes generats, com les nanopartícules de lignina recuperades, que poden tenir aplicacions com a bioestimulants, així com el potencial ús del digestat com a biofertilitzant en el sector agrari.

The application of enzymes in the industrial world is very extensive, present in the fields of pharmacy and medicine, as well as in the food industry, with the latter being the most predominant. Their easy immobilization and efficient results, in addition to the low production costs, make this method a widely used resource. New immobilization techniques that are more environmentally friendly are continually being discovered, simultaneously addressing the challenges of climate change. The production of dairy products, such as milk and cheese, as well as lactose-free beverages and supplements, helps improve the quality of life of people with lactose intolerance by facilitating the daily management of their condition. Lactose is a sugar mainly found in the milk of mammals. Its main drawback is its inability to be directly absorbed by the body, as it needs to be hydrolyzed by the enzyme ß-galactosidase to convert into glucose and galactose. Lactose intolerance is a problem that affects about 70-75% of the world's population, particularly in Asia and America, with higher rates compared to Europe. ß-Galactosidase (EC 3.2.1.23) is essential not only for the digestion of lactose but also for its industrial application, especially in the food and pharmaceutical industries. The most commonly used microbial sources for obtaining this enzyme are the fungi Aspergillus and the yeast Kluyveromyces. In this work, the immobilization of the enzyme is studied, and the necessary parameters are adjusted for its use at maximum performance. An immobilization percentage of 91.7% of the enzyme has been achieved. The results indicate a better performance of the enzyme ß-galactosidase (EC 3.2.1.23) with the spectrophotometric methodology.

L'aplicació d'enzims en el món de la industria és molt extens, està present en els camps de la farmàcia i medicina així com en la industria alimentaria, sent aquesta última la predominant. La seva fàcil immobilització i els resultats eficients, a més dels baixos costos de producció fan que aquest mètode sigui un recurs molt utilitzat. Cada cop es descobreixen noves tècniques d'immobilització més respectuoses amb el medi ambient, lluitant a l'hora amb la problemàtica del canvi climàtic. La producció de productes làctics, com la llet i el formatge, així com de begudes i suplements sense lactosa, contribueix a millorar la qualitat de vida de les persones amb intolerància a la lactosa, facilitant-ne la gestió diària de la seva condició La lactosa és un sucre present principalment en la llet dels mamífers. El seu desavantatge principal és la incapacitat de ser absorbida directament pel cos, ja que necessita ser hidrolitzada per l'enzim ß-galactosidasa per convertir-se en glucosa i galactosa. La intolerància a la lactosa és un problema que afecta al voltant del 70-75% de la població mundial, especialment a Àsia i Amèrica, amb taxes més altes en comparació amb Europa. La ß-galactosidasa (EC 3.2.1.23) és essencial no només per la digestió de la lactosa, sinó també per la seva aplicació industrial, especialment en la indústria alimentària i farmacèutica. Les fonts microbianes més utilitzades a partir de les quals s'obté aquest enzim són els fongs Aspergillus i els llevats Kluyveromyces. En aquest treball s'estudia la immobilització de l'enzim i s'ajusten els paràmetres necessaris per utilitzar-la en el seu màxim rendiment. S'ha aconseguit un percentatge del 91,7% d'immobilització de l'enzim. Els resultats indiquen un millor rendiment de l'enzim ß-galactosidasa (EC 3.2.1.23) amb la metodologia espectrofotomètrica.

