La energía del gradiente salino (EGS) es una fuente renovable abundante ampliamente desaprovechada para complementar y diversificar el mix energético actual, intensivo en emisiones y uso de agua, y apoyar la sostenibilidad y circularidad del, intensivo en energía, sector del agua. Esta tesis doctoral propone un marco metodológico para avanzar en el diseño óptimo en costes y medioambientalmente sostenible del proceso electrodiálisis reversa (EDR) en la recuperación de EGS de corrientes residuales del sector del agua. Este marco integra un modelo matemático del dispositivo EDR validado experimentalmente, una caracterización medioambiental mediante análisis de ciclo de vida, y un modelo de programación disyuntivo generalizado para la optimización de sistemas EDR a gran escala implementados en plantas desaladoras o estaciones depuradoras de aguas residuales. La herramienta de diseño propuesta puede ser de interés en del proceso de toma de decisiones que apoye la promoción y despliegue comercial de la EDR. | Salinity gradient energy (SGE) is a vast yet largely untapped renewable source for complementing and diversifying the current carbon- and water-intensive energy mix and supporting the sustainability and circularity of the energy-intensive water sector. This doctoral thesis proposes a methodological framework for advancing the cost-optimal and environmentally sustainable design of reverse electrodialysis (RED) process for SGE recovery from waste streams in the water sector. This framework combines an experimentally validated mathematical model of the RED device, an environmental characterization through life cycle assessment, and a generalized disjunctive programming model to optimize large-scale RED systems deployed in desalination plants or wastewater treatment plants. The proposed design tool may be of interest in the decision-making process that supports the promotion and commercial deployment of RED technology. | This research was financially supported through the R&D Projects CTM2017-87850-R and RTI2018-093310-B-I00 funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation (MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033) and by “ERDF A way of making Europe”, the R&D Project PDC2021-120786-I00 funded by the MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and “European Union NextGenerationEU/PRTR, the R&D Project RM16-XX-046- SODERCAN/FEDER funded by SODERCAN, and the R&D Project LIFE19 ENV/ES/000143 funded by the LIFE Programme of the European Union. Carolina Tristán acknowledges the financial support from the research fellowship PRE2018-086454 funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation (MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033) and “ESF Investing in your future”.

Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Campus Frederico Westphalen, Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, RS, 2023. | The attempt in favor of water sustainability has been constantly addressed, in order to minimize the conscious anthropic effects of waste and scarcity. Among several alternatives, the reuse of water is an intelligent path, which in most cases can be adopted in homes and the like. In the past, its poor management may result in a risk to human health, when guidance is not presented to practitioners. With this, the present work aims to present, through contemporary authors, recurring guidelines for the validation of this practice, since, even today, there is no effective regulation at the federal level for the development and implementation of water reuse. The discussion presents applicable categories and maximum establishments of standards for the quality of water reused at the federal and sub-federal levels, however, it is noted that the vast majority systemically guides only water resources, existing a lack in the elaboration of normative exercises that determine the reuse. When presented, it was analyzed that almost always, the values for the quality standard of reuse water are prominent considering the current socioeconomic scenario, which results in the hesitation of the trivial population, both due to lack of technical understanding and the cost factor resulting. | A tentativa em favor da sustentabilidade da água vem sendo abordada constantemente, a fim de minimizar os efeitos antrópicos conscientes de desperdício e escassez. Dentre diversas alternativas, o reuso da água se faz um caminho inteligente, que na maioria das vezes pode ser adotada em residências e afins. Outrora, o seu mau gerenciamento pode vir a resultar risco para a saúde humana, quando não apresentado norteio aos praticantes. Com isso, o presente trabalho tem como objetivo apresentar por meio de autores da contemporaneidade norteadores recorrentes a validação desta prática, visto que, ainda nos dias de hoje não se tenha uma normatização efetiva a nível federativo para o desenvolvimento e implemento do reuso da água. A discussão apresenta categorias aplicáveis e estabelecimentos máximos de padrões para a qualidade da água reutilizada em esfera federal e sub federal, contudo, nota-se que sua grande maioria orienta de forma sistêmica apenas os recursos hídricos, existindo uma carência na elaboração de exercícios normativos determinantes a reutilização. Quando apresentado, analisou-se que quase sempre, os valores para o padrão de qualidade da água de reuso são proeminentes considerando o atual cenário socioeconômico, o que resulta na hesitação da população trivial, tanto por falta de entendimento técnico, quando pelo fator do custo resultante.

