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Análisis multitemporal de los cambios de uso de suelo, de las microcuencas productoras de agua, en los sistemas de riego públicos de la Cuenca Superior del Río Catamayo Full text
2024
Agurto Mendoza, Kathya Daniela | González González, Aníbal Eduardo
The continuous human intervention in the hydrographic basins has negative effects on their original vegetation, with changes in land use resulting in the loss of forest cover and a reduction in water resources, thereby affecting agricultural production. Multitemporal analysis is a tool that allows identifying these changes over time, helping to understand the evolution of the natural environment. This study focused on analyzing changes in land use between 2010 and 2022, and projecting these changes for 2030 and 2060. Using techniques such as photointerpretation and orthophoto digitization, along with geographic information systems, these changes were examined using tools like the Intersec module of ArcGIS and the change matrix, as well as the LCM model of TerrSet for future projections. The results indicate that, in the total area of 187.70 km2 in the studied microbasins, 92.31% remained unchanged in their coverage, while 16.98% experienced changes to other types of coverage, such as deforestation for the expansion of pastures and agricultural lands. The modeling shows a reduction of forest by 44.05% for 2030 and 42.24% for 2060, while pastures and agricultural lands show an increase of 17.56% and 19.15% respectively in the study area. It is observed that the Campana and Capamaco microbasins have a low degree of intervention, while Mazanamaca and Aguacolla show a medium degree, and San Agustín presents a high degree of intervention due to the increase in agricultural lands and the decrease in natural vegetation. | La continua intervención humana produce impactos negativos en la vegetación original de las cuencas hidrográficas, generando cambios de uso de suelo que conllevan a la pérdida de cobertura boscosa provocando disminución de los aportes hídricos, en consecuencia, reducen la producción agrícola. El análisis multitemporal permite detectar cambios entre diferentes fechas de referencia, deduciendo la evolución del medio natural. El objetivo de esta investigación fue analizar los cambios de usos del suelo para el período 2010 - 2022 y predecir los usos de suelo para el 2030 y 2060. La metodología partió de la fotointerpretación y digitalización de ortofotos con el fin de conocer la evolución de los ecosistemas mediante los sistemas de información geográfica, analizando los cambios con el módulo Intersec de la herramienta Geoprocesing del programa ArcGIS y la matriz de cambios utilizada para el cruce de mapas; para el efecto se utilizó la herramienta LCM del programa TerrSet, para realizar proyecciones a futuro de los cambios de usos del suelo, donde se valoró variables restrictivas e incentivos para los cambios de uso de suelo que afectan en mayor medida este proceso. El estudio muestra que de un total de 187.70 km2 de superficie que suman todas las microcuencas en estudio, el 92.31 % se han mantenido intactas, es decir no se han generado cambios de cobertura durante este período; sin embargo, 17.09 km2 (16.98 %) han experimentado cambios a otro tipo de cobertura, ya sea por la deforestación provocada por la acción humana para la ampliación de pastos para ganado y la extensión de tierra agropecuaria para la producción agrícola. En cuanto a la modelación, se obtuvo para el 2030 una reducción de 44.05 % de bosque, y para el 2060 de 42.24 %; al contrario, los pastizales y tierra agropecuaria, indican un incremento de 17.56 % para el 2030 y de 19.15 % al 2060, entre toda la zona de estudio. Los resultados obtenidos detallan, que en las microcuencas Campana y Capamaco se tiene un bajo grado de intervención, en las microcuencas Mazanamaca y Aguacolla se tiene un grado de intervención medio, sin embargo, en la microcuenca de San Agustín se determinó un alto grado de intervención, debido al incremento de las tierras agropecuarias, y la disminución de la vegetación natural.
