Orientador: Alexandre Bernardino Lopes | Coorientador: Guilherme Fuhrmeister Vargas | Monografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Campus Pontal do Paraná, Centro de Estudos do Mar, Curso de Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária. | Inclui referências | Resumo : Em todo o mundo, milhões de pessoas enfrentam desafios para acessar água limpa e segura, assim como instalações adequadas de saneamento básico. Essas questões têm impactos profundos na saúde pública, educação e qualidade de vida. Este trabalho apresenta o dimensionamento de uma estação de tratamento de água simplificada para atender uma comunidade rural denominada de Mundo Novo do Saquarema, localizada no município de Morretes, região da costa litorânea do Estado do Paraná. A pesquisa aborda a falta de acesso à água potável e saneamento básico na região, evidenciando a necessidade de um sistema de tratamento. Foram realizados procedimentos de campo, como nivelamento geométrico, coleta de amostras de água e medição de vazão, além de análises laboratoriais de parâmetros físico-químicos e biológicos. Esses dados permitiram dimensionar os equipamentos, incluindo captação, filtros, tanque de desinfecção e reservatórios. Informações sociodemográficas foram consideradas, demonstrando a carência de saneamento básico na comunidade. Portanto, o estudo reforça a importância do acesso à água tratada e saneamento adequado como direitos fundamentais, sendo o dimensionamento da ETA uma etapa essencial para melhorar a qualidade de vida dos habitantes dessa comunidade e também no contexto global mais amplo, com necessidade de soluções sustentáveis e gestão eficaz dos recursos hídricos para garantir um futuro mais saudável e quantitativo para todos. O projeto identificou por meio de análises físico-químicas e biológicas, que os parâmetros estabelecidos pelas legislações de potabilidade não são atendidos, além de classificar o recurso hídrico natural, reforçando a necessidade de uma ETA e a viabilidade dela ser simplificada, que resultou em um dimensionamento simples e de baixo custo para um horizonte de projeto de 30 anos, capaz de resolver muitos problemas ambientais e, principalmente, de saúde pública.

El agua de mar desalinizada (AMD) es una alternativa viable para paliar la escasez de agua, pero se enfrenta a problemas ambientales y agronómicos debido a su elevado consumo energético y a su alto contenido en boro. El último factor afecta a la producción de algunos cultivos, especialmente los cítricos, debido a su sensibilidad al boro, ya que puede ser necesario un tratamiento adicional del agua para evitar daños por fitotoxicidad. La selección de soluciones tecnológicas sostenibles para la eliminación del boro del agua de mar es crucial para evitar agravar los impactos ambientales del uso de AMD para la agricultura. El objetivo de este trabajo es cuantificar y comparar la huella ambiental del ciclo de vida de dos tecnologías de reducción del boro en el AMD a nivel de explotación: Ósmosis Inversa (OI) y Resinas de Intercambio Iónico (IX). El Análisis del Ciclo de Vida (ACV) se ha utilizado para evaluar ambas opciones. Se han seleccionado seis categorías de impacto: huella de carbono; ecotoxicidad en agua dulce; eutrofización en agua dulce; acidificación terrestre; agotamiento del ozono estratosférico; y formación de ozono en ecosistemas terrestres. Los resultados muestran que IX tiene una huella ambiental mucho menor (un orden de magnitud) que OI. | Este estudio ha sido financiado por los proyectos SEA4CROP (PID2020-118492RA-C22), Solution4Farming (PCI2021-122031-2A), financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 (España) y NextGenerationEU/PRTR, Horizon2020 Research & Innovation Programme, grant agreement No 696356. Este estudio también ha recibido financiación del Programa AGROALNEXT financiado por MICIN con fondos NextGenerationEU (PRTR-C17.I1) y por la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia a través de la Fundación Séneca. Adicionalmente, la investigación ha sido parcialmente financiada por el programa Misiones Ciencia e Innovación 2021, Recuperación, Transformación y Plan de Resiliencia, NextGeneration EU, en el marco del proyecto denominado Sostenibilidad, Agua y Agricultura en el siglo XXI, “SOS AGUAXXI” (MIG-20211026), del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI), a través del consorcio de empresas integradas en el proyecto: Sacyr Agua, Bosonit, Valoriza Servicios Medioambientales, Föra Forest Technologies, Regenera Levante, Aqua Advise, y Aeromedia. Imbernón-Mulero agradece la financiación para realización de la tesis doctoral del proyecto SEA4CROP y el programa predoctoral de la Universidad Politécnica de Cartagena (RV- 484/21, UPCT, España). Gallego-Elvira agradece la financiación del Ministerio de Universidades, ayudas “Beatriz Galindo” (BEAGAL18/00081).