El recurso hídrico dentro de una microcuenca es de gran importancia debido a que gracias a este, es posible que los diferentes ecosistemas estén adecuadamente equilibrados, manteniendo la biodiversidad y satisfaciendo las necesidades de las poblaciones. Se desarrolló una investigación en la microcuenca del río Chinambí, ubicada en el cantón Mira, Provincia del Carchi, Ecuador, con el objetivo de caracterizar los componentes biofísicos y socioeconómicos dentro de la microcuenca y su relación con la calidad del agua en el área de investigación, siendo este, el recurso con mayor importancia de la zona. Para ello se realizaron tres mapas de caracterización de la microcuenca, un mapa general, uno de usos y cobertura de suelos y uno de los sitios turístios que se encuentran dentro de esta área. De igual manera, se recolectaron muestras de agua y se realizaron análisis in situ para los parámetros de temperatura, pH, turbidez y conductividad, y análisis en laboratorio para los parámetros de conductividad eléctrica, sólidos totales disueltos, fosfatos, coliformes fecales y totales. Posteriormente, se evaluó la relación entre parámetros para ver su comportamiento entre ellos, pudiendo determinar relaciones entre parámetros como por ejemplo temperatura y pH, así como entre fosfatos y coliformes fecales. Los resultados de la investigación permitieron conocer que el recurso hídrico de la microcuenca cumple con los criterios de calidad de agua para uso recreativo, y que se pueda aprovechar este recurso de manera sostenible para generar un desarrollo socioeconómico adecuado en el área.

Este trabajo ha seguido un procedimiento de estimación de la disponibilidad de agua útil y aprovechable en el suelo para las plantas, partiendo de la información granulométrica obtenida de las muestras de suelo recogida de la zona de estudio, con las cuales obtuvimos los valores de algunas propiedades físicas del suelo como la porosidad, densidad, humedades a capacidad de campo y punto de marchitez, esto nos permitió determinar cómo influyen dichas propiedades en la disponibilidad de agua en el suelo, para estimar las propiedades texturales del suelo nos apoyamos en los diagramas y clasificaciones United States Department of Agriculture como también en los valores medios de referencia para determinar la porosidad, densidad y humedades a capacidad de campo y punto de marchitez propuestos por Rawls (1982), Concluyendo que para este tipo suelo estudiado en donde su mayor porcentaje textural es del tipo franco areno, con lo que estimamos el punto de marchitez permanente (PMP) y su capacidad de campo (CC) utilizando los valores medios de referencia de Rawls et al. (1982), esto nos permitió calcular la diferencia entre CC y PMO que es el porcentaje de agua útil y aprovechable por las plantas, en donde para esta clase textural de suelo es de un 11,2 % en una profundidad de muestreo de 30 cm. Abstract This work has followed a procedure for estimating the availability of useful and usable water in the soil for plants, based on the granulometric information obtained from the soil samples collected from the study area, with which we obtained the values of some properties. physical properties of the soil such as porosity, density, humidity at field capacity and wilting point, this allowed us to determine how these properties influence the availability of water in the soil, to estimate the textural properties of the soil we rely on diagrams and classifications United States Department of Agriculture as well as in the average reference values to determine the porosity, density and humidity at field capacity and wilting point proposed by Rawls (1982), concluding that for this type of soil studied where its highest percentage texture is of the sandy loam type, with which we estimate the permanent wilting point (PMP) and its field capacity (CC) using the reference mean values of Rawls et al. (1982), this allowed us to calculate the difference between CC and PMO, which is the percentage of useful and usable water for plants, where for this textural class of soil it is 11.2 % at a sampling depth of 30 cm.

