El río Cali, vital para la ciudad de Santiago de Cali, enfrenta múltiples desafíos por la contaminación y las actividades humanas. Sus aguas, fundamentales para el abastecimiento y los servicios ecosistémicos, han sufrido un deterioro significativo, afectando tanto su biodiversidad como la calidad de vida de las comunidades que dependen de él. Comprender estas problemáticas es crucial para restaurar este recurso y desarrollar estrategias innovadoras que aseguren su sostenibilidad frente a un futuro incierto. Considerando lo anterior, en este proyecto se implementaron modelos ecológicos para evaluar la calidad hidrobiológica del agua en el río Cali. Para la construcción de la base de datos, se utilizó información fisicoquímica, hidráulica e hidrobiológica de estudios realizados por la CVC y la Universidad Autónoma de Occidente en el marco del Plan de Ordenamiento del Recurso Hídrico (PORH) del río Cali entre 2021 y 2023. A partir de estos datos, se plantearon dos modelos con diferentes enfoques: uno para determinar la calidad hidrobiológica del agua basado en índices bióticos, específicamente el BMWP/Col, y otro de idoneidad de hábitat para predecir la ocurrencia de dos familias de macroinvertebrados acuáticos (Trichoptera:Helicopsychidae y Plecoptera:Perlidae) bajo diferentes condiciones ambientales. Se emplearon cuatro técnicas de minería de datos: lógica difusa, regresión logística, regresión binomial negativa y árboles de clasificación, evaluando su desempeño mediante indicadores como el F1-Score, precisión y recall. El análisis estadístico realizado, y los modelos planteados fueron creados utilizando herramientas como XLSTAT y el lenguaje de programación Python. La selección de variables predictoras se realizó mediante análisis de componentes principales (PCA) con rotación Varimax, complementado con diagramas de dispersión y box plots para explorar las relaciones entre predictores y la variable respuesta. Además, se consideraron estudios previos para la lógica difusa y un algoritmo experimental basado en el AIC del modelo. Los resultados mostraron que la lógica difusa fue la técnica más adecuada para predecir la calidad del agua con base en el índice BMWP/Col, logrando una precisión de 0,78, un F1-Score de 0,79 y una exactitud de 0,93. El modelo de idoneidad de hábitat también presentó excelentes resultados, destacándose nuevamente la lógica difusa con una precisión de 0,88 para Helicopsychidae y 0,93 para Plecoptera. Debido a la cantidad limitada de observaciones en la base de datos, las demás técnicas implementadas no alcanzaron resultados satisfactorios, pues requieren un proceso de calibración y validación más robusto al tratarse de herramientas basadas en el aprendizaje automático. Se espera a futuro aumentar el tamaño de los registros para facilitar la aplicación y escalabilidad de los modelos implementados. En conclusión, los modelos ecológicos basados en la lógica difusa demostraron ser herramientas efectivas para caracterizar y predecir la calidad hidrobiológica del río Cali, ofreciendo una base metodológica replicable para futuros estudios y la gestión sostenible de recursos hídricos en sistemas similares. | The Cali River, vital for the city of Santiago de Cali, faces multiple challenges due to pollution and human activities. Its waters, fundamental for water supply and ecosystem services, have suffered significant deterioration, affecting both its biodiversity and the quality of life of the communities that depend on it. Understanding these problems is crucial for restoring this resource and developing innovative strategies to ensure its sustainability in the face of an uncertain future. Considering the previous information, ecological models were implemented in this project to evaluate the hydrobiological quality of water in the Cali River. For the construction of the database, physicochemical, hydraulic and hydrobiological information from studies conducted by the CVC and the Universidad Autónoma de Occidente (Autonomous University of the West) in the framework of the Water Resource Management Plan (PORH) of the Cali River between 2021 and 2023 was used. From these data, two models with different approaches were proposed: one to determine the hydrobiological water quality based on biotic indices, specifically the BMWP/Col, and another of habitat suitability to predict the occurrence of two families of aquatic macroinvertebrates (Trichoptera: Helicopsychidae and Plecoptera: Perlidae) under different environmental conditions. Four data mining techniques were used: fuzzy logic, logistic regression, negative binomial regression and classification trees, evaluating their performance employing indicators such as F1-Score, precision and recall. The statistical analysis performed and the models developed were created using tools such as XLSTAT and the Python programming language. Predictor variable selection was carried out using Principal Component Analysis (PCA) with Varimax rotation, supplemented