Utilització de biofilms per optimitzar el tractament terciari d'aigües i avaluar la sostenibilitat de tecnologies innovadores en la gestió de residus de la indústria minera
Tutor/a - Director/a
López-Doval, Julio Cesar
Estudiante
Vallelado Violán, Miquel
Tipo de documento
Trabajo final de grado
Fecha
2024
rights
Acceso abierto
Editorial
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Resumen
The main objective of this degree final project is to use the capacities of biofilms to perform different functions, such as medium-scale water purification, using the mesocosm (artificial environment), and on a large scale, doing a weekly control of a pilot plant of the same system, but in dimensions applicable to the industry. This has been achieved through an experiment where the nutrient assimilation capacity of two communities of biofilms will be evaluated and a weekly monitoring of the same system, but in a scaled-up version, introducing new variables and increasing the complexity of the system. On the other hand, the biofilm has also been subjected to phytotoxic stress, in the case of heavy metals, using the biofilm as a bioindicator to determine the dangerousness of three effluents from the mining industry, and using the mesocosm, assess the actual impact of a possible eject of these effluents into the river. To assess the danger of this impact, a second experiment was carried out and the biofilm was monitored for two weeks under the effect of these effluents. Thus, in this work we have tried to introduce the two branches that make up the degree in biological systems engineering, the branch of engineering and the branch of biology, to make the most of the training obtained during the degree. The mesocosm is the engineering tool used in this work, since it allows studying high complexity systems in laboratory conditions, being able to control and limit possible external disturbances. Biofilm has been the biological tool used in this work. These allow us to study the real impacts of heavy metals on aquatic ecosystems thanks to their high functional diversity and allow us to see what their capacities are by assimilating different nutrients.
Aquest treball final de grau té com a objectiu principal utilitzar les capacitats de les quals disposen els biofilms per realitzar diferents funcions, tals com la depuració d'aigües a mitjana escala, utilitzant el mesocosmos (simulació d'un ambient artificial), i, a gran escala, fent un control setmanal d'una planta pilot del mateix sistema, però en unes dimensions aplicables a la indústria. Això s'ha aconseguit mitjançant un experiment on s'avaluarà la capacitat d'assimilació de dues comunitats de biofilms i fent el monitoratge setmanal del mateix sistema, però en una versió escalada, introduint noves variables i augmentant-ne la complexitat del sistema. Per altra banda, el biofilm també s'ha sotmès a estressos relacionats amb la fitotoxicitat, en el cas d'estudi, metalls pesants, utilitzant el biofilm com a bioindicador per determinar la perillositat de tres efluents provinents de la indústria minera, i, utilitzant el mesocosmos, valorar quin podria ser l'impacte real d'un possible abocament d'aquests efluents en el riu. Per avaluar la perillositat d'aquest impacte, s'ha fet un segon experiment i s'ha anat monitoritzant l'estat del biofilm al llarg de dues setmanes sota l'efecte d'aquests efluents. Així doncs, en aquest treball s'ha intentat introduir les dues branques que conformen el grau en enginyeria de sistemes biològics, la branca de l'enginyeria i la branca biològica, per aprofitar al màxim la formació obtinguda durant el grau. El mesocosmos és l'eina d'enginyeria utilitzada en aquest treball, permeten estudiar sistemes d'alta complexitat en condicions de laboratori, podent controlar i limitar les possibles pertorbacions externes. El biofilm ha estat l'eina biològica emparada en aquest treball. Aquests permeten estudiar quins són els impactes reals dels metalls pesants sobre ecosistemes aquàtics gràcies a la seva alta diversitat funcional i permeten veure quines són les seves capacitats en l'assimilació de diferents nutrients.
Este trabajo final de grado tiene como objetivo principal utilizar las capacidades de las cuales disponen los biofilms para realizar diferentes funciones, tales como la depuración de aguas a media escala, utilizando el mesocosmos (ambiente artificial), y, a gran escala, haciendo un control semanal de una planta piloto del mismo sistema, pero en dimensiones aplicables a la industria. Esto se ha conseguido mediante un experimento donde se evaluará la capacidad de asimilación de nutrientes de dos comunidades de biofilms y haciendo la monitorización semanal del mismo sistema, pero en una versión escalada, introduciendo nuevas variables y aumentando la complejidad del sistema. Por otro lado, el biofilm también se ha sometido a un estrés fitotóxico, en el caso de estudio, metales pesados, utilizando el biofilm como bioindicador para determinar la peligrosidad de tres efluentes provenientes de la industria minera, y, utilizando el mesocosmos, valorar cuál podría ser el impacto real de un posible vertido de estos efluentes en el río. Para evaluar la peligrosidad de este impacto, se ha hecho un segundo experimento y se ha ido monitorizando el estado del biofilm a lo largo de dos semanas bajo el efecto de estos efluentes. Así pues, en este trabajo se ha intentado introducir las dos ramas que conforman el grado en ingeniería de sistemas biológicos, la rama de la ingeniería y la rama biológica, para aprovechar al máximo la formación obtenida durante el grado. El mesocosmos es la herramienta de ingeniería utilizada en este trabajo, ya que permite estudiar sistemas de alta complejidad en condiciones de laboratorio, pudiendo controlar y limitar las posibles perturbaciones externas. El biofilm ha sido la herramienta biológica usada en este trabajo. Estos permiten estudiar cuáles son los impactos reales de los metales pesados sobre ecosistemas acuáticos gracias a su alta diversidad funcional y permiten ver cuáles son sus capacidades por la asimilación de diferentes nutrientes.
Profesorado participante
- López-Doval, Julio Cesar