Máster en Ingeniería Ambiental

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Estudio de la evolución de la contaminación atmosférica por partículas en la ciudad de Huelva
(2024) Márquez Portillo, Alejandro; Usero García, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Según la Ley 34/2007, de 15 de noviembre, de calidad del aire y protección de la atmosfera se define contaminación atmosférica como la presencia en la atmósfera de materias, sustancias o formas de energía que impliquen molestia grave, riesgo o daño para la seguridad o la salud de las personas, el medio ambiente y demás de cualquier naturaleza. En este Trabajo de Fin de Máster realiza un análisis de la calidad del aire de la ciudad de Huelva (2019 – 2023), centrándose en las partículas atmosféricas (PM10 y PM2.5). Se ha estudiado la evolución de la contaminación atmosférica y el cumplimiento de la ley vigente. El estudio ha sido posible gracias a los datos proporcionados por la Consejería de Agricultura, Ganadería, Pesca y Desarrollo Sostenible de la Junta de Andalucía. Se han seleccionado a las partículas PM10 y PM2.5 porque pueden ocasionar graves efectos en el medio ambiente y, sobre la salud poblacional y su prevalencia en zonas industriales. A escasos kilómetros de distancia de Huelva, se encuentra el Polo Químico de la ciudad Huelva, una de las concentraciones industriales más grandes y relevantes de España. Las partículas atmosféricas son un indicador de emisiones directas y difusas (incluyendo las emisiones industriales y tráfico vehicular) así como de procesos naturales, tales como el polvo levantado por el viento o las emisiones volcánicas. La ciudad de Huelva es receptora de partículas procedente de masas de aire que llegan desde el norte de África, las cuales llegan con una alta carga de partículas de los desiertos del Sahara. Se ha estudiado la implicación de las intrusiones de polvo en el deterioro de la calidad del aire y por tanto como estas influyen en el cumplimiento de la normativa vigente. Aplicando una serie de procedimientos, es posible descontar estas intrusiones de polvo y diferenciar si la superación de los límites establecidos es por causa antropogénica o está agravada por estas fuentes naturales. Por otro lado, recopilando información de la estación meteorológica más próximas (Gibraleón – Manzorrales) se han determinado las condiciones atmosféricas de dirección de viento predominantes. Esto es de gran importancia en la ciudad de Huelva ya que a escasos kilómetros se localiza la actividad industrial del Polo Químico de Huelva. Con un estudio detallado de la dirección del viento es posible determinar la procedencia del material particulado, explicando así eventos donde la concentración de PM10 o PM2.5 ha superado a los límites establecidos. Este Trabajo Fin de Máster se ha estructurado en nueve capítulos. Una vez finalizado este resumen, en el capítulo dos se indican los objetivos de este trabajo, en el tercer capítulo se introducen conceptos básicos como las propiedades fundamentales de la atmósfera y la contaminación atmosférica, donde se estudia la afección de los contaminantes, caracterización de estos, dispersión en la atmósfera y modelos para predecirlo. También se describe la concepción de calidad del aire en España, las competencias y administraciones responsables. En estos apartados se indican los objetivos e índices de calidad así como la zonificación de la calidad del aire en Andalucía. Finalmente, se describen las redes de vigilancia y control de la calidad, la clasificación de las estaciones, métodos de análisis y las herramientas que se utilizan para esta evaluación. En el capítulo cuatro se describe el área objeto de estudio. Se hace de una breve descripción de la ubicación de la ciudad de Huelva, un estudio socioeconómico y climatológico (temperatura, precipitación y dirección - velocidad del viento). En el capítulo cinco, se describen los datos que han servido de base para el estudio, así como los programas informáticos utilizados. Además se expone la metodología de trabajo que se ha seguido. Los resultados y la correspondiente discusión sobre la calidad del aire y la contaminación atmosférica se redactan en el capítulo seis. En el séptimo capítulo se presentan las conclusiones del Trabajo Fin de Máster. Por último, los capítulos octavo y noveno corresponden a bibliografía empleada y los anexos.
Comparación de sistemas de producción de hidrógeno mediante Steam Reforming, electrolizador tipo alcalino y electrolizador tipo PEM
(2024) Juliana Hoyos, Lina; Alonso-Fariñas, Bernabé; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Este trabajo compara la producción de hidrógeno gris (reformado de gas natural) con la producción de hidrógeno verde (electrólisis del agua), modelando sistemas a una escala representativa de una economía de hidrógeno, para evaluar la viabilidad y el impacto ambiental de la transición a gran escala. Se ha seguido la metodologia ISO 14044 siguiendo el flujo iterativo definicion de objetivo y alcance, análisis de inventario evaluación de impacto e interpretación. Se usó sofware simapro y base de datos Ecoinvent 3.10. La unidad funcional seleccionada ha sido 1 kg de H2 en puerta de planta en condiciones aptas para el transporte y con caracteristicas para ser usado en celdas de combustible. Se asumió una contribución marginal de los bienes de capital al impacto ambiental global, centrando el análisis en la fase de uso/operación de las instalaciones para la producción de hidrógeno. Sin embargo, para los electrolizadores, se incluyó la fase de fabricación, considerando el impacto de los metales preciosos y catalizadores, especialmente en los dispositivos PEM (Proton Exchange Membrane). Los resultados muestran que la tecnología PEM tiene los menores impactos en las categorías de calentamiento global, ecotoxicidad y consumo de agua, destacándose por su diseño compacto y la eliminación de la etapa de purificación debido a la alta pureza del hidrógeno alcanzada en la celda PEM. Las principales limitaciones enfrentadas se debieron a la calidad de datos en etapas como la compresión, lo cual limitó la precisión de la comparación en esta etapa. Los datos de consumo de agua y energía son especialmente sensibles ya que son determinantes en la mayoría de las categorías de impacto evaluadas, por lo que deberían de tomarse una muestra de datos para una evaluación más rigurosa.