with scatter plots and box plots to explore relationships between predictors and the response variable. Additionally, prior studies for fuzzy logic and an experimental algorithm based on the model’s AIC were considered for decision-making. The results showed that fuzzy logic was the most suitable technique for predicting water quality based on the BMWP/Col index, achieving a precision of 0,78, an F1-Score of 0,79, and an accuracy of 0,93. The habitat suitability model also delivered excellent results, with fuzzy logic once again standing out, achieving a precision of 0,88 for Helicopsychidae and 0,93 for Plecoptera. Due to the limited number of observations in the database, the other techniques implemented did not achieve satisfactory results, as they require a more robust calibration and validation process since they are tools based on machine learning. In the future, the size of the records is expected to increase to facilitate the application and scalability of the implemented models. In conclusion, the ecological models based on fuzzy logic proved to be effective tools for characterizing and predicting the hydrobiological quality of the Cali River, offering a replicable methodological basis for future studies and the sustainable management of water resources in similar systems. | Proyecto de grado (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2025 | Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental

Oaxaca es una de las 32 entidades federativas de los Estados Unidos Mexicanos y cuenta con 570 municipios. La precipitación promedio para el estado de Oaxaca durante el periodo 1990-2023 fue de 1 372.3 milímetros. La entidad, para 2021, contaba con 1 125 892 viviendas particulares de las cuales 1 008 978 disponían de agua entubada, pero solo 793 915 se abastecían del servicio público. El objetivo de la investigación fue calcular la elasticidad-precio, la elasticidad-ingreso y la elasticidad-precipitación de la demanda de agua para uso doméstico; para ello, se estimó un modelo en su forma recíproca logarítmica por medio de mínimos cuadrados ordinarios; se estimó que la elasticidad-precio fue -0.467; la de ingreso, 0.0000002, y la de precipitación de 0.128, los cuales concuerdan, en términos generales, con estudios similares realizados para otras entidades federativas de México, para todo el país y para algunos países de habla hispana.

Este artículo aborda la gestión del agua en la industria cerámica, centrándose en el Programa Cero Vertimientos de la empresa Corona, diseñado para prevenir el vertimiento de aguas residuales. La planta de producción de Corona en Sopó (Cundinamarca) ha optimizado el uso del agua mediante sistemas de recirculación y tratamiento, lo que ha facilitado una disminución notable del uso de agua nueva. La industria cerámica demanda volúmenes significativos de agua, particularmente en procesos como la preparación de pasta. Frente a la necesidad de disminuir su impacto ambiental, Corona ha implementado estrategias orientadas a la reutilización del agua, reduciendo el consumo y evitando descargas a fuentes hídricas. Desde la práctica realizada en la Planta Corona, se identificó una oportunidad de mejora, vinculada a la optimización del proceso de recirculación del agua en uno de los humedales artificiales del Parque Industrial. Mediante un análisis, se determinó que el agua con alta conductividad que proviene de las plantas de producción afectaba el desempeño del sistema. Se realizaron muestreos para determinar los puntos con alta conductividad y se llevó a cabo una siembra estratégica de especies vegetales en el humedal, con el fin de mejorar la eficiencia del proceso y fortalecer el Programa Cero Vertimientos. | Ingeniero Ambiental | Pregrado | This article discusses water management in the ceramics industry, focusing on Corona's Zero Dumping Program, designed to prevent the discharge of wastewater. Corona's production plant in Sopó (Cundinamarca) has optimized water use through recirculation and treatment systems, which has facilitated a significant decrease in the use of new water. The ceramics industry demands significant volumes of water, particularly in processes such as the preparation of paste. In response to the need to reduce its environmental impact, Corona has implemented strategies aimed at recirculating and reusing water, reducing consumption and avoiding discharges into water sources. From the practice carried out at the Corona Plant, an opportunity for improvement was identified linked to the improvement of the water recirculation process in one of the artificial wetlands of the Industrial Park. Through an analysis, it was determined that the high conductivity water coming from the production plants affected the performance of the system. Samples were taken to determine the points with high conductivity and a strategic planting of plant species was carried out in the wetland to improve the efficiency of the process and strengthen the Zero Dumping Program.