Waste Waste generation is a global problem that affects the environment. An innovative solution is the use of Tenebrio molitor (mealworm) larvae, which can biodegrade plastics such as expanded polystyrene, thus reducing pollution. In addition, these larvae are a rich source of protein, used for both animal and human food. The feces of the larvae, known as frass, are an excellent organic fertilizer. The main objectives of this Final Degree Project were to implement a hatchery for the self-supply of Tenebrio molitor larvae and to optimize the management during reproduction. The effectiveness of the larvae as degraders of different wastes, such as biocompostable plastic or plastic film, organic and synthetic textiles, organic fraction and cotton, was also evaluated. The process conditions were carried out at a controlled temperature of 28ºC and in one-liter glass jars during the course of two months. Efficiency and yield parameters were determined and the larvae and frass were chemically characterized to determine dry matter, organic matter, nitrogen, phosphorus and potassium content. Only 48% of the pupae obtained in the brood stand reached the beetle stage partly due to the large number of individuals that accumulated inside the containers, causing atrophy and putrefaction of some of the insects. It is recommended that a system of drawers be designed to improve distribution and ventilation and thus reduce the number of losses. Regarding waste processing, plastic materials mixed with oat flakes showed 85% survival accompanied by low pupation. Reducing the humidity of the waste prevents the proliferation of fungi, and the use of young individuals lengthens the waste transformation process. Temperatures close to 30ºC decrease larval activity. Finally, regarding the quantification and characterization of the final product, in general the frass has a high content of dry matter (87%) and organic matter (85% sms), being rich in nitrogen (8.23-11.99% sms), phosphorus (0.9-1.67% sms) and potassium (1.32-2.68% sms), being an excellent source of organic fertilizer, although the phytotoxic effects derived from the degradation of some residues should be studied.

La generació de residus és un problema global que afecta al medi ambient. Una solució innovadora és l'ús de larves de Tenebrio molitor (cuc de la farina), que poden biodegradar plàstics com el poliestirè expandit, reduint així la contaminació. A més, aquestes larves són una rica font de proteïnes, utilitzades tant per alimentació animal com humana. Els excrements de les larves, coneguts com a frass. són un excel¿lent fertilitzant orgànic. Com a objectius principals en aquest Treball Final de Grau, es va implementar un peu de cria per a l'autoproveïment de larves de Tenebrio molitor i es va optimitzar el maneig durant la reproducció. També es va avaluar l'efectivitat de les larves com a degradadores de diferents residus, com plàstic biocompostable o plàstic film, tèxtils orgànics i sintètics, fracció orgànica i cotó. Les condicions de procés es van dur a temperatura controlada de 28ºC i dins de pots de vidre d'un litre durant el transcurs de dos mesos. Es van determinar paràmetres d'eficiència i rendiment i es va caracteritzar químicament les larves i el frass per determinar el contingut de matèria seca, matèria orgànica, nitrogen, fòsfor i potassi. Només el 48% de les pupes obtingudes al peu de cria van arribar a la fase d'escarabat en part degut al gran nombre d'individus que es van acumular dins dels contenidors, provocant l'atrofia i putrefacció d'alguns dels insectes. Es recomana dissenyar un sistema de calaixeres per millorar la distribució i ventilació i així reduir el nombre de pèrdues. Pel que fa a la transformació de residus, els materials plàstics barrejats amb flocs de civada van mostrar una supervivència del 85% acompanyades d'una baixa pupació. Reduir la humitat dels residus evita la proliferació de fongs, i l'ús d'individus joves allarga el procés de transformació de residus. Temperatures properes a 30ºC disminueixen l'activitat de les larves. Finalment, respecte la quantificació i caracterització del producte final, en general el frass té un alt contingut de matèria seca (87%) i matèria orgànica (85% sms), i és ric en nitrogen (8,23-11,99% sms), fòsfor (0,9-1,67% sms) i potassi (1,32-2,68% sms), sent una excel¿lent font de fertilitzant orgànic, tot i que caldria estudiar els efectes fitotòxics derivats de la degradació d'alguns residus.

