Póster presentado en: X Jornadas de Investigadores de Castilla y León. La aventura de la ciencia y la tecnología, 18 -19 de abril de 2024, Valladolid. | La industria agroalimentaria genera una cantidad significativa de residuos que pueden causar problemas ambientales. Por ejemplo, el procesamiento industrial de la cebolla y la extracción de agar del alga roja Gelidium sesquipedale producen grandes cantidades de residuos que se acumulan o se utilizan como alimento para animales o fertilizantes [1,2]. Este estudio busca valorizar estos residuos mediante la tecnología de extracción con agua subcrítica para evaluar la composición química de los extractos y su actividad biológica, con el fin de desarrollar componentes con posibles efectos beneficiosos para la salud. Utilizando agua subcrítica (145°C, 50 bar, 50 min), se obtuvo un extracto rico en compuestos fenólicos, además de azúcares, proteínas y aminoácidos a partir del residuo de piel de cebolla. Este extracto mostró una potente actividad antioxidante y capacidad para inhibir enzimas clave en el metabolismo de los carbohidratos, como la α-glucosidasa y la aldosa-reductasa, demostrando su potencial anti-diabético en enzimas puras y en células humanas [1]. Del mismo modo, utilizando agua subcrítica (175°C, 50 bar, 130 min) se obtuvo un extracto rico en compuestos bioactivos a partir del residuo del alga G. sesquipedale generado tras la extracción industrial del agar [3]. Este extracto también mostró una fuerte actividad antioxidante y anti-inflamatoria y, aunque en menor medida, fue capaz de inhibir la actividad de enzimas asociadas con trastornos como la hiperuricemia, hiperpigmentación, y enfermedades neurodegenerativas. Estos resultados destacan el potencial de estos residuos, hasta ahora poco aprovechados a nivel industrial, para la formulación de alimentos funcionales o nutracéuticos dirigidos a diversas patologías.

La calidad del agua en las fuentes hídricas superficiales es un tema apremiante a nivel mundial porque está directamente relacionado con la salud pública y el desarrollo sostenible (SciELO - Salud Pública - Calidad del agua y desarrollo sostenible Calidad del agua y desarrollo sostenible, 2018). Esta investigación se desarrolló para abordar una metodología que ajuste el índice de calidad del agua de la Fundación Nacional de Saneamiento de los Estados Unidos (NSF-WQI, por sus siglas en inglés) mediante parámetros fisicoquímicos fáciles de medir en campo, para facilitar la medición de la calidad del agua y toma de decisiones en comunidades vulnerables. Para lograrlo, se procesaron bases de datos provenientes del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), las cuales fueron agrupadas mediante la técnica de Clusterización. Después de estimar modelos de Redes Neuronales Artificiales (RNA) por cada clúster, se calcularon intervalos de confianza del 95% y las métricas de desempeño Error Medio Absoluto (MAE), Raíz del Error Cuadrático Medio (RMSE), Coeficiente de correlación de Pearson (R) y Coeficiente de determinación (R^2 ) para cada uno. Como resultado, los modelos de dos de las cuatro agrupaciones presentaron alta capacidad predictiva, especialmente el clúster 3 con un R^2=0.97. Finalmente, mediante el análisis de sensibilidad se determinó que las variables de importancia fueron turbidez en ambos modelos; y pH y temperatura en los modelos del clúster 2 y 3 respectivamente. También, se requiere entrenar las redes con bases de datos más grandes para ampliar el rango de aplicación de los modelos. | Water quality in surface water sources is a very important issue worldwide because it is directly related to public health and sustainable development. The research was developed to propose a methodology that adjusts the US National Sanitation Foundation Water Quality Index (NSF-WQI) using physicochemical parameters that are easy to measure, to allow vulnerable communities to know the quality of the water and make decisions in terms of usage and treatment. To ensure the purpose, databases from the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies (IDEAM) were processed, which were grouped using the Clusterization technique. After estimating Artificial Neural Network (ANN) models for each cluster, 95% confidence intervals and the performance metrics Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE), Pearson correlation coefficient (R) and Coefficient of determination (R^2) were estimated for each one. As a result, two of the four cluster models presented high predictive capacity, especially cluster 3 with an R^2=0.97. Finally, through sensitivity analysis it was determined that the important variables were turbidity in both models; and pH and temperature in cluster models 2 and 3 respectively. Also, it is required to train the networks with larger databases to expand the range of application of the models. | Pregrado

