ABSTRACT: The availability of energy has changed humanity over the last centuries. The first types of energy used by humanity were renewable energies: biomass, wind, and water. But, for the last two centuries, fossil fuels have been the protagonists of world energy consumption. However, recently there has been an awareness of the great energy dependence on a finite resource, geographically concentrated in a few countries, which in addition to degrading the environment, is subject to large fluctuations in price. From renewable energies, hydroelectricity is currently the most important source in the Latin American electricity matrix. Current projections suggest that the installed hydroelectric capacity will continue to grow to meet future electricity demand. New turbine designs, such as gravitational water vortex hydraulic turbines, have drawn the attention of many researchers due to their easy installation and maintenance, and their low environmental impact. This work presents the hydropower potential and prospects for the implementation of this type of turbine in the Colombian context, and as well as a general description of the current panorama of the Colombian energy system. | RESUMEN: La disponibilidad de la energía ha cambiado a la humanidad en los últimos siglos. Los primeros tipos de energía utilizados por la humanidad fueron las energías renovables: la biomasa, el viento y el agua. Pero, desde hace dos siglos, los combustibles fósiles han sido los protagonistas del consumo energético mundial. Sin embargo, recientemente se ha tomado conciencia de la gran dependencia energética de un recurso finito, concentrado geográficamente en unos pocos países, que además de degradar el medio ambiente, está sujeto a grandes fluctuaciones de precio. De las energías renovables, la hidroelectricidad es actualmente la fuente más importante de la matriz eléctrica latinoamericana. Las proyecciones actuales sugieren que la capacidad hidroeléctrica instalada seguirá creciendo para satisfacer la futura demanda de electricidad. Los nuevos diseños de turbinas, como las turbinas hidráulicas de vórtice de agua gravitacional, han llamado la atención de muchos investigadores debido a su fácil instalación y mantenimiento, y su bajo impacto ambiental. Este trabajo presenta el potencial hidroeléctrico y las perspectivas de implementación de este tipo de turbinas en el contexto colombiano, así como una descripción general del panorama actual del sistema energético colombiano. | Universidad de Antioquia. Vicerrectoría de investigación. Comité para el Desarrollo de la Investigación - CODI | Colombia. Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación - MinCiencias | COL0008058

Water intended for human consumption must meet the potability standards established by legal regulations. To ensure this, it is often necessary to carry out a series of treatment steps. These procedures typically involve the application of chemical agents, such as aluminum sulfate. However, the residual presence of these products in the water can lead to adverse impacts on the environment and human health. An alternative to address this issue is the adoption of cationic organic polymers as substitutes for conventional chemical agents. Chitosan, an organic polymer derived from chitin, plays a significant role in this context. However, under certain circumstances, modifications to the chitosan structure are required to enable its use as a cationic polysaccharide. One of the most commonly employed reagents for this purpose is 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride (CHPTAC). In this context, this research aimed to produce a cationic polysaccharide derived from chitosan through the cationization process in different aqueous media using the CHPTAC reagent. The final product was then applied in water treatment, with variations in dosages and pH. The treatment system was simulated using equipment known as the "Jar Test," followed by filtration with filter paper. The research revealed that the cationization of chitosan resulted in a degree of substitution of 1.39, 1.03, and 0.80, respectively, in QCSA, QCSB, and QCSN. The synthesized chitosans achieved removal efficiencies of up to 97.9% for turbidity and 97.2% for color. Unaltered chitosan (QP) achieved a removal percentage of 98.5% for turbidity and 99.1% for color. Among the evaluated dosages, those frequently mentioned with the highest removal percentages were 15 mg/L; however, higher dosages also demonstrated satisfactory results, especially for QP. Regarding the tested pH ranges, each flocculant analyzed exhibited better performance within a specific pH range, with acidic pH being the most frequent. The study demonstrated the effectiveness of chitosan, both in cationic and non-cationic forms, in the physicochemical water treatment process, playing a significant role in reducing color and turbidity. These results highlight that the use of organic flocculants is a viable alternative to replace widely employed inorganic coagulants. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | Fundação de Amparo à Pesquisa do Rio Grande do Sul - FAPERS | A água destinada ao consumo humano deve cumprir os padrões de potabilidade estabelecidos por regulamentos legais, a fim de garantir isso muitas vezes se faz necessário realizar uma série de etapas de tratamento. Estes procedimentos geralmente envolvem a aplicação de agentes químicos, como o sulfato de alumínio, no entanto, a presença residual desses produtos na água pode induzir impactos adversos no meio ambiente e na saúde humana. Uma alternativa para abordar essa problemática é a adoção de polímeros orgânicos catiônicos como substitutos dos agentes químicos convencionais. A quitosana, um polímero orgânico, derivado da quitina, e desempenha um papel relevante nesse contexto. No entanto, em certas circunstâncias, é necessário efetuar modificações na estrutura da quitosana para viabilizar a sua utilização como um polissacarídeo catiônico. Um dos reagentes mais empregados para essa finalidade é o cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamônio (CHPTAC). Nesse contexto, esta pesquisa teve por objetivo a produção de um polissacarídeo catiônico derivado da quitosana por meio do processo de cationização em diferentes meios aquosos, fazendo uso do reagente CHPTAC. O produto final foi então aplicado no tratamento de água, variando as dosagens e o pH. O sistema de tratamento foi simulado através do uso do equipamento conhecido como "Jar Test," seguido de filtração com papel filtro. A pesquisa revelou que a cationização da quitosana resultou em grau de substituição de 1,39, 1,03 e 0,80, respectivamente em QCSA, QCSB e QCSN. As quitosanas sintetizadas obtiveram eficiência de remoção de até 97,9% para turbidez e 97,2% para cor. Enquanto que a quitosana não adulterada (QP) alcançou um percentual de remoção de 98,5% da turbidez e 99,1% da cor. Entre as dosagens avaliadas, aquelas frequentemente mencionadas com os maiores percentuais de remoção foram de 15 mg/L, contudo, dosagens mais elevadas também demonstraram resultados satisfatórios para QP. Com relação às faixas de pH testadas, cada floculante analisado mostrou melhor desempenho em uma faixa de pH específica, sendo que o pH ácido foi o mais frequente. O estudo evidenciou a eficácia da quitosana, tanto na forma catiônica quanto não catiônica, no processo de tratamento físico-químico da água, desempenhando um papel significativo na redução de cor e turbidez. Esses resultados destacam que o uso de agentes floculantes orgânicos são uma alternativa viável à substituição dos coagulantes inorgânicos amplamente empregados.

The purpose of this study is to address the different water authorizations for use and exploitation that exist in the province of Loja, in order to contribute to the proper use, conservation, regulation, storage, distribution and management of water resources; for this purpose, a spatial analysis of the authorizations for use and exploitation of water in the province of Loja granted by the Ministry of Environment, Water and Ecological Transition from Ecuador was carried out through the implementation of geographic information systems. It was obtained that there are 13 266 authorizations in force until 2020, which were granted for different uses, among them the most representative are irrigation, with 8 800, representing 66 % of the total, making it the main activity for which water is destined, followed by human consumption with 2 416 authorizations (18 %) and use in watering places with 1,881 authorizations (14 %), with respect to authorizations for mining use, one authorization was found in Macara canton. It was also determined that in the province of Loja, access to water for human consumption through the public network in the urban sector is 95 % and in rural sectors it is 45 %. In conclusion, the canton with the most authorizations are Loja with a total of 3,807 authorizations, followed by Saraguro with 2 610, and the authorized flow in the entire province is 14 713 l/s, mostly concentrated in Loja and Saraguro for human consumption. | El presente estudio tiene la finalidad de abordar las diferentes autorizaciones de agua para uso y aprovechamiento que existe en la provincia de Loja, con la finalidad de contribuir al correcto aprovechamiento, conservación, regulación, almacenamiento, distribución y gestión de los recursos hídricos; para ello se realizó un análisis espacial de las autorizaciones para uso y aprovechamiento del agua en la provincia de Loja otorgadas por el Ministerio de Ambiente Agua y Transición Ecológica del Ecuador, mediante la ejecución de sistemas de información geográfica. Se obtuvo que existen 13 266 autorizaciones vigentes hasta el año 2020 la cuales fueron otorgadas para diferentes usos entre ellos los más representativos tenemos el riego, con 8.800 representando un 66,3 % del total convirtiéndose en la principal actividad para la cual es destinada el agua, le sigue el consumo humano con 2 416 autorizaciones 18,2 % y uso en abrevaderos con 1.881 autorizaciones (14, 2 %), con respecto a las autorizaciones para el uso en la minería se encontró una autorización en el cantón Macará (0,007 %). En conclusión, el cantón con más autorizaciones es Loja con un total de 3 807 autorizaciones seguido del cantón Saraguro con 2 610, de la misma forma el caudal autorizado en toda la provincia es de 14 713 l/s concentrado mayoritariamente en los cantones Loja y Saraguro destinado para el consumo humano.