The melon (Cucumis melo L.) is a widely cultivated species globally, with significant economic importance thanks to the diversity of shapes, flavours and colours its different varieties. These characteristics not only give it great commercial value, but also position it as a crop of interest for both agricultural and scientific purposes. An essential process in the development of any fruit is ripening, which makes it possible to generate and disperse seeds to perpetuate the genetics of the species. In melon there are two types of ripening, the climacteric and non-climacteric; the climacteric one is characterised by the production of an ethylene peak and an increase in cellular respiration, while the non-climacteric lacks these characteristics. This contrast makes the melon a promising organism to study the fruit ripening process. With the objective of studying the genes responsible for the melon fruit ripening, in this project a fine mapping of the quantitative trait locus (QTL) MAK.10-1 has been carried out. Through an F2 derived from an introgression line (IL) MAKR40 obtained through the enhancement of the 'Ginsen makuwa' (Makuwa) and 'Védrantais' (Ved) varieties, we will seek to delimit the region of the genome involved in the delay in ripening. To develop the fine mapping near 5000 individuals from the F2 population were germinated and genotyped, obtaining 48 F2 recombinant individuals in the QTL region by using flanking markers. The recombinant individuals were imported into the greenhouse for the fruit development and were phenotyped for ripening-related characters. The analysis of the recombinants allowed to delimit the QTL region to 150 kb, where 20 genes are found. Some of these have been studied in greater depth, and several potential candidates involved in the regulation of climacteric ripening of melon are suggested. This project provides a basis for future research on the climacteric ripening of melo and the genetic harvest, with potential applications in the agronomic sector.

El meló (Cucumis melo L.) és una espècie àmpliament cultivada a nivell global, amb una significativa importància econòmica gràcies a la diversitat de formes, aromes i colors que presenten les seves diferents varietats. Aquestes característiques no sols li atorguen un gran valor comercial, sinó que també la posicionen com un cultiu d'interès tant per a l'àmbit agrícola com a científic. Un procés essencial en el desenvolupament de qualsevol fruit és la maduració, la qual permet generar i dispersar les llavors per a perpetuar la genètica de l'espècie. En el meló existeixen dos tipus de maduració, la climatèrica i no climatèrica; la climatèrica es caracteritza per produir un pic de l'hormona d'etilè i augmentar la respiració cel·lular, mentre que la no climatèrica manca d'aquestes característiques. Aquest contrast fa del meló un organisme prometedor per a estudiar el procés de maduració del fruit. Amb l'objectiu d'estudiar els gens responsables de la maduració del fruit del meló, en aquest projecte s'ha realitzat un mapatge fi del locus de caràcter quantitatiu (QTL) MAK.10-1. A través d'una segona generació filial (F2) derivada d'una línia de introgressió (IL) MAKR40 obtinguda mitjançant l'encreuament de les varietats 'Ginsen makuwa' (Makuwa) i 'Védrantais' (Ved), es va buscar delimitar la regió del genoma implicada en el retard de la maduració. Per al desenvolupament del mapatge fi es van fer germinar i es van genotipar uns 5000 individus de la població F2, obtenint 48 individus F2 recombinants a la regió del QTL mitjançant l'ús de marcadors flanquejants. Els individus recombinants es van emportar a hivernacle per al desenvolupament del fruit i es van fenotipar caràcters relacionats amb la maduració. L'anàlisi dels recombinants va permetre delimitar la regió del QTL a 150 kb, on es troben 20 gens. Alguns d'aquests han estat estudiats en major profunditat, i s'ha arribat a suggerir diversos candidats potencials implicats en la regulació de la maduració climatèrica del meló. Aquest projecte proporciona una base per a la futura recerca de la maduració climatèrica del meló i la seva millora genètica, amb potencials aplicacions en el sector agronòmic.

