Soluciones integrales de agua y energía para entornos aislados : libro de resúmenes de las Jornadas de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria en la 11ª Feria Internacional Canagua & energía

11ª FERIA INTERNACIONAL CANAGUA&ENERGÍA Soluciones integrales de agua y energía para entornos aislados Las Palmas de Gran Canaria 5 – 8 de octubre de 2017 Recinto Ferial de la Institución Ferial de Canarias (INFECAR) Libro de Resúmenes de las Jornadas de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria en la 11ª Feria Internacional Canagua&energía Las Palmas de Gran Canaria 5 – 8 de octubre de 2017 ISBN: 978-84-16989-95-9 Editores María del Pino Palacios Díaz Vanessa Mendoza Grimón María del Carmen Cabrera Santana Beatriz del Río Gamero Noemí Melián Martel Alejandro Rodríguez González 1 PRÓLOGO La 11ª Feria Internacional Canagua&energía 2017, promovida por el Cabildo de Gran Canaria y organizada por INFECAR, tiene como objetivo convertir al Archipiélago Canario en punto referente de energías limpias a nivel internacional, facilitando nuevas oportunidades de negocio, nuevos modelos de aprovechamiento, generación, eficiencia, desalación, reutilización del agua, inversión, promoción y colaboración dentro del binomio agua y energía. En este contexto, la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria se ha sumado con la celebración de las presentes Jornadas en las que se presentan diferentes trabajos relativos a las siguientes áreas temáticas: T1. Energías Renovables T2. Ahorro y eficiencia energética T3. Desalinización T4. Depuración y reutilización de aguas T5. Transporte y almacenamiento de agua En el presente texto, se recogen los resúmenes de las conferencias plenarias, conferencias invitadas y ponencias presentadas durante el desarrollo de las Jornadas. Como comité organizador, queremos agradecer a la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria y al Instituto de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (iUNAT), por su apoyo en la organización de las presentes Jornadas. Las Palmas de Gran Canaria 5 – 8 de octubre de 2017 Comité Organizador de las Jornadas de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria en la 11ª Feria Internacional Canagua&energía 2 Comité Organizador Antonio Gómez Gotor María del Pino Palacios Díaz Vanessa Mendoza Grimón Beatriz del Río Gamero Noemí Melián Martel María del Carmen Cabrera Santana Alejandro Rodríguez González Comité Científico-técnico Antonio Gómez Gotor María del Pino Palacios Díaz Vanessa Mendoza Grimón Noemí Melián Martel María del Carmen Cabrera Santana José Miguel Doña Rodríguez Vanessa Mendoza Grimón Óscar Manuel González Díaz Pedro Sosa Henríquez José Manuel Hernández Moreno Alejandro Rodríguez González José Jaime Sadhwani Alonso Sebastián Ovidio Pérez Báez Julieta Schallenberg Rodriguez José Antonio Carta González Juan Emilio González González Francisco José Pérez Torrado Alejandro Ramos Martín Jesús Pérez Peña Ana María Blanco Marigorta José Pablo Suárez Rivero José Jaime Sadhwani Alonso Maria Esther Torres Padrón Zoraida Sosa Ferrera 3 Programa Técnico de las Jornadas de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria en la 11ª Feria Internacional Canagua&energía Lugar: Institución Ferial de Canarias (INFECAR). DÍA JUEVES 5 DE OCTUBRE Sesión 1. Pabellón 7 Planta Baja 16:00 – 16:20 INAGURACIÓN (Rector Magnífico de Las Universidad de Las Palmas de Gran Canaria) 16:20 – 16:40 Reutilización de aguas regeneradas en Canarias. Estudio de casos. CONFERENCIA PLENARIA. José Manuel Hernández Moreno. (Catedrático de Universidad). 16:40 – 16:50 La fotocatálisis heterogénea y sus aplicaciones medioambientales. CONFERENCIA INVITADA. Óscar Manuel González Díaz. (Doctor. Profesor Titular de Universidad). Coautores: E. Pulido Melián, M.N. Suárez Rodríguez, D. Garzón Sousa, J. Araña, J. M. Doña Rodríguez. 16:50 – 17:00 Presencia de contaminantes emergentes en las aguas depuradas. CONFERENCIA INVITADA. Sarah Montesdeoca Esponda. (Doctora). Coautores: E. Estévez, M.C. Cabrera, Z. Sosa-Ferrera, J.J. Santana-Rodríguez . 17:00 – 17:10 El desarrollo tecnológico de la desalación de aguas. Retos y oportunidades en Canarias CONFERENCIA INVITADA. J. Jaime Sadhwani Alonso. (Doctor. Profesor Titular de Universidad). 4 17:10 – 17:20 Oportunidades de financiación en Reto Social 5 – H2020. Acción por el Clima, Medio Ambiente, Eficiencia de los Recursos y Materias Primas . CONFERENCIA INVITADA. Juan Carlos García Carrasco (Representante del CDTI, Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial) 17:20 -17:30 La desalación de agua en los planes hidrológicos de Canarias. CONFERENCIA. Miguel Sagaseta de Ilurdoz Cortadellas (Doctorando). Coautor: J. J. Sadhwani Alonso. 17:30 – 17:40 Análisis de hormonas esteroideas en aguas residuales de la isla de Gran Canaria. CONFERENCIA. Rayco Guedes Alonso (Doctor). Coautores: Z. Sosa-Ferrera, J.J. Santana-Rodríguez 17:40 – 17:50 Catorce años de operación discontinua de una planta desaladora de agua salobre por ósmosis inversa. CONFERENCIA. Alejandro Ruiz García (Doctor. Profesor Asociado). Coautor: I. Nuez. 17:50 – 18:00 Estudio del comportamiento de un Sistema de Depuración Natural (SDN) por medio de Humedales Artificiales de Flujo Sub-Superficial (SFS) en combinación con Laguna Facultativa para tratar efluentes procedentes de explotaciones ganaderas. Un análisis computacional del modelo de flujo. CONFERENCIA: S. Brito Espino. Coautores: C.A. Mendieta Pino, S.O. Pérez Báez, A. Ramos Martín. 5 DÍA VIERNES 6 DE OCTUBRE Sesión 2. Pabellón 7 Planta Baja 11:30 – 11:45 Potencial de las energías renovables en Canarias . CONFERENCIA INVITADA. J. Schallenberg. (Doctora. Profesora Contratada Doctora). 11:45 – 12:00 La eficiencia energética en la evaluación del rendimiento de plantas desaladoras de ósmosis inversa en operación . CONFERENCIA INVITADA. A. M. Blanco (Doctora. Profesora Titular de Universidad). Coautores: A. Lozano-Medina, J.D. Marcos. 12:00-13:00 CAFÉ 13:00-14:00 SESIÓN DE POSTERS Y COLOQUIO Sesión 3. Pabellón 7 Planta Baja 16:00 – 16:30 Agua, energía y CO2. CONFERENCIA PLENARIA. A. Gómez Gotor (Catedrático de Universidad). Coautor: B. Del RioGamero 16:30 – 16:45 La actividad investigadora en el proyecto europeo ADAPTARES: avances para la reutilización sostenible de aguas regeneradas CONFERENCIA INVITADA. Mª del Pino Palacios. (Doctora. Profesora Titular de Universidad). Coautores: V. Mendoza-Grimón, M.C. Cabrera, F. J. Pérez-Torrado, T. Morant, M. Betancor, F. Toscano, J.R. Fernández Vera, E. Estévez. 6 16:45 – 17:00 Las aguas subterráneas como recurso en islas volcánicas . CONFERENCIA INVITADA. María del Carmen Cabrera Santana. (Doctora. Profesora Titular de Universidad). Coautores: E. Custodio. 17:00 – 17:10 Estudio de parámetros meteorológicos para el emplazamiento de sistemas generadores de energías renovables. CONFERENCIA. José Gustavo Hernández Travieso (Doctorando). Coautor: C. M. Travieso González 17:10 – 17:20 El potencial de biogás a partir de los residuos ganaderos en Canarias . CONFERENCIA. Juan Luis Ramos Suárez. Coautores: J. Mata González, M.A. Camacho Pérez, A. Ritter Rodríguez. 17:20 – 17:30 Experiencias de cinco años en la gestión del efluente procedente de una explotación ganadera de porcino por medio de un Sistema de Depuración Natural (SDN) piloto en Gran Canaria. CONFERENCIA: Carlos Alberto Mendieta Pino (Doctor. Profesor Asociado). Coautores: S.O. Pérez Báez, A. Ramos Martín, S. Brito Espino, R. Navarro Guerra del Río, N. Navarro Guerra del Río. 17:30 – 17:40 Desalación sin productos químicos. CONFERENCIA. Aldo Muñoz Elguera (Doctor. Profesor Contratado Doctor). Coautores: A. Gómez Gotor, S. O. Pérez Báez. 17:40-17:50 Influencia del Fe originado en los procesos de combustión sobre la producción primaria en las aguas canarias. CONFERENCIA. Yumara Beatriz Martín Cruz (Doctoranda). Coautor: S.O. Pérez 17:50-18:00 Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Reclaimed Water reuse. CONFERENCIA: Joanna Dziadziewicz (Doctoranda). Coautores: V. Mendoza Grimón y M.P. Palacios. 