Sistema de suport a les decisions ambientals per millorar la coagulació a les plantes

Dins del context actual, l'accés de la població a l'aigua potable continua essent un bé crucial per assegurar el desenvolupament humà i l'assentament de la societat del benestar. A causa del context geogràfic, del canvi climàtic o simplement per gestions poc sostenibles, en algunes regions el volum de recursos hídrics disponibles es pot veure compromès per les generacions futures. D'entre aquests recursos, destaquen les aigües superficials, reserves d'aigua dolça de fàcil extracció. Degut a aquesta facilitat de captació, emmagatzematge i transport part de l'aigua potable produïda procedeix d'aigües dolces superficials. Les aigües dolces superficials esdevenen un element clau no tan sols dins del cicle hidrològic sinó pel cicle antròpic de l'aigua, jugant un paper important en els processos de depuració i potabilització dels recursos hídrics.
Així doncs, el procés de potabilització de l'aigua comprèn un seguit de tractaments aplicats a l'aigua amb l'objectiu d'eliminar contaminants i la generació d'una aigua apta pel consum humà, sempre dins del marc dels límits i les consignes establertes en la directiva vigent. D'entre aquests contaminants en destaca la matèria orgànica natural o NOM (de l'anglès, natural organic matter), un conjunt de components orgànics presents en totes les aigües superficials, els quals són producte bàsicament de la descomposició i l'activitat microbiològica. Pel que fa a l'aigua potable la NOM suposa un repte per la gestió, ja que la seva eliminació resulta essencial per assegurar la qualitat de l'aigua produïda. El caràcter heterogeni de la NOM, les fluctuacions en el fraccionament d'aquesta i la seva capacitat per reaccionar amb els reactius empleats per la desinfecció generant subproductes o DBPs (de l'anglès, disinfection by-products) fan que la seva eliminació suposi un repte des de la captació de l'aigua, passant pel tractament i la posterior distribució d'aquesta.
Dins del tren de tractament de l'aigua potable, la coagulació és un tractament fisicoquímic àmpliament estès, localitzat a l'inici del tractament (tractament convencional) i que presenta un alt potencial per l'eliminació de la NOM. A partir d'aquí, l'optimització de la coagulació es pot dur a terme en base la qualitat de l'aigua produïda. Hi ha un seguit de factors que determinen el rendiment de la coagulació per l'eliminació de la NOM, entre dels quals en destaquen el fraccionament de la NOM i les dosificacions de reactius aplicats.
A mesura que la digitalització s'instaura transversalment a la societat, el sector de l'aigua no n'és una excepció. La investigació i el desenvolupament de sensors i analitzadors en línia eficients i econòmicament competitius ha permès monitoritzar paràmetres relacionats amb la NOM a la captació i durant el tractament de l'aigua, incloent-hi la coagulació. Aquestes dades queden contínuament enregistrades dins les bases de dades, l'estudi de les quals pot aportar informació preuada per poder detectar tendències i comportaments així com per la determinació dels òptims operatius.
L'objectiu principal d'aquesta tesi és el desenvolupament d'uns sistemes d'ajut a la decisió o EDSS (de l'anglès environmental decision support systems) per la coagulació millorada a tres estacions de tractament d'aigua potable o DWTP (de l'anglès, drinking water treatment plants) de la regió mediterrània.
El fet de desenvolupar un EDSS per la coagulació millorada ha comprés diverses tasques referents a l'adquisició de dades i coneixement així com l'anàlisi de les dades i el desenvolupament de models específics per la coagulació millorada. A partir d'aquí s'ha procedit amb la planificació i realització d'un seguit de campanyes de mostreig, anàlisis de laboratori, experiments per la coagulació millorada, avaluació de les dades per la identificació d'escenaris així com el desenvolupament i estudi dels models de coagulació millorada els quals finalment han estat integrats en una proposta final d'EDSS.