El presente Informe de Suficiencia explica los procedimientos para poder desarrollar un estudio de perfil de un sistema de agua potable y saneamiento básico de una localidad rural. Para poder elaborar todos componentes que forman parte de un estudio a nivel de perfil es necesario tener como guía las recomendaciones y lineamientos del Reglamentos Nacional de Edificaciones y por el Programa Nacional de Saneamiento Rural, los cuales indican los pasos, normas y criterios técnicos para poder desarrollar los distintos componentes del Sistema de agua y alcantarillado del proyecto. | Informe de suficiencia

Este informe, presenta los productos correspondientes al contrato No. 14-13-165-192PS suscrito con el objeto de realizar el análisis de política, legislación e instrumentos de planificación de los municipios de la cuenca del Río Orotoy a partir de un enfoque integral de adaptación al cambio climático teniendo como eje estructural la gobernanza del agua. Cada producto se desarrolla en una sección del documento en cuyo escrito se han incorporado cuadros de texto acompañados del logo del proyecto para resaltar menciones o propuestas específicas. En algunas secciones y dependiendo el producto solicitado en el contrato, se ha incorporado una franja lateral derecha para denotar el alcance del mismo. | Bogotá, Colombia | Fortalecimiento de las capapacidades de adaptación social y ecológica al cambio climático en la cuenca hidrográfica del río Orotoy, Colombia

Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental

As a result of pumping in excess of recharge, water levels in alluvial aquifers within the Eastern San Joaquin Groundwater Subbasin, 130 km east of San Francisco (California, USA), declined below sea level in the early 1950s and have remained so to the present. Chloride concentrations in some wells increased during that time and exceeded the US Environmental Protection Agency’s secondary maximum contaminant level of 250 mg/L, resulting in removal of some wells from service. Sources of high-chloride water include irrigation return in 16 % of sampled wells and water from delta sediments and deeper groundwater in 50 % of sampled wells. Chloride concentrations resulting from irrigation return commonly did not exceed 100 mg/L, although nitrate concentrations were as high as 25 mg/L as nitrogen. Chloride concentrations ranged from less than 100–2,050 mg/L in wells affected by water from delta sediments and deeper groundwater. Sequential electromagnetic logs show movement of high-chloride water from delta sediments to pumping wells through permeable interconnected aquifer layers. δD and δ¹⁸O data show most groundwater originated as recharge along the front of the Sierra Nevada, but tritium and carbon-14 data suggest recharge rates in this area are low and have decreased over recent geologic time. Managed aquifer recharge at two sites show differences in water-level responses to recharge and in the physical movement of recharged water with depth related to subsurface geology. Well-bore flow logs also show rapid movement of water from recharge sites through permeable interconnected aquifer layers to pumping wells.

El agua es uno de los factores abióticos más determinantes del rendimiento en un sistema productivo vegetal. La misma influye de manera directa en la productividad de los ecosistemas, dado que presenta un rol crucial en casi todos los procesos fisiológicos de las plantas, y en particular, en la fijación de carbono que requiere en principio la apertura estomática para que el CO2 ingrese a las hojas. En el marco del cambio climático se predice que las precipitaciones se verán modificadas en cuanto a su distribución, provocando de esta manera pulsos de sequía, los cuales afectarán la disponibilidad de agua en muchas regiones del mundo, y en el NEA de la Argentina, en particular. Otra situación que afecta a la productividad de los sistemas productivos en esta región es el avance de éstos hacia sitios con menores aptitudes, dados los suelos someros o pedregosos que los caracterizan, debido a la competencia con otros usos de la tierra. En este contexto, el conocimiento de la respuesta