Caracterización de la emisión gaseosa en el subsuelo de las Islas Canarias a través de las infraestructuras de captación de aguas subterráneas. Aplicación a la vigilancia volcánica

Las erupciones volcánicas suelen estar precedidas por una intensa actividad sísmica, deformación del terreno y una importante emisión gaseosa debida a la liberación de los volátiles disueltos en el magma durante su ascenso. Todas estas manifestaciones registradas en superficie son una muestra de las diferentes y variadas interacciones de los fluidos magmáticos, magma y gases, con la litosfera. Por tanto, un correcto seguimiento de estos parámetros permitiría definir un nivel base de la actividad volcánica, así como identificar cualquier variación que pueda indicar un cambio en dicha actividad. Esto no puede, ni debe, restringirse a una sola técnica y/o parámetro, sino combinar los resultados de todos ellos en una sola interpretación con la que realizar una correcta vigilancia volcánica. Las Islas Canarias son un archipiélago volcánicamente activo como así ponen de manifiesto las diferentes erupciones registradas durante su periodo histórico, últimos 500 años. Estas erupciones se han concentrado en las islas de Tenerife, Lanzarote, La Palma y El Hierro. El resto, salvo La Gomera, han presentado actividad volcánica durante el Holoceno (últimos 10000 años) y por tanto, según la IAVCEI (International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth's Interior), son consideradas volcánicamente activas. Estos eventos eruptivos han presentado un índice de explosividad bajo, implicando una peligrosidad volcánica moderada, pero el fuerte incremento de la población durante el último siglo ha hecho que el riesgo volcánico haya aumentado exponencialmente. Con el fin de proveer de agua a la creciente población y abastecer una producción agrícola en constante aumento, a finales del siglo XIX comenzó la perforación de una serie de infraestructuras hidráulicas, pozos y galerías, con las que explotar el agua subterránea de las islas. Estas masas de agua representan en el archipiélago una de sus principales fuentes hídricas, ya que los terrenos volcánicos al ser muy porosos facilitan la formación de acuíferos por percolación del agua meteórica. Tanto el gran número de estas infraestructuras (5400 aproximadamente) como la longitud total perforada (218 km en pozos solo en Gran Canaria) las convierte en una ventana de observación privilegiada de la geología subterránea de las islas. Además, teniendo en cuenta que los gases magmáticos aprovechan cualquier fisura, fractura y/o terreno poroso que facilite su ascenso a la superficie, los pozos y galerías representan una oportunidad única para el registro y control de las emisiones gaseosas de origen volcánico. 1) Aportar información sobre la emisión gaseosa de origen volcánico a través de las obras de captación de aguas subterráneas. 2) Poner en valor el uso de estas infraestructuras tanto para presentes como futuras tareas de vigilancia. 3) Colaborar en la reducción del riesgo volcánico con los resultados de los tres artículos publicados. Para lograr estos objetivos se han realizado estudios de la emisión gaseosa en tres de las ocho islas que forman parte del archipiélago (Tenerife, El Hierro y La Palma), dentro de lo que se podrían denominar tres niveles de actividad volcánica bien diferenciados: etapa de calma volcánica (Tenerife), evento eruptivo (El Hierro) y periodo de reactivación o unrest (La Palma). En el primer artículo que forma parte de esta Tesis se realizó un estudio de la emisión gaseosa difusa en el interior de la galería Río de Guía (RdG), situada en el flanco oeste de Tenerife. Dicha galería nunca ha alumbrado agua, tiene una longitud de 3 km y se encuentra a una cota de 1800 m. A lo largo de su traza se realizaron siete perfiles en los que se registraron conjuntamente la temperatura del aire y del suelo así como la concentración de CO2 cada 200 m en el interior de la galería. Estos perfiles permitieron identificar una anomalía térmica estable situada a unos 2000 m de la bocamina. Alrededor de este punto se registraron las mayores concentraciones de dióxido de carbono medidas con los perfiles. Con el fin de caracterizar de una forma más adecuada esta anomalía de temperatura se desplegaron cuatro estaciones de registro continuo, las cuales midieron las temperaturas del aire y del suelo, y las concentraciones de CO2 y 222Rn. A través del análisis de sus registros se pudieron definir dos periodos con una dinámica muy diferente. Un periodo frío en donde la temperatura exterior era inferior a la media en el interior de la galería, y un periodo cálido donde ocurría lo contrario. Durante este último fue cuando se observó una clara acumulación de gas en el interior de la galería. Se pudo constatar que la anomalía térmica dividía la galería en dos secciones con comportamientos diferentes. Como consecuencia, la evolución de las temperaturas en ambas secciones permitió identificar una pequeña, pero clara, transferencia de calor hacia el frente de la galería durante el periodo frío. Con respecto al comportamiento de los gases, los registros de las estaciones permitieron confirmar que la principal emisión de dióxido de carbono se situaba entorno a la anomalía térmica. Ese no fue el caso del 222Rn, el cual pareció ser emitido de forma difusa a lo largo de la galería con un brusco incremento en torno a los 1000 m posiblemente ligado a un cambio en la litología. También, respecto al CO2, se pudo confirmar su origen profundo en base a: 1) Los valores de la relación isotópica del carbono del CO2 del gas del suelo en el interior de la galería. 