Aquest Treball de Fi de Grau (TFG) aborda la producció i l'ús del biometà com a combustible sostenible en el transport urbà de Barcelona, amb un enfocament particular en el procés de metanització biològica hidrogenotròfica (MBH) a la planta pilot ubicada a l'Estació Depuradora d'Aigües Residuals (EDAR) del Prat de Llobregat. Aquest procés transforma el diòxid de carboni i l'hidrogen en metà a través de microorganismes especialitzats, produint així un gas amb una concentració de metà superior al 95%, apte per ser utilitzat com a substitut directe del Gas Natural Comprimit (GNC). En aquest estudi, el biometà produït s'ha utilitzat per avaluar el seu rendiment com a combustible en un autobús de GNC de la flota d'autobusos de l'empresa Transports Metropolitans de Barcelona (TMB), contribuint així a la descarbonització del transport públic urbà. Un dels eixos principals de la investigació és l'optimització de la formulació de nutrients necessaris per al creixement i activitat dels microorganismes (especialment el nitrogen en forma d'amoni). Inicialment, la planta pilot presentava una limitació en la composició de nutrients que restringia la productivitat de metà. A partir de l'ajust de la formulació nutricional, es va aconseguir una millora significativa en els nivells de producció. El control acurat de l'amoni (NH4 + ) i la seva possible transformació en amoníac (NH3) es considera un aspecte crític, perquè les concentracions elevades d'amoníac poden inhibir l'activitat microbiana i, per tant, reduir la productivitat del sistema. L'estudi conclou que és possible augmentar la concentració d'amoni fins a 400 ppm sense provocar inhibició, sempre que es mantingui un estricte control del pH i la temperatura. A més, l'estudi inclou una exhaustiva comparativa entre diversos combustibles (GNC, biometà, dièsel, híbrid, elèctric i hidrogen) avaluant-los segons criteris com l'eficiència energètica, el cost del combustible, les emissions de diòxid de carboni associades, el temps de recàrrega i el cost del manteniment. Els resultats mostren que el biometà és una alternativa viable per reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle i contribuir a la transició cap a un transport més net. No obstant això, la comparativa destaca que, a llarg termini, el combustible elèctric és la millor solució per a la descarbonització completa del transport públic urbà de Barcelona.

Este Trabajo de Fin de Grado (TFG) aborda la producción y el uso del biometano como combustible sostenible en el transporte urbano de Barcelona, con un enfoque particular en el proceso de metanización biológica hidrogenotrófica (MBH) en la planta piloto ubicada en la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) del Prat de Llobregat. Este proceso transforma el dióxido de carbono y el hidrógeno en metano a través de microorganismos especializados, produciendo así un gas con una concentración de metano superior al 95%, apto para ser utilizado como sustituto directo del Gas Natural Comprimido (GNC). En este estudio, el biometano producido se ha utilizado para evaluar su rendimiento como combustible en un autobús de GNC de la flota de autobuses de la empresa Transports Metropolitans de Barcelona (TMB), contribuyendo así a la descarbonización del transporte público urbano. Uno de los ejes principales de la investigación es la optimización de la formulación de nutrientes necesarios para el crecimiento y actividad de los microorganismos (especialmente el nitrógeno en forma de amonio). Inicialmente, la planta piloto presentaba una limitación en la composición de nutrientes que restringía la productividad de metano. A partir del ajuste de la formulación nutricional, se logró una mejora significativa en los niveles de producción. El control preciso del amonio (NH4 + ) y su posible transformación en amoníaco (NH3) se considera un aspecto crítico, ya que las concentraciones elevadas de amoníaco pueden inhibir la actividad microbiana y, por lo tanto, reducir la productividad del sistema. El estudio concluye que es posible aumentar la concentración de amonio hasta 400 ppm sin provocar inhibición, siempre que se mantenga un estricto control del pH y la temperatura. Además, el estudio incluye una exhaustiva comparativa entre diversos combustibles (GNC, biometano, diésel, híbrido, eléctrico e hidrógeno) evaluándolos según criterios como la eficiencia energética, el precio del combustible, las emisiones de dióxido de carbono asociadas, el tiempo de recarga y el coste de mantenimiento. Los resultados muestran que el biometano es una alternativa viable para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y contribuir a la transición hacia un transporte más limpio. Sin embargo, la comparativa destaca que, a largo plazo, el combustible eléctrico es la mejor solución para la descarbonización completa del transporte público urbano de Barcelona.