The quality of drinking water is a crucial aspect for the health and well-being of any community, especially in the rural peripheral areas of Quevedo canton, Ecuador, where the drinking water supply infrastructure is deficient and exposure to contaminants is high. In our study we aim to conduct a comprehensive analysis of drinking water quality. Five representative localities in Quevedo canton were selected for the evaluation of microbial load and analysis of total coliforms, soil texture, soil pH, and the content of nitrates, nitrites, copper, and chromium in the water. Our results showed significant variations in water and soil quality among the localities. The microbial load and total coliform counts were highest in SCR 3, indicating a possible local contamination source. The soil texture varied, with a predominance of sandy texture in SCR 2 and SCR 3, which af fects water retention and nutrient availability.Soil pH values ranged from 6.0 to 7.0, with SCR 3 presenting the lowest pH. Nitrate concentration was highest in SCR 2 (20 mg L-1), while nitrites were highest in ESP 2 (0.12 mg L-1). Copper levels varied, being highest in AGR (18 mg L-1), lastly, hexavalent chromium levels were highest in SCR 2 (0.075 mg L-1). These variations in water and soil quality have significant implications for public health and agricultural productivity. Sources of contamination were identified in our study, hence, we propose mitigation measures to improve water quality, promote public health, and support sustainable agricultural development in the rural communities of Quevedo. | La calidad del agua potable es un aspecto crucial para la salud y el bienestar de cualquier comunidad, especialmente en las zonas rurales periféricas del cantón Quevedo, Ecuador, donde la infraestructura de abastecimiento de agua potable es deficiente y la exposición a contaminantes es alta. Este estudio tiene como objetivo realizar un análisis integral de la calidad del agua potable. Para ello, se seleccionaron cinco localidades representativas del cantón Quevedo para la evaluación de la carga microbiana y el análisis de coliformes totales, textura del suelo, pH del suelo, y contenido de nitratos, nitritos, cobre y cromo en el agua. Los resultados mostraron variaciones significativas en la calidad del agua y del suelo entre las localidades. La carga microbiana y el conteo de coliformes totales fueron más altos en SCR 3, indicando una posible fuente de contaminación local. La textura del suelo varió, con predominancia arenosa en SCR 2 y SCR 3, lo cual afecta la retención de agua y la disponibilidad de nutrientes. Los valores de pH del suelo oscilaron entre 6.0 y 7.0, con SCR 3 presentando el pH más bajo. La concentración de nitratos fue más alta en SCR 2 (20 mg L-1), mientras que los nitritos fueron más elevados en ESP 2 (0.12 mg L-1). Los niveles de cobre variaron, siendo más altos en AGR (18 mg L-1), y los niveles de cromo hexavalente fueron más altos en SCR 2 (0.075 mg L-1). Estas variaciones en la calidad del agua y del suelo tienen implicaciones significativas para la salud pública y la productividad agrícola. Se identificaron fuentes de contaminación y se propusieron medidas de mitigación para mejorar la calidad del agua, promover la salud pública y apoyar el desarrollo agrícola sostenible en las comunidades rurales de Quevedo.