2) Al comprobar que la máxima emisión de dióxido de carbono coincidía con la mayor estructura de diques identificada en el interior de la galería y con la intersección de dos erupciones cercanas. En el segundo artículo se analizaron los registros de cuatro estaciones geoquímicas para la medida de la concentración de gases, CO2 y 222Rn en aire, y las temperaturas del aire y del suelo en galerías, así como el de una estación para el registro de la concentración de 222Rn en un pozo. Todas ellas fueron desplegadas en El Hierro con la finalidad de monitorizar el proceso de reactivación y posterior erupción submarina que tuvo lugar entre 2011 y 2012. Se identificaron variaciones en las concentraciones de CO2 en una galería y 222Rn en un pozo respectivamente, claramente relacionadas con la actividad volcánica previa a la erupción y a la asociada al propio proceso eruptivo. El Hierro experimentó un despertar volcánico a mediados de julio de 2011. Tras tres meses de intensa actividad sísmica, una deformación del terreno de varios centímetros y la detección de incrementos en la emisión gaseosa, se produjo una erupción submarina al sur de la isla en octubre de 2011 tras cuarenta años de inactividad en el archipiélago. Se pudo demostrar que los incrementos en la concentración de CO2 en el interior de una galería durante el periodo pre-eruptivo estuvieron bien correlacionados con la deformación registrada en la isla. Tras el inicio de la erupción se produjo un descenso en la tasa de crecimiento del dióxido de carbono, y las variaciones detectadas durante este periodo parecieron estar relacionadas con una desgasificación de origen profundo. Respecto al 222Rn, este presentó dos comportamientos muy diferentes: cambios en el nivel base de emisión y bruscos incrementos durante cortos periodos de tiempo (picos de emisión). Los primeros, durante la etapa pre-eruptiva estuvieron relacionados con cambios en el ratio de deformación sugiriendo una lenta liberación del 222Rn por estrés de la roca, mientras que durante el periodo eruptivo estuvieron ligados con la desgasificación magmática de origen profundo. En cuanto a los picos de emisión, estos se relacionaron muy bien con bruscos incrementos en la energía sísmica, lo que hace suponer que la microfracturación de la roca permitió la rápida liberación de 222Rn. Por último, en el tercer artículo se analizan los datos sismológicos, geodésicos y geoquímicos recabados durante dos periodos de actividad anómala en Cumbre Vieja (La Palma) sin que se produjera erupción. Este tipo de procesos, donde no se produce un evento eruptivo, son conocidos como periodos de reactivación o unrest. En octubre de 2017 y febrero de 2018, se detectaron incrementos en la sismicidad de baja magnitud en La Palma. La primera serie se localizó al oeste de Cumbre Vieja a una profundidad media de 21 km, y la segunda fue localizada prácticamente sobre la dorsal a una profundidad media de 26 km. Esta migración en la sismicidad fue confirmada por la relocalización conjunta de ambos enjambres. Además, ambas series, presentaron un valor de b claramente superior a uno, lo que sugiere que los fluidos magmáticos, magma y/o gases, podrían estar tras el origen de esta sismicidad. Ambos enjambres estuvieron acompañados de incrementos en la concentración de hidrógeno, de la relación isotópica del helio corregida y de la concentración de dióxido de carbono en un pozo muy cercano a la localización de los enjambres. Los aumentos de las dos primeros parámetros tuvieron lugar meses antes de la ocurrencia de la primera serie. También, durante este periodo, y en base al decremento de la relación isotópica del helio corregida en un sondeo (con los mayores valores registrados en Canarias) se estimó un aporte de helio radiogénico como consecuencia de un aumento del estrés tectónico. Tras el segundo enjambre se detectó un aumento de la concentración de 220Rn en el suelo en dos puntos de la dorsal. Esto se relacionó con un aumento del estrés de la roca cerca de Cumbre Vieja y con un posible aumento en la emisión difusa de CO2 en la misma zona. Este último aumento sería compatible con el decremento observado en la relación isotópica del carbono en el pozo, que junto con la migración de la sismicidad podría indicar que tanto el magma como la principal emisión gaseosa se desplazaron ligeramente al este. Por último, y aunque no hubo deformación registrada por la red GNSS, se hizo una estimación del volumen máximo de magma necesario para producir una deformación medible por dicha red. El resultado fue de 3·10-2 km3. La cota inferior del volumen intruido fue estimada en base al momento sísmico de los eventos localizados obteniéndose un valor de 5.5·10-4 km3