The construction industry is one of the sectors with the greatest environmental impact. The production of concrete requires large amounts of energy and generates high CO₂ emissions, contributing to climate change in great magnitude. The main objective of this work was to develop a self-repairable cell concrete tile, inoculated with the Bacillus subtilis bacteria, reinforced with fibers, in order to reduce the need for maintenance and, therefore, a lower production of new material for the repair of structures over time. Due to its design, several trials were carried out, the results of which determined the final focus of the study. First, a trial was carried out to determine the dose of foaming agent necessary to obtain the desired porosity in the concrete matrix. Viability tests of Bacillus subtilis were also carried out in the extremely alkaline environment of a cement solution. The trials carried out did not offer the desired results; the doses of foaming agent did not provide the desired porosity within the concrete matrix, so we discarded the hypothesis of making the concrete tile cells. On the other hand, the high pH of cement inhibited bacterial viability over a week of inoculation. As a result, a trial was carried out to reduce the pH of the cement by adding silicon smoke and, at the same time, the viability of Bacillus subtilis at various pHs was verified. From these last trials it was determined that silicon smoke was not enough to alter pH, although bacteria were viable at pH of 9 and 10. After obtaining the unexpected results, the initial hypothesis was reformulated, so the main objective of the work was the elaboration of a self-repairing gypsum tile reinforced with fiber. This change in the matrix's raw material was due to the neutrality of the pH of the gypsum, which does allow the development and metabolic activity of Bacillus subtilis, which was tested through feasibility trials of the bacterium in a gypsum solution. For the realization of gypsum tiles, five samples were made, of three replicas each, with different concentrations of inoculation. Once they were prepared they were subjected to two flexion tests, one in June and another in September, thus obtaining two deformation-tension curves, which provided us with information on the behavior of the material, both before and after the regeneration period of 56 days. The comparison of these trials determined that the concentration of 2*10ହ ufc involved a large increase in the mechanical resistance of the material. Higher and lower concentrations than the above meant an increase in the minimum resistance, so the effectiveness of inoculation has been demonstrated as long as it is done through controlled concentrations. In conclusion, this plaster inoculated with Bacillus subtilis is a promising option as an innovative material in construction, however, there is an extensive study ahead of it in order to optimize the viability of the bacteria within the matrix and accurately determine the optimal dose of inoculation.

La indústria de la construcció és un dels sectors de major impacte ambiental. La producció del formigó requereix grans quantitats d'energia i genera elevades emissions de CO₂, contribuint, en gran magnitud, al canvi climàtic. L'objectiu principal d'aquest treball era desenvolupar una rajola de formigó cel·lular autoreparable, inoculada amb el bacteri Bacillus subtilis, reforçada amb fibres, per tal de disminuir la necessitat de manteniment i, per tant, una menor producció de nou material per la reparació d'estructures al llarg del temps. Pel seu disseny, es van dur a terme diversos assajos, els resultats dels quals van determinar l'enfocament final de l'estudi. Primer, es va fer un assaig per determinar la dosi d'agent escumant necessària per obtenir la porositat desitjada a la matriu de formigó. També es van efectuar proves de viabilitat de Bacillus subtilis a l'ambient, extremadament alcalí, d'una solució de ciment. Els assajos efectuats no van oferir els resultats desitjats; Les dosis d'agent escumant no van proporcionar la porositat desitjada dins de la matriu de formigó, de manera que vam descartar la hipòtesi de l'elaboració de la rajola de formigó cèl·lules. Per altra banda, l'elevat pH del ciment va inhibir la viabilitat bacteriana al llarg d'una setmana d'inoculació. A conseqüència d'aquest últim resultat, es va fer un assaig per tal de disminuir el pH del ciment mitjançant l'addició de fum de silici i, paral·lelament, es va comprovar la viabilitat de Bacillus subtilis en diversos pH. A partir d'aquests últims assajos es va determinar que el fum de silici no era suficient per alterar el pH, tot i que els bacteris sí que eren viables en pH de 9 i 10. Després d'obtenir els inesperats resultats es va reformular la hipòtesi inicial, de manera que l'objectiu principal del treball va ser l'elaboració d'una rajola de guix autoreparable reforçada amb fibra. Aquest canvi de matèria prima de la matriu va ser degut a la neutralitat del pH del guix, el qual sí que permet el desenvolupament i l'activitat metabòlica de Bacillus subtilis, fet provat mitjançant assajos de viabilitat del bacteri en una solució de guix. Per la realització de les rajoles de guix es van fer cinc mostres, de tres rèpliques cada una, amb diferents concentracions d'inoculació. Un cop elaborades van ser sotmeses a dues proves de flexió, una al juny i una altra al setembre, obtenint així dues corbes de deformació-tensió, que ens van proporcionar informació sobre el comportament del material, tant abans com després del període de regeneració de 56 dies. La comparació d'aquests assajos va determinar que la concentració de 2*10ହ ufc implicava un gran augment de la resistència mecànica del material. Concentracions superiors i inferiors a l'esmentada van suposar un augment de la resistència mínim, de manera que s'ha demostrat l'efectivitat de la inoculació sempre que es fagi mitjançant concentracions controlades. En conclusió, aquest el guix inoculat amb Bacillus subtilis és una opció prometedora com a material innovador a la construcció, tot i això, hi ha un extens estudi per davant per tal d'optimitzar la viabilitat del bacteri dins la matriu i determinar amb exactitud la dosi òptima d'inoculació.