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre na área de Engenharia Agronómica, na Escola Superior Agrária de Santarém, Instituto Politécnico de Santarém, 2023 | A produção de alimentos e o uso de água estão intimamente relacionados, sendo este o principal fator que limita a produção agrícola em vastas zonas do globo (FAO, 2012). O setor agrícola é o maior consumidor de água doce, tanto à escala global como nacional (Selborne, 2002), e, segundo o PNA, é responsável por cerca de 75% do consumo deste recurso em Portugal. Atualmente, em relação à temperatura do ar, verifica-se um aquecimento em todas as estações do ano, acompanhado de ondas de calor com maior duração. No tocante à precipitação, constata-se uma diminuição da precipitação anual, acompanhada, por vezes, de fenómenos extremos de precipitação no outono/inverno e de secas com maior duração na primavera/verão. É por isso expectável, pelo IPMA, que no futuro haja um aumento de temperatura e um decréscimo de precipitação. As consequências desta mudança climática estão-se já a verificar, a nível nacional, em que já há escassez de água nos meses de primavera/verão, altura em que ela é mais necessária para a agricultura (Pires, 2022). Face a este cenário, entende-se que se torna necessário rentabilizar a aplicação da água na agricultura, colocando-se o enfoque na melhoria de oportunidade de rega e da eficiência de aplicação. Há uma necessidade crescente de redução de perdas de água, por forma a se protegerem os recursos hídricos naturais e, consequentemente, o meio ambiente (DGDR, 2014). O objetivo deste trabalho consiste em elaborar um roteiro de auditoria à eficiência de um sistema de rega por aspersão, através de rampa polar. Para analisar a sua funcionalidade, fez-se em paralelo uma avaliação a um sistema de rega com rampa polar e comparou-se os resultados obtidos com a respetiva carta de rega. Apesar de só se conseguir ter acesso a um número reduzido de dados, estes foram suficientes para chegar a conclusões sobre a eficiência da aplicação da água nas regas efetuadas. Não se conseguiu quantificar os custos de aplicação de água em excesso nas regas, essencialmente custos energéticos, nem a dimensão da pegada ecológica da cultura, também por falta de dados para o efeito, embora se constatasse que houve rega excessiva. | Food production and water use are closely related, which makes water use the main factor limiting agricultural production in vast areas of the globe (FAO, 2012). The agricultural sector is the largest consumer of freshwater, both globally and nationally (Selborne, 2002), and, according to the PNA, is responsible for around 75% of the consumption of this resource in Portugal. Currently, we are seeing an increase in the air temperature in all seasons of the year, accompanied by longer lasting heat waves. With regard to precipitation, there is a decrease in annual precipitation, sometimes accompanied by extreme precipitation phenomena in the autumn/winter and longer lasting droughts in the spring/summer. It is therefore expected, by the IPMA, that in the future there will be an increase in temperature and a decrease in precipitation. The consequences of this climate change are already being seen at a national level, where there is already a shortage of water in the spring/summer months, when it is most needed for agriculture (Pires, 2022). Considering this scenario, it is understood that it is necessary to optimize the application of water in agriculture, focusing on improving irrigation opportunities and application efficiency. There is a growing need to reduce water losses in order to protect natural water resources and, consequently, the environment (DGDR, 2014). The objective of this paper is to create an audit script for the efficiency of an irrigation system, using a pivot. To analyze its functionality, an evaluation of a pivot irrigation system was carried out in parallel and the results obtained were compared with the respective irrigation chart. Despite only being able to access a small data pool, these results were sufficient to reach conclusions about the efficiency of water application in the irrigation that were carried out. Due to the lack of data, it was not possible to quantify the costs of applying excess water in irrigation, essentially energy costs, nor the size of the ecological footprint of the crop, although it was found that there was excessive watering. | N/A