Show more [+] Less [-]Avanços na garantia de água segura : explorando métodos alternativos com foco na inativação de bactérias, protozoários e degradação fotocatalítica de fármacos e agrotóxicos por meio da radiação solar Full text
2024
Chaúque, Beni Jequicene Mussengue | Rott, Marilise Brittes | Benetti, Antônio Domingues
A qualidade microbiológica da água determina a epidemiologia de doenças de transmissão hídrica em assentamentos humanos quando ela é usada para fins recreativos e principalmente para fins potáveis. A presente tese descreve as atividades que visaram contribuir para uma melhor compreensão dos riscos microbiológicos da água, e dos métodos alternativos de baixo custo de tratamento de água no ponto-de-uso. Também visaram o estudo da desinfeção solar (SODIS) e descontaminação fotocatalítica da água. Diferentes revisões críticas e sistemáticas com ou sem meta-análise foram conduzidas. Além disso, foi realizada a avaliação do desempenho da SODIS convencional, bem como dos sistemas de SODIS, e descontaminação fotocatalítica da água. Os nossos achados e seus significados são: (I) A prevalência global de amebas de vida livre (AVL) em águas usadas para recreação (piscinas e água superficiais) é alta (44.34%) e preocupante. (II) O papel da interação das AVL e diferentes vírus de importância médica (incluindo Sars-Cov-2) na persistência ambiental e evolução destes patógenos nos corpos de água merece atenção dos pesquisadores. (III) Os sistemas de SODIS operando em fluxo contínuo ou intermitente de grande vazão podem ser usados no aprovisionamento público em larga escala de água potável segura a baixo custo. IV) O sucesso no combate de doenças de transmissão hídrica pelo uso de tecnologias de baixo custo de tratamento domiciliar de água é influenciado por barreiras e facilitadores enquadrados no domínios psicossocial, promocional e tecnológico. O treinamento adequado dos usuários e a adoação das tecnologias, combinados com alta adesão, são importantes preditores de sucesso. (V) O uso consistente do SODIS resulta em ganhos epidemiológicos devido à melhoria na segurança microbiológica da água potável, e da indução de mudanças imunológicas protetivas (especialmente durante os surtos). (VI) A SODIS convencional (24 horas cumulativas) em condições de forte insolação natural é incapaz de inativar tantos os cistos de Acanthamoeba castellanii quanto Pseudomonas aeruginosa internalizadas, assim a água desinfetada precisa ser consumida dentro de três dias. (VII) O sistema de SODIS desenvolvido inativou cistos de A. castelani (103 cistos/L) e esporos de Bacillus altitudinis (102 UFC/mL), e tem potencial de ser utilizado no abastecimento de água potável em larga escala. (VIII) A integração de TiO2 como fotocatalizador, ao sistema de SODIS permitou degradar simultaneamente doxiciclina (87%), sulfametoxazol (35,5%), dexametazona (32%) e carbendazim (31,8%) em apenas 15 minutos, o sistema tem potencial de ser aplicado em situação real de descontaminação química de água. (IX) Foi submetido um pedido de patente sobre o sistema no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). | The microbiological quality of water determines the epidemiology of waterborne diseases in human settlements when it is used for recreational purposes and mainly for human consumption. This thesis describes the activities that aimed to contribute to a better understanding of the microbiological risks of water and low-cost alternative methods for its treatment at the point of use. Also aimed to study solar disinfection (SODIS) and photocatalytic decontamination of water. Different critical and systematic reviews were carried out with or without meta-analysis. Furthermore, an evaluation of the performance of conventional SODIS as well as SODIS systems and photocatalytic water decontamination was carried out. Our findings and their significance are: (I) The global prevalence of free-living amoebas (FLA) in recreational waters (swimming pools and surface waters) is high (44.34%) and therefore worrying due to the microbiological risks. (II) The role of the interaction of ALF and different viruses of medical importance (including Sars-Cov-2) in the environmental persistence and evolution of these pathogens in water bodies deserves attention from researchers. (III) SODIS systems operating at continuous or intermittent high flow can be used for large-scale public supply of safe drinking water at low cost. (IV) Success in combating waterborne diseases through the use of low-cost household water treatment technologies is influenced by barriers and enablers belonging to the psychosocial, promotional and technological domains. Proper user training and adoption of proper technology, combined with high adherence, are important predictors of success. (v) Consistent use of SODIS results in epidemiological gains, which result from improved microbiological safety of drinking water and the induction of protective immunological changes (especially during outbreaks) in SODIS users. (VI) Conventional SODIS (24-hour cumulative exposure) under strong sunligth fails to deactivate Acanthamoeba castellanii cysts and internalized Pseudomonas aeruginosa. Therefore, the treated water must be consumed within three days. (VII) The developed SODIS system successfully inactivated A. castelani cysts (103 cysts/L) and Bacillus altitudinis spores (102 CFU/mL), and has the potential to be used in large-scale public drinking water supply. (VIII) The integration of TiO2 as a photocatalyst in the SODIS system allowed the simultaneous degradation of doxycycline (87%), sulfamethoxazole (35.5%), dxamethasone (32%) and carbendazim (31.8%) in just 15 minutes, the system has potential to be applied in a real situation of chemical water decontamination. (IX) A patent application for the system was filed with the National Institute of Industrial Property (INPI).
