En la presente investigación se evaluó la calidad del agua del río Tomebamba aplicando cuatro índices ya establecidos en otras partes del mundo y mediante la creación de un índice propio basado en un proceso de jerarquía analítica para la asignación de pesos de los parámetros utilizados en este índice propio. El área de estudio corresponde al río Tomebamba partiendo desde su yacimiento en el sector conocido como tres cruces del Parque Nacional Cajas hasta su intersección con el río Cuenca. Para la realización del presente estudio se utilizó los datos de la calidad de agua registrados por ETAPA EP en los diferentes puntos de monitoreo ubicado en la subcuenca del río. Se analizó la información de los datos de las estaciones de monitoreo, llegando a determinar 10 estaciones para el análisis, esto en vista que cubren toda la trayectoria del río, se analizó la calidad del agua en un periodo de 8 años desde el 2012 hasta el 2019, para lo cual se aplicaron 4 índices de calidad del agua el NSF, Dinius, Oregon y el índice CCME. La creación del propio índice partió de la identificación de los parámetros más importantes mediante un análisis de correlación, posteriormente se aplicó el proceso de jerarquía analítica (AHP) para la identificación de los pesos de los parámetros seleccionados. De acuerdo a los resultados de la calidad del agua del río, tanto el índice NSF, Dinius y Oregon presentaron resultados idénticos de la calidad del agua; en las estaciones de la parte alta la calidad del agua es mucho mejor que en las partes bajas, no obstante, el índice NSF y de Oregon clasificaron la calidad del agua de manera general, mientras que el índice de Dinius categorizó la calidad del agua de acuerdo al criterio general y al criterio de consumo humano. Por otra parte, el índice CCME determinó la calidad del agua para cada estación de monitoreo categorizándola como buena en la parte alta regular en la parte media y pobre en la parte baja. Con el AHP se cuantificó los pesos de los parámetros más importantes de manera estadística, siendo los coliformes fecales el parámetro al que mayor peso asignaron los encuestados seguido del color y la DBO5, de acuerdo al índice propio los resultados de la calidad del agua fueron muy similares a los resultados de los índices antes mencionados. Para corroborar los resultados del índice propio se aplicó un análisis de correlación con los resultados del NSF y el índice de Dinius, mostrando resultados de correlación muy buenos por encima de 0.5 en la mayoría de las estaciones seleccionadas, llegando a la conclusión que la calidad del agua disminuye conforme la concentración de los parámetros de calidad agua aumentan. Aplicando la regresión lineal múltiple se determinó la ecuación que mejor se ajusta a los datos para el cálculo del ICA en otras fechas y estaciones del río Tomebamba. Estos resultados servirán para que la empresa ETAPA EP planifique, gestiones y realice actividades en beneficio del recurso hídrico, así mismo, el índice propio puede ser aplicado en los otros ríos de Cuenca | In this research, the water quality of the Tomebamba River was evaluated by applying four indexes already established in other parts of the world and by creating our own index based on an analytical hierarchy process for assigning weights to the parameters used in this index. The study area corresponds to the Tomebamba River, starting from its source in the sector known as tres cruces in the Cajas National Park to its intersection with the Cuenca River. The water quality data recorded by ETAPA EP at the different monitoring points located in the river sub-basin were used for this study. The information from the data of the monitoring stations was analyzed, determining 10 stations for the analysis, this in view that they cover the entire trajectory of the river, the water quality was analyzed in a period of 8 years from 2012 to 2019, for which 4 water quality indexes