Compensación con Captura de CO₂ mediante Material Vegetal: Análisis en el Marco de la Evaluación Ambiental
(2024) Comino del Río, Beatriz; Romero González, Eladio Martín; Fernández Baco, Custodia; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Este Trabajo de Fin de Máster aborda el uso del material vegetal como una herramienta para la captura de CO₂ como medida de compensación en el marco de la Ley 21/2013, de 9 de diciembre, de Evaluación Ambiental en España. El trabajo parte de la hipótesis de que es posible optimizar la captura de CO₂ mediante la revegetación y reforestación, convirtiéndolas en una medida compensatoria viable y efectiva en proyectos, planes y programas que se encuentran bajo esta normativa. El estudio diferencia los cuatro tipos principales de captura de carbono: captura gris, que se enfoca en la captura industrial; captura verde, que utiliza el proceso biológico de fotosíntesis en ecosistemas terrestres para almacenar carbono en la biomasa de las plantas; captura azul, que aboga por la captura en ecosistemas acuáticos; y captura directa del aire (DAC), tecnología emergente para eliminar CO2. El análisis se centra en la captura verde, valorando su potencial como sumidero de carbono, ya que, mediante el proceso de fotosíntesis, las plantas absorben el CO₂ atmosférico y lo almacenan en sus tejidos. La propuesta se concentra en el ecosistema del monte mediterráneo, planteando una selección de especies autóctonas como las del género, adaptadas al clima seco de esta región y con capacidad de secuestro de carbono. A través de este enfoque, el estudio muestra cómo la revegetación y reforestación estratégica pueden contribuir a la captura de CO₂, al tiempo que se potencia la restauración de la biodiversidad, la protección del suelo contra la erosión y la resiliencia del ecosistema ante el cambio climático. También se discuten aspectos metodológicos para la implementación, considerando criterios de selección de especies y prácticas de manejo sostenible de la vegetación. El trabajo plantea además la necesidad de incentivos económicos, como los créditos de carbono, que promuevan la adopción de esta estrategia entre los promotores de proyectos. Estos incentivos pueden hacer que la captura de carbono con material vegetal sea una solución ambiental y económicamente viable dentro del marco de la Ley de Evaluación Ambiental, ayudando a los sectores público y privado a cumplir con los objetivos de neutralidad de carbono establecidos en el Acuerdo de París y adoptados por España para el año 2050. Enfatizando la importancia del monitoreo y gestión de las áreas revegetadas, con el fin de garantizar la estabilidad del carbono almacenado y evitar la liberación del CO₂ secuestrado en eventos de degradación de la vegetación, se concluye que esta estrategia puede desempeñar un papel fundamental en la mitigación del cambio climático.
Estudio de la contaminación y movilidad por metales en los sedimentos de la ría de Huelva y el entorno de su desembocadura
(2024) Mateo Ramírez, Ana María; Usero García, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
En este Trabajo Fin de Máster se ha estudiado la contaminación por metales y su movilidad en los sedimentos acuáticos de la ría de Huelva (formada por los estuarios de los ríos Tinto y Odiel y el canal en el que desembocan ambos ríos, denominado Canal del Padre Santo) y del litoral de Huelva (en el entorno de la desembocadura de la ría, en el océano Atlántico). Los dos ríos que desembocan en la ría de Huelva atraviesan una zona muy enriquecida en metales (denominada Cinturón Pirítico Ibérico) por lo que sus aguas y sedimentos están muy contaminadas por metales. En el entorno de esta zona también se vierten las aguas de grandes poblaciones, como la ciudad de Huelva, y recibe los vertidos de importantes factorías industriales. En este estudio se han seleccionado un total de 15 puntos de toma de muestra de sedimentos, de los cuales 11 se situaron en la ría de Huelva (3 en el estuario del río Tinto, 5 en el estuario del Odiel y 3 en el Canal del Padre Santo) y 4 en el litoral de Huelva. En las muestras de sedimentos se analizaron las concentraciones totales de: Fe, Zn, Cu, Cd, Ni y Cr y se emplearon dos métodos de extracciones secuenciales (BCR y Tessier) para determinar la movilidad de estos metales desde los sedimentos hasta la columna de agua. Las concentraciones de metales en los sedimentos de la ría de Huelva y, en menor medida en el litoral de Huelva, son considerablemente elevadas, en comparación con los valores de fondo y los principales criterios de calidad de los sedimentos. El Fe es el metal más abundante en los sedimentos de todas las muestras, seguido del Cu y del Zn. Por el contrario, el Cd es el metal que presenta las menores concentraciones en los sedimentos de todas las muestras, seguido del Ni y del Cr. Los resultados obtenidos mediante los dos métodos de extracciones secuenciales estudiados (BCR y Tessier) muestran patrones similares de movilidad, para la mayoría de los metales, aunque mediante el método de Tessier se suelen obtener menores porcentajes de movilización que con el método de la BCR. Las extracciones secuenciales de metales en los sedimentos indican que el Cd es el metal que presenta un mayor porcentaje medio de movilidad y, por lo tanto, es el más biodisponible, le siguen el Cu y el Zn. Los metales con los menores porcentajes medios de movilidad son, por este orden, el Fe y el Cr.
