Este es el documento EDIS FE068, una publicación del Department of Food and Resource Economics, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, Gainesville, FL. Publicada Noviembre 2002.

Este es el documento EDIS FE068, una publicación del Department of Food and Resource Economics, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, Gainesville, FL. Publicada Noviembre 2002.

Este es el documento EDIS FE073, una publicación del Department of Food and Resource Economics, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, Gainesville, FL. Publicada Noviembre 2002.

Access to an adequate quantity and quality of drinking water is one of the rights recognized by the United Nations (UN) and the World Health Organization (WHO). In fact, it is explicitly outlined in Sustainable Development Goal 6 (SDG 6), Clean Water and Sanitation. While in the European Union, this goal is considered achieved, there have been issues related to water quality. The implementation of pressure management strategies to control leakages by defining district metering areas leads to dead-end branches where water can remain stagnant for a long time with minimal movement. Large residence times of water in these areas contribute to the decay of disinfectants, the formation of disinfection by-products, and the growth of biofilm. Under these conditions, branches are more susceptible to non-compliance with water quality monitoring. In addition to disinfection treatments applied in plants, there are other strategies to improve the quality of drinking water at consumption points, which will be studied in this work. One of these strategies is the use of water flushing that allow renewal of water at stagnation points. These flushes involve water loss which, in a water-deficient country such as Spain, must be minimized. This study compares three methods to determine the minimum volume of flushed water needed to maintain a quality target at acceptable levels. The results show that the combination of a traditional method based on the improvement gradient, combined with a heuristic method such as Simulated Annealing, can be a good option to achieve this goal. | El acceso al agua potable en cantidad y calidad aceptable es uno de los derechos reconocidos por la ONU y la OMS. De hecho, está explícitamente recogido en el Objetivo de Desarrollo Sostenible ODS 6, Agua Limpia y Saneamiento. Si bien en la Unión Europea este objetivo se considera alcanzado, en algunos casos ha habido problemas relacionados con la calidad del agua. La implantación de sistema de control de fugas mediante la sectorización trae como consecuencia la aparición de ramales sin salida en los que el agua puede permanecer largo tiempo sin apenas movimiento. Los altos tiempos de residencia del agua en estas zonas favorece la desaparición del desinfectante, la formación de subproductos de la desinfección y el crecimiento de biopelícula. En estas condiciones, los ramales son más susceptibles al incumplimiento en los monitoreos de calidad de agua. Aparte de los tratamientos de desinfección aplicados en las plantas, hay otras estrategias que permiten mejorar la calidad del agua potable en los puntos de consumo, las cuales se van a estudiar en el presente trabajo. Una de estas estrategias es la utilización de purgas controladas de agua que permitan la renovación en los puntos de estancamiento. Estas purgas implican una pérdida de agua que, en un país con déficit como es el caso español, deben reducirse al máximo. En este trabajo se comparan tres métodos para determinar el volumen mínimo de agua de purga necesario para mantener un objetivo de calidad en niveles aceptables. Los resultados muestran que la combinación de un método tradicional basado en el gradiente de mejora, combinado con un método heurístico como es el Simulated Annealing puede ser una buena opción para alcanzar este objetivo.

