Reports de recerca
http://hdl.handle.net/2117/191015
2024-03-29T01:12:07ZActividades de modelización de emisiones y calidad del aire enfocadas al diseño de recomendaciones preliminares para la mitigación del ozono en España
http://hdl.handle.net/2117/390455
Actividades de modelización de emisiones y calidad del aire enfocadas al diseño de recomendaciones preliminares para la mitigación del ozono en España
Guevara Vilardell, Marc; Petetin, Hervé; Garatachea Solé, Roger; López Coronado, Franco Rodrigo; Oliveira, Kevin de; Enciso, Santiago; Jorba Casellas, Oriol; Pérez García-Pando, Carlos
El Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITERD) está elaborando las bases para un nuevo Plan Nacional de Ozono que aborde medidas específicas que reduzcan las concentraciones en superficie del ozono (O3) troposférico en España. En este contexto, el MITERD ha encargado al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), al Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC), al Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo (CEAM), a la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y al Instituto de Tecnología Cerámica (ITC/UJI), con la colaboración de la Universidad de Huelva (UHU) y la Universidad de Zaragoza (UZAR), la realización de una serie de trabajos relacionados con el estudio de la dinámica de formación del O3 troposférico en el territorio español planeados para un periodo de 4 años (2021 a 2024) con el objeto de proporcionar recomendaciones científicas para la elaboración del Plan Nacional de O3. En este marco, el BSC se encarga de las tareas de modelización numérica que permiten avanzar en el conocimiento de los procesos que controlan la formación de O3 y a la vez cuantificar el impacto de escenarios de reducción de emisiones de sus precursores sobre este contaminante. El presente informe presenta los resultados preliminares de los trabajos de modelización, a realizar a lo largo de los 4 años de trabajo, obtenidos durante la primera mitad del periodo de ejecución a diciembre de 2022.
2023-07-07T09:01:55ZGuevara Vilardell, MarcPetetin, HervéGaratachea Solé, RogerLópez Coronado, Franco RodrigoOliveira, Kevin deEnciso, SantiagoJorba Casellas, OriolPérez García-Pando, CarlosEl Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITERD) está elaborando las bases para un nuevo Plan Nacional de Ozono que aborde medidas específicas que reduzcan las concentraciones en superficie del ozono (O3) troposférico en España. En este contexto, el MITERD ha encargado al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), al Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC), al Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo (CEAM), a la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y al Instituto de Tecnología Cerámica (ITC/UJI), con la colaboración de la Universidad de Huelva (UHU) y la Universidad de Zaragoza (UZAR), la realización de una serie de trabajos relacionados con el estudio de la dinámica de formación del O3 troposférico en el territorio español planeados para un periodo de 4 años (2021 a 2024) con el objeto de proporcionar recomendaciones científicas para la elaboración del Plan Nacional de O3. En este marco, el BSC se encarga de las tareas de modelización numérica que permiten avanzar en el conocimiento de los procesos que controlan la formación de O3 y a la vez cuantificar el impacto de escenarios de reducción de emisiones de sus precursores sobre este contaminante. El presente informe presenta los resultados preliminares de los trabajos de modelización, a realizar a lo largo de los 4 años de trabajo, obtenidos durante la primera mitad del periodo de ejecución a diciembre de 2022.Actividades de estimación de emisiones especiadas de COVNM enfocadas al diseño de recomendaciones preliminares para la mitigación del ozono en España
http://hdl.handle.net/2117/390453
Actividades de estimación de emisiones especiadas de COVNM enfocadas al diseño de recomendaciones preliminares para la mitigación del ozono en España
Guevara Vilardell, Marc; Petetin, Hervé; Garatachea Solé, Roger; López Coronado, Franco Rodrigo; Oliveira, Kevin de; Enciso, Santiago; Jorba Casellas, Oriol; Pérez García-Pando, Carlos; Querol Carceller, Xavier
La contaminación por ozono (O3) es un problema persistente en muchas regiones de España, por lo que comprender las emisiones y tendencias de los precursores de O3 es fundamental para diseñar estrategias de control eficaces. En este trabajo estimamos el impacto de las especies de compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM) sobre el potencial máximo de formación de O3 (PMFO) utilizando el método del incremento máximo de reactividad (MIR). Para ello, desarrollamos un inventario de emisiones de COVNM especiados para España para el año 2019, combinando el inventario de emisiones nacional elaborado por el MITERD con perfiles de especiación químicos. Posteriormente, asignamos a cada especie de COVNM individual su correpondiente MIR, lo que nos permite estimar su valor de PMFO. Como resultado de estos dos pasos se obtiene la contribución de cada especie de COVNM individual (más de 900) y fuente de emisión (153 actividades) al total de PMFO en España y por comunidad autónoma (CCAA). El presente estudio analiza también las proyecciones de emisiones para 2030 para cuantificar el impacto esperado de las medidas incluidas en el Programa Nacional de Control de la Contaminación Atmosférica (PNCCA) y el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) sobre los futuros niveles del PMFO.
