Data: 10-10-2026
Defensa de tesi doctoral "Planning circular urban water systems: a hydrosocial resource nexus framework to support systemic decision-making", de Nicole Arnaud de Aguiar
Defensa: Divendres, 10 de juliol de 2026, 10:30h a la Facultat de Ciències de la UdG
Director: Dr. Manel Poch
Resum:
PhD-Nicole_Arnaud_EN_CAT_ES
Director: Dr. Manel Poch
Resum:
PhD-Nicole_Arnaud_EN_CAT_ES
Les ciutats (especialment, les mediterrànies) són punts crítics del canvi climàtic, sotmeses a pressions creixents derivades de les sequeres, les pluges intenses, l’augment de les temperatures i l’esgotament dels recursos. En aquest context, els sistemes d’aigua urbans són claus per a la gestió ambiental: vehiculen aigua, energia i nutrients, alhora que estan condicionats per factors socials, econòmics i de governança. Tanmateix, els models de planificació actuals encara tenen dificultats per integrar els fluxos circulars de recursos, la multifuncionalitat i la justícia socioambiental, o per traduir les opcions circulars en decisions concretes de disseny estructural.
Per respondre a aquestes mancances, aquesta tesi proposa un nou marc anomenat “Nexe urbà de recursos hidrosocials” (en anglès, Hydrosocial Resource Urban Nexus, HRUN), que conceptualitza la gestió urbana de l’aigua com un nexe de recursos organitzat en diverses capes que vincula aigua, energia, aliments, ecosistemes i societat. Dins del model, la infraestructura del sistema es defineix a partir de quatre estratègies de disseny: circularitat, escala, renaturalització i digitalització. El marc estableix un cicle de planificació per a intervencions circulars i avalua el rendiment del sistema mitjançant funcionalitats ambientals i socioeconòmiques.
La recerca tradueix la teoria hidrosocial i socioecològica en etapes pràctiques de planificació al llarg de quatre estudis. En primer lloc, estableix el cicle teòric de planificació de l’HRUN. En segon lloc, crea un esquema d’avaluació per examinar com les combinacions de les quatre estratègies de disseny afecten la resiliència socioambiental, incloent-hi sinèrgies i compensacions clau. En tercer lloc, analitza com la descentralització configura la resiliència dels subsistemes de drenatge, sanejament i abastament d’aigua, identificant escales sensibles al context per a diferents finalitats de circularitat i configuracions espacials. Finalment, la recerca valida a Girona, Espanya, un mètode de suport espacial a la decisió que combina GIS-MCDA, clustering basat en teoria de grafs, indicadors de risc, criteris socioambientals i preferències dels actors implicats. El mètode prioritza àrees per a unitats circulars de gestió de l’aigua segons la vulnerabilitat local i escales de descentralització adequades.
A Girona, la metodologia proposa una transició gradual cap a la circularitat. En l’etapa inicial d’adopció del 15%, identifica nou sectors de barris on es podrien prioritzar les intervencions, sobretot mitjançant mesures de restauració del cicle de l’aigua (66%) i esquemes de reutilització per a reg (25%). Un filtre orientat vers la governança distingeix, a més, les parcel·les amb més potencial per a una acció pública directa d’aquelles que necessiten incentius, consorcis o una adopció negociada. En paral·lel, els resultats del clustering per reutilització indiquen que un escenari de reutilització multi-propòsit distribuït a tota la ciutat podria cobrir aproximadament el 39% de la demanda d’aigua per a regadiu i descàrregues de vàters. En comparar-ho amb la intensitat energètica estimada del cicle urbà de l’aigua actual de Girona (0,68 kWh/m³), aquestes instal·lacions descentralitzades funcionen de manera molt diferent segons la configuració del tractament: els sistemes basats en aiguamolls reduirien l’empremta energètica total, inclòs el tractament i el transport, fins a 0,31 kWh/m³, mentre que els sistemes basats en bioreactors de membrana l’augmentarien fins a 1,31 kWh/m3.
En conjunt, la tesi aporta una metodologia espacial replicable per avaluar sinèrgies i compensacions infraestructurals, tot vinculant la teoria hidrosocial, l’anàlisi de sistemes i la planificació espacial com a suport de la transició cap a sistemes urbans de l’aigua més justos i resilients. Això contribuirà a millorar la gestió urbana de l’aigua a diferents nivells i a augmentar la resiliència de les ciutats mediterrànies a episodis extrems. La tesi doctoral de Nicole Arnaud ha estat dirigida pel Dr. Manel Poch i realitzada al Laboratori d’Enginyeria Química i Ambiental, un grup de recerca multidisciplinari de la Universitat de Girona conegut per la seva activitat en l’àmbit de l’aigua.