Com o aumento em área da irrigação localizada no Brasil, começaram a vir a público problemas de perda de desempenho de equipamentos, em regiões com águas superficiais com elevados teores de ferro total, como o norte do Espírito Santo. O objetivo do presente trabalho foi: avaliar o desempenho de sistemas de irrigação por gotejamento utilizados na irrigação com água ferruginosa, verificar a eficiência do tratamento químico com dicloroisocianurato de sódio (65%) na prevenção do entupimento e identificar as ferrobactérias causadoras da obstrução de gotejadores. Este trabalho foi realizado em uma área experimental na escola Agrotécnica Federal de Santa Teresa, Espírito Santo. Para avaliar o efeito da cloração orgânica na uniformidade de distribuição de água e na vazão de três modelos de tubogotejadores (M1; M2 e M3) foram testados quatro concentrações de cloro livre: nível N1 (sem aplicação de cloro), nível N2 (15 mg L-1 de cloro livre), nível N3 (30 mg L-1 de cloro livre) e nível N4 (45 mg L-1 de cloro livre). As avaliações foram realizadas no início do experimento e a cada 100 horas de funcionamento do sistema, totalizando 8 avaliações. O produto foi aplicado por uma hora, após cada avaliação de uniformidade. No final do experimento, foram retiradas amostras dos tubogotejadores para identificar a presença de ferrobactérias causadoras de entupimento. Após 700 horas de funcionamento, na subunidade de irrigação que não recebeu o tratamento com o dicloro (N1), os valores do CUC, CUD, Us e da vazão do tubogotejador M1 reduziram de: 23; 30,2; 28,35 e 26,13%, respectivamente; e para o modelo M2 as reduções foram de 12,3; 19,5; 16,25 e 27,4%, respectivamente. Para o modelo M3 ocorreram reduções no CUC, CUD e Us de 8,2; 15,17; 12,5%, entretanto, a vazão, diferentemente dos outros modelos, sofreu um incremento de 1%. O CVq no nível N1, apresentou aumento na variação para os três tubogotejadores. Os distintos tratamentos com dicloro (N2, N3 e N4) foram eficientes na prevenção de entupimento. Os tubogotejadores M1 e M3 apresentaram tendência em manter vazões constantes em todas as avaliações. Os três modelos de tubogotejadores apresentaram menores variações de vazão nas subunidades que receberam aplicação do cloro orgânico. Bactérias dos gêneros Gallionella e Leptpthrix foram encontradas nos tubogotejadores, constatando-se a presença de 1 a 10 filamentos por célula em todas as amostras analisadas. | With the increase of the irrigated area micro irrigation in Brazil, problems of loss of equipment performances came out, in regions with superficial waters with high total iron concentration, as the north of the State of Espírito Santo. The objective of the present work was to evaluate the performance of drip irrigation systems working with water high total iron content, to verify the efficiency of the chemical treatment with dicloroisocianurato of sodium (65%) in the clogging prevention and to identify the ironbacteria that causes the emitters clogging. This experiment was carried through at Escola Agrotécnica Federal de Santa Teresa, Espirito Santo. To evaluate the effect of the organic chlorination in the water distribution uniformity and the discharge of three models of tubedrippers (M1; M2 and M3), four levels chlorination was tested: level N1 (without chlorine application), level N2 (15 mg L-1 of free chlorine), level N3 (30 mg L-1 of free chlorine) and level N4 (45 mg L-1 of free chlorine). The evaluations were performed in the beginning of experiment and every 100 hours of operation, totalizing 8 evaluations. The product was applied by one hour, after each evaluation. At the end of the experiment, samples of the tubedrippers had been removed to identify the presence of causing ironbacteria of clogging. After 700 hours of operation, in the subunit with no dicloro treatment (level - N1); the values of CUC, CUD, US and the discharge for the tubedripper M1, reduced of 23; 30,2; 28,35 and 26,13%, respectively; for the model M2 the reductions the reductions were: 12,3; 19,5; 16,25 and 27.4%, respectively; and for the model - M3 the reductions in the values of CUC, CUD and US were 8,2; 15,17; 12,5%, respectively, however, differently from the other models, the discharge increased 1%. The CVq in the N1 level, it had an increase in the variation for the three tubedrippers. The distinct chloride treatments (N2, N3 and N4) were efficients to prevent clogging. The discharge for the tubedrippers M1 and M3 were more constant in the different evaluations. The three models of tubogotejadores presented lower discharge variations in the subunits treated with organic chlorine. The bacterias of the gender Gallionella and Leptpthrix were found in tubedrippers, presenting 1 the 10 filaments for cell in all the samples analysed. