Biological technologies for nitric oxide abatement

• Autores: David Fernando Cubides Páez
• Directores de la Tesis: Irene Jubany Güell (dir. tes.), Xavier Gamisans Noguera (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2024
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Martín Ramírez Muñoz (presid.), Antonio David Dorado Castaño (secret.), María José Martín Sánchez (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: UPCommons
• Resumen
  • español

    Afrontar el reto generalizado de la contaminación atmosférica, en particular la reducción de los óxidos de nitrógeno (NOx), es fundamental para mejorar la salud pública y la calidad ambiental en Europa. Anualmente, los problemas relacionados con la calidad del aire contribuyen a muertes prematuras en toda Europa, lo que subraya la urgente necesidad de estrategias eficaces de control de la contaminación. Esta tesis doctoral explora procesos biotecnológicos innovadores para la eliminación de NOx, centrándose en el potencial de los tratamientos biológicos como alternativas sostenibles y rentables a los métodos convencionales. Llevada a cabo en el Departamento de Minas, Ingeniería Industrial y TIC de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y en la Unidad de Tecnología del Agua, Aire y Suelos de Eurecat, esta investigación forma parte de un esfuerzo de colaboración para tender un puente entre los estudios académicos y las aplicaciones industriales. La tesis investiga la eficacia de los líquidos iónicos (LIs) y los líquidos en fase no acuosa (NAPs) como vectores de transferencia de masa para mejorar la solubilidad del oxido nitrógeno (NO) y a su vez mejorar la biodisponibilidad de NO para la degradación microbiana. Estos vectores tienen el potencial de revolucionar el diseño y funcionamiento de los sistemas de tratamiento biológico de gases poco solubles en agua mejorando su eficiencia y escalabilidad. La tesis revisa sistemáticamente las tecnologías de control de NO existentes para sentar las bases de la introducción de alternativas de base biológica. Profundiza en la selección y optimización de materiales y métodos, haciendo hincapié en diseños experimentales que faciliten resultados robustos y fiables. Al mejorar la transferencia de masa del gas a la fase líquida, la investigación pretende abordar una de las principales limitaciones a las que se enfrentan los tratamientos biológicos actuales a la hora de tratar gases hidrófobos como el NO. Esta investigación contó con el apoyo de varias subvenciones académicas y gubernamentales, lo que refleja su importancia e impacto potencial. Se espera que los resultados abran una puerta al estudio de una nueva tecnología industrial, proporcionando una base científica sólida para continuar investigando en nuevas alternativas para el tratamiento de gases

  • English

    Tackling the widespread challenge of air pollution, particularly the reduction of nitrogen oxides (NOx), is critical to improving public health and environmental quality in Europe. Annually, air quality-related problems contribute to some premature deaths across Europe, underlining the urgent need for effective pollution control strategies. This PhD thesis explores innovative biotechnological processes for NOx removal, focusing on the potential of biological treatments as sustainable and cost-effective alternatives to conventional methods. Conducted at the Department of Mining, Industrial Engineering and ICT of the Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) and the Eurecat Water, Air and Soil Technology Unit, this research is part of a collaborative effort to bridge the gap between academic studies and industrial applications. The thesis investigates the effectiveness of ionic liquids (ILs) and non-aqueous phase liquids (NAPs) as mass transfer vectors to enhance nitrogen oxide (NO) solubility and in turn improve NO bioavailability for microbial degradation. These vectors have the potential to revolutionize the design and operation of biological treatment systems of low water-soluble gases by improving their efficiency and scalability. The thesis systematically reviews existing NO control technologies to lay the groundwork for the introduction of bio-based alternatives. It delves into the selection and optimization of materials and methods, with emphasis on experimental designs that facilitate robust and reliable results. By improving mass transfer from the gas to the liquid phase, the research aims to address one of the main limitations faced by current biological treatments when treating hydrophobic gases such as NO. This research was supported by several academic and government grants, reflecting its importance and potential impact. The results are expected to open a door to the study of a new industrial technology, providing a solid scientific basis for further research into new alternatives for gas treatment