were applied the NSF, Dinius, Oregon and the CCME index. The creation of the index itself started from the identification of the most important parameters through a correlation analysis, subsequently the analytical hierarchy process (AHP) was applied for the identification of the weights of the selected parameters. According to the results of the river water quality, both the NSF, Dinius and Oregon index presented identical results of water quality; in the stations of the upper part the water quality is much better than in the lower parts, however, the NSF and Oregon index classified the water quality in a general way, while the Dinius index categorized the water quality according to the general criterion and the criterion of human consumption. On the other hand, the CCME index determined the water quality for each monitoring station by categorizing it as good in the high part, regular in the medium part, and poor in the low part. With the AHP, the weights of the most important parameters were quantified statistically, with fecal coliforms being the parameter to which the respondents assigned the greatest weight, followed by color and BOD5; according to the index itself, the water quality results were very similar to the results of the aforementioned indexes. To corroborate the results of the own index, a correlation analysis was applied with the results of the NSF and the Dinius index, showing very good correlation results above 0.5 in most of the selected stations, reaching the conclusion that water quality decreases as the concentration of water quality parameters increases. Applying multiple linear regression, the equation that best fits the data for calculating the AQI on other dates and stations of the Tomebamba River was determined. These results will be useful for ETAPA EP to plan, manage and carry out activities for the benefit of the water resource; likewise, the index itself can be applied to other rivers in Cuenca | Ingeniero Ambiental | Cuenca

En el presente estudio se sintetizaron nanopartículas de hierro cerovalentes (FeNPs) para la remoción de cuatro colorantes sintéticos: rojo congo, amarillo titán, tartrazina y violeta de metilo en agua. Las FeNPs se prepararon por reducción del cloruro férrico con borohidruro de sodio en medio inerte, con un rendimiento de reacción del 91,82 %. Para evaluar el efecto de la remoción de los colorantes usando las FeNPs, se emplearon concentraciones de 25, 50 100, 150 y 200 g/L de FeNPs con tiempos de contacto en agua de 10, 20 y 30 minutos, y se analizó la variación de pH a 3, 5, 7, 9 y 11. Las nanopartículas sintetizadas se caracterizaron por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM, por sus siglas en inglés) y con detector de Rayos X (EDX). Se verificó la remoción de los colorantes en agua por Espectroscopía de Infrarrojos con Transformada de Fourier (FT-IR) y Espectroscopia UV-Vis. De acuerdo a los resultados, se obtuvieron nanopartículas agregadas en forma de hilo de 53.3, 60.4 y 92.1 nm. El análisis elemental SEM-EDX identificó la presencia de hierro en 86.2%. Por Espectroscopía FT-IR se comparó el espectro de cada colorante puro con el del complejo FeNPs-colorante, para constatar el acoplamiento del colorante por acción de las nanopartículas. Los parámetros más adecuados de remoción se dieron al emplear 200 g/L de FeNPs con un tiempo de contacto en agua de 30 minutos. Se logró una eficiencia de remoción máxima del 95,55% para el rojo congo, 85,96% para el amarillo titán, 83,28% para la tartrazina y 95,96% para el violeta de metilo. Respecto a la variación del pH, la remoción se vio favorecida al usar pH 3, con una eficiencia del 96,81% para el rojo congo, 92,55% para el amarillo titán, 90,01% para la tartrazina y 98,71% para el violeta de metilo. La aplicabilidad de las nanopartículas de hierro cerovalentes se demostró con la rápida y fácil decoloración del agua contaminada con los colorantes.