El Ministerio de agricultura y desarrollo rural de Colombia, el Instituto de Investigación para la Agricultura, la Pesca y la Alimentación de Bélgica (ILVO), la universidad de Ibagué y Agrosavia presentan técnicas de riego para uso eficiente del recurso hídrico en el cultivo de arroz a nivel del distrito de riego como a nivel de lotes productivos de agricultores en escenarios de variabilidad climática. Las nuevas estrategias de riego como el sistema MIRI (riego por múltiples entradas), y el riego alternado secado y mojado (AWD) han permitido un uso más eficiente el agua disponible en el distrito de riego, con una reducción del consumo de agua en el cultivo de arroz hasta en un 54% sin afectar el rendimiento, llevando a una mayor productividad hídrica. | Arroz-Oryza sativa

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2023. | Nas últimas décadas surgiram novas abordagens em ambientes urbanos para recuperação de rios, manejo de águas pluviais, e conservação da natureza, como as Soluções Baseadas na Natureza (NBS). Wetlands Construídos Flutuantes (CFW) são ecotecnologias que promovem a melhoria da qualidade de água com utilização de macrófitas emergentes sobre uma estrutura flutuante. Esta pesquisa avaliou a aplicação em escala real de um CFW de 19 m2 na revitalização de uma seção lêntica de um curso de água urbano. Os parâmetros de projeto comprimento mínimo (2,2 m), cobertura da seção (100%), área do CFW/área de contribuição (0,017%), área do CFW/área da lagoa de retenção (1,5%), tipo e densidade de macrófitas (emergente; 30 plantas /m2) foram selecionados para dimensionar o CFW. Parâmetros de qualidade de água, meteorológicos, hidrológicos e de desenvolvimento das macrófitas (Typha dominguensis) foram monitorados entre outubro de 2022 a abril de 2023. As folhas das macrófitas cresceram 1,0 cm/dia em média. Podas provocaram perdas por secagem, embora densidade média apresentou ganho de 2 plantas/m2. Os parâmetros de qualidade de água que apresentaram reduções significativas foram: demanda bioquímica oxigênio (DBO) (72%), fósforo total (52%), turbidez (53%), sólidos totais (60%), oxigênio dissolvido (OD) (39%) e temperatura da água (-0,4ºC). Amônia apresentou aumento não significativo, enquanto nitrito e nitrato não foram alterados na maioria das análises. Coliformes totais (74%) e fecais (64%) apresentaram redução não significativa devido à variabilidade dos dados. A influência das precipitações em 24h não apresentou diferenças significativas sobre os parâmetros de qualidade de água. O tempo de retenção hidráulico (HRT) mediano foi de 1,64 h. As reduções de OD e DBO apresentaram correlação de 0,30 e 0,21 respectivamente com o tempo de retenção hidráulico (HRT), o que indicou que quanto maior foi o HRT, maior foi a atuação de processos biológicos abaixo do CFW, na remoção da matéria carbonácea. No entanto, os resultados confirmaram que os processos físicos atrelados às partículas sólidas, como filtração e sedimentação, dominaram a remoção de poluentes abaixo do CFW. As taxas de aplicação orgânica e hidráulica transversal resultantes desta pesquisa foram maiores que as taxas aplicadas em wetlands construídos de escoamento subsuperficial, e auxiliam na comparação e dimensionamento entre projetos de CFW. O CFW promoveu a atratividade de fauna, regulação da temperatura, melhoria paisagística, melhoria da qualidade de água e sequestro de carbono, e apresenta-se como uma ecotecnologia em potencial para colaborar com todos os princípios das NBS, principalmente inserido em programas de despoluição de bacias hidrográficas urbanas. | Abstract: In the last decades, ecological approaches have been developed to deal with urban river restoration, stormwater management and urban nature conservation, as the Nature-Based Solution (NBS) concept. Constructed floating wetlands (CFW) are ecotechnologies used to improve water?s quality using emergent macrophytes on a floating mat structure. This research evaluated a CFW field application of 19 m2 for revitalization of a small urban river in a lentic section. Reviewed design field parameters as the ratio CFW area by catchment contribution area (0,017%), ratio CFW area by pond area (1,5%), macrophyte type and density (emergent; 30 plants/m2), and minimum length (2,2 m) were selected to scale the application. Water quality, meteorological, hydraulic and macrophyte development parameters (Typha dominguensis) were monitored by October 2022 to April 2023. Macrophyte leaves grew 1 cm/day on average. Leaves pruning caused losses, although the average density showed a gain of 2 plants/m2. The water quality parameters that showed significant reductions were: biochemical oxygen demand (BOD) (72%), total phosphorus (52%), turbidity (53%), total solids (60%), dissolved oxygen (DO) (39%) and water temperature (-0.4ºC). Ammonia showed a non-significant increase, while nitrite and nitrate were unchanged in most analyses. Total (74%) and fecal (64%) coliforms showed non-significant reduction due data variability. The influence of precipitation in 24 hours did not affect the water quality parameters. The median hydraulic retention time (HRT) was 1.64 h. The reductions in DO and BOD presented a correlation of 0.30 and 0.21 respectively with the hydraulic retention time (HRT), which indicated that the higher the HRT, the greater the performance of biological processes below the CFW, in the removal of carbonaceous matter. However, the results confirmed that physical processes linked to solid particles, such as filtration and sedimentation, dominated the removal of pollutants below the CFW. The organic and transverse hydraulic application rates resulting from this research were higher than the rates applied in constructed wetlands with subsurface flow, and help in the comparison and sizing between CFW projects. The CFW promoted the attractiveness of fauna, temperature regulation, landscape improvement, improvement of water quality and carbon sequestration, and it is a potential ecotechnology to collaborate with all the principles of the NBS, mainly inserted in programs of depollution of urban watersheds.

