Study and optimisation of copper bioleaching process for electronic waste valorisation

In the current economical context, the use of waste material with economic potential should be a priority. In this sense, the increasing production of electrical and electronic equipment waste (WEEE) makes these materials a potential source for valuable and scarce metals. For this reason, it is important to develop new metal recovery methodologies economically that are more profitable, sustainable and environmental friendly. A possible solution to this problem is to take advantage of the metabolic activity of certain microorganisms, mainly bacteria, to regenerate the responsible agents for the extraction of metals from the matrix in which they are contained once the useful life of them has ended. This process is known as bioleaching or biological leaching. In this thesis, a study of this biotechnological process for metal recovery from WEEE has been carried out. Firstly, bioleaching to recover copper from low-grade chalcopyrite was studied to establish the bases of the methodology, already applied in the biomining field, as well as to check the feasibility of the technique in this field. Subsequently, bioleaching was extended to be applied in the field of the electronic waste, thus recovering metals from printed circuit boards (PCB) based on their high metal content and their limited availability in the nature. Given the interest of this process, not very studied in the field of the electronic waste, an adjustment of those parameters that allow optimizing the operation is necessary. For this reason, the effect of several parameters has been studied such as pH effect, PCB concentration or particle size, as well as the most appropriate system to perform the process (flasks, bioreactor or column). After bioleaching, the extracted metals remain in the leaching solution, so a last step to obtain the metals in their metallic state again and separated from the initial matrix should be perform which closes the recovery cycle. The study to recover the bioleached copper has been carried out more superficially in this thesis, focusing on cementation as a simple and cheaper alternative to other more complex processes such as electrolysis. In addition to the metals extraction through bioleaching, this thesis has been also focused on studying the limits of the technology due to the complex and varied composition of the waste, such as the toxic effect that bioleached metals could cause to the microorganisms involved in the process or the evaluation of possible substrate inhibition. The measurement of the biological activity may be the solution when there are limitations of quantifying biomass in systems where the formation of precipitates can be habitual, as in bioleaching occurred. For this reason, a microrespirometry-based procedure has been developed that allows to directly measure the oxygen consumption and, thus, the microbial activity at real time. In microrespirometry, the formation of precipitates does not interfere with the measurement which allows obtaining a reliable result of the microbial concentration. Thus, after affirming the feasibility of bioleaching as a simpler, cheaper and environmental friendly alternative to traditional physical-chemical processes, this thesis establishes the most favourable conditions to obtain the greatest possible copper recovery through bioleaching. These bases are the previous phase to scale-up the technology to be implemented in an industrial environment.En el actual contexto económico, el provecho de materiales residuales con potencial económico debería ser prioritario. En este sentido, la creciente producción de residuos eléctricos y electrónicos (REES) convierte estos materiales en una potencial fuente de metales muy valiosos y escasos. Por este motivo, es importante desarrollar nuevas tecnologías de valorización de metales que sean económicamente más rentables, sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. Una posible solución para este problema consiste en aprovechar la actividad metabólica de determinados microrganismos, principalmente bacterias, para regenerar los agentes responsables de la extracción de metales de la matriz donde se encuentran inmovilizados una vez finalizada la vida útil del aparato eléctrico que los contiene. Este proceso es conocido como biolixiviación o lixiviación biológica. En esta tesis se ha llevado a cabo el estudio de este proceso biotecnológico para la recuperación de metales procedentes de REES. En primer lugar, se estudió la biolixiviación para recuperar cobre a partir de calcopirita de baja ley para establecer el procedimiento de la metodología, ya aplicada en el campo de la biominería, y comprobar la viabilidad de la técnica en este campo. Posteriormente, la biolixiviación fue aplicada al campo de los residuos electrónicos, realizando así la extracción de metales de placas de circuito impreso (PCB, del inglés, printed circuit boards), basándose en la gran cantidad de metales que éstos contienen y su limitada disponibilidad en la naturaleza. Ante el interés de este proceso, no muy estudiado en el campo de los residuos electrónicos, es necesario ajustar aquellos parámetros que permitan optimizar la operación. Por este motivo, se ha estudiado el efecto de varios parámetros que afectan al proceso como el pH, la concentración de residuo o el tamaño de partícula, así como también el sistema más adecuado para llevar a cabo el proceso (matraz, biorreactor o columna). Tras la biolixiviación, los metales extraídos permanecen en solución por lo que es necesario realizar una última etapa para llegar a obtener los metales en su estado metálico nuevamente, aunque separado de la matriz inicial en este caso, y cerrar así el ciclo de la recuperación. En esta tesis el estudio para recuperar el cobre lixiviado se ha realizado de forma más superficial, centrándose en la cementación como alternativa simple y económica a otros procesos más complejos como la electrólisis. Además de la extracción de metales mediante biolixiviación, esta tesis también se ha centrado en estudiar factores que limitan la tecnología debido a la compleja y variada composición de los residuos, como es el efecto tóxico que pueden provocar los metales biolixiviados sobre los microorganismos involucrados en el proceso, así como la evaluación de la inhibición por sustrato. La medición de la actividad biológica puede ser la solución cuando haya limitaciones de cuantificar la biomasa en sistemas donde la formación de precipitados suele ser habitual, como es el caso de la biolixiviación. Por este motivo se ha desarrollado un procedimiento basado en la microrespirometría que permite obtener de forma directa el consumo de oxígeno y, por tanto, la actividad a tiempo real de una muestra biológica. En las microrespirometrías la formación de precipitados no interfiere en la medición por lo que permite obtener un resultado fiable de la concentración microbiana. Así pues, tras afirmarse la viabilidad de la biolixiviación como alternativa más simple, económica y medioambientalmente sostenible a los procesos físico-químicos tradicionales, esta tesis establece las condiciones más favorables para obtener la mayor recuperación de cobre posible mediante biolixiviación. Estas bases son la fase previa para escalar la tecnología a implementar en un entorno industrial.Recursos naturals i medi ambien