El área de estudio comprende el sistema geotermal Domuyo (Neuquén, Argentina), el cual ha sido referido como el más importante del mundo luego de Yellowstone. El objetivo es identificar los procesos de interacción agua – roca y la hidroquímica de las aguas del valle del arroyo Manchana Covunco. La metodología consistió en la obtención de datos físicoquímicos y composicionales de aguas mediante relevamientos de campo y análisis de laboratorio. Los resultados obtenidos permitieron estimar un predominio de los procesos de interacción entre las aguas del arroyo (SO₄-Na/Ca y Ca-HCO₃) y agua termal (Na-Cl) con minerales silicáticos, carbonatos y sulfatos presentes en las litologías del área de estudio. Las aguas de los humedales (Ca-HCO₃ y Ca/Mg-HCO₃) evidencian un menor grado de interacción agua – roca, lo cual se vincularía con los tiempos de residencia por el medio que circula y por las condiciones físico-químicas. Asimismo, se determinó que los procesos hidrogeoquímicos de la interacción agua – roca, obliteran la calidad de las aguas para abastecimiento, fundamentalmente aguas abajo de las descargas termales durante el fin de la estación seca. | The study area includes the Domuyo geothermal system (Neuquén, Argentina), which has been referred to as the most important in the world after Yellowstone. This work aims to identify water – rock interaction processes in the valley of the Manchana Covunco stream, near to Cerro Domuyo. The methodology consisted mainly of water sampling and analysis to obtain physical-chemical and compositional data of waters from wetlands, thermal discharges, and the stream. The results indicates a predominance of the interaction processes between the stream water (SO₄-Na/Ca y Ca-HCO₃) and thermal water (Na-Cl) with silicate, carbonate, and sulfate minerals. These minerals are present in the lithological units of the study area. The waters from wetlands (Ca-HCO₃ y Ca/Mg-HCO₃) present a lower degree of water – rock interaction, which could be associated to the water residence times due to the medium that circulates and by their physical-chemical conditions. Besides, the hydrogeochemical processes of water-rock interaction obliterate the quality of water supply, mainly downstream of thermal discharges during the end of the dry season. | Centro de Estudios Integrales de la Dinámica Exógena

El crecimiento de la población ha ocasionado un impacto negativo al ambiente ocasionadas por las fuentes contaminantes de las actividades antropogénicas que deterioran la calidad del agua. La presencia de contaminantes en corrientes superficiales se dispersa y reaccionan durante todo su trayecto hasta su desembocadura. En el presente trabajo se modela la calidad del agua en el “Río Querétaro” del municipio El Marqués en las localidades de Saldarriaga y La Cañada, caracterizadas por contar con presencia de fuentes contaminantes de origen industrial, agrícola, ganadera y doméstica. Se tomaron muestras en temporada de lluvia y post lluvia para el análisis de los sólidos suspendidos totales, el oxígeno disuelto, la conductividad eléctrica, la demanda bioquímica de oxígeno, la demanda química de oxígeno, el amonio, el nitrato, el fosfato, E. coli, el pH y la temperatura. Se implementó el modelo de calidad del agua “QUAL2k” el cual fue calibrado y validado logrando un buen ajuste, lo que permitió la simulación de escenarios positivos y negativos para la calidad del agua. Se demuestra que el aumento de las concentraciones tendría un impacto negativo para el río Querétaro sin poder asimilar la carga contaminante, sin embargo, con un escenario de saneamiento del río se incrementa la calidad el agua.