RESUMEN: Las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS, por sus siglas en inglés) son una gran familia de sustancias químicas sintéticas ampliamente utilizadas para fabricar diversos productos comerciales. Sin embargo, son peligrosas para la salud y el medio ambiente. Estas sustancias son muy persistentes y su degradación requiere la aplicación de técnicas de degradación avanzadas. Una de las tecnologías más utilizadas con este fin son los procesos de oxidación avanzada (POA). Este trabajo pretende evaluar el uso de POA en la degradación de PFAS basado en su eficiencia, parámetros que influyen en cada proceso, ventajas, desventajas y retos de investigación asociados. De acuerdo con los resultados, el plasma, la oxidación electroquímica y sonoquímica, así como la fotocatálisis heterogénea, destacan entre los POA implementados para la degradación de PFAS. Además, el ácido perfluorooctanesulfónico (PFOS) y el ácido perfluorooctanoico (PFOA) resultaron ser los principales compuestos tóxicos estudiados. En este sentido, se debería estudiar en futuras investigaciones una variedad más amplia de PFAS. Por último, se hace necesario investigar cómo superar los inconvenientes asociados al uso de estos procesos en la eliminación de las sustancias de interés. | ABSTRACT: Perfluoroalkylated and polyfluoroalkylated substances (PFAS) are a large family of synthetic chemicals widely used to manufacture various commercial products. However, they are hazardous to health and the environment. These substances are very persistent and their degradation requires advanced degradation techniques. One of the most widely used technologies for this purpose is advanced oxidation processes (AOP). This study aims to evaluate the use of AOP in PFAS degradation based on their efficiency, parameters influencing each process, advantages, disadvantages, and associated research challenges. According to the results, plasma, electrochemical oxidation, sonochemical oxidation, and heterogeneous photocatalysis stand out among the AOP applied for PFAS degradation. In addition, perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA) were found to be the main toxic compounds studied. In this regard, future research should focus on a wider variety of PFAS. Finally, the drawbacks associated with the application of these processes to eliminate the substances of interest were found to be an urgent need to be overcome. | Convocatoria para el fortalecimiento de CTeI en Instituciones de Educación Superior (IES) Públicas 2020 | COL0040402 | COL0008058

"En las zonas áridas y semiáridas la escasez de agua limita la capacidad productiva. Ante esta problemática, el sector agrícola requiere reducir la cantidad de agua utilizada e incrementar la eficiencia en el uso del agua (EUA). Los efluentes acuícolas representan una fuente hídrica y de fertilizantes que puede ser utilizada para la producción hidropónica de hortalizas. La verdolaga (Portulaca oleracea L.) y los romeritos (Suaeda edulis Flores Olv. & Noguez) forman parte de las tradiciones culinarias de México con factibilidad para ser cultivadas en sistemas hidropónicos, lo que permite incorporar aguas de calidad baja a los sistemas de producción. El objetivo de la presente investigación fue determinar el rendimiento y la EUA de verdolaga y romerito cultivadas en sistema hidropónico con agua residual de tilapia (Oreochromis niloticus). Para ello, se establecieron cuatro repeticiones por especie y un tratamiento control (sin plantas) para comparar cambios en el volumen disponible de agua para consumo, durante un periodo de 28 días, sin recambio de agua ni adición de nutrientes. La verdolaga presentó los valores mayores de peso fresco y seco de tallo, área foliar y contenido relativo de agua (t de Student, p≤0.05). Mientras que el romerito presentó los valores mayores de clorofila a y b (t de Student, p≤0.05). La EUA y el rendimiento de biomasa fresca y seca fue mayor en verdolaga (t de Student, p≤0.05). La biomasa fresca cosechada de verdolaga y romerito fue de 319.65±42.46 y 178.48±12.48 g tina-1, respectivamente, mientras que el consumo de agua promedio fue del 76 % en la verdolaga y del 91 % en el romerito. La conductividad eléctrica, los sólidos disueltos totales y la salinidad del medio de cultivo se incrementaron en todos los tratamientos a través del tiempo; para dichas variables el efluente de romerito presentó los valores mayores. La presencia de plantas disminuyó significativamente la concentración de nitratos y P del medio de cultivo. El contenido de K y Mn en la biomasa aérea fue mayor en plantas de verdolaga, mientras que el Na y el Mg fueron mayores en plantas de romerito (t de Student, p≤0.05). Las plantas de verdolaga y romerito reflejaron respuestas adecuadas para cultivarse en sistema hidropónico con efluente acuícola de tilapia, sin embargo, la productividad se vio limitada debido a la disminución en el contenido de N y P con el transcurso del tiempo..." | "In arid and semi-arid regions, the water scarcity leads to a reduction in productivity. Faced