Optimization on Personal Fall Arrest Systems. Experimental Dynamic Studies on Lanyard Prototypes

Tens of thousands of fall-from-height accidents take place at construction sites every year. These types of accidents range from minor to fatal, causing a significant financial burden to enterprises, personal and family traumatic experiences, high medical costs, as well as hard compensation claim settlements. It makes sense then, that some sort of effective personal protective equipment (PPE) be devised to stop these types of accidents from happening. This article aims to explain how PPE can be used to minimize personal injury and the costs implied. The main contribution of this study is that the prototypes made with dynamic ropes and terminals knotted—without an energy absorber—could safely retain falls. Results show that standards EN 354 and EN 364 need to incorporate dynamic test requirements, for the reason that a high loading rate significantly reduces the resistance in static tests that manufacturing companies claim they have. Surprisingly, more than 90 percent of work at heights use PPE without any absorber. Finally, this study calls for the need to accurately determine the dynamic response of PPE in order to further advance in improvements of these fall arrest systems with no energy absorber

Average Force of Deployment and Maximum Arrest Force of Energy Absorbers Lanyards

Energy-absorbing lanyards (EAL) are part of fall arrest systems (FAS), their main mission is to dissipate the energy generated during the fall, ensuring that the arresting force does not cause injury to the user. For the design of FAS as set out in the American standard Z359.6 and the Canadian Z259.16 it is essential to know the deployment force or average arrest force (Fa). Fa is necessary to estimate the elongation that the absorber will suffer during the fall and therefore essential data to calculate the clearance distance. There is a lack of useful experimental data for the design of this personal protective equipment (PPE). This work provides empirical data required for the design of FAS with EAL in accordance with EN 355. This paper covers different types of EAL that are marketed internationally; different empirical data, average and maximum forces, required for improving safety design are researched. Six manufacturers, 10 models, and 2 samples of each model were selected, with total of 20 tests being performed. Dynamic performance tests were carried out, the free fall of a person was simulated using a 100 kg steel ballast from the maximum height allowed by the equipment, obtaining the maximum arrest force (Fm), average deployment force (Fa), and, by calculating the balance of forces, the maximum and average acceleration suffered by the ballast during its arrest. In light of the results, relevant conclusions for user safety are obtained. It is feasible to raise the safety requirements established by the different standards. The Fm can be established below 6 kN in the EAL, and the Fa can be estimated at 87.5% of the Fm. The categorization of the force–time curve in fall arrest with EAL has been obtained. Two EAL purchased on the market exceed the Fm permitted, therefore it is recommended to increase the quality controls of EAL

Coaches' and referees' evaluation of the importance of the rules at the initiation stage of basketball

