Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Ambiental) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Química, 2021 | Esta tesis cumple con el Objetivo ODS 6: de la Agenda 2030 “Garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todas las personas", con la meta número 1: “Lograr el acceso universal y equitativo al agua potable a un precio asequible para todos.” | La desinfección de agua potable a pequeña escala en Costa Rica presenta grandes retos por ser, en la mayoría de los casos, realizada de forma empírica por el personal encargado. En este proyecto se evaluó y modificó el sistema de cloración por pastillas de la ASADA Cooperosales, Cartago. Además, se evaluó un sistema de desinfección con cloro líquido controlado mediante un sensor de potencial de oxidación-reducción (ORP) ubicado en un centro comercial en San José. En el acueducto se utilizaron cuatro cloradores distintos para probar su efectividad, estos fueron un clorador artesanal de cámara seca con problemas de diseño, un clorador comercial marca Accu-Tab de cámara seca, luego se probó con el mismo artesanal de cámara seca con la adición de un flujómetro y llaves de chorro y, por último, un clorador artesanal de cámara húmeda. También, en la ASADA se implementó un tanque de premezcla para realizar la cloración previa a los tanques de almacenamiento. La eficacia de los cambios en la ASADA y del sistema automatizado en el centro comercial se verificó por monitoreo de cloro libre. En la ASADA, se observó una mejoría importante al implementar el tanque de premezcla, sin embargo, en las lecturas de cloro libre a la salida de los tanques de almacenamiento evidenciaron gran variación en los niveles de cloro a lo largo del día, siendo difícil cumplir con la legislación (0,3 a 0,6 mg/L). En el sistema controlado por ORP el nivel de cloro estuvo durante más tiempo acorde con la legislación. Para el caso de cloración por pastillas se recomienda evaluar su automatización mediante el control del caudal de ingreso a los cloradores, por ejemplo, con sensores ORP. En el uso de tecnologías ORP se recomienda complementar con medición y regulación de pH, además de darles un mantenimiento y limpieza constantes. Además, debido a la pandemia causada por la enfermedad COVID-19 la norma N° 38924-S amplió el límite superior de cloro libre resultando en un rango que va desde 0,3 mg/L hasta 1,0 mg/L, logrando un aumento en los porcentajes de cumplimiento de la norma en cloro libre residual para las mediciones que se llevaron a cabo en la mayoría de los sistemas analizados. Por tanto, es recomendable evaluar el mantener la norma en dicho rango. | Small-scale disinfection of drinking water in Costa Rica presents great challenges because, in most cases, it is carried out empirically by the personnel in charge. In this project, the tablet chlorination system of ASADA Cooperosales, Cartago, was evaluated and modified. In addition, a liquid chlorine chlorination system controlled by an oxidation-reduction potential (ORP) sensor located in a shopping center in San José was evaluated. At ASADA, four different chlorinators were used to test their effectiveness, these were a dry chamber artisan chlorinator with design problems, a commercial dry chamber Accu-Tab brand chlorinator, then it was tested with the same dry chamber artisanal chlorinator with the addition of a flow meter and jet taps and, finally, an artisanal humid chamber chlorinator. Also, at ASADA a premix tank was implemented to carry out the chlorination prior to the storage tanks. The effectiveness of the changes to the ASADA and the automated system in the mall was verified by monitoring free chlorine. At the ASADA, a significant improvement was observed when implementing the premix tank, however, the free chlorine readings at the outlet of the storage tanks showed great variation in chlorine levels throughout the day, being difficult to comply with the legislation. In the ORP-controlled system the chlorine level was in accordance with the legislation for a longer time. In the case of chlorination by tablets, it is recommended to evaluate its automation by controlling the flow rate of entry to the chlorinators, for example with ORP. In the use of ORP technologies, it is recommended to complement with pH measurement and regulation, in addition to giving them constant maintenance and cleaning. In addition, due to the pandemic caused by the COVID-19 disease, standard No. 38924-S expanded the upper limit of free chlorine, resulting in a range that goes from 0.3 mg/L to 1.0 mg/L, achieving increase in the percentages of compliance with the standard in residual free chlorine for the measurements that were carried out in most of the systems analyzed. Therefore, it is advisable to evaluate maintaining the norm in this range.