7 SESIÓN DE PÓSTERS. Viernes 06 de octubre 13:00-14:00. Pabellón 7 Planta Baja P01 C.A. Mendieta Pino, S. O. Pérez Báez, A. Ramos Martín, S. Brito Espino, R. Navarro Guerra del Rio Caracterización del efluente de explotaciones ganaderas de porcino y del efluente de Sistemas de Depuración Natural (SDN). Una experiencia práctica en Gran Canaria. P02 C.A. Mendieta Pino, S. O. Pérez Báez, A. Ramos Martín, S. Brito Espino, R. Navarro Guerra del Rio, N. Navarro Guerra del Río Gestión del efluente procedente de explotaciones ganaderas de porcino por medio de plantas piloto con Sistemas de Depuración Natural (SDN) implementados en la isla de Gran Canaria: Un año de experiencia de operación. P03 F. Cabrera Quintero, J.F. Medina Padrón Caso práctico de alta penetración de energías renovables en un sistema eléctrico. P04 F.A. León, A. Ramos, A. Ruiz Estudio del rendimiento de membranas de alta eficiencia para desalinización de agua de mar para reducir el consumo energético. P05 C. Afonso Olivares, C. Fernández-Rodríguez, O. Dominguez-Santana, J.M. Doña-Rodríguez, Z. SosaFerrera, J.J. Santana-Rodríguez Procesos avanzados de oxidación para la eliminación de residuos farmacéuticos de aguas depuradas. P06 C. Afonso Olivares, Z. Sosa-Ferrera, J.J. Santana-Rodríguez Presencia, eliminación e impacto ambiental de residuos farmacéuticos en muestras de agua procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales de la isla de Gran Canaria P07 L. Fernández Prieto, A. Alonso Lorenzo, J. Cabrera Peña, M.A. Guerra Rodríguez, M. Sagaseta de Ilurdoz Cortadellas, A.J. Fernández Pérez, A. García Asensio Formación Especializada en Energías Marinas. Apostando por la Economía Azul. P08 I. Suárez-Rodriguez, N. Melián Martel. B. del Rio-Gamero Estudio de la ultrafiltración como sistema de pretratamiento en una EDAM P09 B. Del Rio-Gamero, N. Melián Martel, S.O. Pérez Báez, A. Gomez Gotor Estudio de la viabilidad para la implantación de energías renovables en estaciones depuradoras de aguas residuales ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 14 El desarrollo tecnológico de la desalación de aguas. Retos y oportunidades en Canarias. J.J. Sadhwani Alonso Departamento de Ingeniería de Procesos. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria [email protected] Resumen Canarias ha vivido permanentemente con una obsesión, relacionada con la problemática del agua dulce y basada en dos pilares fundamentales: cantidad y calidad disponible. Es un hecho conocido, que hemos pasado del s XX al s XXI, a obtener el preciado líquido con distintos procedimientos. Es decir, inicialmente partíamos de los alumbramientos de aguas en pozos y en galerías para recurrir finalmente a las tecnologías de desalación de aguas de mar y salobres, como recurso no natural necesario e indispensable para paliar la escasez y la sobreexplotación de los acuíferos que permitan además satisfacer el crecimiento de la demanda de agua para consumo en nuestras islas, motivada fundamentalmente por el desarrollo económico de los principales sectores: urbano, turístico y de agricultura. Desde el punto de vista tecnológico y tras más de cinco décadas de desalar aguas en Canarias, debemos reflexionar si nuestras infraestructuras e instalaciones siguen siendo punteras o no y en éste último caso, como recuperar el liderazgo a través del conocimiento en materia de desalación. Para ello, es importante conocer lo que se está haciendo en otras partes del planeta, sus nuevos diseños así como sus resultados, que nos permita dispone de una visión más amplia para afrontar el futuro desarrollo tecnológico en nuestra Comunidad Autónoma de Canarias. Por tanto, se plantea en este artículo algunos de los retos y oportunidades que Canarias debe afrontar para continuar con garantías el suministro de abastecimiento de agua potable mediante instalaciones modernas e innovadoras y eficientes, como muestra inequívoca de que el desarrollo tecnológico no se ha estacando en el tiempo, como pudiera darse a entender en Canarias; atendiendo sobre todo al reto de afrontar una nueva etapa de desalación de aguas con garantías de futuro. Los últimos avances en el diseño de equipos electromecánicos, en la optimización de los procesos de fabricación de elementos de ósmosis inversa, los nuevos recuperadores de energía, las nuevas configuraciones del proceso, etc.. son posiblemente oportunidades que no pueden pasar desapercibidas si se desean implementarse en la futura y necesaria reconversión del sector de la desalación de aguas en Canarias. Además nos permitirá volver al sendero del liderazgo y sobretodo, ofrecer soluciones a un sector que requiere urgentemente dinamizarse y actualizarse. Palabras clave Canarias, desalación de aguas, desarrollo tecnológico, retos y oportunidades ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 15 Potencial de las energías renovables en Canarias J. Schallenberg Departamento de Ingeniería de Procesos. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria [email protected] Resumen Energías renovables en Canarias: ¿hasta dónde podemos llegar? y ¿por qué pagar más por la electricidad si es más barato producir con renovables? Tradicionalmente los recursos energéticos utilizados en Canarias han sido renovables. No es hasta el siglo XIX cuando se introducen los combustibles fósiles en las islas, siendo el carbón el primero en llegar a través de sus puertos. A lo largo de los siglos el sistema energético en Canarias se ha caracterizado por un aumento paulatino de la dependencia energética, a la vez que las energías renovables pierden peso en la balanza energética. Esta dependencia energética del petróleo se sitúa en la actualidad en un 98%. Sin embargo, los recursos renovables en Canarias son abundantes, especialmente la energía solar y del viento. Estudios del potencial eólico realizados por la autora muestran que la producción eólica potencial en tierra es mayor que la demanda eléctrica en 2016 en todas las islas excepto en las dos islas capitalinas: Gran Canaria y Tenerife y la producción eólica potencial en mar es mayor que la demanda eléctrica en 2016 en todas las islas. La pregunta relevante ahora es la siguiente: existe potencial eólico en abundancia, pero ¿a qué precios? Los resultados de la evaluación económica muestran que, en las mejores ubicaciones, los costes de la eólica en tierra oscilan entre 2,6 c€/kWh y 4 c€/kWh. El coste de la eólica marina aproximadamente duplica el coste de la eólica en tierra. Un análisis similar se ha llevado a cabo con la energía solar fotovoltaica integrada en cubiertas de edificios. Los resultados muestran que la energía solar fotovoltaica, por sí sola, podría cubrir la demanda eléctrica de cada isla en Canarias. Nuevamente la misma pregunta que con la energía eólica, nos la hemos de hacer con la energía solar fotovoltaica: ¿es competitiva? Los resultados de la evaluación económica muestra que los costes rondan los 8 c€/kWh. Si volvemos a tomar como dato de referencia el consumo energético anual de las islas, 9000 GWh, el coste marginal sería de 8 c€/kWh, para lo que habría que instalar unos 5700 MW de energía solar fotovoltaica. Otra pregunta relevante es: ¿se puede entonces cubrir el 100% de la demanda eléctrica de Canarias con renovables? La naturaleza del sistema eléctrico canario, islas no interconectadas y redes débiles, limitan la integración de renovables en las redes insulares. Para incrementar la contribución de renovables en las redes eléctricas insulares en un porcentaje importante es necesario llevar a cabo actuaciones como gestión de la demanda y sistemas de almacenamiento. Algunas medidas de gestión de la demanda ya se están llevando a cabo en las Islas, pero son necesarias más medidas de gestión de la demanda tanto en el sector industrial, como en el residencial como en el de servicios para poder aplanar la curva de carga. Algunos sistemas de almacenamiento también se están impulsando en las islas, el ejemplo de la isla de El Hierro con una central hidro-eólica capaz de proveer el 85% de su demanda eléctrica, es un claro exponente. El almacenamiento en forma de agua, con centrales de bombeo, es uno de los sistemas de almacenamiento que más se está impulsando en Canarias. Aunque también se impulsan otros sistemas novedosos de almacenamiento, como es el almacenamiento en baterías de 1 MW. Estas medidas permitirán aumentar la contribución de energías renovables no gestionables, como la energía eólica y solar fotovoltaica, en las redes eléctricas insulares, que muestran un gran potencial en las islas, que no es completamente explotable teniendo en cuenta los condicionantes del sistema eléctrico actual. La siguiente pregunta relevante es: ¿cuál es el coste del sistema actual de generación eléctrica? El coste del sistema de generación actual, basado un 92% en petróleo, fue en 2015 cerca de 20 c€/kWh (mientras que en la Península ese coste fue de 6 c€/kWh). Como vemos, un coste significativamente mayor que el de producción en Península y significativamente mayor que el de generación con renovables. Esto significó que, el coste extra de generación en 2015 en Canarias ascendió a más de 1200 millones de euros. La última pregunta relevante, y que dejaré abierta para que la respondan los lectores, es: si resulta económicamente más rentable, ¿por qué entonces no se produce con energías renovables en lugar de con petróleo? Que además hay importar en buques hasta Canarias, con el riesgo geopolítico que ello añade, cuando las energías renovables, además de un menor coste, suponen una mayor contribución a la creación de empleo (con un 30% de paro en Canarias, éste es un aspecto nada despreciable), menor contaminación, mayor autonomía y podrían situar a Canarias como referente mundial de desarrollo sostenible, con los beneficios que esto reportaría para el sector turístico. Entonces, ¿por qué no? ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 16 Evaluación del rendimiento de los componentes de una planta de ósmosis inversa utilizando métodos exergéticos A M. Blanco-Marigorta1, A. Lozano-Medina1, J.D. Marcos 1 Departamento de Ingeniería de Procesos. Universidad de las Palmas de Gran Canaria. 2 Departamento de Ingeniería Energética. Universidad Nacional de Educación a Distancia - UNED. anamaria.b[email protected] Resumen Los procesos de desalinización, de agua de mar y de agua salobre, están siendo esenciales para proveer de agua dulce a gran número de poblaciones y comunidades en todo el mundo. Hay países como Qatar y Kuwait que se abastecen al 100 % con agua desalada [1]. En las islas Canarias la distribución irregular de las precipitaciones, el aumento de la población, debido sobre todo al turismo, y el desarrollo industrial y de las ciudades han hecho necesaria la implantación de sistemas de desalinización desde los años 60. Agua y energía están intrínsecamente unidas: la producción y el tratamiento del agua requieren energía y la conversión de las energías primarias requiere agua. El binomio agua-energía está recibiendo cada vez una mayor consideración. De acuerdo con Olsson, [2], agua y energía deberían llevar una planificación paralela. Por lo que respecta a la desalinización, las necesidades energéticas varían considerablemente en función del proceso y de la tecnología: en general, los procesos térmicos requieren un mayor consumo energético que los procesos basados en membranas, como la ósmosis inversa o la nanofiltración. Las primeras plantas desalinizadoras instaladas en las islas canarias eran plantas de destilación y hasta bien entrados los años 80 esta fue la tecnología predominante. A partir de los 80 las plantas de destilación fueron dejando paso a las instalaciones de ósmosis inversa, más eficientes desde el punto de vista económico y productivo. Esta es la tecnología utilizada actualmente en la casi totalidad de las plantas localizadas en las islas. La optimización energética de los procesos de desalación ha contribuido a disminuir considerablemente su consumo energético. Por lo que respecta a los procesos de ósmosis inversa, el consumo energético ha disminuido desde un valor de aproximadamente 20 kWh/m3 en los años 70, hasta menos de 2 kWh/m3 en la actualidad [3]. Son varios los factores que han contribuido a estos significativos logros: el desarrollo de las membranas, mejoras en la eficiencia de los motores y las bombas, el uso de variadores de frecuencia o la implementación de sistemas de recuperación energética, como las turbinas hidráulicas o los intercambiadores de presión, como método de aprovechamiento de la energía de la salmuera. Una metodología ampliamente aceptada por su utilidad en la caracterización y optimización de procesos energéticos es el análisis exergético. Este análisis permite obtener de manera inequívoca las causas de las ineficiencias termodinámicas en un proceso y su localización. Su aplicación a los procesos de desalinización se remonta a los años 80. Desde entonces, ha ido creciendo el interés de los investigadores y son numerosas las publicaciones relacionadas. En este estudio, se realizar el análisis comparativo, desde el punto de vista exergético, de los bastidores que integran una planta de desalinización por ósmosis inversa localizada en la isla de Gran Canaria. Con él se pretende cuantificar las irreversibilidades de los distintos dispositivos de la planta y proveer a sus operadores con una herramienta útil en el diagnóstico y localización de los dispositivos que presentan un peor funcionamiento y que requieren, por tanto, de una actuación más urgente desde el punto de vista del mantenimiento. Palabras clave Desalación, ósmosis inversa, rendimiento, exergía, eficiencia exergética Referencias [1] Mehdizadeh, H., (2006). Membrane desalination plants from an energy–exergy viewpoint. Desalination, Vol. 191, pp. 200–209. [2] Olsson, G., (2015). Water and Energy, Threats and Opportunities. IWA, The international Water Assocciation Publishing, London, 2ª Ed. [3] Fitzsimons, L., Corcoran, B., Young, P. y Foley, G., (2015). Exergy analysis of wáter purification and desalination: A study of exergy model approaches. Desalination, Vol. 359, pp. 212–224. ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 17 La actividad investigadora en el proyecto europeo ADAPTARES: avances para la reutilización sostenible de aguas regeneradas MP. Palacios-Díaz1, V. Mendoza-Grimón1, M.C. Cabrera1, F.J Pérez-Torrado1, T. Morant2 M. Betancor2, F. Toscano2, J.R. Fernández Vera3, E. Estévez3 1 Instituto de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (i-UNAT). Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. 2 Dpto Cartografía y Expresión Gráfica en la Ingeniería. ULPGC 3 Laboratorio Agroalimentario y fitopatológico del Cabildo de Gran Canaria. [email protected] Resumen El proyecto europeo ADAPTARES: ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO EN LA MACARONESIA A TRAVÉS DEL USO EFICIENTE DEL AGUA Y SU REUTILIZACIÓN, proyecto ha sido cofinanciado con fondos del FEDER, dentro del Programa de Cooperación INTERREG V-A MAC 2014-2020, y, cuyas actividades están coordinadas por el INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CANARIAS (ITC). Se trata de un ambicioso proyecto en el que participan 8 organismos como beneficiarios FEDER (de Canarias y Madeira) y 7 como participantes de terceros países o asociados (fuera de la UE), en este proyecto todos de Cabo Verde. En el proyecto hay 3 tipos de actividades: • Sensibilización, información y cualificación para la participación activa de la sociedad en la promoción del uso eficiente y la reutilización de las aguas regeneradas como estrategias adaptativas al cambio climático y ante situaciones de escasez hídrica. • Aplicación y evaluación de tecnologías de tratamiento y sistemas de control para garantizar el uso eficiente del agua y la producción de aguas regeneradas de calidad suficiente para promover comunidades resilientes ante situaciones de escasez hídrica provocadas por el cambio climático. • Demostración, optimización y evaluación de la reutilización de aguas regeneradas y fomento de buenas prácticas de riego adaptadas al cambio climático y situaciones de riesgo asociadas a la escasez hídrica. La actividad investigadora, liderada en este proyecto por la ULPGC (y en la que colaboran otras entidades), tiene como principal objetivo el fomento de la reutilización como estrategia de adaptación al cambio climático. Para ello es preciso demostrar su menor impacto ambiental y los mínimos riesgos que supone para la salud y el medio ambiente. Este objetivo alcanza con el desarrollo de las siguientes actividades: - La evaluación de tecnologías de tratamiento - La demostración, optimización y evaluación de la reutilización de aguas regeneradas y fomento de buenas prácticas de riego adaptadas al cambio climático y situaciones de riesgo asociadas a la escasez hídrica. Se trata de un proyecto que ha ido creciendo a medida que se han ido desarrollando sus actividades. Solo en la ULPGC se han incorporado 9 nuevos investigadores, por lo que se han podido ampliar las actividades previstas en la fase de diseño. Un equipo de expertos en determinaciones analíticas de micro contaminantes (legislados o emergentes) se ocupa de analizar los diferentes efluentes que se producen en las plantas de tratamiento. Además, se analizará su posible presencia en otras matrices, como los suelos y cultivos regados. Además se encargará de difundir sus conocimientos a los socios de Cabo Verde. Otro equipo multidiciplinar se encarga de diseñar e instalar parcelas piloto, en varias condiciones agroclimáticas distintas y con diferentes calidades de efluente. En ellas se realizará el estudio sobre el efecto del reuso del agua regenerada en los suelos, los cultivos, los sistemas de riego y la posible afección al acuífero. Para