This work focuses on the development of an individual-based model (IbM) implemented in the NetLogo programming environment to simulate the population dynamics of Setaria spp., a problematic weed in corn (Zea mays) fields. The developed model allows for the exploration of intraspecific interactions (among individuals of Setaria spp.) and interspecific interactions (between individuals of Setaria spp. and corn), as well as the effects of herbicide application. The results obtained demonstrate the model's ability to represent population dynamics in different simulation scenarios, highlighting the influence of herbicide resistance and providing an initial simulator for further investigation into the development at the plant level of Setaria spp. and its integration into a crop environment, facilitating virtual experimentation to test future improvements in weed management. This project contributes to the knowledge of the ecology of Setaria spp. and offers a practical tool for agricultural management, particularly in addressing the issue of weed resistance to herbicides.

Aquest treball es centra en el desenvolupament d'un model computacional basat en l'individu (IbM) implementat en l'entorn de programació de NetLogo per simular les dinàmiques poblacionals de Setaria spp., una mala herba problemàtica en camps de cultiu de blat de moro (Zea mays). El model desenvolupat permet explorar les interaccions intraespecífiques (entre individus de Setaria spp.) i interespecífiques (entre individus de Setaria spp i blat de moro), així com els efectes de l'aplicació d'herbicides. Els resultats obtinguts mostren la capacitat del model per representar les dinàmiques poblacionals en diferents escenaris de simulació, destacant la influència de la resistència als herbicides i proporcionant un primer simulador per seguir investigant el desenvolupament a nivell de planta Setaria spp. i la seva integració en un entorn de cultiu, facilitant l'experimentació virtual per assajar amb futures millores en la gestió de males herbes. Aquest projecte contribueix al coneixement sobre l'ecologia de Setaria spp. i ofereix una primera eina pràctica per a la gestió agrícola, especialment en la problemàtica de la resistència de les males herbes als herbicides.

In recent years, there has been a growing concern about the sustainability of food production. This has driven the search for products that are not only environmentally friendly, but also healthy. The need to implement more sustainable practices in the food chain, such as the use of local products, is important to reduce the environmental impact and at the same time offer products that contribute to the general welfare of the population. On the other hand, an increase in the prevalence of diet-related diseases, such as celiac disease has been observed. This has generated a growing demand for gluten-free foods, since people with this condition must avoid this component to maintain their health. However, the availability of products suitable for coeliacs is still limited in many markets, making it necessary to develop new products or introduce products in the Spanish market that can meet the needs of this segment of the population. Likewise, knowing consumer perceptions of these products is essential for predicting their success in the market. In this context, the aim of this bachelor's thesis is to examine the acceptability of a product suitable for celiac consumers in Spain: Kömbe, a traditional product of Turkish origin, which is usually made with gluten-containing flours. The gluten-free Kömbe was evaluated for its acceptability to consumers and their willingness to pay before (expectations) and after tasting the product (reality). The results obtained indicated that, although the appearance, color and smell of the product obtained good initial acceptance, the taste and texture experienced a significant decrease after tasting, negatively affecting the overall acceptance. In addition, consumers' willingness to pay was also probed, which also declined significantly after the tasting. As for purchase intention, most participants indicated that they would probably not buy it or probably would not buy it, thus showing a low purchase intention after tasting the product. Finally, a market segmentation study was also conducted to identify consumer groups that could be potential buyers of the product. The results indicated that the consumer segments with the greatest interest in the product are mostly over 55 years of age and are men.