Show more [+] Less [-]Análisis de caudal y velocidad de sedimentación de las aguas residuales del campus CEASA como insumo fundamental para el funcionamiento de la planta de tratamiento de agua residuales Full text
2024
Flores Acosta, Ana Marife | Ágreda Oña, José Luis
The aim of this research project was to carry out a detailed analysis of the flow dynamics and sedimentation rate of wastewater at the CEASA Campus in order to propose an appropriate sedimentation process. For which, an average daily flow was determined to define adequate operating conditions of the treatment line; establishing the methodology for the determination of the flow, also a primary treatment line was implemented to establish operating parameters in the implementation of the different sanitation processes by means of physical-chemical parameters; where, the quality of the water resource was analysed and the sedimentation speed was determined. By means of a qualitative and quantitative approach, since the quantitative data helped to observe the overall picture, while the qualitative data provided detailed information. This was complemented by means of analytical and experimental research, in order to have a better approach to the research problem, which was done by carrying out gauging, taking and analysing samples; in addition, a vertical sedimentation column was implemented. The results of the analysis showed an average daily flow of 1.09 m3/h, as well as the identification of high levels of COD, total solids and turbidity, while the sedimentation efficiency showed variability, highlighting the influence of the initial height in relation to time. In conclusion, these findings highlight the urgency of addressing the identified pollution levels and implementing measures to improve the efficiency of wastewater treatment at the CEASA Campus. This study provides a solid basis for future research and actions to mitigate negative environmental impacts and ensure water quality in the area. | El presente proyecto de investigación tuvo el objetivo de realizar un análisis detallado de la dinámica del caudal y la velocidad de sedimentación de las aguas residuales en el Campus CEASA para plantear un proceso de sedimentación adecuado. Para lo cual, se determinó un caudal medio diario para definir condiciones adecuadas de operación de la línea de tratamientos; estableciéndose la metodología para la determinación del caudal, también se implementó una línea de tratamiento primario para establecer parámetros de operación en la implementación de los diferentes procesos de saneamiento por medio de parámetros físico-químicos; donde, se analizó la calidad del recurso hídrico y determino y la velocidad de sedimentación. Por medio de un enfoque cualitativo y cuantitativo, ya que, los datos cuantitativos ayudaron a observar el panorama general, mientras que los datos cualitativos brindaron información detallada. Lo cual fue complementado por medio de la investigación analítica y experimental, a fin de tener un mejor acercamiento al problema de la investigación, la misma se dio con la realización de aforos, toma y análisis de muestras; además, se implementó una columna vertical de sedimentación. Obteniéndose como resultados del análisis, un caudal medio diario de 1.09 m^3/h, de igual manera la identificación de niveles altos de DQO, sólidos totales y turbiedad, mientras que la eficiencia de sedimentación mostro una variabilidad, destacando la influencia de la altura inicial con relación al tiempo. En conclusión, estos hallazgos resaltan la urgencia de abordar los niveles de contaminación identificados y de implementar medidas para mejorar la eficiencia de los tratamientos de aguas residuales en el Campus CEASA. Este estudio proporciona una base sólida para futuras investigaciones y acciones destinadas a mitigar los impactos ambientales negativos y garantizar la calidad del agua en la zona.