"Los insectos acuáticos y semiacuáticos tienen importancia como indicadores biológicos de la calidad del agua en los ecosistemas, el índice biótico de Hilsenhoff indica el nivel de contaminación en las porciones altas, medias y bajas de los ríos perennes, considerando la sensibilidad y la tolerancia intrínseca de los insectos acuáticos. Durante el periodo abril-junio del 2023, se recolectaron insectos acuáticos inmaduros y adultos en tres secciones del río Ojo de Agua en Tzimol, Chiapas (16°11’32.99” N, 92°11’46.93” W) (INEGI, 2023); utilizando redes acuáticas de nylon (45 x 90 cm) y trampas tipo deriva de malla Tul (2 x 1 m). Los ejemplares capturados se conservaron en Etanol al 70% y fueron identificados en el Laboratorio de Parasitología de la UAAAN-UL bajo microscopio estereoscopio Luxeo-6Z (LABOMED®). Se recolectaron 113 muestras, resultando cinco órdenes, nueve familias y 13 géneros. Las especies más abundantes fueron Belostoma spp. (14.2%), Callibaetis spp. (13.3%), Ischnura hastata (12.3%), Hydrophilus piceus (11.2%), Hetaerina americana (10.3%), Rhantus gutticollis (8.5%), Hetaerina titia (7.5%), Abedus immaculatus (6.7%). Las especies Telebasis byersi (3.8%), Hydrochara caraboides 3.7%, Libellula pulchella 1.9% mostraron una abundancia menor al 4% y otras como Ischnura kellicotti 0.9%, Libellula semifasciata 0.9%, Belostoma, Belostoma testaceum 0.9%, Calopteryx maculata 0.9%, Basiaeschna janata 0.9%, Anacroneuria marca 0.9% fueron relativamente menores al 1% en abundancia"

A água utilizada em agroindústrias influencia diretamente os processos de higienização e a qualidade dos alimentos nelas produzidos. O objetivo deste trabalho foi realizar um diagnóstico da qualidade da água utilizada em agroindústrias produtoras de Queijo Minas Frescal da região de Juiz de Fora – MG. Foram coletadas 28 amostras de água a partir de 11 agroindústrias entre maio e julho de 2022. As amostras foram analisadas quanto a pH, cor aparente, turbidez, cloro residual livre (CRL), contagem de bactérias heterotróficas (CBH) e pesquisa de coliformes totais (CT) e Escherichia coli. Os valores de pH, cor aparente, turbidez e CBH nas amostras de água variaram de 5,5 a 8,0; 0 a 52,4 uH; 0 a 24,7 uT; e <1,0 x 101 a 1,2 x 103 UFC/mL, respectivamente. Em torno de 45,4% das agroindústrias realizavam algum tipo de tratamento na água, mas em apenas duas delas o CRL estava em conformidade com a legislação vigente. Apenas 21,4% das amostras de água, provenientes de cinco agroindústrias, não apresentaram coliformes totais e E. coli. Esses dados evidenciam a necessidade de adequações na qualidade da água da maioria das agroindústrias avaliadas, a fim de não comprometer a qualidade e segurança de seus processos e produtos.