Fernández-Rodríguez, J. (Juana)
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- New trends in physicochemical characterization of solid lignocellulosic waste in anaerobic digestion(Elsevier, 2019) Diego-Díaz, B. (Beatriz) de; Álvarez-García, M. (Mariano); Durán, A. (Adrián); Fernández-Rodríguez, J. (Juana)In this paper, the use of techniques such as TGA, FTIR-ATR and XRD has provided valuable information about the lignocellulosic wastes in anaerobic digestion (AD) processes. A deep study of their break-down in solid state could improve the management of these recalcitrant substrates. Representative wastes (artichoke –ART-, asparagus –ASP-, the co-digestion of both –AcoD- and pure cellulose –CELL-) were assessed in batch. The main obtained results were related to biochemical parameters. As the biomethanization progressed, hemicellulose, cellulose and lignin were weakened as shown by TGA, and cellulose crystallinity decreased as demonstrated by XRD. Additionally, results from FTIR-ATR allowed hypothesizing that the formation of acetate in solid state did not always lead to its solubilisation, thus hindering biogas formation. AcoD and CELL were the most successful in releasing the newly formed acetate from the solid fraction to the aqueous medium, increasing its bioavailability, which was supported by the higher biogas production.
- Los alumnos como gestores de residuos(2024) Fernández-Rodríguez, J. (Juana)La asignatura de Soil and Waste Treatment (3er curso del Grado en Ciencias Ambientales y del doble Grado Biología+Ciencias Ambientales), en su parte de Waste Treatment pretende dar una visión general al alumno sobre la gestión de los residuos, incluyendo ampliamente los tratamientos que pueden llevarse a cabo para minimizar su impacto ambiental y en muchas ocasiones para recuperar de ellos elementos de valor añadido. Esta parte de la asignatura cuenta con una carga lectiva de 3ECTS, tiene una carga fundamentalmente teórica, aunque con muchas aplicaciones prácticas que se complementan con varias salidas del programa paisajes. La dedicación lectiva es de 3 horas por semana durante el primer semestre. Puesto que este año, como medida preventiva, quedan suspendidos las salidas del programa paisajes, se ha pensado en el desarrollo de un proyecto de gestión y tratamiento de residuos que implique a los alumnos parte de ese tiempo. Concretamente, se van a hacer grupos de trabajo que involucre la gestión de diferentes residuos a propuesta del profesor. Por una parte, estará el equipo de los que lleven la gestión de los residuos, a modo de consultoría ambiental, centrado en la aplicación de la ley, etiquetado y transporte de los mismos, y por otro lado, estará el equipo de los que propongan tratamientos para los diferentes residuos propuestos por el profesor. Se valorará el hecho de que los alumnos propongan más de un tratamiento para los residuos y que resalten las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos. Se les animará a ponerse en contacto con empresas que lleven a cabo la gestión y tratamiento de residuos para recopilar información relevante, así como la consulta de las fuentes bibliográficas como legislación, artículos o manuales sobre el tema.
- Prensa en clase(2024) Fernández-Rodríguez, J. (Juana)En este proyecto se pretende fomentar la lectura de prensa continuada por parte de los alumnos a la vez que se establece un vínculo entre las noticias publicadas y los contenidos de las asignaturas. Concretamente, se va a llevar a cabo en las asignaturas Proyectos en Química –4o curso del Grado en Química y de la doble Química y Bioquímica - y Fundamentos de Ingeniería Ambiental/Fundamentals of Environmental Engineering de 1er curso de Ciencias Ambientales y 3er curso de la doble Biología y Ciencias Ambientales.
- Acid and alkali chemical treatments on synthetic and natural cellulosic, fibroin and keratin-based fabrics: study of structural changes(Taylor & Francis, 2023) Olguín, C. (Catherine); Durán, A. (Adrián); Fernández-Rodríguez, J. (Juana); Azcona, J. (Jesús)Full Article Figures & data References Supplemental Citations Metrics Reprints & Permissions Read this article Abstract The characterization of fabrics after applying different degradation conditions appears to be a key factor to understand their behaviour for different applications. Depending on the treatment, morphologic and polymorphic changes may arise in the polymeric chain structure that composes textile fibers. In this paper, a systematic and comparative study between different types of natural and synthetic textile fabrics was carried out in order to shed light on the structural changes occurring under acid and alkali treatments. The natural fabric polymers studied had a cellulose-based composition from plants (cotton, linen and jute), or a protein-based one from animals (silk and wool). The synthetic fabric was polyester. Different treatment times were assessed: 15 min, 1, 2, 4, 8 and 24 h and compared to the initial condition of the fabrics (standard). In the cellulosic fabrics, the alkali provoked the polymorphic transformation of the amorphous CI into CII. However, the acid treatment did not cause any remarkable alteration in the structure. In protein fabrics, the acid treatment increased the amorphicity of the structures, leading to further degradation but not affecting the conformation of proteins, and the alkali dissolved the fabrics. Polyester was not affected by the chemical solutions (neither acid nor alkali).