Show more [+] Less [-]Diagnóstico del cumplimiento de las obligaciones ambientales de concesión y Programa de Uso Eficiente y Ahorro del Agua para los Acueductos Comunitarios Rurales en el departamento de Risaralda. Full text
2024
Antía Zapata, Juan Pablo | Henao Toro, Hillary
RESUMEN : Los Acueductos Comunitarios Rurales (ACR) cumplen con la obligación que establece la Ley 142 de 1994 a las alcaldías de garantizar la prestación de servicios públicos de acueducto y alcantarillado, utilizando los cuerpos de agua superficiales y(o) subterráneas de sus territorios. Por tal motivo, los ACR que brindan servicios públicos, pueden acceder a beneficios con las administraciones departamentales y municipales en los que se encuentran establecidos, si estos se encuentran en cumplimiento de sus obligaciones ambientales. No obstante, el uso de los recursos naturales sin la respectiva autorización, además de la violación de las normas que regulan el manejo y uso de los recursos naturales renovables, conlleva a sanciones contempladas en la Ley 1333 de 2009 por parte de la autoridad ambiental; por lo que mantener en cumplimiento los permisos de concesión y Programa de Uso Eficiente y Ahorro del Agua (PUEAA) junto con sus demás obligaciones ambientales debe ser prioritario para los ACR y para todos los usuarios del recurso hídrico, sin embargo; las dificultades socioeconómicas y limitaciones de los ACR hacen parte de los retos de las Corporaciones Autónomas Regionales para controlar y regular los recursos naturales renovables en el perímetro de su jurisdicción. | ABSTRACT : The Rural Community Aqueducts (RCA) comply with the obligation established by Law 142 of 1994 to the municipalities to guarantee the provision of public aqueduct and sewerage services, using the surface and (or) underground water bodies of their territories. For this reason, RTAs that provide public services can access benefits with the departmental and municipal administrations in which they are established, if they are in compliance with their environmental obligations. However, the use of natural resources without authorization, in addition to the violation of the rules governing the management and use of renewable natural resources, leads to penalties under Law 1333 of 2009 by the environmental authority; so keeping concession permits and the Water Efficiency and Saving Program (WESP) in compliance with their other environmental obligations should be a priority for RTAs and all water resource users, However, the socioeconomic difficulties and limitations of RTAs are part of the challenges of Regional Autonomous Corporations to control and regulate renewable natural resources at the perimeter of their jurisdiction. | Pregrado | Profesional en ingeniería ambiental
Show more [+] Less [-]Guía para el desarrollo de ejercicios comparativos entre Secretaría de Salud y la Persona Prestadora del servicio de agua potable en el Distrito de Medellín. Semestre de industria Full text
2024
Escudero Martínez, Laura María | Londoño Cañas, Yudy Andrea
RESUMEN : El siguiente trabajo aborda la necesidad de construir una guía para realizar ejercicios comparativos entre los laboratorios que prestan servicios a la autoridad sanitaria (Secretaría de Salud) y a la persona prestadora del suministro y distribución de agua potable (o para consumo humano) en Medellín. En el ejercicio de vigilancia, inspección y control de la calidad de agua para consumo humano se presenta una problemática muy recurrente, incluso a pesar de existir regulaciones y sistemas de control para la calidad del agua, en la cual surgen discrepancias o diferencias en los resultados de laboratorio entre ambas partes. Por este motivo, surgió la necesidad de elaboración de una guía que establezca la estructura y pautas para realizar los ejercicios comparativos con el fin de lograr mejor articulación de los resultados de laboratorio entre la autoridad sanitaria y personas prestadoras del servicio de agua potable, teniendo en cuenta que se pretende que luego de la participación de las partes interesadas cada una entregue un informe, el cual contendrá información que permita tener la trazabilidad de las rutinas de muestreo y analíticas. Se debe tener en cuenta que no necesariamente se deben presentar controversias o discrepancias para realizar el ejercicio comparativo. Para la elaboración de la guía se tuvo en cuenta la revisión de la normatividad establecida para agua potable y demás normas referentes a este proceso, para así definir criterios que esta tendría, con el fin de que sirva de herramienta a la Autoridad Sanitaria (Secretaría de Salud) del Distrito de Medellín. | ABSTRACT : The following work addresses the need to construct a guide for conducting comparative exercises between laboratories that provide services to the health authority (Secretaría de Salud) and the provider of drinking water supply and distribution (or for human consumption) in Medellín. In the exercise of surveillance, inspection, and control of drinking water quality, a recurring problem arises: discrepancies or differences in laboratory results