Skewed SVARs: tracking the structural sources of macroeconomic tail risks

Este trabajo propone un modelo vectorial autorregresivo con perturbaciones estructurales (SVAR), identificadas mediante restricciones de signo, cuya función de distribución se caracteriza por una asimetría que varía a lo largo del tiempo. Se propone además un algoritmo bayesiano eficiente para su estimación. Este modelo tiene la ventaja de permitir el seguimiento de forma conjunta de los posibles riesgos asimétricos en torno a las principales variables macroeconómicas, incluidas en el SVAR. Además, provee una narrativa acerca de las razones estructurales que subyacen a la evolución en el tiempo de dichos riesgos. La estimación del modelo con datos para el área del euro encuentra que las perturbaciones de demanda, oferta y política monetaria han exhibido una asimetría significativa y variante en el tiempo entre 1999 y 2019. Esta asimetría explica una proporción significativa de la dinámica conjunta del PIB real y la inflación en el área del euro en ese período, y ha generado importantes riesgos asimétricos de cola en estas variables macroeconómicas. Finalmente, relacionado con la literatura sobre los riesgos del crecimiento (growth-at-risk) y la inflación, encontramos que los indicadores de estrés financiero no son suficientes para explicar todos los riesgos de cola macroeconómicos.This paper proposes a vector autoregressive model with structural shocks (SVAR) that are identified using sign restrictions and whose distribution is subject to time-varying skewness. It also presents an efficient Bayesian algorithm to estimate the model. The model allows for the joint tracking of asymmetric risks to macroeconomic variables included in the SVAR. It also provides a narrative about the structural reasons for the changes over time in those risks. Using euro area data, our estimation suggests that there has been a significant variation in the skewness of demand, supply and monetary policy shocks between 1999 and 2019. This variation lies behind a significant proportion of the joint dynamics of real GDP growth and inflation in the euro area over this period, and also generates important asymmetric tail risks in these macroeconomic variables. Finally, compared to the literature on growth- and inflation-at-risk, we found that financial stress indicators do not suffice to explain all the macroeconomic tail risks

Un enfoque institucional sobre la prosperidad de las naciones. Gobernanza, libertad económica y democracia

En los últimos años el mundo ha registrado el mayor avance de su historia en términos de bienestar y prosperidad. En este proceso, la mejora de la gobernanza económica y el fortalecimiento del marco legal y de los derechos de propiedad, así como la apuesta por mayores cotas de libertad económica, se han revelado como factores determinantes para explicar el favorable desempeño de la economía mundial. Asimismo, el crecimiento económico fraguó en un fortalecimiento de la democracia y del ejercicio de las libertades civiles. La situación actual no debería hacer olvidar este período de éxito económico y social, y menos aún enturbiar el análisis de las razones que llevaron al mundo a alcanzar semejantes cotas de prosperidad. El objetivo de este artículo es analizar la importancia que tuvieron las variables institucionales en el logro de este éxito global y proponer líneas de actuación que permitan retomar la senda del crecimiento económico y el desarrollo a largo plazo