with this problem, agriculture needs to reduce the amount of water required for crops and increase the water use efficiency (WUE). Aquaculture wastewater can reduce the use of water and fertilizers and can be used for growing plants in hydroponic systems. Purslane (Portulaca oleracea L.) and romerito (Suaeda edulis Flores Olv. & Noguez) are part of traditional Mexican cuisine and adapt well to the cultivation without soil, which allows the use of low-quality water along with hydroponic farming. The aim of this study was to determine the yield and WUE of purslane and romerito grown in experimental hydroponic units with effluent water from Nile tilapia culture (Oreochromis niloticus). Four repetitions per species and a control treatment (without plants) were established to compare changes in water consumption, for 28 days, without replenishment of nutrients or water lost. Purslane showed the highest stem fresh and dry weight, leaf area and relative water content (p≤0.05, Student's t-test). While romerito plants showed the highest values of chlorophyll a and b (p≤0.05, Student's t-test). Fresh harvested biomass of purslane and romerito were 319.65±42.46 and 178.48±12.48 g per hydroponic unit, respectively, while average water consumption was 76 % in purslane and 91 % in romerito. Electrical conductivity, total dissolved solids and salinity of growing media has increased over time in all treatments; romerito effluent showed the highest values. The presence of plants was found to significantly lower nitrate and P concentrations in wastewater effluent. Potassium and Mn showed higher concentration in the aerial biomass of purslane, while highest values of Na and Mg were presented in romerito plants (p≤0.05, Student's t-test). Purslane and romerito plants were found to be suitable for cultivation in hydroponic systems with tilapia effluent, however, the production, of these species appeared to be restricted due to the decrease in N and P content over time. Results showed that purslane reflected the highest potential for food production with the study scheme, due to its low nutritional requirements, more efficient use of water and its high nutritional value, especially in regions with limited agricultural land and water resources."

Determinación de detergentes en agua potable por técnica espectrofotométrica | CUEM

As exigências de água para a manutenção do rebanho bovino brasileiro podem competir com as da população humana, ou com as demandas da produção agrícola do país. Portanto, a utilização racional da água na propriedade torna-se cada dia mais necessária, especialmente se levarmos em conta a previsão de cenários futuros do comércio internacional de produtos de origem animal. Com relação ao uso da água pelos animais, principalmente aqueles criados a pasto, alguns aspectos fundamentais devem ser considerados pelos produtores. O primeiro é relacionado à qualidade da água, o que pode ser garantido com as medidas discorridas ao longo deste capítulo, tais como, impedir o acesso dos animais às fontes, manutenção e limpeza periódica destas, construção de bebedouros e tratamento da água, quando possível. O segundo aspecto é com relação ao fornecimento de quantidade adequada aos animais. Finalmente, outro aspecto que nem sempre é observado, mas que é tão importante quanto os primeiros, diz respeito ao uso racional da mesma, evitando-se desperdício. Medidas como o controle da água captada e consumida, pela instalação de hidrômetros ou ainda a reutilização da água de lavagem dos equipamentos e instalações de leiterias para a fertirrigação, podem ser simples, mas representam economia com relação ao uso da água. Tanto do ponto de vista sanitário, quanto de redução do consumo, o ideal é a construção de bebedouros para o fornecimento de água de beber aos animais. Nestes é possível fazer limpeza e desinfecção periódicas e usar água tratada. Além disso, este tipo de fonte não fornece acesso à imersão dos animais na água, minimizando a transmissão de doenças de veiculação hídrica. Também proporcionam menores perdas por evaporação, se comparados a fontes com grandes áreas de lâmina d?água e permitem o controle de captação e consumo de água. Porém, os custos de implantação de bebedouros muitas vezes inviabilizam seu uso em propriedades. Na impossibilidade de construir bebedouros, é desejável o acesso a sombreamento em abundância, para evitar que os animais permaneçam longos períodos imersos nas fontes de água, pois quanto maior o tempo de permanência dos animais dentro d agua, maior a chance de contaminação da mesma. Além das questões ambientais referentes aos mananciais, a melhoria na qualidade da água pode ter um impacto profundo na saúde, no bem-estar e no desempenho dos animais e, consequentemente, na lucratividade da propriedade. De forma geral, a gestão eficiente dos recursos hídricos deve assumir uma posição de destaque no planejamento do controle sanitário do rebanho, sempre vinculando quantidade e qualidade de água à produção animal, de forma a tornar mais racional o uso desse recurso. | ODS 2