between the two parties, despite the existence of regulations and control systems for water quality. For this reason, there is a need to develop a guide that establishes the structure and guidelines for conducting comparative exercises to achieve better alignment of laboratory results between the health authority and drinking water service providers. It is intended that, after the participation of the interested parties, each one will deliver a report containing information that ensures traceability of sampling and analytical routines. It should be noted that controversies or discrepancies do not necessarily need to be present to conduct the comparative exercise. For the elaboration of the guide, a review of the established regulations for drinking water, among other bibliographies or reference standards, was taken into account to define the criteria it would include, aiming to serve as a tool for the Health Authority (Secretaría de Salud) of the District of Medellín. | Pregrado | Ingeniera Ambiental | Ingeniera Sanitaria
Show more [+] Less [-]Gestión sostenible del sistema socioecológico de la quebrada la chuspa a través de la gobernanza del agua desde un enfoque prospectivo–caso del acueducto Veredal “La Lagunita”, Municipio de Gramalote | Sustainable Management of the Socioecological System of the Quebrada la Chuspa through Water Governance from a Prospective Approach - Case of the Veredal Aqueduct “La Lagunita”, Municipality of Gramalote. Full text
2024
Uribe Peñaranda, Wladimir Antonio | Bustamante Rodríguez, Silvia Lizette | Llano-Consuegra, Sergio Andrés | Uribe Peñaranda, Wladimir Antonio [0009-0005-1263-6123]
El presente documento recoge la investigación que se llevó a cabo para proponer el desarrollo de un proceso de buena gobernanza del agua para la quebrada la Chuspa en el acueducto veredal la Lagunita desde un enfoque prospectivo. Con la presente investigación se pudieron identificar y caracterizar aspectos sociales, organizacionales y ambientales relacionados con la quebrada la Chuspa y el acueducto veredal la Lagunita a partir de herramientas de análisis y desarrollo institucional. Adicionalmente, a partir de los resultados y los planteamientos de gobernanza de los recursos de uso común se pretendió promover una propuesta de gobernanza a la comunidad y demás actores involucrados en donde se aplicaron principios y herramientas de la investigación acción participación. La investigación se desarrolló en el Acueducto Veredal la Lagunita: Quebrada la Chuspa del municipio de Gramalote, en Norte de Santander, desde el año 2023 hasta el año 2024, teniendo en cuenta la amplitud de cada uno de los objetivos específicos planteados. Por otro lado, es importante tener en cuenta que la presente investigación se desarrolló como aporte al cumplimiento global de los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible: ● Objetivo 6: Agua limpia y saneamiento – Meta 6b: Apoyar y fortalecer la participación de las comunidades locales en la mejora de la gestión del agua y saneamiento. ● Objetivo 11: Cuidades y comunidades sostenibles – Meta 11a: Apoyar los vínculos económicos, sociales y ambientales positivos entre las zonas urbanas, periurbanas y rurales fortaleciendo la planificación del desarrollo nacional y regional. ● Objetivo 15: Vida de ecosistemas terrestres – Meta 15.5 Adoptar medidas urgentes y significativas para reducir la degradación de los hábitats naturales. | Magíster en Gobernanza en áreas protegidas y gestión del recurso biológico | Maestría | This document contains the research that was carried out to propose the development of a good water governance process for the La Chuspa stream in the La Lagunita rural aqueduct from a prospective approach. With this research, it was possible to identify and characterize social, organizational and environmental aspects related to the La Chuspa stream and the La Lagunita rural aqueduct based on analysis and institutional development tools. Additionally, based on the results and the governance approaches for common-use resources, it was intended to promote a governance proposal to the community and other involved actors where principles and tools of participatory action research were applied. The research was carried out in the La Lagunita Rural Aqueduct: La Chuspa Stream in the municipality of Gramalote, in Norte de Santander, from 2023 to 2024, taking into account the scope of each of the specific objectives set. On the other hand, it is important to note that this research was developed as a contribution to the global fulfillment of the following Sustainable Development Goals: ● Goal 6: Clean water and sanitation – Target 6b: Support and strengthen the participation of local communities in improving water and sanitation management. ● Goal 11: Sustainable cities and communities – Target 11a: Support positive economic, social and environmental links between urban, peri-urban and rural areas by strengthening national and regional development planning. ● Goal 15: Life on land – Target 15.5 Take urgent and significant action to reduce the degradation of natural habitats.