ello se han caracterizado las condiciones al inicio del proyecto (clima, suelo, hidrogeología) para diseñar las parcelas piloto. Se están determinando durante el desarrollo del proyecto los parámetros que permiten el estudio de la respuesta del medio a la reutilización. También se realizará el estudio necesario para correlacionar algunos parámetros indirectos, que utilizan tecnologías geomáticas en los que los sensores no tienen contacto con las parcelas, con parámetros convencionales de los que se dispone mayor información científica. Una vez correlacionados, podrá abaratarse mucho el estudio de las posibles zonas regables. Además del estudio de la evolución de las propiedades de los suelos, los ciclos de los nutrientes, las producciones vegetales obtenidas y su eficacia en el consumo del agua, la posible afección al acuífero y el efecto de las calidades de agua en los sistemas de riego, en este proyecto se realizará ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 18 un esfuerzo específico para determinar el efecto de la presencia de los contaminantes emergentes sobre la biología del suelo y, si resulta previsible que esto produzca a su vez un efecto sobre resto de los factores. Además, se tomarán los datos que permitan realizar estudios económicos. Por tanto, con la información obtenida en las parcelas piloto se incrementará la información científica para las condiciones agroclimáticas de la Macaronesia. Este avance en el conocimiento contribuirá a garantizar la sostenibilidad del reuso, potenciando simultáneamente la fijación de CO2, y, con ello, a avanzar en la lucha contra el cambio climático. Palabras clave Reutilización, Aguas regeneradas, Contaminantes emergentes, Riego enterrado, Rizosfera. ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 19 Las aguas subterráneas como recurso en islas volcánicas M.C. Cabrera1 y E. Custodio2 1 Instituto de Estudios Ambientales y Recursos Naturales iUNAT. ULPGC. 2 Real Academia de Ciencias. Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona. [email protected] Resumen Las aguas subterráneas constituyen el recurso hídrico natural más explotado y utilizado en gran parte de las islas volcánicas oceánicas. Estas islas presentan características hidrogeológicas específicas, aunque existe una amplia variabilidad dependiendo de factores geológicos y estructurales, climáticos que afectan a la recarga y a la posible escorrentía superficial, hidrogeológicos y de explotación. Todos estos factores han de ser tenidos en cuenta para la obtención de modelos hidrogeológicos conceptuales y/o numéricos. El modelo conceptual obtenido en Canarias desde los trabajos del Proyecto Canarias SPA-15 [1] consiste en la consideración de cada isla como un único conjunto hidrogeológico con una superficie piezométrica en forma de domo, aunque el detalle puede ser complejo. La recarga natural se produce por infiltración de la lluvia en las zonas de cumbre y medianías, circulando preferentemente por los materiales volcánicos más recientes. La descarga se produce al mar y como extracciones mediante captaciones. La explotación de este recurso se produjo primeramente mediante el aprovechamiento de nacientes que existían donde afloran materiales menos permeables o en valles profundos. Posteriormente se hace con la construcción de pozos y galerías (Tabla 1). Tabla 1. Número de captaciones de agua subterránea significativas en Gran Canaria y Tenerife. Tipo de obra Gran Canaria Tenerife Observaciones Grandes nacientes - - Los que existieron están hoy secos Galerías 410 1670 Totales - 1050 En explotación Pozos y sondeos 2130 380 Totales 1330 172 En explotación La explotación intensiva de los acuíferos ha dado lugar al descenso del nivel freático y consecuentemente con la necesidad de la reprofundización de las captaciones. Ello implica un aumento del coste de extracción, la obtención de aguas con salinidades crecientes a medida que se alcanzan formaciones menos permeables afectadas por gases volcánicos o restos marinos y a la existencia de procesos de intrusión marina en las formaciones costeras [2]. Aun cuando actualmente la desalación y reutilización de aguas regeneradas suministran caudales importantes de agua en las islas, las aguas subterráneas siguen constituyendo un recurso fundamental que debe ser observado, controlado, gestionado y planificado, cada vez con un mayor papel regulador y buscando una buena gobernanza [3]. Palabras clave Recursos hídricos, Islas volcánicas, Acuíferos, Modelos hidrogeológicos, Explotación intensiva. Referencias [1] MOP-UNESCO (1975). Estudio científico de los recursos de agua en las Islas Canarias (SPA/69/515). Centro de Estudios Hidrográficos-Servicio Geológico de Obras Públicas. Las Palmas de Gran Canaria-Madrid. [2] Custodio, E. y Cabrera, M.C. (2002). ¿Cómo convivir con la escasez de agua? El caso de Canarias. Boletín Geológico y Minero, 113(3): 243-258. [3] Custodio, E. (2015). Aspectos hidrológicos, ambientales, económicos, sociales y éticos del consumo de reservas de agua subterránea en España: minería del agua subterránea en España. Informe del proyecto MASE, Aqualogy, UPC y CETAQUA. 490 pp. (http://www.aqualogy.net/es/noticias/publicaciones/mas-informacion/37). COMUNICACIONES ORALES ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 21 La desalación de agua en los planes hidrológicos de Canarias J. Jaime Sadhwani1, M. Sagaseta de Ilurdoz2 1 Ingeniería de Procesos. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. 2 Externo [email protected] Resumen Con el presente se pretende analizar el papel que juega la desalación en los planes hidrológicos insulares de las Islas Canarias, así como el efecto comparativo entre los mismos en la citada materia. Focalizaremos en primer lugar en los orígenes y sus aspectos legislativos en la política de aguas en España, centrándonos en la Comunidad Autónoma de Canarias, que cuenta con un Plan Hidrológico por isla con objetivos claramente diferenciados para atender sus necesidades e infraestructuras. Además, haremos mención a la estructura organizativa y de gestión, así como de competencias para la elaboración del Plan Hidrológico, con carácter general. De la revisión exhaustiva de los planes hidrológicos por isla, podremos dar a conocer al lector, la problemática de los recursos hídricos y poner de manifiesto las soluciones adoptadas por los políticos responsables en este asunto tan sensible y estratégico para el desarrollo del Archipiélago y por consiguiente para las condiciones de vida de todos sus residentes y visitantes. Una de las soluciones planteadas de forma casi genérica en todas las islas, con la finalidad de paliar la escasez de recurso hídrico natural provocada por el crecimiento poblacional y el desarrollo económico principalmente del sector turístico en las islas, ha sido plantear la obtención de recursos hídricos de forma no natural, es decir transformando a partir de aguas saladas, aguas aptas para consumo humano. En ese sentido, la desalación de aguas se ha convertido en un pilar fundamental en las planificaciones hidrológicas aun asumiendo su principal problemática relativa a sus elevados costes por la energía empleada para ello, la cual que procede en su mayoría de combustibles fósiles, ya que se consigue obtener aguas de distintas calidades y usos en función de la tecnología y proceso empleado. La desalación de aguas en los planes hidrológicos ha sufrido notables cambios, ya que inicialmente se adoptó por tecnologías con capacidades de producción pequeña o mediana; mientras que hoy en día estas tecnologías han sido sustituidas casi completamente por las tecnologías de membranas por osmosis inversa. Además se da la circunstancia, que la fuente de alimentación de agua a éstas instalaciones es agua de mar, por lo que la ubicación de éstas se sitúan mayoritariamente en la costa, en zonas de alta densidad de población y de forma fragmentada, lo cual presenta ventajas como son la proximidad a los puntos de consumo, disminución de los costes de distribución, poder ir incorporando paulatinamente las últimas tecnologías disponibles y la reducción de los riesgos potenciales frente a contaminación, pero también algunos inconvenientes, principalmente el incremento de los costes de producción que conlleva la descentralización de las plantas. Finalmente queremos destacar de los Planes Hidrológicos las diferencias existentes en materia de desalación de aguas en nuestras islas, atendiendo a las inversiones realizadas, las tecnologías, las capacidades de producción, las calidades de aguas y sus usos finales, población servida, número de plantas, ratios de consumo de energía, ratios de número de plantas/producción por metro cuadrado de superficie/población/longitud de costa, coste del metro cúbico de agua, coste ambiental en emisiones de CO2/metro cubico de agua dada la necesidad de emplear combustibles fósiles, etc. con el objetivo de conocer con mayor claridad nuestra historia y el futuro de la desalación en Canarias. Palabras clave Agua, hidrología, desalación, salobres, marinas. ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 22 Análisis de hormonas esteroideas en aguas residuales de la isla de Gran Canaria R. Guedes-Alonso1, Z. Sosa-Ferrera1, J.J. Santana-Rodríguez1 1 Instituto Universitario de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (i-UNAT). Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. 35017. Las Palmas de Gran Canaria. España * [email protected] Resumen En la actualidad existen miles de compuestos químicos que llegan al medio ambiente de manera continua sin que se conozcan los posibles efectos nocivos que puedan tener sobre éste. Este tipo de compuestos se conocen como contaminantes emergentes y forman un grupo que abarca compuestos tan diferentes como fármacos, productos de cuidado personal, retardantes de llama o surfactantes [1]. Dentro de estos contaminantes emergentes, las hormonas esteroideas conforman un grupo de compuestos, de naturaleza tanto natural como antropogénica, que despierta un gran interés debido al amplio uso que tienen en nuestra vida diaria, razón por la cual presentan una introducción continua en el medio. En éste pueden producir efectos sobre el sistema endocrino de los organismos que se encuentren expuestos a ellos, razón por la cual son considerados como “compuestos disruptores endocrinos” (CDEs) [2]. La principal vía de entrada de las hormonas esteroideas es a través de las aguas residuales, debido a que tanto las hormonas naturales, como aquellas que han sido administradas como fármacos, son excretadas, llegando así a las aguas residuales. Existen vías secundarias de entrada al medio ambiente, como las lixiviados de vertederos, las aguas de desecho de la ganadería y la agricultura o las pérdidas de los sistemas de saneamiento. El principal problema de las hormonas esteroideas, una vez se encuentran en las aguas depuradas, es que los sistemas de depuración no están diseñados para eliminarlas ya que actualmente no existe una legislación que establezca límites de concentración para la mayoría de ellas en las aguas. De hecho, en la actual Directiva Marco del Agua de la Unión Europea no existen concentraciones límite de hormonas esteroideas en aguas, a excepción de tres estrógenos, el 17β-estradiol, el 17αetinilestradiol y la estrona [3]. Sin embargo, las concentraciones a las que se suelen detectar estas hormonas en el medio ambiente suelen ser a niveles traza, o incluso ultratraza (µg·L-1 a ng·L-1), por lo que se hace necesario el desarrollo de metodologías analíticas que permitan la extracción y preconcentración de las hormonas presentes en las diferentes aguas. Del mismo modo, también es de vital importancia el desarrollo de técnicas de determinación y cuantificación de dichas hormonas, destacando como técnica de gran aplicabilidad y sensibilidad la cromatografía líquida de alta resolución. Por todo ello, en el presente trabajo se muestran concentraciones de hasta 15 hormonas esteroideas presentes en aguas residuales de la isla de Gran Canaria, de diferente naturaleza y tratadas con diferentes técnicas de depuración. De este modo, se han detectado hormonas esteroideas en muestras de efluente de estaciones depuradoras de zonas densamente pobladas, en concentraciones de entre 3 y 53 ng·L-1 así como en los influentes y efluentes de estaciones depuradoras de EDARs más pequeñas. Asimismo, se detectaron concentraciones más altas (de hasta 227 ng·L-1) en muestras de agua residual procedente de una zona hospitalaria. Palabras clave Contaminantes emergentes, Hormonas esteroideas, Cromatografía líquida, Aguas residuales, Gran Canaria. Referencias [1] D. Barceló, M. Lopez de Alda, Contaminación y calidad química del agua: el problema de los contaminantes emergentes, in: Sevilla (España), 2008. [2] R. Guedes Alonso, Z. Sosa-Ferrera, J.J. Santana Rodríguez. Liquid chromatography methodologies for the determination of steroid hormones in aquatic environmental systems. Trends in Environmental Analytical Chemistry 3-4 (2014), 14 – 27 [3] European Commission, Commission Implementing Decision (EU) 2015/495 of 20 March 2015 establishing a watch list of substances for Union-wide monitoring in the field of water policy pursuant to Directive 2008/105/EC of the European Parliament and of the Council, 2015. ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 23 Catorce años de operación discontinua de una planta desaladora de agua salobre por ósmosis inversa A. Ruiz-García1, I. Nuez2 a1 Departamento de Ingeniería Mecánica. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, España. 2 Departamento de Ingeniería Electrónica y Automática. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, España. alejandr[email protected] Resumen El comportamiento discontinuo de plantas desaladoras de agua salobre no está suficientemente documentado, existiendo un enorme interés en los sistemas de desalación impulsados por fuentes renovables. En este trabajo se expone los resultados de operación de una planta desaladora por OI funcionado de forma discontinua. La planta desaladora está localizada al oeste de la isla de Gran Canaria y fue construida en el año 1999, con el fin de desalinizar agua salobre con fines agrícolas (principalmente riego de tomateros). Los datos de operación se han obtenido entre el año 1999 y 2013 con un total de operación de aproximadamente 46.000 h, correspondiente a un ciclo de trabajo del 37,5%, fluctuando los arranques y paradas dependiendo de las necesidades de agua. El agua de alimentación a la planta proviene de pozo subterráneo, siendo lo más destacable sus altas concentraciones de sulfato de calcio. El pretratamiento de la planta estuvo constituido por la dosificación de anti-incrustante (5 mg/L) y dos filtros de cartuchos conectados en serie (25 y 5 μm respectivamente). La planta tiene dos etapas, arreglo 2:1 con 5 elementos de membrana (FilmtecTM BW30-400) por tubo de presión. El flujo de agua de alimentación y la recuperación del sistema se mantuvieron prácticamente constantes (416 m3/d y 65% respectivamente). Se tomaron datos de las conductividades de alimentación y permeado, presiones de alimentación, pérdidas de presión en ambas etapas y flujos de alimentación, producto y rechazo. Los datos obtenidos han permitido realizar un análisis del comportamiento y rendimiento de este tipo de instalaciones bajo unas condiciones de régimen discontinuo de operación. A lo largo de los catorce años se realizó únicamente una limpieza química, cuando se había generado un decremento del 50% del flujo de permeado normalizado y estando en todo momento el paso de sales prácticamente constante (alrededor de 2,5%) durante las primeras 40.000 h. Palabras clave Agua salobre; Ósmosis inversa; Funcionamiento discontinuo; Rendimiento; Osmosis inversa y fuentes renovables ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 30 Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Reclaimed Water Use J. Dziadziewicz, V. Mendoza-Grimón, M.P. Palacios-Díaz GEOVOL. iUNAT. ULPGC [email protected] Abstract Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMFs) are widely known as plant symbionts. Several studies revealed the positive influence of AMF to plants growth [1] [2]: transmitting nutrients to plants from a great distance [3], increasing the absorption of water and nutrients from the soil and raising the hydraulic conductivity of the plant root system [4] and the photosynthetic capacity of the canopy and positively affecting plant growth and providing tolerance against biotic and abiotic stresses [5] contributing to biodegradation of toxical compounds [6]. In our investigation, we will combine agricultural study of AMF with reclaim water reuse. The shortage of water is especially severe in arid and semiarid regions, such as Canary Islands. Reclaimed water usually contains nutrients that produce a direct benefit for crops [7] and also allows the accumulation of organic matter. In contrast, a significant drawback is if nutrients are presented in excess of plant needs, or if the reclaimed water contains toxic elements [8] or emerging compounds [9]. Pharmaceuticals could have a negative effect on soil microorganism activity [10] and so, affect plant growth. If they would