El presente estudio se enfocó en la evaluación de la eficiencia de la producción de hidrógeno verde mediante electrólisis, utilizando electrodos de bajo costo. Para lograr este objetivo, se plantearon tres objetivos específicos: establecer las configuraciones de celda más comúnmente utilizadas, cuantificar la producción de hidrógeno verde en estas configuraciones y determinar estadísticamente las variables que más influyen en la producción de hidrógeno. La metodología del estudio se dividió en tres fases principales. En la primera fase, se llevó a cabo una exhaustiva revisión bibliográfica para identificar las configuraciones de celda más frecuentes para la electrólisis. Esta revisión proporcionó una base sólida para la selección de electrodos y electrolitos para los experimentos posteriores. Se encontró que las combinaciones de electrodos de grafito y acero, junto con electrolitos como el hidróxido de potasio y el hidróxido de sodio, eran las más utilizadas en la literatura. En la segunda fase, se realizó la cuantificación de la producción de hidrógeno en diferentes configuraciones de celda. Se seleccionaron tres electrolitos soporte (KOH, NaOH y amoníaco) y cuatro materiales de electrodos (grafito, acero, aluminio y cobre) para la experimentación. Se observó que las configuraciones de celda con electrodos de grafito y electrolito de hidróxido de sodio con 6,45 cm³ e hidróxido de potasio con 3,85 cm³ produjeron la mayor cantidad de hidrógeno verde, destacándose por su eficiencia en la generación de gas hidrógeno. En la tercera fase, se llevó a cabo un análisis estadístico para determinar las variables más influyentes en la producción de hidrógeno. Se aplicaron pruebas de normalidad, correlación de Spearman, análisis de bosques aleatorios y modelo de regresión múltiple. Los resultados revelaron que la corriente eléctrica fue la variable más influyente en la producción de hidrógeno, seguida por el tipo de electrolito utilizado. Esto sugiere la importancia de controlar y optimizar estos parámetros para mejorar la eficiencia del proceso de electrólisis. En conclusión, este estudio proporciona evidencia sólida sobre la eficiencia de la producción de hidrógeno verde mediante electrólisis con electrodos de bajo costo. Las configuraciones de celda con electrodos de grafito y electrolitos de hidróxido de potasio mostraron los mejores resultados en términos de producción de hidrógeno. Además, se identificó la corriente eléctrica como la variable más influyente en el proceso de electrólisis, destacando la importancia de controlar este parámetro para optimizar la producción de hidrógeno verde. | This study aimed to evaluate the efficiency of green hydrogen production through electrolysis using low-cost electrodes. To achieve this goal, three specific objectives were outlined: to establish the most commonly used cell configurations, quantify green hydrogen production in these configurations, and statistically determine the variables that most influence hydrogen production. The methodology of the study was divided into three main phases. In the first phase, an exhaustive literature review was conducted to identify the most frequently used cell configurations for electrolysis. This review provided a solid basis for selecting electrodes and electrolytes for subsequent experiments. Combinations of graphite and steel electrodes, along with electrolytes such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, were found to be the most commonly used in the literature. In the second phase, the production of hydrogen was quantified in different cell configurations. Three support electrolytes (KOH, NaOH, and ammonia) and four electrode materials (graphite, steel, aluminum, and copper) were selected for experimentation. It was observed that cell configurations with graphite electrodes and potassium hydroxide electrolyte produced the highest amount of green hydrogen, standing out for their efficiency in hydrogen gas generation. In the third phase, a statistical analysis was conducted to determine the most influential variables in hydrogen production. Normality tests, Spearman correlation, random forest analysis, and multiple regression modeling were applied. The results revealed that electrical current was the most influential variable in hydrogen production, followed by the type of electrolyte used. This suggests the importance of controlling and optimizing these parameters to improve the efficiency of the electrolysis process. In conclusion, this study provides solid evidence on the efficiency of green hydrogen production through electrolysis with low-cost electrodes. Cell configurations with graphite electrodes and potassium hydroxide electrolytes showed the best results in terms of hydrogen production. Additionally, electrical current was identified as the most influential variable in the electrolysis process, highlighting the importance of controlling this parameter to optimize green hydrogen production. | Ingeniero Ambiental | http://www.ustavillavicencio.edu.co/home/index.php/unidades/extension-y-proyeccion/investigacion | Pregrado

Um quadro de seca e variação climática pode impactar o estado de segurança alimentar e nutricional de famílias lavradoras no Semiárido brasileiro? Este artigo investiga a pauta alimentar de vinte e uma famílias de agricultores do município de Medina, Vale do Jequitinhonha, durante a grande seca de 2011/2019. Com base em técnicas etnográficas de observação participante e testes estatísticos de correlação Spearman (rho), percebeu-se que não ocorreram alterações significativas nos costumes alimentares durante a seca. Os resultados indicam que a renda domiciliar e a produção para o autoconsumo garantiram a estabilidade e a qualidade da alimentação. Observou-se também que famílias lavradoras de Medina formavam um importante setor para demanda de alimentos no comércio local. Essa situação resultou ainda numa maior sensibilidade à variação dos preços dos alimentos e ao gasto público em programas sociais de transferência de renda em relação ao estado de segurança alimentar das famílias pesquisadas.