Publicació principal: Arnaud, N.; Poch, M.; Popartan, L.A.; Verdaguer, M.; Carrasco, F.; Pucher, B. A Systemic Approach for Assessing the Design of Circular Urban Water Systems: Merging Hydrosocial Concepts with the Water–Energy–Food–Ecosystem Nexus. Water 2026, 18, 233. https://doi.org/10.3390/w18020233
Per respondre a aquestes mancances, aquesta tesi proposa un nou marc anomenat “Nexe urbà de recursos hidrosocials” (en anglès, Hydrosocial Resource Urban Nexus, HRUN), que conceptualitza la gestió urbana de l’aigua com un nexe de recursos organitzat en diverses capes que vincula aigua, energia, aliments, ecosistemes i societat. Dins del model, la infraestructura del sistema es defineix a partir de quatre estratègies de disseny: circularitat, escala, renaturalització i digitalització. El marc estableix un cicle de planificació per a intervencions circulars i avalua el rendiment del sistema mitjançant funcionalitats ambientals i socioeconòmiques.
La recerca tradueix la teoria hidrosocial i socioecològica en etapes pràctiques de planificació al llarg de quatre estudis. En primer lloc, estableix el cicle teòric de planificació de l’HRUN. En segon lloc, crea un esquema d’avaluació per examinar com les combinacions de les quatre estratègies de disseny afecten la resiliència socioambiental, incloent-hi sinèrgies i compensacions clau. En tercer lloc, analitza com la descentralització configura la resiliència dels subsistemes de drenatge, sanejament i abastament d’aigua, identificant escales sensibles al context per a diferents finalitats de circularitat i configuracions espacials. Finalment, la recerca valida a Girona, Espanya, un mètode de suport espacial a la decisió que combina GIS-MCDA, clustering basat en teoria de grafs, indicadors de risc, criteris socioambientals i preferències dels actors implicats. El mètode prioritza àrees per a unitats circulars de gestió de l’aigua segons la vulnerabilitat local i escales de descentralització adequades.
A Girona, la metodologia proposa una transició gradual cap a la circularitat. En l’etapa inicial d’adopció del 15%, identifica nou sectors de barris on es podrien prioritzar les intervencions, sobretot mitjançant mesures de restauració del cicle de l’aigua (66%) i esquemes de reutilització per a reg (25%). Un filtre orientat vers la governança distingeix, a més, les parcel·les amb més potencial per a una acció pública directa d’aquelles que necessiten incentius, consorcis o una adopció negociada. En paral·lel, els resultats del clustering per reutilització indiquen que un escenari de reutilització multi-propòsit distribuït a tota la ciutat podria cobrir aproximadament el 39% de la demanda d’aigua per a regadiu i descàrregues de vàters. En comparar-ho amb la intensitat energètica estimada del cicle urbà de l’aigua actual de Girona (0,68 kWh/m³), aquestes instal·lacions descentralitzades funcionen de manera molt diferent segons la configuració del tractament: els sistemes basats en aiguamolls reduirien l’empremta energètica total, inclòs el tractament i el transport, fins a 0,31 kWh/m³, mentre que els sistemes basats en bioreactors de membrana l’augmentarien fins a 1,31 kWh/m3.
En conjunt, la tesi aporta una metodologia espacial replicable per avaluar sinèrgies i compensacions infraestructurals, tot vinculant la teoria hidrosocial, l’anàlisi de sistemes i la planificació espacial com a suport de la transició cap a sistemes urbans de l’aigua més justos i resilients. Això contribuirà a millorar la gestió urbana de l’aigua a diferents nivells i a augmentar la resiliència de les ciutats mediterrànies a episodis extrems. La tesi doctoral de Nicole Arnaud ha estat dirigida pel Dr. Manel Poch i realitzada al Laboratori d’Enginyeria Química i Ambiental, un grup de recerca multidisciplinari de la Universitat de Girona conegut per la seva activitat en l’àmbit de l’aigua.
Publicació principal: Arnaud, N.; Poch, M.; Popartan, L.A.; Verdaguer, M.; Carrasco, F.; Pucher, B. A Systemic Approach for Assessing the Design of Circular Urban Water Systems: Merging Hydrosocial Concepts with the Water–Energy–Food–Ecosystem Nexus. Water 2026, 18, 233. https://doi.org/10.3390/w18020233