RESUMO O efeito do regime de marés e a descarga directa de esgoto em zonas estuarinas pode aumentar os problemas de poluição devido à retenção e transporte de cargas poluentes. A utilização de modelos matemáticos tornou-se uma ferramenta essencial para a gestão dos recursos hídricos nestes ambientes. Nesta investigação, a incidência do regime de marés e descargas de esgoto na qualidade da água em um ambiente estuarino urbano foi simulada utilizando o modelo HEC-RAS. O modelo foi calibrado/validado utilizando o caudal médio de longo período (QMLT) e parâmetros de qualidade da água medidos no campo, tais como DBO, OD, N-O2 e N-O3. Os resultados mostraram que os níveis da água, vazões e parâmetros de qualidade da água medidos no campo foram bem representados no modelo. As simulações mostraram que a qualidade da água em todos os trechos a jusante da ETE estão eutrofizados. Além disso, o regime de maré causa retenção e transporte de poluentes em áreas de baixa declividade. A abordagem proposta é uma ferramenta valiosa para avaliar a qualidade da água em ambientes estuarinos urbanos e áreas circundantes com incidência de regime de marés. | RESUMEN El efecto del régimen de mareas y la descarga directa de aguas residuales en áreas estuarinas pueden incrementar los problemas de contaminación debido a la retención y transporte de cargas contaminantes. El uso de modelos matemáticos se ha convertido en una herramienta esencial para la gestión del recurso hídrico en estos ambientes. En esta investigación se modeló la incidencia del régimen de mareas y los vertimientos de aguas residuales en la calidad de agua en un ambiente estuarino urbano utilizando el modelo HEC-RAS. El modelo fue calibrado/validado utilizando el caudal medio de largo periodo (QMLT) y parámetros de calidad de agua medidos en campo, tales como: DBO, OD, N-O2 y N-O3. Los resultados evidenciaron que los niveles de agua, caudales y parámetros de calidad de agua medidos en campo fueron bien representados por el modelo. Las simulaciones mostraron que la calidad del agua en todos los trechos aguas abajo de la PTAR se encuentran eutrofizados. Adicionalmente, el régimen de marea provoca retención y transporte de contaminantes en áreas de baja pendiente. El abordaje propuesto se constituye en una valiosa herramienta para evaluar la calidad de agua en ambientes estuarinos urbanos y áreas circundantes con incidencia de régimen maregráfico. | ABSTRACT The effect of the tidal regime and sewage discharge on estuarine areas can cause pollution problems, due to the retention and transport of pollutants. The use of mathematical models has become an essential tool for the water resources management in these environments. In this paper, the incidence of tidal regime and sewage discharge on the water quality of an urban estuarine ecosystem was modeled using the HEC-RAS model. The model was calibrated / validated using the medium long-term streamflow (QMLT) and water quality parameters measured in field, such as: BOD, DO, N-O2 N-O3. The results showed that the water level, streamflow and the water quality parameters measured in field were well represented from the model. The simulations showed that the water quality for all the sections downstream of the Wastewater Treatment Plant are eutrophied. Additionally the tidal regime causes retention and transport of pollutants in areas of low slope. The proposed approach is a valuable tool for assessing the water quality in urban estuarine environments and surrounding areas with incidence of tidal regime.

Abstract: Stable isotope measurements of seawater from fjords in the Southern Patagonian Icefields area are presented for the first time. Stable water isotope variability was associated with physiographic and oceanographic factors. Isotope depletion and lower salinity were observed at lower depths, which is consistent with shallow estuarine waters. At greater depths, the characteristics of the modified Subantarctic water mass are inferred, and the glacier proximity and temperature do not show a clear relationship with the isotopic contents. These results could be a robust basis for a possible new proxy associated with changes in water masses, freshwater mixing, and paleoclimatic studies.

Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Ingeniería Agrícola. Departamento Académico de Ordenamiento Territorial y Construcción | En resumen, el presente proyecto tiene como objetivo brindar el asesoramiento técnico al personal técnico y/o a los representantes de los gobiernos sub nacionales, para viabilizar sus necesidades mediante las intervenciones de Siembra de agua que puedan desarrollarse en el ámbito de su jurisdicción y con la finalidad de recarga hídrica, cumpliendo las condiciones y consideraciones técnicas para su atención e implementación a través de la UEFSA.