- Biological solubilisation of leather industry waste in anaerobic conditions: effect of Chromium (III) presence, pre-treatments and temperature strategies(2022) González-Gaitano, G. (Gustavo); Fernández-Rodríguez, J. (Juana); Lorea, B. (Beñat)Collagen-based polymers and their blends have attracted considerable interest for new materials development due to their unique combination of biocompatibility, physical and mechanical properties and durability. Leather, a modified natural biopolymer made from animal rawhide and the first synthetic collagen-based polymer known since the dawn of civilization, combines all these features. Rawhide is transformed into leather by tanning, a process in which the collagen is cross-linked with different agents to make it stronger and more durable and to prevent its decay. Research on the development of environmentally friendly procedures and sustainable materials with higher efficiency and lower costs is a rapidly growing field, and leather industry is not an exemption. Chrome-tanned and vegetable-tanned (chromium-free) shavings from the leather industry present a high content of organic matter, yet they are considered recalcitrant waste to be degraded by microbiological processes like anaerobic digestion (AD), a solid technology to treat organic waste in a circular economy framework. In this technology however, the solubilisation of organic solid substrates is a significant challenge to improving the efficiency of the process. In this context, we have investigated the process of microbial decomposition of leather wastes from the tannery industry to search for the conditions that produce optimal solubilisation of organic matter. Chrome-tanned and chromium-free leather shavings were pre-treated and anaerobically digested under different temperature ranges (thermophilic-55 degrees C-, intermediate-42 degrees C- and mesophilic-35 degrees C) to evaluate the effect on the solubilisation of the organic matter of the wastes. The results showed that the presence of chromium significantly inhibited the solubilization (up to 60%) in the mesophilic and intermediate ranges; this is the fastest and most efficient solubilization reached under thermophilic conditions using the chromium-free leather shaving as substrates. The most suitable temperature for the solubilization was the thermophilic regime (55 degrees C) for both chromium-free and chrome-tanned shavings. No significant differences were observed in the thermophilic anaerobic digestion of chromium-free shavings when a pre-treatment was applied, since the solubilisation was already high without pre-treatment. However, the pre-treatments significantly improved the solubilisation in the mesophilic and intermediate configurations; the former pre-treatment was better suited in terms of performance and cost-effectiveness compared to the thermophilic range. Thus, the solubilisation of chromium-free tannery solid wastes can be significantly improved by applying appropriate pre-treatments at lower temperature ranges; this is of utter importance when optimizing anaerobic processes of recalcitrant organic wastes, with the added benefit of substantial energy savings in the scaling up of the process in an optimised circular economy scenario.
- Enseñando Biología III(Servicio de Publicaciones de la Universidad de Navarra, 2018) Ibañez-Gaston, R. (Ricardo); González-Fernández, D. (David); Galicia-Paredes, D. (David); Fernández-Rodríguez, J. (Juana); Izal-Azcárate, I. (Íñigo); Martín-Rodríguez, M. (Marina); Bodegas-Frías, E. (Elena)
- Exposición de ideas sobre proyectos en química a través de un formato de presentación creativo(2024) Fernández-Rodríguez, J. (Juana)La asignatura de Proyectos en Química, 4o curso del grado de Química pretende formar al alumno en el análisis y la comprensión de los aspectos fundamentales que recoge un proyecto relacionado con la industria química. El objetivo global de este proyecto de innovación docente es promover la exposición de ideas generales e innovadoras sobre proyectos relacionados con la industria química mediante un formato creativo y dinámico de presentación: PechaKucha. Este proyecto se fundamenta en el proyecto de innovación docente concedido en el pasado curso 2012/2013, PID Ciencias 4/2012: "Nuevo formato de exposición aplicado a proyectos en Química", que ha mostrado una buena acogida por parte del alumnado y una valoración positiva por parte del profesorado. En un sentido general, se pretende estimular la capacidad creativa del alumno, tanto por la idea propuesta en sí, como por el formato de exposición empleado, pues la creatividad puede ser el origen del éxito del proyecto.