Estudio técnico-económico para la mejora energética y ambiental del proceso de producción de acero en horno de arco eléctrico
(2024) Aguilar Leija, Diego Iván; Ronda Gálvez, Alicia; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
La producción de acero bruto mundial fue de 1.885 millones de toneladas en 2022, lo que representó la generación del 10% (3,7 gigatoneladas) de las emisiones de CO2 producidas en el planeta. El proceso de producción del acero puede ser hecho en un alto horno acería al oxígeno (Blast Furnace Basic Oxygen Furnace, BF BOF) o en un horno de arco eléctrico (Electric Arc Furnace, EAF). Los hornos de arco eléctrico reciclan la chatarra férrica para utilizarla como materia prima y tiene un menor impacto ambiental que la ruta integral para la producción de acero. El estudio que se presenta en este trabajo fin de máster describe la situación mundial de la industria siderúrgica, haciendo énfasis en el panorama actual de la Unión Europea. Los esfuerzos mundiales para conseguir los objetivos climáticos y el trabajo de la Unión Europea para lograr sus propios objetivos para 2030 y 2050 requieren que la industria del acero se descarbonice, entre otras medidas. En este contexto impulsar la producción de acero por la vía de los hornos de arco eléctrico puede significar un gran beneficio para la reducción de emisiones de CO2 y los esfuerzos orientados al cambio climático. Es por ello que este trabajo se centra en la optimización de aspectos energéticos y ambientales del proceso de producción de acero en hornos de arco eléctrico. Los objetivos de este estudio implican analizar el proceso general llevado a cabo en una siderúrgica de la ruta eléctrica, identificar los flujos de materiales y energía del proceso, realizar propuestas de mejora energética y ambiental, con el fin de seleccionar y analizar una de las propuestas hechas mediante un estudio técnico económico. La propuesta seleccionada permitirá conocer las contribuciones que ofrece en términos ambientales y la factibilidad económica de su implementación a través del análisis de costos y beneficios. La propuesta elegida es la instalación de un sistema fotovoltaico en una planta siderúrgica mediante el aprovechamiento del espacio disponible en el techo de la instalación. Esta propuesta se realiza tomando las características particulares de producción y dimensión de la planta industrial de la empresa Siderúrgica Sevillana S.A., la cual produce acero en hornos de arco eléctrico. Los resultados muestran una reducción anual del 9,2% (7.842 toneladas métricas) de las emisiones indirectas de CO2, una inversión inicial importante de 12.578.800 euros, pero una recuperación de la misma a los 4 años para un tiempo de vida útil del sistema de 25 años.
Diseño y puesta en macha de la implantación de la recogida de residuos orgánicos en la Mancomunidad la Vega (Sevilla)
(2023) Villalba Llerena, Isabel; Villegas Sánchez, Rosario; Villa Rubio, Raúl; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
En este Trabajo Fin de Máster se exponen las diferentes alternativas para la gestión de residuos doméstico que existen en España, para posteriormente, presentar una posible ruta de recogida de residuos orgánicos en los municipios de la Mancomunidad de Servicios La Vega (Sevilla). Solo se centra en los residuos orgánicos pues es en estos residuos donde se deben concentrar los esfuerzos por parte de todos para cumplir con los objetivos marcados por la Unión Europea. En primer lugar, se ha realizado una búsqueda bibliográfica de la normativa aplicable, así como las alternativas en gestión de residuos. En este último apartado, se abarca desde una visión más global, tipos de gestión y tipos de recogidas, hasta un punto más detallado al hablar de las consideraciones que se han tenido en cuenta para poder establecer una ruta de recogida, como son la tasa de generación, capacidad contenedores, disposición y tipología de contenedores. Para poder llevar a cabo este estudio, se ha recurrido a herramientas SIG, en concreto se ha hecho uso de QGIS, por ser un software libre. Con ella, se ha establecido la ubicación de cada contenedor, la ruta óptima de recogida dentro del propio municipio, el área de servicio que ejerce cada contenedor, así como la ruta de recogida de la propia mancomunidad.
Estudio técnico-económico inicial de usos industriales de la biomasa procedente de especies vegetales invasoras
(2023) Lokazyuk, Polina; Villegas Sánchez, Rosario; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Este trabajo de fin de máster “Análisis preliminar del aprovechamiento de la biomasa procedente de las especies vegetales invasoras locales" tiene como objetivo principal analizar la viabilidad técnica, económica y social del aprovechamiento de la biomasa de especies vegetales invasoras locales como una alternativa sostenible para la gestión de residuos vegetales. En este trabajo se realizará una evaluación detallada de las características físicas, químicas y nutricionales de las especies vegetales invasoras seleccionadas, y se analizará su potencial para ser utilizadas como materia prima para la producción de diferentes productos como biocombustibles, bioplásticos, productos químicos o alimenticios y materiales de construcción. Asimismo, se llevará a cabo una evaluación técnica y económica de las diferentes tecnologías disponibles para la transformación de la biomasa de especies vegetales invasoras, considerando aspectos como la eficiencia del proceso, los costes de inversión y operación, los impactos ambientales y sociales, y la viabilidad financiera. En base a los resultados obtenidos, se realizará una evaluación integral de la viabilidad técnica y económica del aprovechamiento de la biomasa de especies vegetales seleccionadas, y se identificarán las principales oportunidades y desafíos asociados a su implementación a escala comercial. En definitiva, este trabajo de fin de máster busca contribuir al desarrollo de soluciones sostenibles para la gestión de residuos vegetales, fomentando la valorización de recursos locales y la reducción de los impactos ambientales asociados a la eliminación de las especies vegetales invasoras.