Resumen Introducción. En el proceso de beneficiado del café, se generan subproductos ricos en nutrientes y con elevada carga orgánica, que en la mayoría de casos son subutilizados y depositados, sin tratamiento previo en los cuerpos hídricos. Objetivo. Evaluar la influencia de la irrigación, sobre los compuestos químicos del agua residual obtenida del procesamiento de los frutos del café de la variedad “Rubi”, irrigada por pivote central. Materiales y métodos. El experimento se desarrolló en la Universidad Federal de Lavras, Brasil, durante el año 2018. El delineamiento estadístico utilizado fue en bloques al azar, con tres repeticiones. Los tratamientos correspondieron a cinco láminas de irrigación (0, 60, 80, 100, 120 y 140 % de la lámina de agua evaporada del tanque Clase A). El distanciamiento de siembra utilizada por parcela, fue de 3,5 m X 0,80 m, en un área de 1,6 ha-1, subdividida en dieciocho parcelas con aproximadamente 888 m2. Los frutos cerezas del café, fueron cosechados de cada tratamiento y mezclados en agua, en proporción de 2 l agua: 1 l fruto de café y en seguida despulpados en una licuadora industrial. El agua residual obtenida, fue analizada a través del método estándar para el análisis de agua residual. Resultados. Las láminas de irrigación, provocaron efecto significativo, sobre los parámetros químicos evaluados, las plantas irrigadas con base en el 57 % del agua evaporada del tanque Clase A, resultaron con compuestos químicos dentro de los patrones establecidos, para el descarte de agua residual en Brasil. El contenido de Mg, S, Mn, P, Zn, Cu y Fe, fue superior a las parcelas que no recibieron irrigación. Conclusiones. El uso de la irrigación en café, produjo efectos significativos sobre la concentración de los compuestos químicos del agua residual de los frutos del café de la variedad “Rubí”. | Abstract Introduction. In the coffee beneficiation process, nutrient-rich by-products with a high organic load are generated, which in most cases they are underused and deposited, without prior treatment in the water bodies. Objective. To evaluate the influence of irrigation, on the chemical compounds of the residual water obtained from the coffee fruits of the “Rubi” variety, irrigated by central pivot. Materials and methods. The experiment was developed at the Federal University of Lavras, Brazil, during 2018. The statistical delineation used was in random blocks, with three repetitions. The treatments corresponded to five irrigation sheets (0, 60, 80, 100, 120, and 140 % of the sheet of water evaporated from the Class A tank). The sowing spacing used per plot was 3.5 m X 0.80 m, in an area of 1.6 ha-1, subdivided into eighteen plots with approximately 888 m2. The cherry fruits of the coffee were harvested from each treatment and mixed in water, in a ratio of 2 L of water: 1 L coffee fruit and then pulped in an industrial blender. The residual water obtained was analyzed through the standard method for the analysis of residual water. Results. The irrigation sheets caused a significant effect on the evaluated chemical parameters, the irrigated plants based on 57 % of the evaporated water from the Class A tank, resulted in chemical compounds within the established patterns, for the disposal of residual water in Brazil. The content of Mg, S, Mn, P, Zn, Cu, and Fe, was higher than the plots that did not receive irrigation. Conclusions. The use of irrigation in coffee, produce significant effects on the concentration of chemical compounds in the residual water of the coffee fruits of the “Rubí” variety.

Resumen Introducción. En el proceso de beneficiado del café, se generan subproductos ricos en nutrientes y con elevada carga orgánica, que en la mayoría de casos son subutilizados y depositados, sin tratamiento previo en los cuerpos hídricos. Objetivo. Evaluar la influencia de la irrigación, sobre los compuestos químicos del agua residual obtenida del procesamiento de los frutos del café de la variedad “Rubi”, irrigada por pivote central. Materiales y métodos. El experimento se desarrolló en la Universidad Federal de Lavras, Brasil, durante el año 2018. El delineamiento estadístico utilizado fue en bloques al azar, con tres repeticiones. Los tratamientos correspondieron a cinco láminas de irrigación (0, 60, 80, 100, 120 y 140 % de la lámina de agua evaporada del tanque Clase A). El distanciamiento de siembra utilizada por parcela, fue de 3,5 m X 0,80 m, en un área de 1,6 ha-1, subdividida en dieciocho parcelas con aproximadamente 888 m2. Los frutos cerezas del café, fueron cosechados de cada tratamiento y mezclados en agua, en proporción de 2 l agua: 1 l fruto de café y en seguida despulpados en una licuadora industrial. El agua residual obtenida, fue analizada a través del método estándar para el análisis de agua residual. Resultados. Las láminas de irrigación, provocaron efecto significativo, sobre los parámetros químicos evaluados, las plantas irrigadas con base en el 57 % del agua evaporada del tanque Clase A, resultaron con compuestos químicos dentro de los patrones establecidos, para el descarte de agua residual en Brasil. El contenido de Mg, S, Mn, P, Zn, Cu y Fe, fue superior a las parcelas que no recibieron irrigación. Conclusiones. El uso de la irrigación en café, produjo efectos significativos sobre la concentración de los compuestos químicos del agua residual de los frutos del café de la variedad “Rubí”.