O presente trabalho procura evidenciar a importância das práticas de manejo e conservação do solo e da água no ambiente agrícola brasileiro, levando em conta experiências adquiridas em alguns projetos conduzidos pela Embrapa Meio Ambiente ao longo de mais de duas décadas (1994–2017). Para tanto, são apresentados resultados de várias pesquisas desenvolvidas em algumas regiões do país, bem como uma análise dos impactos gerados, tanto do ponto de vista potencial quanto efetivo, como forma de contribuição para estudos futuros, além de oferecer, ainda, a gestores em diversos níveis (municipal, estadual e federal), subsídios na formulação de políticas públicas sustentáveis para o meio rural.

El estudio se enfocó en analizar el sistema de abastecimiento de agua potable en San José Alto – Tabacundo mediante un enfoque estructurado que permitió obtener datos precisos sobre su funcionamiento. Se realizaron visitas técnicas planificadas para inspeccionar la infraestructura, evaluar el entorno y determinar el estado del sistema de conducción de agua. Se identificaron elementos clave como válvulas, líneas de transmisión y puntos de captación. Para obtener una representación detallada del área de estudio, se realizó un levantamiento topográfico con una estación total, permitiendo generar modelos tridimensionales y georreferenciados. Estos datos facilitaron la evaluación hidráulica del sistema, considerando factores como caudales de consumo, presiones y pérdidas de carga. Mediante simulaciones en EPANET, se analizaron los caudales y presiones en la red, detectando problemas como presiones negativas en ciertos tramos y posibles fugas. Con base en estos resultados, se propusieron ajustes en los diámetros de tuberías y la incorporación de elementos como válvulas de purga y cajas rompe presión para optimizar el flujo y garantizar la sostenibilidad del sistema. Además, se diseñó un sistema de captación mejorado con vertederos triangulares y rectangulares para regular el caudal de entrada, evitando sobrecargas y asegurando un abastecimiento eficiente. Finalmente, se elaboraron planos detallados y un presupuesto que permitieron establecer mejoras concretas en la infraestructura, priorizando la eficiencia y la viabilidad económica del proyecto. | The study focused on analyzing the potable water supply system in San José Alto – Tabacundo through a structured approach that allowed for the collection of precise data on its operation. Planned technical visits were conducted to inspect the infrastructure, assess the environment, and determine the condition of the water conduction system. Key elements such as valves, transmission lines, and catchment points were identified. To obtain a detailed representation of the study area, a topographic survey was carried out using a total station, enabling the generation of three-dimensional and georeferenced models. These data facilitated the hydraulic evaluation of the system, considering factors such as consumption flows, pressures, and head losses. Through simulations in EPANET, flow rates and pressures in the network were analyzed, identifying issues such as negative pressures in certain sections and potential leaks. Based on these results, adjustments in pipe diameters and the incorporation of elements such as purge valves and pressure-breaking boxes were proposed to optimize flow and ensure the system’s sustainability. Additionally, an improved catchment system was designed with triangular and rectangular spillways to regulate the inlet flow, preventing overloads and ensuring efficient supply. Finally, detailed plans and a budget were developed to establish concrete infrastructure improvements, prioritizing efficiency and the project's economic feasibility.