2023-07-07T08:42:19ZGuevara Vilardell, MarcPetetin, HervéGaratachea Solé, RogerLópez Coronado, Franco RodrigoOliveira, Kevin deEnciso, SantiagoJorba Casellas, OriolPérez García-Pando, CarlosQuerol Carceller, XavierLa contaminación por ozono (O3) es un problema persistente en muchas regiones de España, por lo que comprender las emisiones y tendencias de los precursores de O3 es fundamental para diseñar estrategias de control eficaces. En este trabajo estimamos el impacto de las especies de compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM) sobre el potencial máximo de formación de O3 (PMFO) utilizando el método del incremento máximo de reactividad (MIR). Para ello, desarrollamos un inventario de emisiones de COVNM especiados para España para el año 2019, combinando el inventario de emisiones nacional elaborado por el MITERD con perfiles de especiación químicos. Posteriormente, asignamos a cada especie de COVNM individual su correpondiente MIR, lo que nos permite estimar su valor de PMFO. Como resultado de estos dos pasos se obtiene la contribución de cada especie de COVNM individual (más de 900) y fuente de emisión (153 actividades) al total de PMFO en España y por comunidad autónoma (CCAA). El presente estudio analiza también las proyecciones de emisiones para 2030 para cuantificar el impacto esperado de las medidas incluidas en el Programa Nacional de Control de la Contaminación Atmosférica (PNCCA) y el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) sobre los futuros niveles del PMFO.Microplastics and microfibers pollution: study of their environmental issues and evaluation of reduction alternatives
http://hdl.handle.net/2117/376938
Microplastics and microfibers pollution: study of their environmental issues and evaluation of reduction alternatives
Belzagui Elder, Francisco
The microplastics (MPs) are small fragments (length < 5 mm) of non-chemically modified and/or non-biodegradable polymers. Rough estimations point that there are between 15 to 51 trillion buoyant items of MPs in marine environments and 14 million tons in the top 9 cm of sediments of the world’s oceans.
According to the “European Chemical Agency”, chemically treated and/or nonbiodegradable textile microfibers (MFs) are a type of microplastics with a length to diameter ratio higher than 3 mm and a maximum length of 15 mm. One of the most renowned sources of MFs are those detached from every cycle of a textile article laundering. These are considered one of the most environmentally threatening pollutants as they have a continuous and cumulative entrance to the environment. Due to their small diameter they are more prone to be ingested by organisms, so high concentrations have been found in products for human consumption, as shellfish and tap water.
In this research, the microfibers’ detachment rates of finished garments were evaluated.
Results showed that MFs detachment ranges between 175 to 560 MFs/g or 30’000 to 465’000 MFs/m2 of garment. In addition, there was a high correlation between the MFs detachment and the textile article superficial density.
As there are still no accurate models to assess the MFs pollution, in this thesis a method to estimate the mass flow of MFs detached from household laundry that reaches aquatic environments was developed. The method considered the following parameters: (1) the detachment rate of microfibers from different textile garments, (2) the volume of laundry effluents, (3) the percentage of municipal water that is treated, (4) the type of used-water treatment applied, and, (5) the proportion of front- versus top-loading washing machines. In this way, 0.28 million tons of microfibers per year were estimated to reach aquatic environments. Moreover, hypothetical situations were simulated to evaluate the reduction of microfibers by modifying some parameters at different levels (consumer, government entities, and industry). It was found that depending on the implanted alternatives, microfibers that reach the aquatic environments could be reduced between 30% to 65%.
On the other hand, the current status of MFs as pollutants is reviewed, discussing possible alternatives from the manufacturing until the final disposition of MFs. There are many alternatives to reduce these pollutants but also gaps that need to be addressed.