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Growth assessment improves the understanding of the plant’s response to stress conditions. In this study, we aimed to evaluate the response of growth, biomass accumulation and the efficiency of sorghum water use to different continued saline water regimes. The experiment was carried out in municipality of Serra Talhada, Pernambuco, Brazil. The sorghum, cv. Sudan IPA 4202, was sown in pots in a nursery. The plants were laid out in completely randomized design submitted to four water regimes during the entire cycle based on reference evapotranspiration (ET0) (125%, 100%, 75% and 50%.ET0), with 32 repetitions. Over time, data on biometrics, forage biomass and, crop water consumption were collected. The plant was fractionated and its components were measured. Morphophysiological indices were obtained. There was no effect of water regime in most variables of growth, and in the accumulated and dry matter partition. The water use efficiency was maintained, even with the reduction in crop water consumption. Changes in leaf appearance and senescence did not alter the morphophysiological indexes, suggesting maintenance of the photosynthetic rate of the crop in the different water availability. It is concluded that the sorghum, cv. Sudan IPA 4202, has high adaptation to crop environments with wide variation of water regime, recommending water depth of 50%.ET0. | A avaliação do crescimento permite melhorar a compreensão da resposta da planta as condições de estresse. Objetivou-se avaliar a resposta do crescimento, acúmulo de biomassa e da eficiência do uso da água do sorgo a diferentes regimes hídricos continuados com água salina. O experimento foi conduzido em Serra Talhada, Pernambuco, Brasil. O sorgo, cv. Sudão IPA 4202, foi semeado em vasos em um viveiro. As plantas foram dispostas em delineamento inteiramente ao acaso submetidas a quatro regimes hídricos durante todo o ciclo com base na evapotranspiração de referência (ET0) (125%, 100%, 75% e 50%.ET0), com 32 repetições. Ao longo do tempo foram coletados dados de biometria, biomassa de forragem e consumo de água da cultura. A planta foi fracionada e seus componentes foram mensurados. Os índices morfofisiológicos foram obtidos. Não houve efeito de regime hídrico na maioria das variáveis de crescimento, acúmulo e partição de matéria seca. A eficiência do uso da água foi mantida, mesmo com a redução no consumo de água pela cultura. As mudanças no aparecimento e na senescência foliar não alteraram os índices morfofisiológicos, sugerindo manutenção da taxa fotossintética da cultura nas distintas disponibilidades de água. Conclui-se que, o sorgo, cv. Sudão IPA 4202, possui alta adaptação a ambientes de cultivo com ampla variação de regime hídrico, recomendando-se lâmina de 50%.ET0.

Metodologia Quantitativa para Análise do Nexo Água-Energia-Alimento em Bacias Hidrográficas sob Cenários Históricos e Futuros     TAMIRES LIMA DA SILVA1; RODRIGO MÁXIMO SÁNCHEZ ROMÁN2;  HESSAM S. SARJOUGHIAN3 E MOSTAFA D. FARD4   1 Engenharia rural e socioeconomia, Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências Agronômicas, Botucatu, Av. Universitária, 3780, Altos do Paraíso, 18610-034, Botucatu, SP, Brasil, [email protected] 2 Engenharia rural e socioeconomia, Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências Agronômicas, Botucatu, Av. Universitária, 3780, Altos do Paraíso, 18610-034, Botucatu, SP, Brasil, [email protected] 3 Ira A. Fulton Schools of Engineering, School of Computing and Augmented Intelligence, Arizona State University (ASU), S Mill