Análisis de los métodos de asignación en sistemas de reciclaje. Aplicación a estudios ACV
(2023) Luque Calvo, Ana María; Muñoz Marín, Encarni; Arroyo Torralvo, Fátima; Vilches Arenas, Luis Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
A día hoy es conocida la importancia de reducir las emisiones en el ciclo de vida de un producto/ organización, no solo por el cuidado del medio ambiente, sino también por la legislación europea acerca de las emisiones y por la visión pública de la empresa, ya que la sociedad cada día es más consciente del cambio climático y como reducir el impacto ambiental y busca que los productos que utiliza sean de calidad, pero también que sean de bajo impacto ambiental. Muchas empresas recurren al análisis de ciclo de vida para estudiar diferentes impactos ambientales que se pueden generar en cada una de las etapas del ciclo de vida de un producto determinado. Sin embargo, a la hora de realizar un análisis de ciclo de vida hay que tomar numerosas decisiones, como elegir la metodología de asignación de emisiones más correcta, qué metodología utilizar para evaluar los impactos, qué software utilizar, qué indicadores ambientales elegir… Como se puede ver son numerosas decisiones sin apenas haber comenzado a realizar los cálculos, pero el elegir una opción u otra es decisivo para el resultado obtenido. Y esta situación es la que ha dado lugar al objetivo de este proyecto en donde se ha documentado los diferentes métodos de asignación para el reciclaje en normas y documentos de orientación del ciclo de vida de los productos, y se han evaluado tres métodos el Consecuencial, APOS y Cut-off. Se ha buscado comprender, comparar y evaluar los distintos métodos de asignación y así posicionarse sobre qué método sería mejor opción para el cartón ondulado reciclado en distintas situaciones, ya sea la toma de decisiones internas, comunicaciones externas. Para el estudio se ha utilizado la herramienta de SimaPro con la base de datos de Ecoinvent aplicando la metodología para evaluar impactos de la Huella Ambiental 3.1, y se han utilizado las categorías ambientales del cambio climático cuyas unidades de medida son kg de CO2eq y uso del agua que se mide por m3eq de privación de agua. Una vez hecho el estudio se concluye que no se puede decir que un método sea mejor que otro, debido a que todos los métodos estudiados de forma general son difíciles de entender y poco transparentes. Además, tienen opciones de valor, es decir, al procederse de distinta forma se obtienen resultados distintos y en consecuencia distintas conclusiones. Todo va a depender de cuál sea el fin del estudio del análisis de ciclo de vida del producto y los criterios a tener en cuenta, ya que, si se busca que se incentive el reciclaje o utilizar material reciclado, tanto la metodología APOS como Cut-off serían buena opción, aunque en el primero hay que tener en cuenta que se dividen las cargas entre quien produce el residuo y quien lo utiliza como materia prima, dando lugar a que las emisiones del material reciclado sean ligeramente superiores. Por otro lado, si se busca saber cuál sería la mejor opción a nivel ambiental, es decir, tiene menos contribución a las categorías de impacto evaluadas, cambio climático y uso de agua, para este caso estudiado seria la metodología Cut-Off pues es donde se han tenido valores más bajos para las categorías ambientales estudiadas. Sin embargo, si el objetivo es estudiar cómo mejorar el proceso, ver donde se producen más emisiones, la metodología Consecuencial puede resultar mucho más interesante, aunque la recopilación de información es mucho más extensa al tener muchas más etapas. la principal conclusión obtenida es que ninguna opción es mejor o peor, todo depende del objetivo del estudio; no obstante, es importante tener en cuenta que en cualquier metodología que se emplee, por el simple hecho de hacer una toma de decisores distinta a la realizada en el proyecto, el resultado puede cambiar ya que tienen opciones de valor.
Huella de carbono en organizaciones industriales en España: determinación del alcance 3
(2022) García Castillo, Alfonso; Alonso-Fariñas, Bernabé; Vidal Barrero, Fernando; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
El presente Trabajo de Fin de Máster tiene como objetivo valorar la consideración del carácter obligatorio del alcance 3 de la Huella de Carbono en el “Registro de la Huella de Carbono, compensación y proyectos de absorción de dióxido de carbono” del Ministerio para la Transición Ecológica y Reto Demográfico respecto del carácter voluntario actual. Para ello, se elaboran dos muestras de diez organizaciones empresariales que representen el panorama nacional industrial siguiendo los principios del desarrollo sostenible (sostenibilidad económica, ambiental y social) y que hagan público su informe de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) a través de algunos medios oficiales corporativos. La primera muestra contiene organizaciones que hacen un análisis profundo del alcance 3, mientras que los elementos de la muestra 2 son organizaciones similares a cada uno de los elementos contenidos en la muestra 1, pero la consideración de este alcance en estas organizaciones es muy escasa o inexistente. Posteriormente, se hace un análisis del alcance 3 en cada uno de los pares formados para, posteriormente a través de un factor comparativo entre ambas, llevar a cabo una extrapolación de los impactos de las categorías calculadas en las organizaciones de la muestra 1 que no estén presentes en los informes de las organizaciones de la muestra 2. Con el sumatorio de todos estos impactos no declarados, podremos hacernos una idea del potencial de emisiones que se dejan de contabilizar si no se hace un correcto análisis del alcance 3 en los informes de emisiones de GEI. También se estudiarán las categorías que más veces aparecen en los informes con el objetivo de proponer una serie de categorías susceptibles de ser calculadas por todas las organizaciones por aludir a aspectos comunes y frecuentes, y también se hará lo propio con categorías específicas para cada actividad empresarial.