La investigación tuvo como objetivo utilizar la semilla de Moringa Oleifera como biocoagulante natural para mejorar la calidad del agua proveniente del río Ahuashiyacu. Se realizó un muestreo al azar (muestreo por conveniencia) del agua, registrando sus parámetros fisicoquímicos iniciales; luego, usando la prueba de jarras, se realizó el proceso de coagulación, utilizando biocoagulante a base de semillas de Moringa Oleifera en dosificaciones de 40 mg/L a 140 mg/L, luego se realizó la mezcla rápida de 100 rpm por un minuto y a una mezcla lenta de 40 rpm por 10 minutos, se dejó sedimentar de 5 a 30 minutos. La mayor eficiencia de remoción de turbidez fue del 97.06% con una dosis óptima de biocoagulante de 100 mg/L, esto se debe a la presencia de proteínas catiónicas diméricas. La reducción de color aparente fue del 92.3%, el pH y la alcalinidad no tuvo efectos significativos, la dureza disminuye el 12 % de su valor inicial, la conductividad y los sólidos totales disueltos aumentan significativamente debido a la presencia de iones cloruro de sodio que contiene la solución del biocoagulante. La utilización de estas semillas como biocoagulante natural mejoró la calidad del agua; demostró ser una alternativa eficaz que debe ser aplicada en procesos de coagulación en plantas de tratamiento de agua, es sostenible y amigable con el medio ambiente. | The objective of the research was to use Moringa oleifera seed as a natural biocoagulant to improve the quality of water from the Ahuashiyacu stream. A random sampling (convenience sampling) of the water was carried out, recording its initial physicochemical parameters; then, using the jar test, the coagulation process was carried out, using Moringa oleifera seed-based biocoagulant in dosages of 40 mg/L to 140 mg/L, then a fast mixing of 100 rpm for one minute and a slow mixing of 40 rpm for 10 minutes was carried out, and sedimentation was left for 5 to 30 minutes. The highest turbidity removal efficiency was 97.06% with an optimum biocoagulant dose of 100 mg/L, this is due to the presence of dimeric cationic proteins. The apparent color reduction was 92.3%, pH and alkalinity had no significant effect, hardness decreased 12% of its initial value, conductivity and total dissolved solids increased significantly due to the presence of sodium chloride ions contained in the biocoagulant solution. The use of these seeds as a natural biocoagulant improved water quality; it proved to be an effective alternative to be applied in coagulation processes in water treatment plants; it is sustainable and environmentally friendly.

El Refugio de Vida Silvestre Pantanos de Villa fue reconocido como sitio RAMSAR en el año 1997 y como Área Natural Protegida en el 2006, debido a que su importancia en el ambiente radica en la persistencia de la biodiversidad tanto en flora como en fauna (especialmente de aves migratorias y residentes), así también conservar y valorar el paisaje. En la actualidad Los Pantanos de Villa entre sus principales preocupaciones o amenazas es el constante cambio de los factores antrópicos debido a la expansión urbana (industria, residuos sólidos, smog, coliformes fecales, etc.) que han generado un impacto negativo en las características del ecosistema, entre ellas destaca la afectación del recurso hídrico, es decir, la contaminación de los cuerpos de agua, así como los canales alimentadores de estos provocando la alteración en la calidad de agua en el humedal (INGEMMET, 2019). Por ello es necesario una evaluación de las características ecológicas del ecosistema que incluye censo de flora y fauna, monitoreo del nivel freático a través de piezómetros y regalas limnimétricas, el análisis periódico de los parámetros físico - químicos y microbiológico de los cuerpos de agua, entre otros para la conservación y buen manejo del humedal. El presente trabajo de investigación busca evaluar y analizar los parámetros físicos – químicos (Temperatura, pH, Conductividad Eléctrica, Sólidos Disueltos Totales, Sólidos Suspendidos Totales, Demanda Bioquímica de Oxígeno) y microbiológico (Coliformes Termotolerantes) con la normativa vigente ECA para Agua (D.S. N°0042017 - MINAM) de la Laguna Génesis, su canal de alimentación y desfogue. Asimismo, identificar los problemas que alteran la calidad de agua, debido a que es importante para establecer y fortalecer los controles de vigilancia, programas de sensibilización a la población y recuperación del daño ambiental causado en el ecosistema frágil Los Pantanos de Villa. | Trabajo de suficiencia profesional

