Objetivo general: El objetico principal del curso es introducir a los estudiantes en los retos actuales de la gestión del agua, mostrando los principales desafíos y problemas en el tratamiento de aguas residuales desde una perspectiva ambiental, tecnológica y económica. Por otro lado, se pretende fomentar a los estudiantes para adquirir la capacidad de desarrollar habilidades con el objetivo de aplicar tecnologías innovadoras en la resolución de problemas actuales en la gestión y tratamiento de aguas residuales.

Objetivos específicos:

• Explicar los principios fundamentales del tratamiento de aguas residuales: iniciar a los estudiantes en los principios básicos de la depuración del agua y los retos futuros a los que se enfrenta el sector en un contexto de sostenibilidad y economía circular.
• Analizar la reutilización de aguas tratadas: estudiar las normativas, aplicaciones y beneficios de la reutilización de aguas tratadas, destacando su impacto en la conservación de los recursos hídricos.
• Examinar tratamientos avanzados para contaminantes emergentes: profundizar en las tecnologías avanzadas para la eliminación de contaminantes emergentes, como microplásticos, productos farmacéuticos y compuestos orgánicos persistentes.
• Identificar estrategias para la eficiencia energética en plantas de tratamiento: estudiar estrategias para mejorar la eficiencia energética en las operaciones de tratamiento de aguas, incluyendo la generación y aprovechamiento de biogás y su conversión a biometano.
• Describir el concepto de estaciones depuradoras como biorrefinerías: explorar el potencial de las estaciones depuradoras para recuperar recursos como energía, nutrientes y agua reutilizable.
• Presentar técnicas innovadoras para la recuperación de nutrientes: estudiar métodos para recuperar nutrientes como el fósforo y el nitrógeno, fomentando la sostenibilidad y reduciendo la contaminación.
• Introducir la digitalización en la gestión del ciclo del agua: examinar el uso de herramientas digitales y tecnologías de la información para optimizar procesos y apoyar la toma de decisiones en la gestión integral del agua.

Los objetivos de aprendizaje del curso consisten en que el alumnado sea capaz de:

• Reconocer los principios básicos y los retos actuales en el tratamiento de aguas residuales desde una perspectiva de sostenibilidad y economía circular.
• Evaluar las normativas y aplicaciones de la reutilización de aguas tratadas, identificando sus beneficios para la conservación de recursos hídricos.
• Diferenciar y conocer las diferentes tecnologías avanzadas utilizadas en la eliminación de contaminantes emergentes, destacando sus aplicaciones prácticas y limitaciones.
• Diseñar estrategias para optimizar la eficiencia energética en plantas de tratamiento de aguas residuales, integrando la valorización del biogás.
• Proponer soluciones basadas en el concepto de estaciones depuradoras como biorrefinerías, enfocadas en la recuperación de energía y recursos.
• Aplicar técnicas innovadoras para la recuperación de nutrientes en escenarios relacionados con la agricultura sostenible.
• Utilizar herramientas digitales y tecnológicas para mejorar la eficiencia y la gestión del ciclo del agua en casos prácticos.

MÓDULO 1. INTRODUCCIÓN: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Y RETOS FUTUROS DE LA DEPURACIÓN.

1. Marco legislativo: nueva directiva europea
2. Características generales del agua residual
3. Tecnologías convencionales de la depuración del agua
4. Introducción a los retos de la depuración de las aguas residuales

MÓDULO 2. REUTILIZACIÓN DE AGUAS DEPURADAS

1. Estrés hídrico global y ventajas de la reutilización del agua residual
2. Usos del agua regenerada
3. Limitaciones y riesgos asociados
4. Tecnologías para la reutilización del agua residual. Tratamientos cuaternarios.

MÓDULO 3. TRATAMIENTOS AVANZADOS PARA LA ELIMINACIÓN DE CONTAMINANTES DE PREOCUPACIÓN EMERGENTE

1. ¿Qué son los contaminantes emergentes?
2. Procesos biológicos
• Biorreactores de membrana
• Reactores secuenciales discontinuos
• Humedales construidos

3. Procesos físicos?

• Filtración por membrana?(Microfiltración, Ultrafiltración, Nanofiltración, Ósmosis inversa).

• Sorción?(Adsorción en carbón activo, Intercambio iónico).

• Coagulación-floculación?

4. Procesos químicos?

• Sistemas homogéneos?(Fotólisis UV?, oxidación química, ozonización, proceso Fenton, proceso foto-Fenton, oxidación electroquímica).

• Sistemas heterogéneos?(Fotocatálisis, proceso electro-Fenton, sonocatálisis).

5. Procesos basados en aporte de energía (radiación electromagnética)?

• Radiación solar, Procesos SoDis?

• UV?

• Microondas?

• Ultrasonidos?

• Plasma.?

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MÓDULO 4. EFICIENCIA ENERGÉTICA

1. Sistemas de ahorro y eficiencia energética en EDAR?

• Actualización de equipos por modelos de alta eficiencia

• Automatización de los procesos y actualización de los sistemas de control?

• Autoconsumo. Tecnologías renovables.

• Nuevas tecnologías de depuración más eficientes

• Adecuación de la tarifa eléctrica y sistemas de gestión de la energía?