productiva de especies claves de la economía regional a la sequía se torna relevante. Pinus taeda L. es la especie forestal por excelencia en la región de estudio, Noroeste de Misiones, provincia que a su vez forma parte del principal polo forestal de la República Argentina. Cuenta en la actualidad con un Programa de Mejoramiento Genético (PMG), iniciado en la década del ´90 del siglo pasado, con avances importantes en cuanto a crecimiento y otros caracteres fenotípicos relacionados con la calidad de la madera. Sin embargo, se desconocen las implicancias que ha tenido la selección en base a productividad y calidad (ej. densidad) sobre la resistencia al estrés en los genotipos disponibles en esta región subtropical, donde la especie es sometida a condiciones ambientales muy distintas a las de su zona de origen en el SE de los EEUU. Desde el punto de vista funcional, en general se plantea que existe un compromiso entre crecimiento y resistencia al estrés. Este compromiso estaría dado por el hecho de que el crecimiento se relaciona positivamente con la eficiencia de la conducción de agua del sistema hidráulico que conforma una planta, mientras que esta eficiencia se relaciona negativamente con la “seguridad” en el mismo. Por seguridad del sistema hidráulico se entiende a la vulnerabilidad del xilema a cavitar ante altas tensiones, lo que se traduce en pérdidas más o menos permanentes de conductividad hidráulica, es decir, de eficiencia de conducción. Esto es así porque los caracteres anatómicos que permiten una mayor conductividad (ej. elementos de conducción de mayor diámetro, más puntuaciones y de mayor permeabilidad entre elementos, mayor agrupamiento de elementos, etc.), así como favorecen el movimiento de agua dentro de la planta, también favorecerían la propagación de eventuales embolismos, tornándolo más susceptible a la disfunción. Existe abundante evidencia a favor de la existencia de este compromiso general que resulta en que las especies más productivas del mundo son también las más susceptibles a la falta de agua. Sin embargo, también existen ejemplos de especies con mecanismos de resistencia a la sequía alternativos a la baja vulnerabilidad a la cavitación, basados en un comportamiento evitador de la sequía, que permitiría maximizar la productividad en períodos de alta disponibilidad hídrica (por una alta eficiencia de conducción) y el mantenimiento de la integridad hidráulica en períodos de déficit. Asimismo, si se concentra el análisis a nivel intraespecífico, es decir, considerando un rango acotado de productividades y resistencias al estrés, podrían existir combinaciones de atributos que permiten optimizar ambos procesos a la vez, dentro de ciertos límites. Asimismo, la densidad de la madera es un carácter relacionado con la vulnerabilidad a la cavitación tanto en especies angiospermas como coníferas. Esta relación ocurre debido a que aquellas especies que, por ser menos vulnerables, están sometidas a mayores tensiones en el xilema, requieren un mayor refuerzo de los conductos para evitar la implosión de los mismos por diferencias de presión entre elementos cavitados y funcionales. En el marco conceptual anteriormente expuesto, se planteó como objetivo general comprender la relación funcional entre tasas de crecimiento, densidad de madera y resistencia a la sequía en distintas progenies de P. taeda, y el grado de influencia de la relación eficiencia de conducción - seguridad del sistema hidráulico sobre estos procesos, en estadíos iniciales del desarrollo de esta especie forestal. Se plantearon los siguientes objetivos particulares, que fueron abordados mediante ensayos realizados en invernáculo (condiciones semi-controladas) y a campo: 1) evaluar los compromisos entre crecimiento y resistencia al déficit hídrico en edades tempranas de genotipos de Pinus taeda de tasa diferencial de crecimiento, y los procesos morfo-fisiológicos responsables de los patrones observados; 2) determinar las relaciones existentes entre anatomía, densidad y funcionalidad (conductividad hidráulica y vulnerabilidad a la cavitación) de la madera en progenies de P. taeda con distintas tasas