Show more [+] Less [-]Diseño de un modelo de fitorremediación y fitodepuración mediante el jacinto de agua (eichhornia crassipes), para reducir los niveles de contaminación en la laguna Yarinacocha, Ucayali – 2022, 2023 Full text
2024
Díaz Ramírez, Rubí Khrysé | Camara Llanos, Frank Erick
Este estudio; se llevó a cabo con el principal objetivo de “Determinar la influencia del Modelo de Fitorremediación y Fitodepuración mediante el Jacinto de Agua (Eichhornia Crassipes), en la reducción de los niveles de contaminación en la Laguna Yarinacocha, Ucayali – 2022, 2023”. La metodología empleada tiene un paradigma cuantitativo se utiliza para enmarcar el enfoque de este estudio. El enfoque y el diseño son cuasi experimentales. Estas características que se utilizaron en este estudio porque es necesario probar un caso en un entorno experimental. Las muestras que se utilizaron para desarrollar la presente investigación es el agua de la Laguna Yarinacocha que fueron el análisis de estudio en el laboratorio, ya que el estudio se enfoca en la Fitorremediación y Fitodepuración mediante un sistema cuasiexperimental en acuarios artificiales en un periodo de 5 meses. Como resultado se obtuvo que “El Modelo de Fitorremediación y Fitodepuración mediante el Jacinto de Agua (Eichhornia Crassipes), influye de manera significativa en la Reducción de los Niveles de Contaminación en la Laguna Yarinacocha, Ucayali – 2022, 2023”, reafirmando así; que existe una diferencia significativa entre los resultados Pre y Pos Test en la implementación del modelo. Por último; la presente investigación concluyó que la implementación del “Modelo de Fitorremediación y Fitodepuración mediante el Jacinto de Agua (Eichhornia Crassipes), influye de manera significativa en la reducción de los Niveles de Contaminación en la Laguna Yarinacocha” cumpliendo con las Condiciones Óptimas de Crecimiento de la Eichhornia Crassipes así mismo Eficiencia de la Fitorremediación de la Eichhornia Crassipes, Eficiencia de Fitodepuración, evaluando las Curvas de Velocidad de depuración mediante el Modelo de Fitorremediación y proponiendo un Control Biológico de Macrófitas con la Pomacea canaliculata para evitar la eutrofización o crecimiento desmedido.
Show more [+] Less [-]Eficiencia del tratamiento con sulfuro de sodio y roca caliza para la remoción de metales pesados en agua ácidas de la laguna Yanamate en Cerro de Pasco, 2022 Full text
2024
Espinoza Revilla, Alexander David | Vásquez Aranda, Ahuber Omar
La industria minera es una actividad generadora de residuos capaces de reaccionar con elementos de la naturaleza, cuyos resultados pueden ser peligrosos para el ambiente, como es el caso de los Drenajes Ácidos de Mina (DAM). En la presente investigación se basó en evaluar el uso de dos tratamientos, un activo con sulfuro de sodio de 15g/l y otro pasivo con roca caliza, y encontrar sus niveles de eficiencia para cada caso en particular con relación al DAM de la laguna Yanamate. En la metodología, el sulfuro de sodio fue aplicado con la técnica de prueba de jarras o Jar Test, y para la roca caliza se elaboró un sistema de tres capas filtrantes con material calizo triturado, suelo orgánico y arena. Del tratamiento activo trabajado con dosis de 5, 10, 15 20 y 25 ml, se obtuvo las mayores eficiencias para el Plomo, Cadmio, Cobre, Zinc y Hierro con la última dosis, a razón del 95.6, 97.7, 92.9, 96.7 y 97.2 % respectivamente, y del tratamiento pasivo trabajado con tiempos de 5, 10, 15, 20 y 25 días, se obtuvo las mayores eficiencias para el Plomo, Cadmio, Cobre, Zinc y Hierro con el último día, en razón del 96.2, 96.9, 99.4, 99.3 y 99.6 % respectivamente. De los resultados obtenidos se puede concluir que el tratamiento activo alcanza altas eficiencias, pero su pH se mantiene ácido, lo cual requiere de un tratamiento complementario, sin embargo, el tratamiento pasivo también alcanza altas eficiencias, pero requiere de mayores tiempos de tratamiento.