En los últimos años, ha surgido una creciente preocupación por la sostenibilidad de la producción de alimentos. Este hecho ha impulsado la búsqueda de productos que no sólo sean respetuosos con el medio ambiente, sino también saludables. La necesidad de implementar prácticas más sostenibles en la cadena alimentaria, como por ejemplo la utilización de productos locales, es importante para reducir el impacto ambiental y al mismo tiempo ofrecer productos que contribuyan al bienestar general de la población. Por otra parte, se ha observado un aumento en la prevalencia de enfermedades relacionadas con la dieta, como la celiaquía. Esto ha generado una creciente demanda de alimentos sin gluten, ya que las personas con esa condición deben evitar este componente para mantener su salud. Sin embargo, la oferta de productos aptos para celíacos sigue siendo limitada en muchos mercados, por lo que hace necesario el desarrollo de nuevos productos o la introducción de productos en el mercado español que puedan satisfacer las necesidades de este segmento de la población. Asimismo, conocer las percepciones de los consumidores sobre estos productos es clave para predecir su éxito en el mercado. En este contexto, el presente trabajo final de grado tiene como objetivo examinar la aceptabilidad de los consumidores españoles de un producto apto para los consumidores celíacos: el Kömbe, un producto tradicional de origen turco habitualmente elaborado con harinas que contienen gluten. El Kömbe sin gluten fue evaluado para conocer su aceptación por parte de los consumidores y su disposición a pagar antes (expectativas) y después de probar el producto (realidad). Los resultados obtenidos indicaron que, aunque la apariencia, el color y el olor del producto obtuvieron una buena aceptación inicial, el sabor y la textura experimentaron una disminución significativa después de probarlo, afectando negativamente a la aceptación global. Asimismo, también se indagó en la disposición a pagar de los consumidores, que también se redujo significativamente después de la cata. En cuanto a la intención de compra, la mayoría de los participantes indicaron que probablemente no lo comprarían o seguramente no lo harían, mostrando así una baja intención de compra después de probar el producto. Por último, también se llevó a cabo un estudio de segmentación de mercado, con el objetivo de identificar a los grupos de consumidores que podrían ser potenciales compradores del producto. Los resultados indicaron que los segmentos de consumidores con mayor interés en el producto son mayoritariamente mayores de 55 años y son hombres.

Slurry management on pig farms, especially fattening pigs, is a critical environmental concern due to ammonia (NH3) and greenhouse gas (GHG) emissions. This project proposes the design, construction and operation of a submerged Microbial Electrolysis Cell (sub-MEC) system for the recovery of ammonium (NH4+) and the reduction of emissions in slurry storage tanks, improving agricultural sustainability. Experiments began in the laboratory and progressed to a pilot scale. The methodology includes two experimental setups: in the laboratory, two 40 L methacrylate tanks (one with MEC and the other as a control) were used to replicate ideal conditions for ammonium recovery, biogas production and emission control . At pilot scale, two 1 m3 IBC tanks were used under real environmental conditions. The MEC includes a cation exchange membrane that separates the cathode from the anode. In the laboratory, a potentiostat was used to supply power and monitor the voltage and current, while a direct current (DC) power supply was used on the pilot scale. A Lindvall hood was used to measure NH3 and GHG emissions, and analytical methods were applied to monitor the system. The results show that the sub-MEC efficiently recovers ammonium and reduces gas emissions. In the laboratory experiment, 6.44% nitrogen (N) was recovered over two periods. The first period showed higher N recovery with an average current density of 0.19 A/m2, a nitrogen transfer rate of 0.82 gN/m2/day and a Coulombic efficiency of 6.04%. The concentration of NH3 in the tank with MEC was lower than in the control tank, suggesting that a large long-term reduction in NH3 emissions could be achieved. The production of methane (CH4) in the biogas was 16.30% in the first period, increasing to 27.96% in the second. At pilot scale, the MEC system recovered 61.43 gN in 117 days. Regarding NH3 emissions, the MEC tank showed a slightly lower emission rate (ER) (0.15 mg/m2/s) compared to the control tank (0.16 mg/m2/ s). The system's effectiveness in reducing NH3 was demonstrated under controlled conditions, suggesting that the MEC could achieve similar reductions in real environments with longer observation periods. CH4 ER in the MEC tank were lower (0.09 mg/m2/s) than in the control tank (0.15 mg/m2/s). CO2 emissions were slightly higher in the MEC tank, with a ER of 0.13 mg/m2/s compared to 0.10 mg/m2/s in the control. N2O ER were undetectable in both tanks. Overall, the MEC technology is promising for the sustainable management of pig slurry. With continued research and improvement, the sub-MEC system has the potential to improve NH4+ recovery, biogas production and emissions control under real-world conditions.