de crecimiento, y la influencia del déficit hídrico sobre estas relaciones; 3) evaluar el efecto del momento de ocurrencia del déficit hídrico sobre el crecimiento de los plantines de P. taeda; 4) evaluar bajo condiciones de campo el efecto interactivo de las condiciones ambientales que se dan naturalmente en la región de estudio sobre distintas variables ecofisiológicas responsables del crecimiento en plantines de P. taeda; 5) analizar los patrones de regulación estomática del potencial hídrico foliar en P. taeda bajo distintas condiciones de déficit hídrico en el suelo y/o en la atmósfera, tomando a éste como un caracter clave en la adaptación a déficit hídrico, debido a su relación directa con la arquitectura hidráulica de la planta y su influencia sobre el intercambio gaseoso y el crecimiento. Para abordar los resultados se trabajó con cuatro progenies de polinización abierta que diferían en crecimiento medio y en densidad de madera, según mediciones realizadas en los árboles madre a los 5 años de edad: dos progenies de alto crecimiento (AC) y dos progenies de (relativamente) bajo crecimiento (BC), combinando además alta y baja densidad de madera. Las tasas de crecimiento diferenciales solamente se manifestaron bajo condiciones óptimas de disponibilidad hídrica. Las progenies AC con mayores incrementos absolutos aéreos (diámetro de tallo y altura total) presentaron patrones de asignación de biomasa diferentes a las progenies BC, con menor proporción relativa de raíces, pero a su vez distintos entre sí. La progenie AC1 presentó mayor asignación a tallo, y la AC2, mayor asignación a hojas. La estrategia de la AC1 presumiblemente aumentó la eficiencia de conducción de agua por unidad de área foliar, lo que se vio reflejado también en menores pérdidas de conductividad hidráulica que en las otras progenies. Esta progenie fue la que presentó también la mayor eficiencia de crecimiento (EC, crecimiento de fuste:biomasa foliar) y en el uso del nitrógeno. La alta asignación a tejido foliar en la progenie AC2 pudo ser responsable de su alto incremento absoluto debido a la gran superficie para el intercambio gaseoso. Pero, se tradujo en baja EC y del uso del N. Estas progenies de alto crecimiento en términos absolutos tuvieron, sin embargo, menor crecimiento en forma relativa a su tamaño inicial en comparación con las BC. Estas últimas presentaron mayor asignación a raíces, mayor capacidad fotosintética (por unidad de área foliar) y mayor conductancia estomática (gs) máxima. Asimismo, presentaron una menor sensibilidad estomática al déficit de presión de vapor (DPV) de la atmósfera relativa a la máxima gs que las AC, aunque en general, las cuatro progenies mostraron un relativamente bajo control del potencial hídrico mínimo, perdiendo altos porcentajes de conductividad hidráulica (ks) en ramas aún en condiciones de alta disponibilidad de agua en el suelo. Asimismo, esta baja capacidad de regulación estomática del potencial hídrico mínimo resultó en patrones variables, presentando situaciones de isohidrismo y más comúnmente de anisohidrismo, pero con un mantenimiento del gradiente de potencial entre el suelo y las hojas (isohidrodinamismo). Sin embargo, a diferencia de las condiciones ambientales típicas en las que se desarrolla el anisohidrismo en otras especies leñosas, en Pinus taeda los potenciales hídricos más negativos (menores a -4 MPa) se desarrollaron con alto contenido de agua en el suelo pero alto DPV, situación ambiental en la que no hubo prácticamente cierre estomático hasta DPV tan altos como 6 kPa. Cuando existió cierto déficit hídrico en el suelo, se evidenció un control más fino del potencial mínimo, lo que sugiere la intervención de señales hormonales producidas en la raíz como primer mecanismo disparador del control estomático. Asimismo, sugiere una alta vulnerabilidad de estas progenies a olas de calor en momentos con alta disponibilidad hídrica en el suelo. En contra de la hipótesis general, el crecimiento diferencial entre progenies no estuvo relacionado con la eficiencia hidráulica, si se estima ésta a través de la ks de ramas. Asimismo, todas las progenies mostraron