Los foraminíferos planctónicos (FP) son organismos unicelulares altamente sensibles a la variabilidad ambiental y son utilizados como (paleo)indicadores de variación de temperatura, productividad primaria, masas de agua, entre otros. Sin embargo, la ecología de las especies presentes en el mar peruano y la región del Pacífico SE es poco conocida en particular en relación a El Niño Oscilación del Sur (ENOS), la principal fuente de variabilidad oceanográfica en la zona. Estudios previos en el área se han basado en muestreos de material sedimentado, pero no desde la evaluación directa de la comunidad en la columna de agua. Esta tesis representa la primera evaluación ecológica de FP vivos en Perú a partir de su estructura comunitaria y aspectos morfométricos mediante la cual se buscó determinar especies indicadoras de masas de agua en el norte del mar peruano. El muestreo fue bimestral en Paita (5°S) y Chicama (7°S) durante 14 meses e incluyó el evento El Niño 2019 clasificado como débil. Se recopilaron parámetros comunitarios de FP por estratos de profundidad y se registró la temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y clorofila-a a lo largo de los primeros 150 m de la columna de agua. Se registró un total de 22 especies, siendo las más representativas Neogloboquadrina dutertrei, Globigerina bulloides y Neogloboquadrina pachyderma. Tanto la densidad de individuos como la riqueza de especies se incrementó en Paita durante los meses de El Niño (febrero y abril 2019). La Zona de Mínima de Oxígeno fue más intensa y somera en Chicama y limitó la distribución de algunas especies en esta localidad. Las especies superficiales como G. bulloides y O. universa se relacionaron con las Aguas Ecuatoriales Superficiales mientras que N. pachyderma y G. theyeri demostraron asociación con las Aguas Ecuatoriales Subsuperficiales. G. bulloides exhibió un incremento en la masa de las testas durante este evento cálido asociado a El Niño 2019. Las asociaciones de especies en la capa superficial nos ayudarían a interpretar el registro fósil. Se propone continuar con el estudio de la comunidad de FP para lograr robustecer la base de datos y por lo tanto optimizar dichas interpretaciones. | Planktonic foraminifera (PF) are unicellular organisms highly sensitive to environmental variability, they are used as (paleo)indicators of temperature variation, primary productivity, water masses, among others. However, the ecology of species present in the Peruvian sea and the SE Pacific region is poorly understood, particularly in relation to the El Niño Southern Oscillation (ENSO), the main source of oceanographic variability in the area. Previous studies were based only on sediment samples, but not on a direct analysis of the community in the water column. This thesis represents the first ecological approach on living PF in Peru based on their community structure and morphometric aspects with the aim to determine water masses indicator species in the northern Peruvian sea. The frequency of sampling was bimonthly in Paita (5°S) and Chicama (7°S) for 14 months that included the mild El Niño 2019 event. Community parameters of PF were collected and the temperature, salinity, dissolved oxygen and chlorophyll-a were recorded along the first 150 meters of the water column. A total of 22 species were registered, the most representative being Neogloboquadrina dutertrei, Globigerina bulloides and Neogloboquadrina pachyderma. Both density and richness of species increased in Paita during the months of El Niño (February and April 2019). The Oxygen Minimum Zone was more intense and shallow in Chicama, that limited the distribution of some species in this locality. Surperficial species such as G. bulloides and O. universa were linked to Equatorial Surface Waters, while N. pachyderma and G. theyeri demonstrated an association with Equatorial Subsurface Waters. G. bulloides showed an increase in the mass of tests during the El Niño event. The species associations in the surperficial layer would help us to interpret the PF fossil record, we suggest to continue with the study of these communities in order to strengthen the database and therefore optimize these interpretations.