Some viable solutions to retain them are currently on the market. However, until this thesis was over, there was no single proposal on the destination of the retained MFs.
Hence, in this research a filter has been developed to retain the MFs and a proposal to treat the retained MFs was evaluated, following the circular economy philosophy. Both processes were patented.
The developed filtering system is totally made of recycled polymers. Its performance is higher than 97% of MFs’ removal from the washers’ effluents with a replacement time for the cartridge from 30 to more than 40 washing cycles. The retained MFs are subsequently immobilized in a polymeric matrix, turning them into a composite.
Different proportions of polyester MFs were mixed with low-density polyethylene for immobilization of MFs. Results showed that the optimum composition, which improved some of the tensile mechanical properties, was 10% polyester MFs in the polymeric matrix.
Finally, other sources of MFs were studied, specifically, cigarette butts. These contains the smoked filters (SF) and unsmoked rests of tobacco. SFs are hazardous debris composed of > 15’000 strands that can be detached as MFs. Their detachment rate, acute aquatic toxicity, and the aquatic-, thermooxidative-, and photo-degradability were evaluated. It was found that SFs detach approximately 100 small MFs (< 0.2 mm) per day. About 0.3 million tons of potential MFs might be annually reaching aquatic environments from this source. A significant difference of eco-toxicity and a low degradability rate was found when MFs are present in the leachate generated by the SFs.
This implies that MFs from SFs constitute an important source of microplastics, which might partially explain the high concentration of artificial polymers found in the deep-sea sediments.
This work is the compilation of the research carried out by Ph.D. student, Francisco Belzagui Elder, during his predoctoral stage in the Environmental Engineering research group (ENMA) of the Institute of Textile Research and Industrial Cooperation of Terrassa (INTEXTER) that belong to the Polytechnic University of Catalonia (UPC).
2022-11-22T17:58:07ZBelzagui Elder, FranciscoThe microplastics (MPs) are small fragments (length < 5 mm) of non-chemically modified and/or non-biodegradable polymers. Rough estimations point that there are between 15 to 51 trillion buoyant items of MPs in marine environments and 14 million tons in the top 9 cm of sediments of the world’s oceans.
According to the “European Chemical Agency”, chemically treated and/or nonbiodegradable textile microfibers (MFs) are a type of microplastics with a length to diameter ratio higher than 3 mm and a maximum length of 15 mm. One of the most renowned sources of MFs are those detached from every cycle of a textile article laundering. These are considered one of the most environmentally threatening pollutants as they have a continuous and cumulative entrance to the environment. Due to their small diameter they are more prone to be ingested by organisms, so high concentrations have been found in products for human consumption, as shellfish and tap water.
In this research, the microfibers’ detachment rates of finished garments were evaluated.
Results showed that MFs detachment ranges between 175 to 560 MFs/g or 30’000 to 465’000 MFs/m2 of garment. In addition, there was a high correlation between the MFs detachment and the textile article superficial density.
As there are still no accurate models to assess the MFs pollution, in this thesis a method to estimate the mass flow of MFs detached from household laundry that reaches aquatic environments was developed. The method considered the following parameters: (1) the detachment rate of microfibers from different textile garments, (2) the volume of laundry effluents, (3) the percentage of municipal water that is treated, (4) the type of used-water treatment applied, and, (5) the proportion of front- versus top-loading washing machines. In this way, 0.28 million tons of microfibers per year were estimated to reach aquatic environments. Moreover, hypothetical situations were simulated to evaluate the reduction of microfibers by modifying some parameters at different levels (consumer, government entities, and industry). It was found that depending on the implanted alternatives, microfibers that reach the aquatic environments could be reduced between 30% to 65%.
On the other hand, the current status of MFs as pollutants is reviewed, discussing possible alternatives from the manufacturing until the final disposition of MFs. There are many alternatives to reduce these pollutants but also gaps that need to be addressed.
Some viable solutions to retain them are currently on the market. However, until this thesis was over, there was no single proposal on the destination of the retained MFs.
Hence, in this research a filter has been developed to retain the MFs and a proposal to treat the retained MFs was evaluated, following the circular economy philosophy. Both processes were patented.
The developed filtering system is totally made of recycled polymers. Its performance is higher than 97% of MFs’ removal from the washers’ effluents with a replacement time for the cartridge from 30 to more than 40 washing cycles. The retained MFs are subsequently immobilized in a polymeric matrix, turning them into a composite.