El presente proyecto tiene como finalidad la detección de metales pesados (Arsénico, Cadmio, Mercurio y Plomo), en muestras de agua y sedimentos del embalse Mazar. El sitio de estudio se encuentra entre el sector Sacre y Chaullayacu, del Cantón Guachapala, Provincia del Azuay. Los métodos de muestreo utilizados dependieron de la naturaleza de la muestra tomada, en los cuerpos de agua se realizó la determinación insitu de los parámetros físico-químicos (pH, Temperatura y Color), luego estas muestras se empacaron y se enviaron al Laboratorio Elicrom Cia. Ltda. ubicado en Guayaquil, en donde fueron analizadas mediante espectroscopia de absorción atómica. Los resultados obtenidos mostraron la presencia de plomo en las muestras de agua, con un valor de hasta 0.0098 mg/L; en relación a los metales como Arsénico, Cadmio y Mercurio no se encontró presencia alguna. Mientras que en las muestras de sedimentos los resultados fueron más evidentes, con valores más altos de cada metal: Arsénico 9,5211 mg/Kg; Cadmio 3,8115 mg/Kg; Mercurio 0,0047 mg/Kg y Plomo 15,7298 mg/Kg. El análisis estadístico de los resultados se los realizo mediante el test de la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis con el software IBM SPSS para determinar diferencias significativas entre los puntos de muestreo, y mediante un análisis comparativo de los límites máximos permisibles dados en la normativa vigente TULSMA. La investigación ejecutada reflejó la presencia de metales pesados en sedimentos y agua del embalse Mazar, dicha presencia puede deberse a diversos factores entre ellos la presencia de residuos inorgánicos en los cauces de los ríos aguas arriba. | The purpose of this project is the detection of heavy metals (Arsenic, Cadmium, Mercury and Lead), in water and sediment samples of the Mazar reservoir. The study site is located between the Sacre and Chaullayacu sectors, in the Guachapala Canton, Province of Azuay. The sampling methods used depended on the nature of the sample taken, in the bodies of water the inside determination of the physical-chemical parameters (pH, Temperature and Color) was carried out, then these samples were packed and sent to the Elicrom Cia. Ltda. Laboratory located in Guayaquil, where they were analyzed by atomic absorption spectroscopy. The results obtained showed the presence of lead in the water samples, with a value of up to 0.0098 mg / L; in relation to metals such as arsenic, cadmium and mercury no presence was found. While in the sediment samples the results were more evident, with higher values of each metal: Arsenic 9.5211 mg / Kg; Cadmium 3.8115 mg/kg; Mercury 0.0047 mg/Kg and Lead 15.7298 mg/Kg. The statistical analysis of the results was carried out by the Kruskal-Wallis non-parametric test with IBM SPSS software to determine significant differences between the sampling points, and by a comparative analysis of the maximum permissible limits given in the current TULSMA regulations. The research carried out reflected the presence of heavy metals in sediments and water of the Mazar reservoir, this presence may be due to various factors including the presence of inorganic residues in the channels of the rivers upstream. | Ingeniero Químico | Cuenca

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Ambiental) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Química, 2021 | Esta tesis cumple con el Objetivo 6: Garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todas las personas. Meta 1 Lograr el acceso universal y equitativo al agua potable a un precio asequible para todos. | Los acueductos rurales contribuyen significativamente en el suministro de agua potable en Costa Rica. Sin embargo, en algunas ocasiones presentan deficiencias en los sistemas de potabilización, por tanto, se compromete la calidad del agua. La desinfección con cloro es el método más utilizado, no obstante, puede reaccionar con la materia orgánica natural (MON) y generar subproductos de desinfección nocivos, como los trihalometanos (THMs). En esta