- La clase como equipo de proyecto(2024) Fernández-Rodríguez, J. (Juana)La asignatura de Proyectos en Química (4o curso del grado en Química) da una visión general al alumno del concepto de proyecto, relacionándolo especialmente con aquellos a los que se puede enfrentar en su futuro profesional. La asignatura, con 3ECTS, tiene una carga fundamentalmente teórica, aunque con muchos ejemplos de aplicaciones prácticas ofrecidas por el profesor. Se imparte semanalmente en una franja horaria de 2 horas de clase seguidas. En este proyecto se propone involucrar a la clase en la elaboración de un proyecto que pudiera ser real. Para ello se dividirán los alumnos en grupos de trabajo bajo un objetivo de proyecto común (elegidos por ellos mismos). En este sentido, habrá un grupo centrado en el estudio de mercado y mercadotecnia, otro en el diseño del producto o servicio, otro en estudio financiero, etc. La profesora responsable figurará como el director de proyecto. Con la implantación de este proyecto se espera una mejor asimilación de los conceptos teóricos, así como poner en práctica algunas herramientas útiles a la hora de llevar a cabo la idea de un proyecto.
- Formación transversal sobre la industria de la moda para los alumnos de Química(2024) Santamaria-Elola, C. (Carolina); Durán, A. (Adrián); Fernández-Rodríguez, J. (Juana); Pérez-Bou, S. (Silvia)La industria de la moda, o la industria textil en un concepto más amplio, supone un importante impacto ambiental derivado de transformación de materias primas y residuos producidos al final de la vida útil de los productos. Una de las disciplinas que pueden ayudar a optimizar los procesos y minimizar los residuos es la Química, que, con el conocimiento de reacciones, procesos industriales y alternativas, puede mitigar este impacto negativo. Hasta el momento, los alumnos de Química no estudiaban la fuerte vinculación entre sector textil y Química. El proyecto que se presenta se basa en la metodología del aprendizaje integrado. Concretamente, pretende dotar al alumno de Química de la capacidad de desarrollar un proyecto interdisciplinar basado en la industria textil, especialmente en aquellos aspectos de dicha industria que convergen en el ámbito químico, como es el tema de fibras tanto artificiales como sintéticas, tintes y pigmentos, acabados, etc. Asimismo, también pretende ser una herramienta de concienciación ambiental y social, que se puede encuadrar en la Estrategia 2025 de la Universidad de Navarra. Dicha estrategia lleva por lema “Universidad y Sostenibilidad” y cuyo objetivo es contribuir a la resolución de los desafíos que la sociedad plantea mediante su trabajo investigador, docente y asistencial, en colaboración con otras personas e instituciones. En un sentido más amplio, el proyecto propuesto cuadra con la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible, suscrita por la Asamblea General de las Naciones Unidas, y sus 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Basado en todo lo anterior, se plantea un proyecto multidisciplinar que vincula diferentes asignaturas del 4º curso del grado en Química a los contenidos de un curso de posgrado relacionado con la sostenibilidad en la industria de la moda. Supone la estrecha colaboración entre la Facultad de Ciencias, donde se imparte el grado en Química, y el Instituto Superior de Estudios en Moda -ISEM-, ambos centros pertenecientes a la Universidad de Navarra.
- Sustainable management of lignocellulosic wastes: Temperature strategies for anaerobic digestion of artichoke(Elsevier, 2021) Diego-Díaz, B. (Beatriz) de; Fernández-Rodríguez, J. (Juana); Peñas-Esteban, F.J. (Francisco Javier)Lignocellulosic residues are a widely available energy resource, but their conversion into biogas through biomethanation may be hindered by a chemical structure with strong bonds. A strategy based on temperature-phased anaerobic digestion (TPAD) is here applied to optimize anaerobic digestion of artichoke as a representative lignocellulosic waste. The experiments consist of a first thermophilic stage conducted at 55 °C (7 and 5 days), followed by a second mesophilic stage at 35 °C. In addition, for comparison, single-stage temperature trials are carried out within the most common conditions for biomethanation (mesophilic at 35 °C, and thermophilic at 55 °C), as well as at the intermediate range (42 °C). In general, biomethanation of artichoke residues under TPAD configuration provides better performance than single-stage systems. Particularly, the best performance is observed for the TPAD arrangement using a thermophilic phase of 7 days. Thus, at this optimal configuration, volatile solids (VS) removal of 54%, and biogas and methane yields of 442 mL/g-VS and 375 mL-CH4/g-VS were reached, respectively. Moreover, a kinetic model coupling biogas generation and substrate consumption has been applied. Good agreement is found for both variables in each system tested. The calculated non-biodegradable substrate (S∞) is lower in TPAD systems (mean 49.6%) compared with that of single-stages (average 53.9%). The maximum specific growth rate of biomass (μM) is higher for TPAD digesters (mean 0.0625 d−1), although the thermophilic single-stage reactor reaches a close value (0.0615 d−1). The biogas yield (α) is similar for all conditions (0.358 L/g-VS), but with a maximum value of 0.428 L/g-VS for the TPAD digester with the 7-days thermophilic period. Therefore, temperature-phased anaerobic digestion has proved to be an efficient strategy for sustainable management of artichoke wastes.