El propósito de la investigación fue evaluar el orden Odonata como bioindicador de la calidad de agua en la microcuenca Shilcayo. Para lo cual, se identificaron tres zonas y 17 estaciones de monitoreo: Alta:E1-E6, media:E7-E11 y baja:E12-E17; donde se realizó el muestreo de agua para la evaluación de los parámetros fisicoquímicos y el muestreo para la identificación y recuento de los especímenes; encontrándose un total de 336 especímenes, 36 Anisopteras y 300 Zygopteras; donde los Zygopteras representan el 89% de la abundancia relativa y los Anisopteras el 11%; el estadístico arroja que T = 0,00 la cual se encuentra en zona de aceptación de la hipótesis nula, aceptamos con un 95% de confianza que, el porcentaje promedio de observaciones del orden Odonata son iguales; los parámetros fisicoquímicos se contrastaron con los ECAs, donde el pH: supera 6.5-8.5 en la E15:8.61, turbiedad: ≥ 5 UNT en las zona media y baja; el OD es < al valor normado (≥4 mg/L) en la zona baja; la CE es < 1500 μs/Cm en las tres zonas y la temperatura aumenta a medida que desciende el agua (22.52- 26.50 °C). Concluyendo que los Anisopteras y Zygopteras del orden Odonata no son bioindicadores confiables para determinar la calidad de agua por pH; caso contrario serían bioindicadores para parámetros como turbiedad, OD, CE y temperatura por existir correlaciones significativas entre estas variables.

Contextualización: el agua es uno de los recursos naturales más importantes para la vida y es el que más está siendo afectado diariamente por las comunidades aledañas a los cuerpos de agua. Vacío de conocimiento: las autoridades ambientales utilizan muy poco el análisis estadístico multivariado para el estudio de la calidad de agua de las regiones, lo cual es una herramienta importante para la toma de decisiones ambientales. Propósito: Determinar la variación de la calidad del agua de la Ciénaga de la Virgen mediante el empleo de métodos estadísticos multivariados a datos colectados desde el año 2009 hasta 2017. Metodología: las muestras fueron tomadas en la ciénaga de la virgen Cartagena de manera mensual, llevadas al laboratorio y analizadas para Amonio (NH4+), Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), Demanda química de oxígeno (DQO), Oxígeno disuelto (OD), pH, Fosforo total (TP), Salinidad, coliformes totales (TC), coliformes fecales (FC), sólidos suspendidos totales (SST). A los datos colectados se le aplicaron análisis multivariados como matriz de correlación, análisis de componentes principales, comparación con diagramas de cajas y bigotes y análisis cluster. Resultados y Conclusiones: El análisis multivariado de los datos obtenidos evidencian diferentes comportamientos de la calidad del agua en la ciénaga y los factores de contaminación más fuertes es por altos niveles de DBO5 y coliformes totales y fecales. Ambos factores relacionados con aguas residuales y residuos sólidos. La mayor contaminación en la ciénaga es causada por la comunidad y sus residuos sólidos que son arrojados a la ciénaga, es necesario iniciar jornadas de sensibilización de la comunidad cartagenera en temas de cuidado del agua para poder preservar este recurso hídrico tan importante para la ciudad.

La agricultura convencional depende de la aplicación de fertilizantes con el fin de lograr mayores rendimientos; sin embargo, es necesario encontrar un equilibrio entre sus beneficios y las alteraciones que pudieran producir a los ecosistemas. Organizaciones internacionales regulan su uso y comercialización teniendo en cuenta la eficacia y seguridad. IHPLUS®, producido por la Estación Experimental de Pastos y Forrajes “Indio Hatuey” (Cuba), ha mostrado ser efectivo en diferentes cultivos y es objeto en este estudio evaluar los efectos sobre la calidad del agua en el bioindicador Poecilia reticulata. Los peces fueron expuestos al producto, en régimen estático durante 96 h, a la concentración efectiva en la agricultura (6 %) o diluido hasta 106 UFC/ml según recomienda la EPA OPPTS 885.4000. Asimismo, se incluyó un grupo tratado con el producto al 6 %, pero esterilizado y un grupo control que no recibió tratamiento alguno. Se observaron durante 30 días posinoculación y se evaluó el peso, la mortalidad y otros efectos subletales. Posteriormente, se determinó la concentración letal media (CL50) y la influencia del pH sobre la mortalidad de los peces. Se pudo comprobar que al 6 % provocó eventos clínicos adversos y efecto letal en el biomodelo. Las lesiones histopatológicas se corresponden tanto para el producto activado como para el inactivado. La CL50 fue de 3.19 %, asociándose la toxicidad al pH ácido y no a la carga microbiana presente en el bioproducto. Se concluye que IHPLUS® es seguro para Poecilia reticulata a concentraciones inferiores al 3 %.

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