The rules and regulations affect sport practice tactics and techniques. Therefore, for a player to eventually master the game of basketball, the player should also understand its internal logic. In this study, the opinions of coaches and referees about the rules that they believe to be most important when teaching basketball at the initiation stage were assessed, and an analysis of the differences between these two groups was done. The study's sample was composed of 37 coaches and 40 referees. A questionnaire was utilised to measure the opinion about the degree of importance of teaching the rules at the initiation stage of basketball. The questionnaire consisted of 30 items, one for each rule, in which they evaluated the importance of teaching the rule from 1 (Not at all important) to 4 (Very important). A descriptive analysis of the data was done; further, to test the differences between the mean values given by the coaches and the referees, a student t-test for independent samples was utilised. The results demonstrate that the rules that should have most importance when teaching mini-basketball are: out-of-bounds (sideline and endline), grabbing/pushing, over-and-back, travelling, and double-dribbling. When comparing the values given by the coaches and the referees, significant differences were found in 11 of the 30 items, for which greater coordination between the two groups is suggested. The coaches gave more importance to travelling and double-dribbling, likely due to the repercussion in the teaching of the technique, especially of the player with the ball. The referees gave more importance to the rules related to personal fouls, probably in search of control of the game

Current concentrations of Zn, Cu, and As in piggery wastewater compromise nutrient removals in microalgae–bacteria photobioreactors due to altered microbial communities

Producción CientíficaSimple Summary: Photobioreactor systems based on consortia of microalgae and bacteria are a promising, efficient and sustainable alternative for treatment of wastewaters with high nitrogen content, such as piggery wastewater. In these biological systems, microorganisms play a key role in wastewater treatment by degradation of organic matter and accumulation of nutrients into the generated biomass. However, these wastewaters often contain high concentrations of zinc, copper and arsenic, which can severely affect the activity and growth of microorganisms, and so, the wastewater treatment performance. This article studies the effect of high concentrations of zinc, copper and arsenic on microbial communities, specifically microalgae and bacteria, in photobioreactors treating piggery wastewater, with the aim of elucidating their impact on wastewater treatment performance. For this purpose, the growth of microalgae and the composition and structure of bacterial communities exposed to these pollutants were studied. The performance of the reactors was also evaluated by determining the removal of nutrients, zinc, copper and arsenic. The results showed that high concentrations of zinc, copper and arsenic in piggery wastewater significantly affect the microbiome of the reactors without recovery after exposure to these contaminants, resulting in poorer performance of the reactors and compromising the environmental and health impact of treated effluents.The treatment of pig manure is a major environmental issue, and photobioreactors containing consortia of microalgae and bacteria have proven to be a promising and sustainable treatment alternative. This work studies the effect of Cu, Zn and As, three toxic elements frequently present in piggery wastewater, on the performance and microbiome of photobioreactors. After dopage with Zn (100 mg/L), Cu (100 mg/L), and As (500 µg/L), the high biomass uptake of Zn (69–81%) and Cu (81–83%) decreased the carbon removal in the photobioreactors, inhibited the growth of Chlorella sp., and affected heterotrophic bacterial populations. The biomass As uptake result was low (19%) and actually promoted microalgae growth. The presence of Cu and As decreased nitrogen removal, reducing the abundance of denitrifying bacterial populations. The results showed that metal(loid)s significantly affected 24 bacterial genera and that they did not recover after exposure. Therefore, this study makes an important contribution on the impact of the presence of metal(loid)s in piggery wastewater that compromises the overall performance of PBRs, and so, the environmental and health impact of treated effluentsMinisterio de Ciencia, Innovación y Universidades - (projects PID2020-113544RB-I00 y PDC2021-121861-C22)Junta de Castilla y León, Unión Europea y Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) - (project CLU2017-09

Current Concentrations of Zn, Cu, and As in Piggery Wastewater Compromise Nutrient Removals in Microalgae–Bacteria Photobioreactors Due to Altered Microbial Communities

This article belongs to the Special Issue Advances in Microalgae Biotechnology[EN] The treatment of pig manure is a major environmental issue, and photobioreactors contain- ing consortia of microalgae and bacteria have proven to be a promising and sustainable treatment alternative. This work studies the effect of Cu, Zn and As, three toxic elements frequently present in piggery wastewater, on the performance and microbiome of photobioreactors. After dopage with Zn (100 mg/L), Cu (100 mg/L), and As (500 μg/L), the high biomass uptake of Zn (69–81%) and Cu (81–83%) decreased the carbon removal in the photobioreactors, inhibited the growth of Chlorella sp., and affected heterotrophic bacterial populations. The biomass As uptake result was low (19%) and actually promoted microalgae growth. The presence of Cu and As decreased nitrogen removal, reducing the abundance of denitrifying bacterial populations. The results showed that metal(loid)s significantly affected 24 bacterial genera and that they did not recover after exposure. Therefore, this study makes an important contribution on the impact of the presence of metal(loid)s in piggery wastewater that compromises the overall performance of PBRs, and so, the environmental and health impact of treated effluentsSIThis work was supported by the “Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades” of Spain (PID2020-113544RB-I00 y PDC2021-121861-C22). The authors also thank the regional government of Castilla y León (UIC 338, CLU 2017-09) and the EU-FEDER (CLU 2017-09) for the financial support of this work