El documento proporciona un análisis integral sobre la optimización del proceso de desinfección en la tercera planta de tratamiento de agua potable (PTAP) de Tambillo, ubicada en el cantón Mejía, Ecuador. El estudio se orienta a mejorar la eficiencia de la dosificación de desinfectantes, considerando las limitaciones técnicas y económicas del sistema. Actualmente, la planta utiliza tricloseno en pastillas con 60% de cloro activo como agente desinfectante. Para evaluar su efectividad, se desarrollaron pruebas experimentales comparativas entre el tricloseno y el hipoclorito de sodio, utilizando curvas de demanda de cloro y análisis de costos. El análisis incluyó muestreos en cuatro puntos clave: el tanque de cloración, el tanque de almacenamiento y dos puntos en la red de distribución. Se analizaron parámetros microbiológicos, físicos y químicos, destacando la medición de coliformes fecales, pH, turbidez y cloro libre residual. Aunque los resultados indican una calidad del agua mayormente adecuada, se identificaron deficiencias en el cloro libre residual en algunos puntos, lo que podría comprometer la seguridad microbiológica durante el almacenamiento y distribución. Entre los hallazgos, se destaca que la mayoría de los parámetros cumplen con la normativa ecuatoriana INEN 1108, aunque el pH y el cloro libre residual presentaron desviaciones en ciertos puntos críticos. Además, los costos de operación y la efectividad de los desinfectantes fueron evaluados para proponer estrategias que optimicen la sostenibilidad y calidad del tratamiento del agua. Finalmente, se ofrecen recomendaciones técnicas para mejorar la dosificación y asegurar el cumplimiento normativo, garantizando así el acceso a agua potable segura para la comunidad de Tambillo. | The document provides a comprehensive analysis of the optimization of the disinfection process in the third drinking water treatment plant (PTAP) of Tambillo, located in Mejía canton, Ecuador. The study aims to improve the efficiency of disinfectant dosing, considering the technical and economic limitations of the system. Currently, the plant uses triclosan tablets with 60% active chlorine as a disinfectant. To evaluate its effectiveness, comparative experimental tests were conducted between triclosan and sodium hypochlorite, utilizing chlorine demand curves and cost analysis. The analysis included sampling at four key points: the chlorination tank, the storage tank, and two points within the distribution network. Microbiological, physical, and chemical parameters were analyzed, with an emphasis on measuring fecal coliforms, pH, turbidity, and free residual chlorine. Although the results indicate that water quality is generally adequate, deficiencies in free residual chlorine were identified at some points, potentially compromising microbiological safety during storage and distribution. Among the findings, it was noted that most parameters comply with the Ecuadorian INEN 1108 standard, although deviations in pH and free residual chlorine were observed at critical points. Additionally, operating costs and the effectiveness of the disinfectants were evaluated to propose strategies that optimize the sustainability and quality of water treatment. Finally, technical recommendations are provided to improve dosing and ensure regulatory compliance, thereby guaranteeing access to safe drinking water for the Tambillo community.

Orientador: Prof. Dr. Cristovão Vicente Scapulatempo Fernandes | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 21/02/2025 | Inclui referências | Resumo: A presente dissertação propõe o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para apoiar a tomada de decisão na gestão de bacias hidrográficas urbanas, com foco na seleção de tecnologias de tratamento de efluentes capazes de restaurar a qualidade da água em rios poluídos. A rotina foi implementada em Excel e permite simular diferentes combinações de tratamento primário, secundário e terciário, com base em dados de vazão e concentração de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio), além de considerar a classe de qualidade hídrica desejada, conforme a Resolução CONAMA nº 357/05. A lógica do algoritmo foi estruturada para identificar a menor eficiência necessária de remoção que permita atingir os padrões definidos. A metodologia foi aplicada ao trecho IG-4 do Rio Iguaçu, situado na Região Metropolitana de Curitiba, sendo analisadas quatro estratégias experimentais com diferentes abordagens de cálculo da