investigación se presenta el monitoreo de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del nivel primero (N1), parámetros característicos de la MON: carbono orgánico total (COT), carbono orgánico disuelto (COD), absorbancia de luz ultravioleta a 254 nm (UV 254), UV 254 específica (SUVA) y THMs del agua cruda y potabilizada de veinte sistemas. Los sistemas de las provincias de Cartago, Alajuela y Puntarenas se muestrearon en tres ocasiones coincidiendo con la época seca, transición y lluviosa durante los años 2018 y 2019. Los resultados del N1 y MON mostraron que las fuentes de abastecimiento son de muy buena calidad. Se identificó que la mayoría de las muestras de agua potable cumplieron con los parámetros del N1 y trihalometanos totales (TTHMs), no obstante, se identificó que el 60% de las muestras incumplieron con el rango recomendado para cloro residual libre. Se identificó que 9 sistemas podrían requerir algún sistema de potabilización adicional para que se asegure la calidad del agua y se reduzca el riesgo de formación de THMs. Las concentraciones de TTHMs en agua potable se encontraron entre < 0.20 a 91.31 µg/L, siendo el cloroformo la especie dominante. Se analizó la variación espacial, estacional y el impacto de las fuentes de abastecimiento en los parámetros de MON y THMs y se encontraron diferencias significativas en algunos casos. La turbidez, cloro residual libre, COT, COD y UV 254 presentaron correlación significativa con TTHMs en el agua potabilizada. Se desarrollaron 13 modelos de predicción de TTHMs en las redes de distribución y obtuvieron coeficientes de determinación (R2 ) entre 0.328 a 0.729, resultando en la selección de 4 modelos que presentaron la mejor bondad de ajuste y que podrían ser una herramienta útil en la toma de decisiones a nivel operativo y considerarse en futuros cambios de la legislación. | Rural aqueducts contribute significantly to the supply of potable water in Costa Rica. However, sometimes they present deficiencies in the potabilization units, therefore, the water quality can be compromised. Chlorination is the most widely used method, however, it can react with natural organic matter (MON) and generate harmful disinfection by-products, such as trihalomethanes (THMs). This research presents the monitoring of physicochemical and microbiological parameters of the first level (N1), characteristic parameters of MON: total organic carbon (COT), dissolved organic carbon (COD), absorbance of ultraviolet light at 254 nm (UV 254), specific UV 254 (SUVA) and THMs from raw and potable water from twenty systems. The systems of the provinces of Cartago, Alajuela and Puntarenas were sampled on three occasions coinciding with dry, transition and rainy seasons during 2018 and 2019. The results of N1 and MON showed that the sources are of very good quality. It was identified that most of the potable water samples met the requirements according to N1 and total trihalomethanes (TTHMs), however, it was identified that 60% of the samples did not meet the recommended range for free residual chlorine. It was identified that 9 systems could require some additional potabilization unit to ensure water quality and reduce the risk of THMs formation. The concentrations of TTHMs in potable water were found between < 0.20 to 91.31 µg/L, with chloroform being the dominant species. The spatial and seasonal variation and the impact of the sources on the parameters of MON and THMs were analyzed, and significant differences were found in some cases. Turbidity, free residual chlorine, COT, COD and UV 254 showed significant correlation with TTHMs in the potable water. It was developed 13 models for the prediction of TTHMs in the distribution networks and they obtained determination coefficients (R2 ) between 0.328 and 0.729, resulting in the selection of 4 models as those that present the best goodness-of-fit and that could be a useful tool in the decision-making at the operational level and consider in future changes of the legislation.