Diseño básico y análisis económico del proceso de reciclaje químico de plásticos mediante procesos separación con disolventes
(2022) Slythe, Javier; Arjona Antolín, Ricardo; Sanz Yagüe, Juan Luis; Lineros, Ana Marina; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
El estudio realizado permitió analizar el desempeño tanto técnico como económico y financiero de una planta de reciclaje químico utilizando técnicas de purificación basado en solventes, para un plástico específico de envoltorio tipo film. Para ello se realizó un estudio del tipo/s de plástico que componen este envoltorio tipo film para luego analizar las diferentes técnicas asociadas a su reciclaje. Se amplió el análisis escogiendo dos técnicas que hoy en día se encuentran en escala laboratorio, escalándolas y realizando una comparativa técnica realizando un diseño básico con su correspondiente diagrama de flujo. Luego, verificando que técnica y operativamente estas técnicas poseen condiciones similares, se extendió el análisis aplicando indicadores económicos y financieros para lograr una conclusión amplificada y lograr un corolario más acertado. Por último, se analizaron diferentes criterios del plan de acción de Economía Circular de la Unión Europea con el fin de conocer cuáles de estos se encuentran alineados con nuestro proyecto, y los beneficios asociados que esto trae aparejado.
Modelización de accidentes en una refinería de Tarragona usando ALOHA
(2022) León Sierra, Andrea; Leiva Fernández, Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
El presente Trabajo Fin de Máster se basa en la modelización de los distintos accidentes que podrían producirse en una industria química, en concreto en la Refinería de Repsol ubicada en La Pobla de Mafumet, Tarragona. Se llevará a cabo una descripción tanto de la ubicación, instalaciones y condiciones meteorológicas… así como de las sustancias con las que se trabaja en dicha industria y que justifican la aplicación del RD 840/2015 de accidentes graves. Debido a esto, resulta necesario estudiar los posibles accidentes que pueden darse en la planta, a través de modelizaciones. Estas modelizaciones se realizarán empleando dos softwares: ALOHA y Google Earth. A lo largo del documento se detallará como realizar cada modelización. Los principales accidentes que se van a estudiar en serían: o Nube tóxica sin inversión térmica. o Nube tóxica con inversión térmica. o Jet Fire. o BLEVE. Para estos accidentes se determinarán las zonas de planificación y en el caso de la nube tóxica también las zonas de efecto dominó.
Sostenibilidad de la generación y gestión de residuos: Estudio de la situación en la ETSI de Sevilla
(2022) Jurado Villarán, Pablo; García Haro, Pedro; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
En este Trabajo de Fin de Máster se desarrollan una serie de medidas destinadas a mejorar el actual sistema de gestión de residuos de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla (ETSI). En primer lugar, se ha analizado el contexto socioeconómico de la gestión de residuos a nivel europeo, nacional, autonómico y local; con el objetivo de conocer los mecanismos y estrategias disponibles para alcanzar un modelo más sostenible para la sociedad actual y del futuro cercano. Además, se han estudiado las experiencias previas de otros centros universitarios que trataron de mejorar su sistema de gestión de residuos, todo ello con el fin de poder aprender de éstas y tenerlas en cuenta a la hora de elaborar las propuestas de mejora presentadas en este TFM. Posteriormente, se llevaron a cabo dos estudios con el objetivo de conocer la situación actual de la gestión de residuos en la ETSI: por un lado, la identificación y localización de todos los contenedores de las zonas comunes de la ETSI, tanto en el Edificio Principal (Edificio Plaza de América), como de los Talleres y Laboratorios; por otro, una encuesta que se difundió entre la comunidad universitaria de la ETSI, con el objetivo de conocer sus hábitos de reciclaje y su opinión del sistema actual de gestión de residuos en la Escuela. Finalmente, teniendo en cuenta toda la información recopilada hasta ese momento, se elaboraron las propuestas de mejora, presentadas como memorias técnico-económicas, siendo un total de siete. Como estudio final, en una segunda encuesta en la que se preguntó a la comunidad universitaria su opinión sobre estas medidas, se identificó como más prioritarias las siguientes: “Promover que desde la Universidad se le den instrucciones específicas de reciclaje a la empresa concesionaria de la limpieza” e “Indicar de forma más clara el contenido que debe depositarse en cada contenedor”, lo cual coincide con la prioridad indicada en este TFM.
Procedimiento de obtención de la Autorización Ambiental Integrada para una planta de biodiésel en Andalucía
(2022) Rueda Maíllo, Francisco José; Romero González, Eladio Martín; Fernández Baco, Custodia; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Desde el punto de vista ambiental, son varios los procedimientos a los que se puede someter una actuación antes de su fase constructiva. Dependiendo del fin último de la instalación, las autorizaciones ambientales que le sean de aplicación variarán. El presente trabajo se centra en la tramitación necesaria para la obtención de la Autorización Ambiental Integrada exigida para construir una planta de producción de biodiésel en la Comunidad Autonómica Andaluza. Para ello, se ha llevado a cabo una investigación exhaustiva de la documentación y plazos administrativos que el promotor deberá tener en cuenta para llevar a cabo la actuación de manera satisfactoria. Por otro lado, también se expone un caso real de solicitud de modificación no sustancial de la AAI concedida a una planta de producción de biocombustibles que opera en Andalucía.