Show more [+] Less [-]Optimización de la síntesis de materiales carbonosos porosos a partir de residuos de pet mediante sonicación y pirólisis con aplicación potencial en remediación de agua contaminada con colorantes Full text
2024
Lara Vásquez, Manuela | Hoyos Giraldo, Leidy Astrid | Ardila Arias, Alba Nelly | CBATA, CAMER | Agudelo, Luisa Fernanda | Valencia Hurtado, Sergio
El polietileno tereftalato (PET) es un residuo generado en grandes cantidades que, lamentablemente, presenta desafíos significativos en términos de su impacto ambiental y su manejo sostenible. Ante esta problemática, el presente trabajo de investigación se basa en el aprovechamiento de los residuos plásticos de PET mediante procesos de pirólisis, con el objetivo de obtener materiales carbonosos porosos. Estos materiales, reconocidos por sus destacadas propiedades adsorbentes, se perfilan como una solución efectiva para la remediación de aguas contaminadas con colorantes de la industria textil, ofreciendo así una alternativa sostenible y de alto valor agregado. El estudio se centró en explorar el potencial de transformar los desechos de PET en materiales carbonosos porosos mediante la pirólisis, para evaluar su eficacia como adsorbentes de colorantes en aguas residuales textiles. Este enfoque no solo contribuye a la sostenibilidad ambiental al reciclar residuos plásticos, sino que también promueve la utilización eficiente de recursos, en línea con los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) y las políticas de manejo integral de residuos en Colombia. Para llevar a cabo una investigación exhaustiva, se realizaron estudios detallados sobre diversos factores que pueden influir en las propiedades fisicoquímicas de los materiales carbonosos, tales como la fuente de PET, la temperatura de pirólisis, el tipo de reactor, el uso y la secuencia de homogeneización ultrasónica, así como el uso de moldes porosos del tipo SBA-16. Los materiales que demostraron las mejores propiedades texturales y químicas fueron sometidos a pruebas de adsorción utilizando aguas simuladas con colorantes, con el fin de determinar su eficacia en la eliminación de los mismos. Los resultados de la investigación revelan importantes hallazgos sobre la conversión de residuos de PET en materiales carbonosos porosos mediante pirólisis. Se observaron diferencias significativas en la composición química y la estructura entre las dos fuentes de PET, lo que influyó en las propiedades y rendimiento de los materiales carbonosos obtenidos. Se encontró que el diseño del reactor influye en la eficiencia de conversión del residuo de PET en material carbonoso. Además, también se reveló que tanto la temperatura de pirólisis como la amplitud de sonicación afectaron significativamente las propiedades texturales y la cantidad de grupos funcionales superficiales de los materiales carbonosos. Se encontró que temperaturas de pirólisis más altas resultaron en una menor cantidad de grupos carboxílicos superficiales, mientras que una mayor amplitud de sonicación condujo a un aumento en la cantidad de estos grupos. El aumento de la temperatura de pirólisis condujo a una disminución en el rendimiento, pero a un aumento en el área superficial BET y el volumen de poro de los materiales carbonosos. A temperaturas más altas, se observó una mayor formación de porosidad y desarrollo de estructuras carbonosas. La amplitud de sonicación influyó significativamente en las propiedades texturales de los materiales carbonosos, con un aumento en el área superficial BET y el volumen de poro a medida que se incrementaba la amplitud de sonicación. Sin embargo, una mayor energía de sonicación resultó en una disminución en el rendimiento del material. Además, la sonicación antes de la pirólisis aumentó el área superficial BET del material carbonoso, lo que puede mejorar su capacidad de adsorción. La secuencia de sonicación y pirólisis influyó en las propiedades finales del material, con la sonicación previa mostrando mejores resultados en comparación con la sonicación posterior. Adicionalmente, se demostró que el uso de moldes de sílice SBA-16 mejoró la porosidad y el área superficial de los materiales carbonosos, especialmente cuando la sílice se calcinó previamente. Basándonos en los resultados obtenidos, el mejor material para la remoción del colorante azul de metileno parece ser el PA-V-700-S. Este material exhibió la mayor área superficial entre los materiales evaluados y logró una eficiencia del 100% en la remoción del colorante, incluso a concentraciones significativas. La presencia de una mayor área superficial en este material proporcionó más sitios activos para la adsorción de las moléculas de colorante, lo que resultó en una mayor eficacia de remoción en comparación con otros materiales evaluados. En resumen, el material PA-V-700-S se destaca como el más eficiente en la remoción del colorante azul de metileno, demostrando una capacidad excepcional para eliminar eficazmente los colorantes presentes en aguas residuales industriales, incluso a niveles altos de concentración. Esto sugiere que podría ser una solución efectiva y sostenible para abordar los desafíos de la contaminación del agua en la industria textil. Los hallazgos de este trabajo, destacan como una alternativa interesante, sostenible y más amigable con el medio ambiente, reduciendo la contaminación plástica y mejorando la calidad del agua residual de la industria textil. | Minciencias | Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental | Valorización de los residuos plásticos por medio de la obtención de materiales carbonosos con potencial aplicación en aguas contaminadas con colorantes.