Economic freedom, good governance and the dynamics of development

The purpose of this research is to provide empirical evidence about what institutions are most likely to favor development in its different stages. Firstly, we identify the three development stages that prevailed in the world between 1996 and 2011 according to the income classi- fication of the World Bank corroborated with data from the UNDP Human Development Index. Secondly, we consider that a country had a“successful”behavior if it improved its development stage in that period. Grouping countries based on“success”, instead of according to the income level, allows us to introduce the dynamics of development in the analysis. Thirdly, we formulate a panel data and a probit model to determine the institutions thatare behind the success cases. The results identified economic freedom as the most important institution in all development stages; governance was also found essential, but only in the countries in the intermediate stage of developmen

Crédito y comercio internacional, pilares del desarrollo en el mundo

La libertad de comercio y el acceso al crédito deben constituir una prioridad en la agenda de desarrollo. Este artículo muestra la existencia de una relación empírica positiva entre comercio y financiación, así como de ambos factores con el desarrollo. Un estadio de desarrollo superior se asocia con una mayor apelación a la banca comercial, menor dependencia de la financiación interna y de la necesidad de garantías, menores restricciones para acceder al crédito, tiempos más reducidos para comerciar, mayor dedicación a la exportación, menores pérdidas en las operaciones de comercio exterior, y menor percepción de la regulación de las aduanas y el comercio como restricción para la actividad empresarial

Desarrollo divergente en África subsahariana: economías emergentes frente a estados fallidos

La heterogeneidad de África Subsahariana invalida el análisis tradicional sobre su desarrollo, de enfoque fatalista, dominado por el concepto de dummy. En la región conviven países que convergen, bien hacia el modelo de economía emergente, bien hacia la tipología de Estado fallido. El análisis de la evolución de los clusters de países en función de la fragilidad de sus Estados durante el período 1995-2013 permite identificar casos de «éxito» y de «fracaso» en este campo. La comparación entre las dinámicas evolutivas de ambos grupos de países frente a aquellos que permanecieron «inalterados», contribuye a clarificar las causas del fracaso y las claves del éxito de los Estados africanos subsaharianos

Entorno competitivo y desarrollo humano. El modelo económico europeo y la globalización

El artículo analiza la realidad económica europea, mediante la comparación de los distintos modelos nacionales sacando conclusiones acerca de las alternativas que las economías europeas tienen frente a sí. A lo largo de este trabajo se toman en consideración distintos indicadores de libertad económica, de desarrollo humano y de entorno competitivo para tratar de identificar los modelos económicos europeos más dinámicos

Aciertos de mercado y gobierno: empresa y desarrollo económico

El crecimiento económico y el desarrollo son procesos complejos que vienen determinados de forma conjunta por muy diversos factores. Uno de ellos, quizás el más importante, es la facilidad para desarrollar negocios y crear e impulsar nuevas actividades económicas en un paí

Tratamiento fisioterapéutico para linfedema secundario al cáncer de mama: Revisión sistemática

El linfedema secundario al cáncer de mama, es una patología que sufren millones de mujeres, como consecuencia de la radioterapia o la cirugía de los ganglios linfáticos. Es una enfermedad que está en auge debido al aumento de supervivientes. La fisioterapia se aplica a estos pacientes para disminuir el volumen de la extremidad y reducir la sintomatología que le acompaña. El protocolo actual de tratamiento es la terapia descongestiva compleja, dentro de la cual se encuentra el vendaje compresivo multicapa. En los últimos años se ha intentado mejorar este protocolo, y uno de los cambios que se están realizando es la sustitución de este vendaje por uno más productivo y mejor tolerado. En esta revisión queremos comprobar si el Kinesiotaping podría ser una opción viable para sustituir el vendaje multicapa.Grado en Fisioterapi

A Paley-Wiener theorem for Bergman spaces with application to invariant subspaces

An analogue of the Paley–Wiener theorem is developed for weighted Bergman spaces of analytic functions in the upper half-plane. The result is applied to show that the invariant subspaces of the shift operator on the standard Bergman space of the unit disk can be identified with those of a convolution Volterra operator on the space L2 (R+, (1/t)dt).Plan Nacional I+D (Ministerio de Ciencia y Tecnología)Junta de AndalucíaSecretaría de Estado de Educación y Universidade