Different proportions of polyester MFs were mixed with low-density polyethylene for immobilization of MFs. Results showed that the optimum composition, which improved some of the tensile mechanical properties, was 10% polyester MFs in the polymeric matrix.
Finally, other sources of MFs were studied, specifically, cigarette butts. These contains the smoked filters (SF) and unsmoked rests of tobacco. SFs are hazardous debris composed of > 15’000 strands that can be detached as MFs. Their detachment rate, acute aquatic toxicity, and the aquatic-, thermooxidative-, and photo-degradability were evaluated. It was found that SFs detach approximately 100 small MFs (< 0.2 mm) per day. About 0.3 million tons of potential MFs might be annually reaching aquatic environments from this source. A significant difference of eco-toxicity and a low degradability rate was found when MFs are present in the leachate generated by the SFs.
This implies that MFs from SFs constitute an important source of microplastics, which might partially explain the high concentration of artificial polymers found in the deep-sea sediments.Assessing the added-value of near-term decadal climate information for the agricultural sector
http://hdl.handle.net/2117/347732
Assessing the added-value of near-term decadal climate information for the agricultural sector
Solaraju Murali, Balakrishnan; Gonzalez-Reviriego, Nube; Caron, Louis-Philippe; Doblas Reyes, Francisco
The study aims to explore the usage of these recent decadal predictions and illustrate the added-value of initialized predictions over non-initialized climate simulations for building a reliable climate service for agricultural needs on a multi-annual to decadal timescale.
Technical Memoranda
2021-06-22T09:33:57ZSolaraju Murali, BalakrishnanGonzalez-Reviriego, NubeCaron, Louis-PhilippeDoblas Reyes, FranciscoThe study aims to explore the usage of these recent decadal predictions and illustrate the added-value of initialized predictions over non-initialized climate simulations for building a reliable climate service for agricultural needs on a multi-annual to decadal timescale.Overview of near-term decadal climate prediction and its applications: Technical note
http://hdl.handle.net/2117/347727
Overview of near-term decadal climate prediction and its applications: Technical note
Gonzalez-Reviriego, Nube; Caron, Louis-Philippe; Solaraju Murali, Balakrishnan; Doblas Reyes, Francisco
This document provides a synthesis of the current knowledge on decadal prediction. The document is divided in three parts. The first section provides an overview of the external forcings and the slow climate oscillations that provide predictability at the decadal timescale. The second section describes the different steps of a typical decadal prediction experiment: initialization, simulation, post-processing and forecast quality assessment. That section also provides a short summary on to the level of skill currently available from decadal prediction systems. Finally, the third section provides an overview of different applications that have attempted to make use of decadal predictions, in particular in agriculture-relevant sectors. The document concludes by offering a perspective on the development of decadal prediction in the upcoming years.
Technical Memoranda
2021-06-22T09:14:59ZGonzalez-Reviriego, NubeCaron, Louis-PhilippeSolaraju Murali, BalakrishnanDoblas Reyes, FranciscoThis document provides a synthesis of the current knowledge on decadal prediction. The document is divided in three parts. The first section provides an overview of the external forcings and the slow climate oscillations that provide predictability at the decadal timescale. The second section describes the different steps of a typical decadal prediction experiment: initialization, simulation, post-processing and forecast quality assessment. That section also provides a short summary on to the level of skill currently available from decadal prediction systems. Finally, the third section provides an overview of different applications that have attempted to make use of decadal predictions, in particular in agriculture-relevant sectors. The document concludes by offering a perspective on the development of decadal prediction in the upcoming years.Low-Power Wide-Area, LoRa/LoRaWAN, para la gestión del agua en el entorno rural
http://hdl.handle.net/2117/329079
Low-Power Wide-Area, LoRa/LoRaWAN, para la gestión del agua en el entorno rural
Navarrete Jiménez, Daniel; Quispe Coica, Filimon Alejandro
El presente documento es el reporte N° 02 del proyecto de “Comunicación dedicada para la gestión y monitoreo del agua en zona altoandina de Perú (Fase 1)”. Surge como iniciativa por la falta de medición remota-insitu, deslocalización, baja cobertura de internet o de medios de comunicación limitados en entornos rurales. En consecuencia, la información no llega oportunamente a los gestores locales de agua y saneamiento. Es en ese sentido que, en esta primera fase, se hacen pruebas con sistemas de comunicación de largo alcance (LoRa) y de bajo consumo energético tanto en el campus de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y en fincas agrícolas de montaña de la provincia de Teruel, la comunidad de Fórnols de Matarranya. Los resultados y aprendizajes obtenidos han sido plasmados en este documento de manera detallada, para que cualquier alumno o técnico pueda replicarlo sin mayores inconvenientes.