"Durante en las últimas décadas, la presencia de contaminantes orgánicos en los efluentes municipales e industriales han sido un problema de creciente preocupación debido al impacto que genera para el medio ambiente y sociedad, principalmente. Hablando de forma particular de la industria textil, después de un proceso típico de teñido, las sustancias químicas contaminantes permanecen por un tiempo prolongado, entre ellas se encuentran los colorantes que no se fijan a las fibras textiles. Garzon menciona que “los colorantes sintéticos son compuestos químicos xenobióticos, los cuales no se encuentran de forma natural en la biosfera, es decir, han sido sintetizados por el hombre”. Este tipo de colorantes son muy solubles en agua, altamente resistentes a la acción de agentes químicos y poco biodegradables. Con base a lo anterior mencionado, los colorantes azoicos son los responsables de propiciar impactos al ambiente y al ser humano, de ahí la importancia de la implementación de algún tratamiento para la remoción de colorantes antes de su vertimiento a cualquier efluente. En este trabajo se pondrá a prueba la degradación de azul de metileno a través de un sistema combinado de fotocatálisis heterogénea seguido de una biodegradación bacteriana". | Área de Ingeniería y Ciencias Exactas | Facultad de Ingeniería Química | Licenciatura en Ingeniería Ambiental | generalPublic | Ingeniero (a) Ambiental

Abstract A surface water quality model was implemented as a first approach to mathematical modeling processes as an input for the integrated management of the middle basin of the Virilla River. The study was conducted in a 20 km-section covering from San Miguel de Santo Domingo to San Antonio de Belén, which is fed by the Tibás River as the main tributary and some discharges of wastewater resulting from various productive activities. The study used a quantitative approach and a MOHID Land model, as well as experimental and historical data of the variables needed for modeling. The model implemented is a numerical program that simulates the dynamics between water-soil and solute transport processes. For purposes of this study, two quality indicators, dissolved oxygen and biochemical oxygen demand, was the concentration modeled. The results obtained in the modeling presented a good adjustment in contrast to the data used for model validation; the error percentages obtained are rated as very good, good, and satisfactory, which can generally be described as an applicable model. Despite this, a more robust calibration needs to be developed along with a sensitivity analysis. There should be a greater dissemination of the use of this tool for the integrated management of water resources in the country. This study serves as a basis for the future modeling of other physicochemical parameters of water bodies, as well as its application in other similar rivers. | Resumo Foi realizada a implementação de um modelo de qualidade das águas superficiais, por meio do qual se buscava fazer uma abordagem inicial nos processos de modelação matemática como insumo para a gestão integrada da bacia média do rio Virilla. O estudo foi realizado especificamente em uma seção de 20 km que começa em San Miguel de Santo Domingo e termina em San Antonio de Belén, cujo principal afluente é o rio Tibás e a inclusão de algumas descargas de efluentes provenientes de várias atividades produtivas. A abordagem utilizada foi quantitativa, utilizando o modelo MOHID Land com a aplicação de dados experimentais e históricos das variáveis ​​necessárias para a modelação. O modelo implementado é um programa numérico, capaz de simular a dinâmica existente entre água-solo e os processos de transporte de solutos; nesse caso, optou-se por modelar a concentração de dois indicadores de qualidade: o oxigênio dissolvido e a demanda bioquímica de oxigênio. Os resultados obtidos na modelação apresentaram um bom ajuste em contraste com os dados utilizados para a validação do modelo, e as porcentagens de erro obtidas são classificadas como muito boas, boas e satisfatórias, que, de modo geral, podem ser descritas como um modelo aplicável. Apesar disso, é necessário desenvolver uma calibração mais robusta acompanhada de uma análise de sensibilidade. É importante, em nível nacional, haver uma maior disseminação do uso dessa ferramenta para a gestão integrada dos recursos hídricos, e que este estudo sirva de base para a futura modelação de outros parâmetros físico-químicos do corpo d'água, bem como sua aplicação em outros rios semelhantes. | Resumen Se realizó la implementación de un modelo de calidad del agua superficial, a través del cual se procuraba hacer un primer acercamiento a los procesos de modelado matemático como insumo para la gestión integrada de la cuenca media del río Virilla. El estudio se desarrolló específicamente en un tramo de 20 km que inicia en San Miguel de Santo Domingo