Actualización de los procedimientos de control de calidad de un laboratorio de análisis químicos
(2022) Kohli, María Emilia; Usero García, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
El Laboratorio del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental (DIQA) de la Universidad de Sevilla, está acreditado, desde el año 2002, por ENAC (Entidad Nacional de Acreditación) según la norma UNE-EN-ISO-17025, para la toma de muestra y análisis fisicoquímicos en aguas (residual, marina y continental). Según la norma anteriormente citada, los laboratorios acreditados deben mantener actualizados sus procedimientos, que deberán ser modificados, en el caso en el que lo requieran: auditorías (tanto internas como externas), sugerencias de mejoras, reclamaciones de clientes, etc. En este Trabajo de Fin de Máster (TFM), se realiza una actualización de los Procedimientos del Laboratorio del DIQA susceptibles de mejora, tomando de referencia el informe de revisión de la última auditoría externa realizada por ENAC en Febrero del año 2021, y las Sugerencias de Mejora por parte del personal del Laboratorio, recopiladas en lo que va del año 2022. En la auditoría de re-evaluación del Laboratorio antes mencionada, se encontraron 6 No conformidades Menores, surgiendo así una necesidad de revisión de los procedimientos asociados a las desviaciones detectadas. A esto, se sumaron a los documentos a revisar 4 Procedimientos, vinculados a 4 Sugerencias de Mejora por parte del personal. En este TFM también se contextualiza al Laboratorio, se explica su estructura, su Sistema de Gestión de la Calidad, y como se vincula con la acreditación ENAC.
Análisis de ciclo de vida comparativo entre la deposición en vertedero y el tratamiento biológico mediante digestión anaerobia de residuos de frutas y verduras generados en mercados abiertos
(2021) Jiménez Páez, Elena; Alonso-Fariñas, Bernabé; Trujillo Reyes, Ángeles; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
El aumento de la población mundial, junto con el crecimiento del consumo per cápita, ha venido acompañado de un gran incremento de la producción de frutas y verduras que, según los datos estadísticos de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, alcanzó en 2019 una producción mundial de más de 2.000 millones de toneladas, de las cuales entorno a un 13 % fueron producidas en el conjunto de países que forman la Cuenca Mediterránea. De esta producción de frutas y verduras, se desperdicia anualmente un 60% de productos hortícolas convirtiéndose por tanto en residuos de frutas y verduras (FVW fruit vegetables waste en inglés). En la actualidad, los métodos más comunes para la gestión de residuos alimentarios son la incineración y el depósito en vertederos. Estas alternativas presentan algunos inconvenientes, como la emisión de gases y el cúmulo de biomasa, ya que una vez depositado el residuo puede provocar la contaminación del suelo o lixiviación, y la ocupación del terreno. Debido a que la producción de residuos continúa creciendo de forma exponencial y para evitar su depósito en el vertedero, se han modificado las leyes con respecto a la acumulación y gestión de los residuos. Por este motivo surge el tratamiento de los residuos alimentarios (bioresiduos) mediante digestión anaerobia, ya que de esta forma se puede obtener un combustible de origen biogénico (biogás), y producir energía eléctrica y térmica. El presente trabajo se ha desarrollado en el marco del proyecto europeo “Employing Circular Economy Approach for OFMSW Management within the Mediterranean Countries (CEOMED)”. Dicho proyecto propone diseñar nuevos planes de gestión para los residuos de frutas y verduras generados en los mercados mayoristas de las ciudades de Amán y Sfax. El objetivo principal de este trabajo se centra en la realización de un Análisis de Ciclo de Vida comparativo con el fin de identificar y comparar los impactos ambientales del sistema utilizado actualmente por el mercado mayorista de la ciudad de Amán (Jordania) para la gestión y el tratamiento de los residuos de frutas y verduras generados, frente a una nueva alternativa que se propone para el tratamiento de éstos mediante la aplicación del proceso de digestión anaerobia. Según los resultados obtenidos, tras llevar a cabo el análisis comparativo, el Sistema 2 tendría menor impacto ambiental que el Sistema 1. Con la alternativa propuesta, se evitaría el transporte de los residuos y las emisiones que esto conlleva, además de la emisión de metano a la atmósfera que se genera por la descomposición de los residuos. Por otro lado, a pesar de que los dos sistemas generan energía eléctrica que es vendida al tendido eléctrico, en el sistema 2, se vende 5 veces más (389%) de energía eléctrica que en el vertedero. La venta de la energía a la Red eléctrica generaría beneficios económicos y medioambientales, ya que la energía eléctrica que se utiliza en la Red eléctrica actualmente proviene de combustibles fósiles, y en este caso proviene de energía verde. Además, en el sistema 2 se generan dos coproductos que no se obtendrían en el sistema 1, compost y fertiirrigante. Con la producción diaria de estos productos, se evitaría aproximadamente el consumo de 11,7 y 30 kg de fertilizantes inorgánicos como el nitrato de amonio y nitrato de calcio, respectivamente.