El presente documento es el reporte N° 02 del proyecto de “Comunicación dedicada para la gestión y monitoreo del agua en zona altoandina de Perú (Fase 1)”. Surge como iniciativa por la falta de medición remota-insitu, deslocalización, baja cobertura de internet o de medios de comunicación limitados en entornos rurales.
2020-09-22T08:31:00ZNavarrete Jiménez, DanielQuispe Coica, Filimon AlejandroEl presente documento es el reporte N° 02 del proyecto de “Comunicación dedicada para la gestión y monitoreo del agua en zona altoandina de Perú (Fase 1)”. Surge como iniciativa por la falta de medición remota-insitu, deslocalización, baja cobertura de internet o de medios de comunicación limitados en entornos rurales. En consecuencia, la información no llega oportunamente a los gestores locales de agua y saneamiento. Es en ese sentido que, en esta primera fase, se hacen pruebas con sistemas de comunicación de largo alcance (LoRa) y de bajo consumo energético tanto en el campus de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y en fincas agrícolas de montaña de la provincia de Teruel, la comunidad de Fórnols de Matarranya. Los resultados y aprendizajes obtenidos han sido plasmados en este documento de manera detallada, para que cualquier alumno o técnico pueda replicarlo sin mayores inconvenientes.Sistema de comunicación de largo alcance (LoRa), para la gestión y el monitoreo del agua en comunidades rurales altoandinas de Huancavelica, Perú
http://hdl.handle.net/2117/191014
Sistema de comunicación de largo alcance (LoRa), para la gestión y el monitoreo del agua en comunidades rurales altoandinas de Huancavelica, Perú
Auladell i Parellada, Pol; Font Salat, Pau; Navarrete Jiménez, Daniel; Sánchez Espunyes, Anna; Quispe Coica, Filimon Alejandro
Este informe técnico es el resultado del proyecto de cooperación titulada “Comunicación dedicada para la gestión y monitoreo del agua en zona altoandina de Perú (Fase 1)”. Surge como iniciativa, debido la falta de medición remota-insitu, deslocalización, baja cobertura de internet o cobertura limitada de los medios en algunas comunidades rurales en Huancavelica. Como resultado, la información no llega a los administradores locales de agua y saneamiento de manera oportuna. Es en este sentido que en esta primera fase se realizan pruebas con sistemas de comunicación de largo alcance (LoRa) tanto en el campus de la Universidad Nacional de Huancavelica como en las comunidades rurales de Huancavelica. Por lo tanto, en este documento encontrará información detallada sobre los procedimientos realizados para lograr la conectividad entre los sistemas de comunicación LoRa con Raspberry Pi y Gateway.
Report 01, del proyecto “Comunicación dedicada para la gestión y monitoreo del agua en zona altoandina de Perú (Fase 1)”, realizada entre la Universitat Politècnica de Catalunya y la Universidad Nacional de Huancavelica.
2020-06-18T07:47:13ZAuladell i Parellada, PolFont Salat, PauNavarrete Jiménez, DanielSánchez Espunyes, AnnaQuispe Coica, Filimon AlejandroEste informe técnico es el resultado del proyecto de cooperación titulada “Comunicación dedicada para la gestión y monitoreo del agua en zona altoandina de Perú (Fase 1)”. Surge como iniciativa, debido la falta de medición remota-insitu, deslocalización, baja cobertura de internet o cobertura limitada de los medios en algunas comunidades rurales en Huancavelica. Como resultado, la información no llega a los administradores locales de agua y saneamiento de manera oportuna. Es en este sentido que en esta primera fase se realizan pruebas con sistemas de comunicación de largo alcance (LoRa) tanto en el campus de la Universidad Nacional de Huancavelica como en las comunidades rurales de Huancavelica. Por lo tanto, en este documento encontrará información detallada sobre los procedimientos realizados para lograr la conectividad entre los sistemas de comunicación LoRa con Raspberry Pi y Gateway.