Avenue, 699, 85287-8809, Tempe, AZ, Estados Unidos da América, [email protected] 4 Ira A. Fulton Schools of Engineering, School of Computing and Augmented Intelligence, Arizona State University (ASU), S Mill Avenue, 699, 85287-8809, Tempe, AZ, Estados Unidos da América, [email protected]     1 RESUMO   O uso integrado de recursos hídricos, energéticos e alimentares é essencial para a gestão sustentável de bacias hidrográficas. Este estudo desenvolveu uma metodologia quantitativa para modelar o nexo água-energia-alimento (AEA) em bacias hidrográficas, considerando tanto condições históricas quanto projeções futuras. A metodologia proposta utiliza modelos criados nos programas “Water Evaluation and Planning” System (WEAP) e “Low Emissions Analysis Platform” (LEAP), os quais foram acoplados para troca de dados por meio do WEAP-KIB-LEAP framework. Para exemplificar o uso da metodologia, foi realizada uma aplicação nas bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (PCJ). Os resultados demonstraram que a ferramenta permite a simulação do nexo AEA, oferecendo suporte valioso para o planejamento sustentável dos recursos presentes nas bacias PCJ, podendo contribuir com o alcance dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). Recomenda-se a aplicação do framework em diferentes contextos regionais para ampliar sua validação e aplicabilidade.   Palavras-chave: WEAP, LEAP, WEAP-KIB-LEAP framework, nexo AEA.     SILVA, T. L.; SÁNCHEZ-ROMÁN, R. M.; SARJOUGHIAN, H. S.; FARD, M. D. QUANTITATIVE METHODOLOGY FOR ANALYZING THE WATER-ENERGY-FOOD NEXUS IN RIVER BASINS UNDER HISTORICAL AND FUTURE SCENARIOS     2 ABSTRACT   The integrated use of water, energy, and food resources is essential for the sustainable management of river basins. This study developed a quantitative methodology to model the water‒energy‒food (WEF) nexus in river basins, considering both historical conditions and future projections. The proposed methodology uses models created in the “Water Evaluation and Planning” System (WEAP) and “Low Emissions Analysis Platform” (LEAP) programs, which were coupled for data exchange through the WEAP-KIB-LEAP framework. To exemplify the use of the methodology, an application was carried out in the Piracicaba, Capivarí and Jundiaí (PCJ) river basins. The results showed that the tool allows the WEF nexus to be simulated, offering valuable support for the sustainable planning of the resources present in the PCJ basins, and can contribute to achieving the Sustainable Development Goals (SDGs). It is recommended that the framework be applied in different regional contexts to expand its validation and applicability.   Keywords: WEAP, LEAP, WEAP-KIB-LEAP framework, WEF nexus. | Metodologia Quantitativa para Análise do Nexo Água-Energia-Alimento em Bacias Hidrográficas sob Cenários Históricos e Futuros     TAMIRES LIMA DA SILVA1; RODRIGO MÁXIMO SÁNCHEZ ROMÁN2;  HESSAM S. SARJOUGHIAN3 E MOSTAFA D. FARD4   1 Engenharia rural e socioeconomia, Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências Agronômicas, Botucatu, Av. Universitária, 3780, Altos do Paraíso, 18610-034, Botucatu, SP, Brasil, [email protected] 2 Engenharia rural e socioeconomia, Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências Agronômicas, Botucatu, Av. Universitária, 3780, Altos do Paraíso, 18610-034, Botucatu, SP, Brasil, [email protected] 3 Ira A. Fulton Schools of Engineering, School of Computing and Augmented Intelligence, Arizona State University (ASU), S Mill Avenue, 699, 85287-8809, Tempe, AZ, Estados Unidos da América, [email protected] 4 Ira A. Fulton Schools of Engineering, School of Computing and Augmented Intelligence, Arizona State University (ASU), S Mill Avenue, 699, 85287-8809, Tempe, AZ, Estados Unidos da América, [email protected]     1 RESUMO   O uso integrado de recursos hídricos, energéticos e alimentares é essencial para a gestão sustentável de bacias hidrográficas. Este estudo desenvolveu uma metodologia quantitativa para modelar o nexo água-energia-alimento (AEA) em bacias hidrográficas, considerando tanto condições históricas quanto projeções futuras. A metodologia proposta utiliza modelos criados nos programas “Water