y finaliza en San Antonio de Belén, se tiene como principal afluente el río Tibás y la inclusión de algunas descargas de aguas residuales provenientes de diversas actividades productivas. El enfoque que se utilizó fue cuantitativo, mediante el modelo MOHID Land con la aplicación de datos experimentales e históricos de las variables necesarias para el modelado. El modelo implementado es un programa numérico capaz de simular la dinámica existente entre agua-suelo y los procesos de transporte de solutos; en este caso, se eligió modelar la concentración de dos indicadores de calidad: el oxígeno disuelto y la demanda bioquímica de oxígeno. Los resultados obtenidos en la modelación presentaron un buen ajuste en contraste con los datos utilizados para la validación del modelo, los porcentajes de error obtenidos son calificados como muy buenos, buenos y satisfactorios, lo que en general se puede describir como un modelo aplicable. A pesar de esto, es necesario el desarrollo de una calibración más robusta que a su vez se acompañe de un análisis de sensibilidad. Es importante que en el nivel país exista una mayor diseminación del uso de esta herramienta para la gestión integrada del recurso hídrico, este estudio sirve como base para la futura modelación de otros parámetros fisicoquímicos del cuerpo de agua, así como la aplicación del mismo en otros ríos similares.

El estudio se realizó en la comunidad de Gallito, distrito de Fernando Lores, con objetivo de realizar el análisis físico, químico y biológico del agua de consumo humano del proyecto de agua segura que tienen en su comunidad y la percepción de la población respecto a dicho proyecto. Para esto se tomó como referencia el Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano: Decreto Supremo N°031-2010-SA del Ministerio de Salud. De todas las actividades realizadas para el análisis de agua se tomaron dos puntos de muestreo los cuales incluyen el tanque de almacenamiento y la pileta pública del proyecto agua segura Gallito, para cada sitio de muestreo se recolectó tres muestras para el análisis físico, químico y biológico respectivamente. Para la percepción de la población de consumo se realizó mediante una encuesta a los usuarios del proyecto agua segura de Gallito. Finalizada la investigación se puede determinar que la calidad de agua del proyecto agua segura que consume la población de la comunidad Gallito es apta para consumo humano, ya que todos los parámetros que se analizaron y haciendo énfasis a los coliformes totales y coliformes fecales cumplen con los Límites Máximos Permisibles establecidos en el Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano (D.S N°031-2010-SA). Asimismo, la percepción de la población menciona que están muy satisfechos con el servicio general que brinda el proyecto de agua segura de Gallito, conocen que la calidad de agua que consumen es potable gracias a que la ONG Misiones del Agua Perú y el Comité de Agua Segura les dieron a conocer está información mediante evidencias de análisis de agua. También mencionan que recomiendan el proyecto a los demás vecinos de la comunidad Gallito. | The study was carried out in the community of Gallito, district of Fernando Lores, with the objective of carrying out the physical, chemical and biological analysis of the water for human consumption of the safe water project that they have in their community and the perception of the population regarding said draft. For this, the Regulation of Water Quality for Human Consumption was taken as a reference: Supreme Decree No. 031-2010-SA of the Ministry of Health. Of all the activities carried out for the water analysis, two sampling points were taken, which include the storage tank and the public pool of the Gallito safe water project, for each sampling site three samples were collected for physical, chemical and biological analysis. respectively. For the perception of the consumption population, it was carried out through a survey of users of the Gallito safe water project. Once the investigation is finished, it can be determined that the water quality of the safe water project consumed by the population of the Gallito community is suitable for human consumption, since all the parameters that were analyzed and with emphasis on total coliforms and fecal coliforms comply with the Maximum Permissible Limits established in the Regulation of the Quality of Water for Human Consumption (DS N ° 031-2010-SA). Likewise, the perception of the population mentions that they are very satisfied with the general service provided by the Gallito safe water project, they know that the quality of the water they consume is drinkable thanks to the NGO Misiones del Agua Peru and the Safe Water Committee They made this information known to them through water analysis evidence. They also mention that they recommend the project to other residents of the Gallito community.