una vulnerabilidad a la cavitación (VC) relativamente alta, y se observó una tendencia a una mayor VC en las progenies AC, aunque no relacionadas con mayores ks máximas. Esto hace que no sea posible plantear un compromiso entre crecimiento y susceptibilidad al déficit hídrico desde la base de suponer relaciones entre ks y VC en Pinus taeda. Por el contrario, los patrones de crecimiento máximo se relacionaron más con distintas asignaciones del C dentro de la planta, y con una distinta sensibilidad estomática al DPV. En este sentido, las familias AC presentaron mayor asignación del C a distintos órganos aéreos, denotando la existencia de diferentes estrategias entre sí, y una levemente mayor sensibilidad estomática al DPV que las BC. Estas últimas presentaron una alta capacidad intrínseca de intercambio gaseoso, pero su tamaño inicial más pequeño (medido a nivel áereo), posiblemente como producto de su mayor asignación relativa a raíces desde muy temprano en el desarrollo, las pone en desventaja frente a las AC en la fijación total de C. Considerando el efecto del déficit hídrico –moderado y severo- sobre el crecimiento en las distintas progenies, todas presentaron una caída exponencial en el mismo, igualándose en el crecimiento final. Por lo tanto, si bien las familias AC tuvieron una mayor caída relativa en el crecimiento al comparar los tratamientos con déficit hídrico y el control, alcanzaron crecimientos similares a las familias BC en condiciones de déficit hídrico. Esto evidencia que éstas últimas no manifiestan ninguna ventaja comparativa en estas condiciones. Asimismo, se observó un efecto marcado del momento de ocurrencia del déficit hídrico dentro del período total de crecimiento, siendo mayor cuando el déficit ocurre al inicio del período, en primavera. Respecto a la anatomía funcional de la madera no se han observado respuestas, a nivel de célula, entre las familias analizadas tanto en condiciones hídricas óptimas como bajo situación de estrés. Sin embargo, se manifestaron diferencias significativas entre las familias y entre tratamientos de déficit hídrico en cuanto a la proporción de leño temprano y tardío, reflejando la variabilidad y plasticidad de este carácter. En este sentido, las familias BC fueron las que presentaron una mayor proporción de leño temprano respecto al grupo de las familias AC, característica que se tradujo en una tendencia a una mayor ks máxima. A su vez, estas familias BC fueron las que se manifestaron como de mayor resistencia a la cavitación, lo que podría estar asociado al tamaño diferencial observado con respecto a las AC en el torus de las puntuaciones de las traqueidas. Estos resultados se contraponen al compromiso entre eficiencia de conducción y vulnerabilidad a la cavitación propuesto para otras especies. En condiciones de campo se manifestaron patrones similares de crecimiento aéreo entre familias AC y BC a los observados en condiciones de invernáculo. Sin embargo, se encontraron resultados opuestos a los de los ensayos en condiciones semi-controladas en cuanto al control estomático del potencial hídrico mínimo al comparar familias. En este sentido, en contraste con los resultados de invernáculo, a campo se evidenció un menor control estomático del potencial en la familia AC, lo que resultó en una mayor caída relativa en la ks de ramas que en la familia BC. Se requieren más estudios para explicar estas tendencias distintas entre condiciones de crecimiento. Se concluye que desde el punto de vista de los caracteres a seleccionar en un programa de mejoramiento genético, buscando genotipos que optimicen el crecimiento aéreo y la resistencia al déficit hídrico, este estudio sugiere que, para condiciones de alta demanda evaporativa, es deseable una alta asignación inicial de biomasa a estructuras áereas, una alta sensibilidad estomática al DPV y una baja vulnerabilidad a la cavitación del leño. Asimismo una alta asignación de biomasa al leño en forma relativa al área foliar puede ser un carácter deseable optimizando la producción de madera y la eficiencia en el uso de los recursos del ambiente. Esta combinación de caracteres es posible de ser identificada entre las progenies de Pinus taeda disponibles en Argentina. | Doctor de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales | Universidad Nacional de La Plata | Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales

Climatic change effects and the processes of urban growth caused environmental deterioration in the city of Buenos Aires. This situation alters the natural hydrological cycle and the hydrograph of floodwaters in urbanizing watersheds will modify, presenting flows higher peak and shorter rise times as it progresses. On the other hand, the global warming has caused an increase in mean annual precipitation and extreme values generated by storms of connective type, in the central region and North of Argentina. One of the possibilities to mitigate these effects is the implementation of extensive green roofs systems in terraces of buildings and houses built that help to reduce runoff factor. The objective of this paper was: to determine the reduction of surface runoff and water quality delivered for different types of green roofs with different types of vegetation implanted in normal rainfall in the city of Buenos Aires. The results of the study that was carried out along one year, showed that the retention capacity of the tested lots varied, depending upon precipitation, type of vegetation and coverage. For the range of 21 and 41 mm the retention ratesreached between 63% and 68%, with rainfall between 42 and 60 mm are observed percentages of retention from 31% to 39%. For the range of 61 to 80 mm the retention percentage was similarly to the range previously analyzed, 25% to 38%, and finally analyzing rainfall greater than 90 mm, the percentage of retention varies between 16% and 22%. The Aptenia cordifolia presented minors values of retention in all ranges except the first. The results of the test showed that green roofs system represent a good alternative in the integrated management of water runoff in urban watersheds. | Los efectos del cambio climático y de los procesos de crecimiento urbano provocaron un deterioro ambiental en la Región Metropolitana Buenos Aires. Esta situación altera el ciclo hidrológico natural y el hidrograma de crecida en cuencas en proceso de urbanización se va modificando, presentando caudales pico más altos y tiempos de ascenso más cortos, a medida que aquélla avanza. Por otra parte, el calentamiento global de la atmósfera ha provocado un aumento en la precipitación media anual y en los valores extremos generados por tormentas de tipo conectivo, en la región central y norte de Argentina. Una de las posibles medidas para mitigar estos efectos, consiste en la implementación de cubiertas verdes o naturadas de tipo "extensivo" en terrazas de edificios y casas ya construidas para disminuir el factor de escurrimiento. El objetivo de este proyecto fue determinar la reducción del escurrimiento superficial y la calidad de agua entregada de cubiertas vegetadas con distinto tipo de vegetación implantada ante lluvias normales en la ciudad de Buenos Aires. Los resultados obtenidos a lo largo de un año de estudio, permitieron estimar una capacidad de retención de las cubiertas ensayadas (en CABA) que ha sido variable en función de la precipitación, y el tipo de vegetación y su grado de cobertura. Es así que el porcentaje retenido ha sido alto (100%) con precipitaciones menores o iguales a los 20 mm. Para intervalos de lluvias entre 21 y 41 mm los porcentajes de retención variaron entre el 63% y 68%, con lluvias entre 42 y 60 mm observaron porcentajes de retención entre el 31% y 39%. Para el intervalo de 61 a 80 mm el porcentaje de retención se comportó en forma similar al intervalo anteriormente analizado, aunque con valores levemente menores 25% al 38% y por último, analizando las precipitaciones mayores a 90 mm, el porcentaje de retención fluctuó entre 16% y 22%. La Aptenia cordifolia presentó menores valores de retención en todos los intervalos salvo en el primero. Estos resultados posicionan a las cubiertas vegetadas, para las condiciones y sitio del ensayo, como una alternativa dentro del manejo hídrico integrado en cuencas urbanas.