Evaluation and Planning” System (WEAP) e “Low Emissions Analysis Platform” (LEAP), os quais foram acoplados para troca de dados por meio do WEAP-KIB-LEAP framework. Para exemplificar o uso da metodologia, foi realizada uma aplicação nas bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (PCJ). Os resultados demonstraram que a ferramenta permite a simulação do nexo AEA, oferecendo suporte valioso para o planejamento sustentável dos recursos presentes nas bacias PCJ, podendo contribuir com o alcance dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). Recomenda-se a aplicação do framework em diferentes contextos regionais para ampliar sua validação e aplicabilidade.   Palavras-chave: WEAP, LEAP, WEAP-KIB-LEAP framework, nexo AEA.     SILVA, T. L.; SÁNCHEZ-ROMÁN, R. M.; SARJOUGHIAN, H. S.; FARD, M. D. QUANTITATIVE METHODOLOGY FOR ANALYZING THE WATER-ENERGY-FOOD NEXUS IN RIVER BASINS UNDER HISTORICAL AND FUTURE SCENARIOS     2 ABSTRACT   The integrated use of water, energy, and food resources is essential for the sustainable management of river basins. This study developed a quantitative methodology to model the water‒energy‒food (WEF) nexus in river basins, considering both historical conditions and future projections. The proposed methodology uses models created in the “Water Evaluation and Planning” System (WEAP) and “Low Emissions Analysis Platform” (LEAP) programs, which were coupled for data exchange through the WEAP-KIB-LEAP framework. To exemplify the use of the methodology, an application was carried out in the Piracicaba, Capivarí and Jundiaí (PCJ) river basins. The results showed that the tool allows the WEF nexus to be simulated, offering valuable support for the sustainable planning of the resources present in the PCJ basins, and can contribute to achieving the Sustainable Development Goals (SDGs). It is recommended that the framework be applied in different regional contexts to expand its validation and applicability.   Keywords: WEAP, LEAP, WEAP-KIB-LEAP framework, WEF nexus.

La actual crisis climática, junto con la sobreexplotación de los recursos hídricos y el aumento de la demanda, plantea un desafío crítico para la gestión sostenible del agua, especialmente en España, donde el 75 % del territorio está en riesgo de escasez hídrica. El proyecto “Más claro, agua” tiene como objetivo sensibilizar y educar a los jóvenes sobre el ciclo del agua y su uso sostenible mediante un enfoque innovador de aprendizaje-servicio. En colaboración con YWP Spain y beVE, la iniciativa involucra a estudiantes de máster en Ingeniería Ambiental e Ingeniería Química de la Universidad Politécnica de Madrid en el diseño y la implementación de programas educativos en centros de educación secundaria. La metodología combina conocimientos técnicos con habilidades blandas y actividades participativas para mejorar la comprensión de los desafíos hídricos y promover un consumo responsable. Los resultados de la evaluación muestran mejoras significativas en el conocimiento y el interés por la gestión del agua entre los participantes, lo que refuerza el impacto de la educación en la promoción de la responsabilidad ambiental. Abstract The current climate crisis, along with overexploitation of water resources and increasing demand, poses a critical challenge for sustainable water management, particularly in Spain, where 75% of the territory is at risk of water scarcity. The project Más claro, agua aims to raise awareness and educate young people about the water cycle and sustainable water use through an innovative service-learning approach. In collaboration with YWP Spain and beVE, the initiative engages master's students in Environmental and Chemical Engineering from the Universidad Politécnica de Madrid to design and implement educational programs in secondary schools. The methodology combines technical knowledge with soft skills and participatory activities to enhance students' understanding of water issues and promote responsible consumption. Evaluation results indicate significant improvements in knowledge and interest in water management among participants, reinforcing the impact of education in fostering environmental responsibility.