Synthesis of hydrophobic fluorinated coating by further addition of isocyanate and amine groups to urethane bond

Se sintetizaron seis precursores fluorinados a partir del polímero comercial Fluorolink E10-H, 3-isocianatopropil etoxisilano y 3-aminopropil metoxisilano. Estos fueron depositados mediante spin-coating sobre sustratos de vidrio, seguido de un recocido a 150 ºC para finalmente obtener los recubrimientos hidrofóbicos. La estructura química fue determinada mediante espectroscopía de infrarojo. La hidrofobicidad fue medida a partir de la medición del ángulo de contacto, cuyos valores se encontraron entre 70 y 93º. La hidrofobicidad aumentó con el número de grupos silano hasta un cierto límite antes de perderla. El precursor P111 obtuvo las mejores propiedades (estabilidad térmica debajo de 283.5 ºC y ángulo de contacto de 93º) de este trabajo

Effect of the treatment with H3PO4 on the catalytic activity of Nb2O5 supported on Zr-doped mesoporous silica catalyst. Case study: glycerol dehydration.

We have previously demonstrated the influence of the niobium species over the glycerol dehydration reaction and how the catalyst regeneration by thermal treatment modified the catalytic performance due to the transformation of superficial niobium species. This experimental conclusion encouraged us to find a way to maintain and even improve the catalytic behavior of these Nb-based catalysts. Thus, herein, it is reported the influence of phosphoric acid treatment on 8 wt% Nb2O5 supported on a zirconium doped mesoporous silica (Si/Zr =5 molar ratio) catalyst, varying the Nb/P molar ratio between 0.1 and 1. Catalysts were full characterized and tested in the glycerol dehydration at 325 °C. This acid treatment modifies the nature of species present on the catalyst surface, as inferred from 31P NMR data, where the presence of zirconium hydrogenphosphate was detected. A comprehensive study of the influence of acid properties on the catalytic activity has been carried out. Thus, the selectivity to acrolein was improved, which was attributed to this hydrogenphosphate phase and the catalyst stability was associated to the existence of acid sites of low and moderate strength. The best catalyst was studied at higher reaction temperatures, showing the highest glycerol conversion and achieving an acrolein selectivity of 74%, at 350 °C. This catalyst was also regenerated, maintaining its catalytic activity.Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (CTQ2015-64226-C03-3-R project), Junta de Andalucía (RNM-1565) and FEDER (European Union) funds. C.G.S. and A.I.M acknowledge the Ministry of Economy and Competitiveness (Spain) for financial support under the Juan de la Cierva-Formación Program (FJCI-2014-19887) and Ramon y Cajal contract (RYC-2015-17870) respectively. J.A.C. thanks University of Malaga for contract of PhD incorporation. R.M.T. thanks to the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (IEDI-2016-00743) for the financial support within the I3 progra

Empirical modeling of diffuse scattering at millimeter wave frequencies

[EN] Propagation channel models based on ray-tracing techniques can estimate the specular multipath components (MPCs) reaching the receiver antenna, but have difficulties to estimate the diffuse components. In this work, an empirical model to include the diffuse scattering in ray-tracing channel models, or channel simulators, is presented. The diffuse scattering model has been developed from channel measurements at millimeter wave (mmWave) frequencies collected from 25 to 40 GHz in the frequency domain in an office environment.This work has been funded in part by the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovacion under the projects PID2020-119173RB-C21 and PID2020-119173RB-C22, and by COLCIENCIAS in Colombia.Andani, FJ.; Rubio Arjona, L.; Fernández González, HA.; Bernardo-Clemente, B.; Rodrigo Peñarrocha, VM.; Reig, J.; Pérez, J.... (2022). Empirical modeling of diffuse scattering at millimeter wave frequencies. IEEE. 1908-1909. https://doi.org/10.1109/ap-s/usnc-ursi47032.2022.98869871908190