2. Aprovechamiento energético del biogás generado?

• Introducción al proceso de digestión anaerobia y generación de biogás?

• Usos del biogás?

• Tecnologías de mejora del aprovechamiento energético

3. Codigestión?

4. Cogeneración

5. Sistemas de mejora del biogás para la producción de biometano?

MÓDULO 5. EDAR COMO BIORREFINERÍA?

1. Concepto de biorrefinería.?

2. Obtención de biocombustibles (biodiesel, bioetanol, H2)

3. Recuperación de fibras de celulosa, EPS y biopolímeros.?

4. Lodos como precursores en la generación de bioproductos (PHA procedentes del tratamiento biológico de fangos activados, poly P, SCP, ácido láctico?).?

5. Biogás como fuente de carbono en la industria biotecnológica (PHA, ectoína?).

6. Recuperación de nutrientes. Biofertilizante orgánico eficiente.?

6.1. Nitrógeno y Fósforo para la producción de fertilizantes. Consecuencias ambientales y limitación de materias primas.?

6.2. Las EDARs, una fuente de nutrientes. Efluentes con potencial para la recuperación de nutrientes.?

6.3. Procesos fisicoquímicos para la recuperación y/o concentración de nutrientes.?

6.3.1. Tecnologías de recuperación.?

a. Contactores de membrana de fibra hueca (HFMC).?

b. Cristalización de estruvita. Tipos de estruvita.?

6.3.2. Tecnologías de concentración.?

a. Ósmosis inversa.?

b. Intercambio iónico.?

c. Sistemas bioelectroquímicos.?

d. Electrodiálisis.?

6.4. Procesos biológicos para la recuperación de nutrientes. El compost: enmienda orgánica.?

6.5. Legislación sobre fertilizantes y enmiendas orgánicas.?

MÓDULO 7. DIGITALIZACIÓN

1. Simulación.

• Modelos bioquímicos para la descripción de los procesos de tratamiento de aguas residuales: (ASM, ADM, etc.).

• Introducción al fraccionamiento del agua residual

• Apoximaciones matemáticas para la modelización de procesos en EDAR: modelos sistémicos, compartimentales o CFD.

2. Inteligencia Artificial: el uso de la IA como aceleradora de la modelización de procesos en EDAR.

3. Gemelos digitales:

• Concepto general y situación actual en el sector del agua.

• Ejemplos de gemelos digitales en aguas residuales.

1. Introducción a la simulación con software libre y sencillo.

2. Gamificación mediante encuestas y formularios.

2. Debates virtuales.

3. Creación de contenido para redes sociales.

4. Creación de imágenes mediante IA.

5. Creación de salas online mediante el uso Zoom, para la formación de pequeños grupos de debate.

El curso se dirige a perfiles profesionales y académicos (grado, máster, doctorado y formaciones profesionales) que busquen formación continua en tecnología y gestión de aguas residuales, especialmente en los desafíos derivados de la escasez de recursos hídricos y el cambio climático.

1. Lecturas y visualización de videos.

2. Cuestionarios de cada módulo de trabajo.

3. Actividades creativas de creación de contenido para RRSS.

4. Foros de debate: el curso contará con uno o varios foros de debate para promover la reflexión y discusión sobre los temas abordados en los distintos módulos.

5. Evaluación final: consistente en un cuestionario tipo test de 20 preguntas con 4 respuestas alternativas, a realizar durante las 3 últimas semanas del curso.

6. Presentación final: entregar un trabajo práctico individual consistente en la identificación de una solución innovadora aplicada a uno de los retos planteados en el curso.

• Crear foros de discusión sobre temas específicos relacionados con el curso, donde los estudiantes puedan compartir ideas, resolver dudas y debatir. El facilitador puede lanzar preguntas clave para iniciar el debate.

2. Sesiones en Vivo

• Organizar sesiones en vivo (webinars o clases en directo) donde estudiantes puedan interactuar en tiempo real con docentes y compañeros/as. Estas sesiones pueden incluir presentaciones, preguntas y respuestas, y discusiones abiertas.

4. Retos y Gamificación

• Proponer retos semanales o mensuales relacionados con el contenido del curso, que estudiantes deban completar. Se pueden otorgar insignias o puntos como recompensa, creando un ambiente de gamificación.

5. Proyectos Colaborativos

• Organizar proyectos en equipo donde participantes puedan trabajar juntos para resolver un problema o crear un producto. Esto fomenta la colaboración y aplicación práctica de los conocimientos adquiridos.

6. Encuestas y Cuestionarios

• Realizar encuestas o cuestionarios rápidos para obtener feedback de estudiantes y ajustar las actividades del curso. También pueden servir para evaluar el conocimiento y reforzar el aprendizaje.

9. Tutorías Personalizadas

• Ofrecer sesiones de tutoría o mentoría personalizadas para estudiantes que necesiten apoyo adicional, lo cual puede mejorar significativamente su experiencia y comprensión del curso.

11. Uso de Redes Sociales

• Crear un grupo o hashtag en redes sociales para fomentar la interacción entre estudiantes fuera de la plataforma del MOOC. Aquí pueden compartir recursos adicionales, noticias relevantes, o incluso memes relacionados con el tema del curso.