Show more [+] Less [-]Modelagem hidráulica sob escassez de dados para a identificação de setores prioritários para ações de gerenciamento de pressão no controle de perdas de água em redes de abastecimento Full text
2024
Rossa, Rafael Ramon Aguiar | Kishi, Regina Tiemy, 1965- | Veiga, Bruno Victor, 1964- | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental
Orientadora: Profa. Dra. Regina Tiemy Kishi | Coorientador: Prof. Dr. Bruno Victor Veig | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 12/07/2024 | Inclui referências | Resumo: Parcela significativa da água disponibilizada pelas companhias não chega a ser registrada nos medidores dos consumidores. Ou seja, é perdida antes de chegar ao uso (perdas reais), ou não é medida de forma satisfatória (perdas aparentes); gerando, em ambos os casos, prejuízos econômicos, sociais e ambientais. As perdas de água podem ocorrer de variadas formas, exigindo, portanto, diferentes ações corretivas e preventivas, que precisam fazer parte de um programa estruturado. Porém, a escassez de dados dificulta o planejamento para um controle ativo das perdas. O objetivo da presente pesquisa, então, é definir um método para subsidiar o planejamento do controle das perdas de água em redes de distribuição, aplicável a redes em operação com pouca instrumentação e poucos dados de medição. A partir das relações teóricas entre vazão e pressão e das recomendações da literatura a respeito da importância do gerenciamento de pressões no combate às perdas, um índice de potencial de redução de perdas (PRP) é proposto para auxiliar na localização de setores de pressão prioritários para ações de gerenciamento da pressão no controle das perdas de água. Dessa forma, construiu-se um modelo hidráulico computacional com uso dos softwares EPANET e QGIS, para o cálculo estimado das diferentes pressões as quais os pontos de uma rede existente, e em região com topografia acidentada, estão submetidos em função de uma curva com variações do consumo. A classificação das pressões simuladas pelo modelo, através do índice PRP, pode gerar informações qualitativas para subsidiar decisões programas de controle de perdas mesmo em situações com baixa disponibilidade de dados de medição. Assim, a aplicação do método na rede em estudo possibilitou a determinação de um distrito de medição e controle (DMC) prioritário no combate às perdas, com base somente nas estimativas e tendências calculadas pelo modelo hidráulico. Explorou-se também as possibilidades da modelagem para o planejamento de ações a longo prazo, que pode servir de base para ações preventivas, como o planejamento de renovação dos condutos, que pode ser resultado da análise agregada de diferentes tipos de informações presentes no modelo hidráulico | Abstract: A significant proportion of the water made available by the companies is not recorded on consumers' meters. In other words, it is lost before it reaches the point of use (real losses), or is not measured satisfactorily (apparent losses); in both cases generating economic, social and environmental damage. Water losses can occur in a variety of ways and therefore require different corrective and preventive actions, which need to be part of a structured program. However, the scarcity of data makes it difficult to plan for active loss control. The aim of this research, then, is to define a method to support the planning of water loss control in distribution networks, applicable to networks in operation with little instrumentation and little measurement data. Based on the theoretical relationships between flow and pressure and the recommendations in the literature regarding the importance of pressure management in combating losses, a potential loss reduction index (PRP) is proposed to help locate priority pressure sectors for pressure management actions to control water losses. In this way, a computational hydraulic model was built using EPANET and QGIS software to calculate an estimate of the different pressures to which the points of an existing network, in a region with rugged topography, are subjected as a function of a curve with variations in consumption. The classification of pressures simulated by the model, using the PRP index, can generate qualitative information to support decisions on loss control programs, even in situations where measurement data is not readily available. Thus, applying the method to the network under study made it possible to determine a priority measurement and control district (MCD) for combating losses, based solely on the estimates and trends calculated by the hydraulic model. It also explored the possibilities of modeling for long-term action planning, which can serve as a basis for preventive actions, such as planning the renovation of pipelines, which can be the result of aggregate analysis of different types of information present in the hydraulic model
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