carga de DBO, a partir das curvas de permanência de vazão, concentração e DBO. Os resultados demonstraram a aplicabilidade da ferramenta, permitindo simulações comparativas entre diferentes cenários de captação, usos múltiplos e lançamento de tratado no rio, como forma de diluição de carga, com estimativas de eficiência e custo | Abstract: This dissertation presents the development of a computational tool to support decision-making in the management of urban watersheds, focusing on the selection of wastewater treatment technologies capable of restoring water quality in polluted rivers. The routine was implemented in Excel and enables the simulation of different combinations of primary, secondary, and tertiary treatments, based on flow rate and BOD (Biochemical Oxygen Demand) data, as well as the desired water quality class, according to Brazilian Resolution CONAMA nº 357/05. The algorithm logic was designed to identify the lowest removal efficiency necessary to meet the established standards. The methodology was applied to the IG-4 section of the Iguaçu River, located in the Metropolitan Region of Curitiba, through four experimental strategies using different approaches to calculate BOD load based on flow duration curves, BOD concentration, and BOD load. The results demonstrated the applicability of the tool, allowing comparative simulations between different scenarios of river water abstraction, multipurpose reuse, and treated effluent discharge as a dilution mechanism, with efficiency and cost estimates

La presente investigación evaluó la calidad del agua de la cuenca media y baja del río Shilcayo, mediante la identificación de familias de macroinvertebrados bentónicos y su relación con los principales parámetros fisicoquímicos del agua; siendo un estudio de diseño no experimental longitudinal de tipo básico y con nivel descriptivo, correlacional e inferencial, el cual se llevó a cabo en seis (6) estaciones (tres en cuenca media y tres en cuenca baja) durante la época húmeda (abril) y época seca (septiembre) del 2023. Se evaluó los principales parámetros físico químicos como: Temperatura(°C), pH, conductividad eléctrica(µS/cm), oxígeno disuelto(mg/L), sulfatos(mg/L), nitratos(mg/L), nitritos(mg/L), aluminio(mg/L) y manganeso (mg/L), con los que se obtuvo bajo oxígeno disuelto en tres (3) estaciones(E4, E5, E6), altos niveles de manganeso en una estación (E1) de igual forma con el parámetro de nitrito en cinco (5) estaciones (E1, E2, E4, E5, E6) en cuanto a la época húmeda; por su parte, el monitoreo de la época seca solo presentó altos niveles de manganeso en dos (2) estaciones(E2, E3) y nitrito en tres (3) estaciones (E4, E5, E6), con respecto a lo establecido en el D.S. 004-2017 MINAM, de la Categoría 3 (Riego de vegetales y bebida de animales), Subcategoría D1: Riego de vegetales. Paralelamente al monitoreo de calidad de agua se realizó el monitoreo hidrobiológico e identificación de bioindicadores, se recolectaron 617 macroinvertebrados bentónicos que se distribuyeron en 2 clases (insecta y gastrópoda), 10 órdenes y 14 familias. Por su parte, el índice BMWP adaptado para Perú nos permitió observar la equivalencia de los valores en relación a la calidad biológica del agua, donde se encontró niveles ligeramente contaminados (E1),5 moderadamente contaminados (E2), muy contaminados (E3) y fuertemente contaminados (E4, E5, E6). Valores que presentan relación con las condiciones ambientales de cada una de las estaciones. Finalmente, en la correlación de Pearson con el índice BMWP adaptado para Perú se obtuvo resultados significativos y altamente significativos en ambos periodos de monitoreo; en la época húmeda, tanto la temperatura, conductividad, aluminio, manganeso y sulfato fueron significativos. Por otro lado, los parámetros de oxígeno disuelto y nitrato mostraron un comportamiento altamente significativo; por su parte, en época seca, la conductividad, nitrito y sulfatos fueron significativos, y el pH fue el único parámetro que mostró un comportamiento altamente significativo, lo que demuestra que, el comportamiento de la comunidad biológica que varía según su taxonomía (macroinvertebrados de agua de buena calidad y mala calidad), se encuentra en mayor porcentaje en aguas con menor contaminación; con todo lo expuesto se recomienda ampliar investigaciones sobre macroinvertebrados bentónicos como bioindicadores de la calidad de las aguas debido a su veracidad. | Tarapoto | Ingeniería Ambiental | Biodiversidad y calidad ambiental