Contribución de la ingeniería ambiental al desarrollo industrial sostenible: análisis desde la evaluación impacto ambiental
(2021) Lorenzo González, Rebeca; Romero González, Eladio Martín; Fernández Baco, Custodia; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
En este trabajo se ha querido profundizar en un concepto tan en boga hoy en día a nivel político, empresarial y social como es el Desarrollo Sostenible, que sigue siendo el gran desconocido a la hora de determinar que se entiende por Desarrollo Sostenible y las implicaciones que conlleva introducir en la actividad económica el citado concepto. En el presente documento se ha focalizado, dentro de este concepto tan amplio, lo que se denomina Desarrollo Sostenible Industrial desde el punto de vista de la Ingeniería Ambiental. Para ello, se definen, además del concepto de Sostenibilidad, los vectores de acción susceptibles de provocar impacto ambiental (residuos, consumo de agua y energía, contaminación atmosférica, ruidos …) en una industria desde la fase de proyecto, construcción, puesta en marcha y explotación, hasta el fin de la actividad y desmantelamiento. Al final de este documento, se va a concluir con una propuesta de actuación que describe qué pasos debe seguir una industria con el fin de ser sostenibles, tomando como base la metodología que se usa en la Evalucaión de Impacto Ambiental.
Tratamiento de lodos procedentes de EDAR mediante la aplicación de tecnología renovable
(2021) García Baena, María; Cubero Moya, Andrés; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
La eliminación de lodos de depuradora es un problema importante para la sostenibilidad de las ciudades. En el proceso de reciclaje de lodos de depuradora, una gran parte de la demanda energética se consume en el proceso de secado. Las fuentes de energía convencionales como el carbón, el gas natural y la electricidad se utilizan para abastecer la energía térmica necesaria para el secado. Debido al aumento del costo y la contaminación que implica las fuentes convencionales, se pretende fomentar sistemas de secado basados en energía solar. Estos lodos generados después del tratamiento de aguas residuales contienen un 95% de agua. Actualmente, los sistemas mecánicos que se utilizan para la deshidratación de lodos no son útiles para la reducción del contenido de agua y la reducción de patógenos, donde el calor térmico puede jugar un papel importante. Este calor térmico, tiene un alto coste operativo, por ello la energía solar puede ser una solución económica y eficiente para la generación de calor térmico, obteniéndose finalmente una reducción del coste de almacenamiento, manipulación y transporte de lodos, y la obtención de un lodo más higienizado. Con esto, se consigue la valorización de lodos procedentes de aguas residuales como fertilizante en suelo agrícola. Por tanto, utilizar energías limpias y sostenibles en el proceso de reciclaje de lodos de depuradora puede ser una buena solución. En este TFM, se ha diseñado una instalación de un secadero de lodos utilizando la energía solar como fuente de energía, y finalmente, ha sido comparado desde el punto de vista económico, utilizando como fuente de energía una caldera de biomasa y una caldera convencional como la de gas natural.
Infraestructuras verdes y su integración en el litoral andaluz
(2021) Díaz de Marco, Ana; Morillo Aguado, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
El turismo se ha convertido en uno de los sectores de más rápido crecimiento a nivel mundial; sin embargo, su gestión insostenible ha contribuido significativamente a la degradación ambiental, así como a los impactos sociales y culturales negativos. Andalucía es uno de los destinos turísticos más populares de España debido a sus atractivas costas y clima. La necesidad de restauración y conservación de los ecosistemas costeros es inevitable y la Infraestructura Verde puede servir como sistema de apoyo natural. El objetivo de este documento fue evaluar las limitaciones actuales y las oportunidades futuras de la integración de las Infraestructuras Verdes en la planificación espacial urbana y la gestión de playas. El análisis FODA se utilizó como un sistema de apoyo a la hora de la toma de decisiónes. El conflicto de intereses políticos y sociales, la jerarquía de responsabilidades administrativas y el cambio climático global surgieron como las principales limitaciones, causando otras consecuencias: crecimiento de la urbanización costera, isla de calor urbano, sequías, riesgo de inundaciones, erosión de dunas y reducción de la capacidad de carga de las playas. La necesidad de Infraestructura Verde se identificó como vital y beneficiosa debido a los servicios ecológicos, económicos y sociales proporcionados. Para su exitosa integración en las ciudades costeras y playas urbanas, se debe mejorar la financiación de éstas, el diálogo con las partes interesadas, así como ajustar correctamente la legislación española de gestión costera teniendo en cuenta las amenazas identificadas.
