Reducció d’emissions de gasos d’efecte hivernacle en l’explotació de les depuradores d’aigües residuals

El professor de l’EUSS Dr. Ignasi Santín acaba de publicar un article al llibre d’actes del 26th International Conference on System Theory, Control and Computing (ICSTCC), titulat “Complementary Control Actions for Greenhouse Gas Emissions Reduction in Wastewater Treatment Plant Operation”. Aquest treball ha estat fruit de la col·laboració amb investigadors del Departament de Telecomunicació i d’Enginyeria de Sistemes de la Universitat Autònoma de Barcelona, i la Facultad de Ingeniería de Costa Rica.

Les depuradores són necessàries per millorar la qualitat de les aigües residuals abans de ser abocades al medi receptor, però tenen l’inconvenient de generar emissions d’òxid nitrós durant el tractament biològic, que és un potent gas d’efecte hivernacle (GEH). Aquest és un greu inconvenient, ja que la reducció de les emissions de gasos d’efecte hivernacle per causes antròpiques és un dels principals reptes a afrontar en referència als efectes del canvi climàtic.

Figura 1. ACC que combina Qa fixa i regulada amb el controlador “fuzzy” proposat, depenent de Tas.

En aquest article s’examina una manera potencial de reduir les emissions d’òxid nitrós reduint l’oxigen dissolt als nivells mínims. Per aconseguir aquest objectiu, en aquest treball es proposa utilitzar el cabal de recirculació interna del tractament biològic. Es tracta d’una variable manipulada força oblidada que, com s’ha pogut mostrar, pot tenir efectes secundaris potencials per complementar les accions de control ja existents. Per tant, aquesta regulació addicional s’afegeix a una estratègia de control habitual a les depuradores d’aigües residuals, que aconsegueix resultats satisfactoris en qualitat de l’aigua i en costos d’explotació però amb elevades emissions d’òxid nitrós. El model de simulació de referència núm. 2 Gas (BSM2G) s’utilitza com a escenari de treball, que inclou les dues vies principals d’emissió d’òxid nitrós: la desnitrificació heteròtrofa i la desnitrificació de bacteris oxidants d’amoníac.

Publicació a Inorganic Chemistry Frontiers: funcionalització de superfícies amb molècules magnètiques i luminescents de lantànids

La Dra. Elena Bartolomé acaba de publicar a la revista Inorganic Chemistry Frontiers, (IF-7.78) l’article titulat “Towards large area surface functionalization with luminescent and magnetic lanthanoid complexes”, en col·laboració amb la Dra. C. Sañudo, J. Jover i en G. Gabarró, del Dep. de Química Inorgànica i Orgànica de la Universitat de Barcelona, i en Dr. J.R. Zuazo de l’ESRF – ICMM de Madrid.

El dipòsit superficial i homogeni de molècules sobre una àrea del substrat de gran extensió és difícil d’aconseguir, però extremadament important per a les aplicacions proposades de molècules magnètiques en emmagatzematge de dades, processament d’informació o espintrònica molecular.

En aquest treball s’ha presentat un mètode senzill per funcionaritzar àrees de gran superfície i empeltar molècules complexes de manera organitzada. Es mostra una prova de concepte realitzada empeltant els complexos [Ln2(SYML)3(H2O)] de Ln = Eu(III) i Dy(III) sobre Si funcionaritzar, en la qual s’han obtingut cobertures homogènies del Si(100) d’uns 1 cm × 1 cm. En el cas del complex d’Eu, s’ha utilitzat la luminescència per seguir el procés.

Figura 1. Esquerra: (a) el ligand SYMLH2 (b) estructura cristal·lina del complex d’Eu, on cada ligand es mostra d’un color; (c) dimer supramolecular; (d) empaquetament cristal·lí al llarg d’eix-a, i (d) del pla bc. Dreta: possible mode d’empelta de la molècula [Ln2(SYML)3(H2O)] sobre el substrat de Si funcionaritzat.

L’espectroscòpia de masses d’ions secundaris del temps de vol (ToF-SIMS) confirma la presència de la molecular esperada. A més les mesures de difracció de raigs X amb incidència rasant (GIXRD) realitzades en el sincrotró de l’ESRF a Grenoble mostren orientacions preferides i dominis ordenats de les molècules. Les propietats magnètiques i l’anisotropia de la monocapa de molècules empeltades es van examinar mitjançant la tècnica del dicroisme circular magnètic de raigs X (XMCD) al sincrotró ALBA de Barcelona. Els resultats mostren que existeix una fracció de molècules amb una orientació preferida del seu eix fàcil de magnetització a 30° respecte de la direcció normal a la superfície.

Figura 2. (a) Espectres de XAS i XMCD registrats a 6 T i 4 K en funció de l’angle d’incidència del feix respecte a la normal (θ) per a una mostra, de la mostra [Dy2(SYML)3(H2O)] emplatada sobre Si funcionaritzat, I en pols; (b) dependència angular del moment magnètic orbital (mL), espinorial (ms) i total (mTOT). El panell inferior mostra la dependència angular de mTOT(θ) esperada per a molècules amb el seu eix de fàcil imanació (EAM) orientat fora del pla (OOP), dins del pla (IP) i amb un angle alpha = 30°, respecte al substrat normal (vegeu requadre), així com la simulació corresponent a una combinació lineal (LC) del 20% de molècules amb l’EAM orientat a 30° i una fracció del 80% de les molècules amb EAM orientat aleatòriament.