be accumulated in plant tissues (Christou et al., 2017), they could affect humans as first and second order consumers. Our main goal is to use AMF as a bioindicator to detect the emerging compounds effects in the soil/plant ecosystem for assuring the sustainability of the reuse. We also want to investigate emerging compound degradation by the AMF. For this purpose, we will determine the glomalin (protein produced by arbuscular mycorrhizal fungi) and selected emerging compounds in soil. We will trace the evolution of AMF presence in soils irrigated by treated water and the quantity of glomalin. We expect that inoculated AMF satisfactorily colonized the roots of plants (Sorghum bicolor ssp bicolor and Ocimum basilicum) and enhanced the structure of the soil by increasing the glomalin and carbon contents, counteracting the effect of emerging compounds. We also expect that AMF presence will decrease the adverse effect of Na and Cl in plant, and improve CO2 fixation and water use efficiency (WUE) of the plants irrigated with reclaimed water. Key words Arbuscular Mycorrhizal Fungi, reclaimed water reuse, emerging compounds Bibliography [1] Nicolás, E., et al., (2015), Effectiveness and persistence of arbuscular mycorrhizal fungi on the physiology, nutrient uptake and yield of Crimson seedless grapevine, The Journal of Agricultural Science, 153.6, 1084-1096. [2] Vicente-Sánchez J. et al., (2014), Arbuscular mycorrhizal symbiosis alleviates detrimental effects of saline reclaimed water in lettuce plants, Mycorrhiza, 24.5, 339-348. [3] Schnepf A. et al., (2008), Growth model for arbuscular mycorrhizal fungi, Journal of the Royal Society Interface, 5, 773–784. [4] Sánchez-Blanco M. et al., (2004), Variations in water status, gas exchange, and growth in Rosmarinus officinalis plants infected with Glomus deserticola underdrought conditions, Journal of Plant Physiology, 161, 675–682. [5] Pozo M., Azcón-Aguilar C., (2007), Unraveling mycorrhiza-induced resistance. Current Opinion in Plant, Biology, 10, 393–398. [6] Huang H. et al., (2007), Effect of arbuscular mycorrhizal fungus (Glomus caledonium) on the accumulation and metabolism of atrazine in maize (Zea mays L.) and atrazine dissipation in soil, Environmental Pollution, 146.2, 452-457. [7] Toze S., (2006), Reuse of effluent water—benefits and risks, Agricultural water management, 80.1, 147-159. [8] Christou A. et al., (2017), Long-term wastewater irrigation of vegetables in real agricultural systems: concentration of pharmaceuticals in soil, uptake and bioaccumulation in tomato fruits and human health risk assessment, Water research, 109, 24-34. [9] Petrović M. et al., (2003), Analysis and removal of emerging contaminants in wastewater and drinking water, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 22.10, 685-696. [10] Thiele‐Bruhn S., (2003), Pharmaceutical antibiotic compounds in soils–a review, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 166.2, 145-167. PÓSTER ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 32 Caracterización del efluente de explotaciones ganaderas de porcino y del efluente de Sistemas de Depuración Natural (SDN). Una experiencia práctica en Gran Canaria C.A. Mendieta Pino1, S.O. Pérez Báez2, A. Ramos Martín3, S. Brito Espino4, R. Navarro Guerra del Río5. (1)(3) Departamento de Ingeniería de Procesos. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) (1)(2)(4) Instituto de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (i-UNAT)(ULPGC) (5) Servicio de Extensión Agraria. Consejería de Soberanía Alimentaria y Sector Primario. Cabildo de Gran Canaria +34616221076 [email protected] Resumen Los efluentes de las explotaciones ganaderas representan un fuerte impacto ambiental y sanitario, con especial énfasis en los procedentes de cerdos. Este impacto se amplifica en los territorios insulares. Para seleccionar y proyectar los sistemas de tratamiento más adecuados, es necesario conocer la caracterización de los efluentes a tratar, los caudales, su capacidad de reutilización como fertilizante. El objetivo de este trabajo es caracterizar el efluente proveniente de una explotación porcina intensiva en la Isla de Gran Canaria, el efluente obtenido del Sistema de Depuración Natural (SDN) implementado junto a la misma y encontrar relaciones de variables de interés. El manejo del efluente se realiza por medio de un SDN, que se opera en condiciones estacionarias y que consiste en un bio-digestor de primera generación, humedales artificiales de flujo subsuperficial SFS y laguna facultativa. Los parámetros caracterizados (141 muestras tomadas entre 2008 a 2015) nos han permitido conocer el rendimiento del sistema, probar la solución y su reuso. Se han encontrado correlaciones entre las diferentes variables que pueden ser útiles para mejorar el manejo de estos residuos. En cuanto a los flujos se ha verificado que el criterio que mejor se adapta al real es el relativo al consumo de materia seca. En el efluente proveniente de la explotación ganadera, se llegó a la conclusión de que existían relaciones entre varios pares de parámetros: número de madres reproductoras y Demanda Química de Oxígeno (DQOtotal) del efluente de la explotación y entre las primeras y el caudal del efluente, relación entre los Sólidos Totales Disueltos (STD) y Conductividad (CE), Sólidos Volátiles (SV) y Carbono Orgánico Total (COT). En el efluente del SDN, también se han encontrado correlaciones interesantes entre la DQOtotalef y la DQOparticuladaef, la DQOparticuladaef y Sólidos Volátiles (SV), Sólidos Fijos (SF) y conductividad (CE) y entre Sólidos Totales (ST) y conductividad (CE), entre otros. Este trabajo se ha realizado con la inestimable colaboración del Servicio de Extensión Agraria y del Laboratorio Agroalimentario y Fitopatológico pertenecientes al Cabildo de Gran Canaria, Islas Canarias. Tabla 1. Ejemplos de curvas de regresión calculadas R2 Tipo Curva regresión Efluente de Explotación Ganadera (mg/l) 0,686 Lineal DQOtotal=3246,643+154,535*Nºmadres 0,951 Cúbica Caudal Efluente explotación ganadera (m3/d) =4,425+3,029e-7*(Nºmadres)3 0,876 Cuadrática SV=2134,633-0,420*(COT)+5,861e-5(COT) 2 R2 Tipo Curva regresión Efluente de SDN (mg/l) 0,750 Exponencial DQOtotalef=903,153+0,61eDQOparticuladaef 0,852 Cúbica DQOparticuladaef=1076,509-4,620(COT)+0,006(COT)2-2,24e-6(COT)3 0,953 Cúbica SF=-2054,572+1359,122(CE)-79,202(CE)2+2,464(CE)3 Palabras clave SDN, depuración natural, purín, reutilización. Referencias [1] S. Lopez-Ridaura, H. van der Werf, J. Marie Paillat, B. Le Bris. Environmental evaluation of transfer and treatment of excess pig slurry by life cycle assessment. Journal of Environmental Management 90 (2009) 1296–1304. [2] A. Cavanagh, M. Gasser, M. Labrecque. Pig slurry as fertilizer on willow plantation. Biomass and Bioenergy, 35 (10) (2011), 4165–4173. [3] Suresh, A., Choi, H.. Estimation of nutrients and organic matter in Korean swine slurry using multiple regression analysis of physical and chemical properties. Bioresource Technology 102(19). 8848-59. ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 33 Gestión del efluente procedente de explotaciones ganaderas de porcino por medio de plantas piloto con Sistemas de Depuración Natural (SDN) implementados en la isla de Gran Canaria: Un año de experiencia de operación C.A. Mendieta Pino1, S.O. Pérez Báez2, A. Ramos Martín3, S. Brito Espino4, R. Navarro Guerra del Río5 (1)(2)(3) Departamento de Ingeniería de Procesos. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) (1)(2)(4) Instituto de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (i-UNAT)(ULPGC) (5) Servicio de Extensión Agraria. Consejería de Soberanía Alimentaria y Sector Primario. Cabildo de Gran Canaria +34616221076 [email protected] Resumen Los Sistemas de Depuración Natural (SDN) se han revelado adecuados para pequeñas comunidades, debido a su bajo coste energético y de operación. Sin embargo, es importante abordar la idoneidad de estos SDN para brindar una solución alternativa a la gestión de residuos de las explotaciones ganaderas en territorios insulares, como en la isla de Gran Canaria, con explotaciones de pequeño y mediano tamaño, escasos márgenes de operación y con dificultad de accesos a red viaria y/o alcantarillado. El objetivo de este trabajo es describir el desempeño de tres Sistemas de Depuración Natural (SDN) implementados en tres explotaciones ganaderas de porcino (1.200-1.500 cerdos en ciclo de cerrado en un ciclo de producción anual) para el tratamiento de su efluente durante el primer año de funcionamiento. La gestión del purín se realiza por medio de la combinación de elementos tales como, biodigestores de primera generación, humedales artificiales (SFS) y lagunas facultativas que se operan en condiciones normales de las explotaciones ganaderas. Las instalaciones, ubicadas en la Isla de Gran Canaria, nos han permitido estudiar alternativas viables de gestión de efluentes procedentes de explotaciones ganaderas con un tratamiento de bajo coste y también validar estos sistemas de acuerdo con las tasas de remoción, comportamiento bajo cambios de carga y / o flujo, energía y operación de bajo costo. La eficiencia de eliminación de la demanda química de oxígeno (DQO) obtenida fue de entre 70-90%. Asimismo, se ha podido comparar el funcionamiento de los digestores de flujo de cascada de primera generación (<76% de eliminación de DQO) frente a digestores de mezcla completos (<50% de eliminación de DQO) y que las lagunas facultativas cuando se combinan con humedales SFS, tuvieron una mayor capacidad de remoción de DQO, 92%, comparado con lagunas sin humedal SFS pero de diez veces su capacidad para igual carga orgánica. Por último, se ha verificado que cuando se combina diferentes elementos de SDN, tienen mejor eliminación de la DQO y una mejor respuesta a la carga y/o cambios de flujo del efluente de entrada al sistema de depuración. Este trabajo se ha realizado con la inestimable colaboración del ganadero y del Servicio de Extensión Agraria y del Laboratorio Agroalimentario y Fitopatológico pertenecientes al Cabildo de Gran Canaria, Islas Canarias. Palabras clave SDN, sistema natural, caracterización, purín, reutilización. Referencias [1] S. Lopez-Ridaura, H. van der Werf, J. Marie Paillat, B. Le Bris, Environmental evaluation of transfer and treatment of excess pig slurry by life cycle assessment, Journal of Environmental Management 90 (2009) 1296–1304. [2] A.O. Babatunde, Y.Q. Zhao, M. O'Neill, B. O'Sullivan, Constructed wetlands for environmental pollution control: A review of developments, research and practice in Ireland, Environment International 34 (2008) 116–12. [3] Vera, L., Martel, G., Márquez, M. (2013), Two years monitoring of the natural system for wastewater reclamation in Santa Lucía, Gran Canaria Island. Ecological Engineering 50, 21-30. ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 34 Caso práctico de alta penetración de energías renovables en un sistema eléctrico F. Cabrera Quintero1, J.F. Medina Padrón1 1 Instituto Universitario de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería. Universidad de Las Palmas de G.C. [email protected] Resumen La Isla de El Hierro, debido a sus características físicas y de población, con el Sistema Eléctrico más pequeño del Archipiélago, es ideal para la experimentación y puesta en marcha de sistemas no convencionales de generación eléctrica. En Junio de 2014 se puso en funcionamiento la central hidroeólica de Gorona del Viento [1], con el reto de integrar en un sistema débil como el de la Isla, energía de origen renovable, con las dificultades que ello conlleva. En junio de 2015 fue cuando, tras un año en prueba, comenzó a generar potencia y a inyectar energía eléctrica de forma regular en el sistema eléctrico de la Isla, permitiendo analizar su comportamiento durante un periodo de 2 años. Antes de su puesta en funcionamiento, se realizaron estudios describiendo el sistema [2] e incluso de su análisis dinámico [3]. En esta comunicación se muestra el modelado del Sistema Eléctrico de la Isla mediante el software “Power World”, incluyendo la nueva central hidroeólica, además de los grupos diésel como generación convencional ya presentes en la misma. En total se dispone de 11.5 MW de potencia eólica, 11,32 MW de potencia hidráulica, 11,07 MW mediante grupos diésel, además de 6 MW de bombeo entre dos depósitos de agua, uno inferior de 150.00 m3 y otro superior de 380.000 m3 con una cota de 655 metros. Mediante el modelo se visualiza el funcionamiento del sistema y además se han analizado los datos de generación, mediante ree.es, durante los 2 años de funcionamiento de la central, incluyendo periodos de tiempo de días completos con modo de funcionamiento 100% renovable. Palabras clave Energía, renovables, hidroeólica, generación, eólica. Referencias [1] http://goronadelviento.es. Web de la empresa que gestiona la Central Hidroeólica. Último acceso 22 septiembre de 2017. [2] J. Merino, C. Veganzones, J.A. Sanchez, S. Martinez, C.A. Platero, “Power System Stability of a Small Sized Isolated Network Supplied by a Combined Wind-Pumped Storage Generation System: A Case Study in the Canary Islands”. Energies, Vol. 5, pp. 2351-2369, 2012. [3] N. Angulo, J.F. Medina, F. Déniz, J. Cidrás, C.J. Carrillo, C. Bueno, “Energy supply to small island by wind and hydropower: dynamic analysis”. In: WIP (Eds.), Proceedings of Global Wind Power Conference and Exhibition, Paris, France, 2002. Fig. 1. Gráfica de Red Eléctrica (ree.es) con porcentajes de fuentes de Generación Eléctrica. Tabla 1. Porcentajes de generación de energía eléctrica durante los 2 primeros años de funcionamiento. Año Demanda MWh Diesel MWh Eólica+hidro MWh % Renovable Julio de 2015 a junio de 2016 45086,6 29769,3 15749,3 34,9 % Julio de 2016 a junio de 2017 45951,3 26416,0 20013,3 43,6 % Año 2016 De ene-dic total 45588,2 27585,5 18910,0 41,5 % ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 35 Estudio del rendimiento de membranas de alta eficiencia para desalinización de agua de mar para reducir el consumo energético F.A. León1, A. Ramos2, A. Ruiz3 1 Instituto Universitario de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. 2 Departamento de Ingeniería de Procesos. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. 3 Departamento de Ingeniería Mecánica. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. [email protected] Resumen En la actualidad, uno de los principales objetivos de los fabricantes de membranas de ósmosis inversa para agua de mar es incrementar el rendimiento en términos energéticos. Normalmente, las condiciones de testeo de los diferentes fabricantes no resultan muy fiables por estar alejadas de las condiciones de operación reales de las plantas desaladoras de agua de mar. Este trabajo tuvo como objetivo la construcción de una planta piloto para el testeo de tres módulos de membrana de distintos fabricantes. Se estudiaron tanto el decremento de flujo de permeado con el tiempo de operación, como el rechazo de sales bajo distintas condiciones de operación para los tres elementos de membrana. Las condiciones de operación a las que fueron sometidas las membranas fueron similares a las supuestas en la planta a escala real donde iban a ser instaladas. El tiempo de testeo fue de dos meses, trabajando 24 horas al día, los siete días de la semana. En cuanto a los resultados obtenidos de las tres membranas de ósmosis inversa testeadas, podemos confirmar después de la experiencia que una de ellas tenía menor caudal de permeado y calidad de aguas desde el principio por lo que quedó descartada. Sin embrago las otras dos membranas mantuvieron un flujo constante, una aceptable calidad de aguas y un rechazo de boro mucho mejores que lo actualmente operado en planta. El caudal producto de una de ellas se mantuvo casi constante en el tiempo durante el pilotaje a la misma presión de trabajo que el resto, lo que trajo consigo una reducción del consumo energético que era el objetivo planteado. De esta manera, concluimos que el reemplazo de membranas de última generación nos ayudará a reducir los costes energéticos de la instalación superando la demanda de agua existente con la calidad exigida por el Real Decreto 140, al igual que la optimización de los procesos en planta introduciendo mejoras en la recuperación de energía, captación y procesos auxiliares de la misma. Palabras clave Desalinización, energía, consumo, rendimiento. ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 36 Procesos avanzados de oxidación para la eliminación de residuos farmacéuticos de aguas depuradas C. Afonso-Olivares1, C. Fernández-Rodríguez2, O. Dominguez-Santana2, J.M. Doña-Rodríguez2, Z. SosaFerrera1, J.J. Santana-Rodríguez1 1 Grupo de Análisis Químico Medioambiental. Instituto Universitario de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (iUNAT), Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, 35017 Las Palmas de Gran Canaria, Spain 2 Grupo de Fotocatálisis y Espectroscopía Aplicada al Medioambiente. Instituto Universitario de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (i-UNAT), Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, 35017 Las Palmas de Gran Canaria, Spain [email protected] Resumen Desde hace décadas, se ha creado una gran lista de contaminantes emergentes donde se incluyen los residuos farmacéuticos. Esta lista ha surgido debido a las investigaciones sobre la presencia continua de estos contaminantes en los diferentes compartimentos ambientales y sus efectos negativos sobre diferentes organismos. Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) descargan diariamente estos compuestos al medioambiente, ya que no están específicamente diseñadas para eliminarlos [1]. Además, diferentes estudios han demostrado las limitaciones de usar sólo tratamientos convencionales para descomponer productos farmacéuticos [2]. Por lo tanto, se necesita el uso de tratamientos más avanzados, como la ósmosis inversa, el biorreactor de membrana o los procesos avanzados de oxidación, entre otros. [3]. En este trabajo se han desarrollado y evaluado dos procesos avanzados de oxidación (PAOs) para la eliminación de veintitrés compuestos farmacéuticos de diferentes clases terapéuticas presentes en las aguas depuradas. Los PAOs consisten en, por un lado, un proceso fotocatalítico basado en la acción combinada de luz ultravioleta y 20 mg·L-1 de peróxido de hidrógeno (UV/H2O2) y, por otro lado, un proceso de fotocatálisis heterogénea mediante dióxido de titanio soportado en espumas cerámicas (UV/TiO2). Los resultados mostraron que ambos procesos eran eficaces para la reducción de los niveles de concentración de los residuos farmacéuticos en aguas, siendo los compuestos más recalcitrantes la cafeína y paraxantina. Sin embargo el proceso UV/TiO2 se ve inhibido por la alta carga orgánica que pueda estar presente en el agua depurada, por ello, sólo es aplicable a aguas potables o altamente tratadas. Palabras clave Residuos farmacéuticos, Procesos avanzados de oxidación, depuración, reutilización. Referencias [1] E.N. Evgenidou, I.K. Konstantinou, D.A. Lambropoulou, Science of the Total Environment 505 (2015) 905–926. [2] A.J. Ghoshdastidar, S. Fox, A.Z. Tong, Environmental Science and Pollution Research 22 (2015) 689–700 [3] Y. Luo, W. Guo, H.H. Ngo, L.D. Nghiem, F.I. Hai, J. Zhang, S. Liang, X.C. Wang, Science of the Total Environment 473-474 (2014) 619-641. a) b) Fig. 1. Reactor fotocatalítico: a) UV/H2O2; b)UV/TiO2 ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 37 Presencia, eliminación e impacto ambiental de residuos farmacéuticos en muestras de agua procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales de la isla de Gran Canaria C. Afonso-Olivares1, Z. Sosa-Ferrera1, J.J. Santana-Rodríguez1 1 Grupo de Análisis Químico Medioambiental. Instituto Universitario de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (iUNAT), Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, 35017 Las Palmas de Gran Canaria, Spain [email protected] Resumen La presencia y destino de los residuos farmacéuticos en muestras ambientales son de gran interés debido a los posibles riesgos toxicológicos que pueden producir. La mayoría de estudios se centran, especialmente, en el principal foco de entrada de estos contaminantes al medioambiente como son las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) [1]. Aunque en España se han realizado numerosas investigaciones, en Canarias se carece de información sobre este tema. Por ello, en este trabajo se ha llevado a cabo una monitorización quincenal durante un período de seis meses para establecer la presencia de veintitrés compuestos farmacéuticos en muestras de dos EDARs con diferentes sistemas de tratamiento y localizadas en la isla de Gran Canaria, mediante una metodología analítica avanzada [2]. Los resultados indican que los niveles de concentración varían entre 0,004 ± 0,001 y 59,2 ± 11,7 μg L-1 para la EDAR convencional, cuyo proceso de purificación consiste en tratamiento de lodos activos y posterior tratamiento de microfiltración y ósmosis inversa, mientras que los niveles de concentraciones en la EDAR natural por humedales de flujo vertical y horizontal con un proceso previo de inyección de microorganismos se estableció entre 0,018 ± 0,001 y 148 ± 14,7 μ g L-1. Evaluando las eficiencias de cada EDAR para la eliminación de los fármacos estudiados, se observó que con el tratamiento convencional, utilizando adicionalmente el tratamiento terciario, se obtenían porcentajes de eliminación por encima del 99 % para la gran mayoría de los compuestos. Sin embargo, observando sólo el proceso de ósmosis inversa, no muestra una degradación de los compuestos sino un traslado y concentración de los mismos hacia el rechazo de la ósmosis, causando un aumento de concentración en ese punto. En cuanto a la EDAR natural, se consiguen eficiencias de eliminación superiores al 80 % para la mayoría de los compuestos, excepto para carbamazepina, ibuprofeno y fluoxetina que fueron inferiores al 40 %. Finalmente, realizando el cálculo predictivo del impacto que puede provocar la presencia de las máximas concentraciones encontradas en los efluentes de las EDARs sobre diferentes especies (algas, dafnias y peces), se mostró que, aunque la gran mayoría no ocasionaría riesgo ambiental, el gemfibrozilo, ibuprofeno y ofloxacina podrían producir un potencial riesgo [3]. Palabras clave Residuos farmacéuticos, aguas residuales, eliminación, impacto ambiental. Referencias [1] E. Archer, B. Petrie, B. Kasprzyk-Hordern, G. M. Wolfaardt, Chemosphere 174 (2017) 437 – 446 [2] C. Afonso-Olivares, T. Cadková, Z. Sosa-Ferrera, J.J. Santana-Rodríguez, L. Nováková, Journal of Chromatography A, 1487 (2017) 54 – 63 [3] C. Afonso-Olivares, Z. Sosa-Ferrera, J.J. Santana-Rodríguez, Science of the Total Environment, 599-600 (2017) 934-943 ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 38 Formación Especializada en Energías Marinas. Apostando por la Economía Azul. L. Fernández Prieto 1, A. Alonso Lorenzo 2, J. Cabrera Peña 3, M.A. Guerra Rodríguez, M. Sagaseta de Ilurdoz Cortadellas, A.J. Fernández Pérez, A. García Asensio 1 RALEY Estudios Costeros. 2 HEXIA.3 DIEA, ULPGC. [email protected] Resumen La formación en Energías Marinas constituye una de las principales claves del desarrollo de la Economía Azul, basada en la explotación de proyectos de energías Seguras, Limpias y Eficientes. Entre sus ventajas, se encuentra garantizar la capacitación profesional para la generación de nuevos empleos, la transferencia tecnológica e investigadora de conocimiento experto para un sector en auge. Con dichos objetivos se plantea el programa de Cursos en Energías Marinas (CERM), desarrollado entre las empresas canarias RALEY Estudios Costeros y HEXIA Formación y por un conjunto de profesorado experto, contando con el reconocimiento como certificación de programa formativo por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC). Este programa se plantea desde un enfoque global que permita valorar Proyectos en Energías Marinas desde varios aspectos: La valorización de los recursos marinos disponibles en función de su potencial, la elección de la tecnología empleada teniendo en cuenta la estimación de producción energética que puede generar el dispositivo convertidor, las diferentes instalaciones eléctricas auxiliares que son necesarias y sus requisitos, plantear una adecuada gestión del mantenimiento para buscar la rentabilidad de la explotación, y estudiar la viabilidad del proyecto, desde un punto de vista técnico, medioambiental y económico, por medio de un trabajo final de valoración de un proyecto en una zona de estudio. Dicho programa formativo se plantea con diferentes modalidades adaptadas a las necesidades actuales de la empresa o el profesional que la requiere: online, semipresencial o in company. Fig. 2. Configuración básica de un curso en plataforma de teleenseñanza Chamilo Además la metodología de enseñanza favorece el autoaprendizaje ofreciendo flexibilidad, recursos técnicos didácticos variados ofrecidos a través de una plataforma de teleenseñanza amigable y robusta, así como una atención personalizada para un apoyo continuo de profesorado experto y equipo técnico cualificado. Fig. 1. Escenario de la zona de estudio del trabajo final ISBN: 978-84-16989-95-9 Canagua&energía2017 39 Esta formación pretende ofrecer un impulso a este sector en auge promoviendo la generación de titulaciones académicas y puestos de trabajo, y actualizar en un proceso de mejora continua los contenidos en base a los avances, así como ampliarse a través de la profundización en el alcance de cada uno de los aspectos tratados, la especialización por sectores de trabajo y por tipologías de energías marinas. Palabras clave Energía, formación, offshore, mareomotriz, oceanotérmica