Análisis de ciclo de vida aplicado a sistemas de ablandamiento del agua
(2021) Gallego Maya, Rocío; Alonso-Fariñas, Bernabé; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
El aumento de los efectos provocados por el cambio climático (calentamiento global del planeta, acidificación de los océanos, fenómenos meteorológicos y climáticos extremos, pérdida de masa glacial, cambios en los ecosistemas, etc.) hacen que la sostenibilidad y la economía circular se posicionen como elementos clave para revertir la situación. Por ello, es necesario el empleo de herramientas que permitan cuantificar el impacto ambiental de los procesos, actividades, productos, etc. para tratar de disminuir dichos efectos adversos. Bajo este contexto de cuantificación surge el “Análisis de ciclo de vida (ACV)”, como una herramienta de gestión medioambiental que ayuda a cifrar los impactos ambientales. Por otro lado, es conocido que el agua es un recurso esencial para la vida humana y para el resto de los seres vivos. Sin embargo, no es posible obtener el agua directamente desde la naturaleza para su consumo humano, ya sea para un uso doméstico o industrial, debido a que esta contiene disueltos e impurezas (carbonato, nitratos, gases disueltos, materia orgánica, etc.). En concreto, si el agua contiene mucha cantidad de calcio y magnesio, se considera que el agua es dura y su uso puede provocar importantes efectos desfavorables a nivel doméstico e industrial (atasco de tuberías, mayor uso de detergentes en lavadoras, disminución de la vida útil de maquinaria, ineficiencia de calderas y tanques debido a las deposiciones de cal, etc.). Es debido a esta problemática por lo que surgen los ablandadores de agua, que consiguen que el agua que entra al proceso salga con una menor cantidad de dureza (agua ablandada). Este Trabajo Fin de Máster auna el concepto de la economía circular y la sostenibilidad a través de la herramienta de ACV con la necesidad del ablandamiento de agua requerido para evitar la problemática asociada a la dureza de esta. Concretamente, el estudio realizado compara el impacto ambiental generado por dos sistemas de ablandamiento de agua diferentes. Por un lado, un sistema de ablandamiento convencional mediante intercambio iónico, en el cual se emplean productos químicos. Por otro lado, un novedoso sistema de ablandamiento electroquímico en el cual no se emplea ningún tipo de químico. Para llevar a cabo el estudio, se desarrolla inicialmente la teoría asociada al ciclo integral del agua (aducción, distribución, saneamiento y reutilización), así como del modo de caracterizar el agua a través de sus propiedades (pH, dureza, alcalinidad, conductividad, etc.). Además, se analiza el estado del arte asociado a las diferentes técnicas existentes para el ablandamiento del agua (basadas en procesos físicos, químicos, fisicoquímicos, etc.). Después, se describe la herramienta de análisis de ciclo de vida (ACV) según las normas UNE-EN-ISO 14040- 44, definiendo tanto su concepto como las diferentes etapas a seguir para su uso (definición de objetivos y alcance, inventario, evaluación de impactos, metodología de evaluación, etc.). Además, se muestran diferentes aplicaciones dónde esta herramienta puede ser empleada. A continuación, se centra este estudio en la aplicación práctica de la herramienta hacia el ablandamiento de agua, de modo que se describe en primer lugar el objetivo del trabajo como la evaluación del impacto ambiental de un sistema de ablandamiento electroquímico de agua potable y de un sistema de ablandamiento mediante intercambio iónico, para así poder compararlos y conocer cuál de los dos sistemas supone un menor impacto ambiental. En segundo lugar, se define el alcance del estudio (sistemas a estudiar, función del sistema, unidad funcional, límites del sistema, etc.). Finalmente, en esta descripción de la aplicación práctica llevada a cabo se documentan los cálculos realizados y se expone el inventario de los sistemas en estudio. En último lugar, se emplea el software SimaPro para evaluar el impacto ambiental a través de las categorías de impacto definidas mediante la metodología ReCiPe 2016 Midpoint (H). En base a los resultados que se obtienen con el software, se analizan los sistemas de ablandamiento en función de cuatro escenarios en los que varía la dureza eliminada, de modo que es posible conocer cuál es el sistema de ablandamiento de agua que supone un menor impacto ambiental. Además, se lleva a cabo un análisis de sensibilidad para cuantificar los cambios que se producen en las diferentes categorías de impacto ambiental si varía el mix energético español, comparándose el actual con el que se prevé que habrá en el año 2030 y en el año 2050. Finalmente, tras el análisis y estudio realizado se concluye que, de la comparación de los sistemas de ablandamiento analizados para el ablandamiento de agua durante un año según cuatro escenarios diferentes, el sistema que obtiene un menor impacto ambiental es el sistema de ablandamiento electroquímico.
Compatibilidad de pinturas en matrices geopoliméricas. Síntesis de nuevos materiales de construcción con propiedades mejoradas
(2021) Cala Martínez, Cristina; Fernández Pereira, Constantino; Luna Galiano, Yolanda; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
En nuestro entorno, todos los objetos que nos rodean están pintados. Desde las paredes de las viviendas, muebles, vehículos, hasta las carreteras que transitamos. Gracias a las pinturas se obtienen efectos estéticos a través de los objetos, además de la protección que éstas confieren a los materiales. Queda por tanto de manifiesto la importancia de la industria de la pintura en nuestras vidas. Un sector importante en el uso de pinturas es el sector de la construcción. Éste además es una de las actividades que más residuos produce, de hecho, los residuos de pintura forman parte de los denominados residuos de construcción y demolición. Otro problema ambiental a añadir, además de la cantidad de residuos que se generan en esta actividad, es el tratamiento que reciben, que en la actualidad no es en muchos casos lo suficientemente apropiado para su aprovechamiento. Este proyecto se plantea con el objetivo último de minimizar el impacto producido por los residuos de pintura, mediante la obtención de nuevos materiales constructivos que los incluyan, materiales que muestren unas propiedades destacadas, al tanto que reducen los efectos negativos de dichos residuos. En resumen, la incorporación de los residuos de pintura en nuevos productos pretende contribuir a orientar la economía hacia un modelo circular. Dichos objetivos se van a conseguir gracias al uso de geopolímeros. Estos materiales han ido evolucionando en las últimas décadas y son muy demandados por las bajas emisiones de CO2 durante su producción. Por lo tanto, en este estudio se pretende comprobar mediante diversos ensayos físicos y mecánicos si los nuevos materiales de construcción creados con geopolímeros y con pintura cumplen o no con las especificaciones de los materiales a los quieren sustituir.

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