Este proyecto abarca la evaluación de la calidad del agua del río Ushimana en la parroquia Alangasí, la caracterización de las principales descargas contaminantes, y la elaboración de un plan de gestión con lineamientos de acción. Se realizó el reconocimiento de las actividades antrópicas en la parroquia y de las condiciones físicas del río y afluentes; en fase de campo, se realizaron visitas a la zona, se escogieron 7 puntos representativos en el cauce principal y en los tributarios, y se llevaron a cabo 2 campañas de muestreo para determinar las características físico-químicas y microbiológicas del recurso, mediante análisis de laboratorio de 23 parámetros en cada sección; además, se caracterizó el efluente del alcantarillado del barrio San Carlos, mediante una muestra compuesta. Los resultados registraron altas concentraciones en parámetros como DBO, DQO, ST, grasas y aceites; valores que sobrepasan los LMP para los estándares de calidad, demostrando que el agua no es apta para preservación, uso estético o riego; el cálculo de ICAs en cada sección mostró que la calidad varía entre regular y mala. La información obtenida permitió plantear alternativas de tratamiento, y un plan de gestión para las descargas, con lineamientos generales para mejorar la calidad del recurso. | This project involves the initial evaluation of Ushimana’s river water quality located at Alangasí parish and the characterization of their major pollutant discharges. Additionally, the study includes the development of a management plan with guidelines. The recognition of human activities at the parish, and the physical conditions of the river and its tributaries were conducted; during the fieldwork, visits to the area were performed, choosing 7 representative points from both mainstream and tributaries. Furthermore, 2 sampling campaigns were carried out in order to determine the physico-chemical and microbiological characteristics of the resource. The resource properties were described through analysis conducted in the laboratory with 23 parameters in each section. Additionally, the effluent of the sewage system at San Carlos’s neighborhood was characterized by taking a composite sample. The results showed high concentrations of parameters such as BOD, COD, TS, fats and oils; values exceeding quality standards determined that the water is not suitable for conservation and aesthetic or irrigation use; ICAs calculations conducted in each section showed that water quality varies from fair to poor. The information obtained allowed to suggest alternative treatment, and a management plan to treat effluents with general guidelines to be employed as tools to improve the quality of the resource. | Valencia Bonilla, Nathalia Teresa, director

Water wells are an indispensable tool for groundwater extraction. The analytical and empirical approaches available to describe the flow of groundwater towards a well are summarized. Such flow involves a strong velocity increase, especially close to the well. The linear laminar Darcy approach is, therefore, not fully applicable in well hydraulics, as inertial and turbulent flow components occur close to and inside the well, respectively. For common well set-ups and hydraulic parameters, flow in the aquifer is linear laminar, non-linear laminar in the gravel pack, and turbulent in the screen and the well interior. The most commonly used parameter of well design is the entrance velocity. There is, however, considerable debate about which value from the literature should be used. The easiest way to control entrance velocity involves the well geometry. The influence of the diameter of the screen and borehole is smaller than that of the screen length. Minimizing partial penetration can help to curb head losses.

The estimation of long-term average recharge is performed with the balance of atmospheric chloride deposition (BCl) and the soil water balance (BaS) applied in the Baix Ebre area (Southern Catalonia). It is a complex aquifer system characterized by a moderately rainy large mountain massif (Ports) adjacent to a piedmont sedimentary basin of semi-arid climate (Plana de La Galera). According to a conceptual hydrogeological model supported by hydrogeochemical and water environmental isotopes techniques, which considers the production of runoff in the mountain massif area .After the BCl the average long-term rate of recharge in the Ports is 340±155 mm.yr -1 and 150±55 mm.yr -1 in the Plana, and after the BaS it is 500±60 mm.yr -1 in the Ports and 230±25 mm.yr -1 in the Plana. The differences depend on how runoff is considered, the values of chloride concentration in groundwater recharge and the representativeness of meteorological daily data series. | Se realiza la estimación de la recarga media multianual con el método de balance de la deposición atmosférica de cloruro (BCl) y con el balance de agua en el suelo (BaS) en el área del Baix Ebre (Sur de Cataluña). Es un sistema acuífero complejo formado por una cordillera carbonatada moderadamente lluviosa (los Ports) que transfiere agua a un llano semiárido (Plana de La Galera), según un modelo hidrogeológico conceptual de funcionamiento apoyado en técnicas hidrogeoquímicas e isotópicas ambientales y que considera la escorrentía superficial en la zona montañosa. Según el BCl la tasa media de recarga en los Ports de 340±155 mm.a-1 y 150±55 mm.a-1 en la Plana y según el BaS de 500±60 mm.a-1 en los Ports y 230±25 mm.a-1 en la Plana. Las diferencias dependen de cómo se considera la escorrentía superficial, de la concentración cloruro en la recarga y de las series de datos de precipitación.