La gestió del purí a les granges de porcs, especialment de porcs d'engreix, és una preocupació ambiental crítica a causa de les emissions d'amoníac (NH3) i gasos d'efecte hivernacle (GEH). Aquest projecte proposa el disseny, construcció i operació d'un sistema de Cel·la d'Electròlisi Microbiana submergit (sub-MEC) per a la recuperació d'amoni (NH4+) i la reducció d'emissions en tancs d'emmagatzematge de purí, millorant la sostenibilitat agrícola. Els experiments es van iniciar en laboratori i van avançar a una escala pilot. La metodologia inclou dues configuracions experimentals: en laboratori, es van utilitzar dos tancs de metacrilat de 40 L (un amb MEC i l'altre com a control) per replicar condicions ideals de recuperació d'amoni, producció de biogàs i control d'emissions. A escala pilot, es van utilitzar dos tancs IBC d'1 m3 en condicions ambientals reals. La MEC inclou una membrana d'intercanvi catiònic que separa el càtode de l'ànode. En el laboratori, es va utilitzar un potenciostat per subministrar energia i monitorar la tensió i el corrent, mentre que a escala pilot es va emprar una font d'alimentació de corrent continu (CC). A més, es va utilitzar una campana Lindvall per mesurar les emissions de NH3 i GEH, i es van aplicar mètodes analítics per monitorar el sistema. Els resultats mostren que el sub-MEC recupera eficientment l'amoni i redueix les emissions de gasos. En l'experiment de laboratori, es va recuperar un 6,44% de nitrogen (N) durant dos períodes. El primer període va mostrar una major recuperació de N amb una densitat de corrent mitjana de 0,19 A/m2, una taxa de transferència de nitrogen de 0,82 gN/m2/dia i una eficiència coulòmbica del 6,04%. La concentració de NH3 al tanc amb MEC va ser més baixa que en el de control, suggerint que es podria aconseguir una gran reducció a llarg termini en les emissions de NH3. La producció de metà (CH4) al biogàs va ser del 16,30% en el primer període, augmentant al 27,96% en el segon.A escala pilot, el sistema MEC va recuperar 61,43 gN en 117 dies. Pel que fa a les emissions d'NH3, el tanc MEC va mostrar una taxa d'emissió (TE) lleugerament inferior (0,15 mg/m2/s) en comparació amb el tanc de control (0,16 mg/m2/s). L'eficàcia del sistema en la reducció d'NH3 es va demostrar en condicions controlades, suggerint que la MEC podria aconseguir reduccions similars en entorns reals amb períodes més llargs d'observació. Les TE de CH4 al tanc MEC van ser més baixes (0,09 mg/m2/s) que en el tanc de control (0,15 mg/m2/s). Les emissions de CO2 van ser lleugerament més altes al tanc MEC, amb una TE de 0,13 mg/m2/s en comparació amb 0,10 mg/m2/s al control. Les TE de N2O van ser pràcticament indetectables en ambdós tancs. En resum, la tecnologia MEC és prometedora per a la gestió sostenible dels purins de porcs. Amb investigació i millora contínues, el sistema sub-MEC té el potencial de millorar la recuperació de NH4+, la producció de biogàs i el control d'emissions en condicions reals.