This study shows the modeling of the convective drying operation of quinoa grains (Chenopodium quinoa Willd. var. Hualhuas) implemented in the General Algebraic Modeling System (GAMS) software. The proposed model was based on Fick’s second law. The drying experiences were carried out using a pilot-scale oven. The drying air conditions were: 40, 60, and 80°C and 0.2 and 0.7 m s-1. The mathematical modeling was employed to describe the behavior of the drying operation according to variations of the average moisture over time. The effective diffusivity of moisture and mass transfer were studied for the different operating conditions. The model was validated by experimental data. It was possible to model the quinoa grains drying process, obtaining a high precision between the experimental and estimated values. Quinoa drying curves can be represented properly by the studied model. In the operating ranges tested, the effective diffusivity values of moisture were between 2.52 10-10 and 1 10-9 m2 s-1 and the mass transfer values were between 7.20 and 11.47 cm s-1. The effective diffusivity (Deff) showed significant differences (P<0.05) with the speed of the drying air, while the mass transfer coefficient (k) was significantly affected (P<0.05) by the temperature of the drying air. | Este estudio presenta la modelización de la operación de secado convectivo de granos de quinoa (Chenopodium quinoaWilld. var. Hualhuas) implementado en el Software GAMS (General Algebraic Modeling System). El desarrollo del mismo se basó en la ley de difusión de Fick. Las experiencias de secado se realizaron utilizando una estufa a escala piloto. Las condiciones del aire de secado fueron: 40, 60 y 80°C y 0.2 y 0.7 m s-1. El modelado matemático se empleó para describir el comportamiento de la operación de secado en función de las variaciones de la humedad promedio con el tiempo. Se estudió la difusividad efectiva y la transferencia de masa para las diferentes condiciones operativas. El modelo propuesto se validó con datos experimentales. Se obtuvo un ajuste adecuado entre los valores experimentales y los estimados, lo cual demuestra que el modelo propuesto se puede aplicar a la descripción precisa de las curvas de secado experimentales para granos de quinoa. En los rangos operativos ensayados, se obtuvieron valores de la difusividad efectiva de la humedad comprendidos entre 2.52 10-10 y 1 10-9 m2 s-1 y del coeficiente de transferencia de masa entre 7.20 y 11.47 cm s-1. La difusividad efectiva (Deff) presentó diferencias significativas (P<0.05) con la velocidad del aire de secado, mientras que la transferencia de masa (k) fue afectada significativamente (P<0.05) con la temperatura del aire de secado.

El Plan HACCP es un sistema crucial para garantizar la seguridad alimentaria y la calidad del producto final. El presente estudio se centra en la implementación de un Plan HACCP en la línea de producción de agua de mesa de la empresa AQUA FRESH EIRL. Los objetivos específicos de esta investigación incluyen el diagnóstico actual de la línea de producción, el análisis de inocuidad del producto, la identificación de peligros y puntos críticos de control, y la elaboración del propio Plan HACCP. Las conclusiones de esta investigación destacan que la línea de producción está en buen estado, con equipos operativos que cumplen con los requisitos. Además, se ha logrado una comprensión detallada de cada etapa del proceso y se ha creado un diagrama de flujo completo. El análisis de inocuidad confirma que el agua embotellada cumple con los estándares microbiológicos, garantizando su seguridad para el consumo. En cuanto a la identificación de peligros y puntos críticos de control, se han identificado siete riesgos potenciales en diversas etapas del proceso, abarcando aspectos biológicos y químicos. Finalmente, se ha desarrollado con éxito un Plan de Análisis de Peligros y Control de Puntos Críticos (HACCP) específico para la línea de producción de agua de mesa. Este plan incluye límites de control, un plan de monitoreo y un equipo HACCP, asegurando la calidad del producto ofrecido a los clientes. | The HACCP Plan is a crucial system to guarantee food safety and the quality of the final product. This study focuses on the implementation of a HACCP Plan in the table water production line of AQUA FRESH EIRL. The specific objectives of this research include the current diagnosis of the production line, the product safety analysis, the identification of hazards and critical control points, and the development of the HACCP Plan itself. The findings of this investigation highlight that the production line is in good condition, with operational equipment that meets requirements. In addition, a detailed understanding of each stage of the process has been achieved and a complete flow chart has been created. The safety analysis confirms that the bottled water meets microbiological standards, ensuring its safety for consumption. In terms of hazard identification and critical control points, seven potential hazards have been identified at various stages of the process, covering biological and chemical aspects. Finally, a Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) plan has been successfully developed specifically for the table water production line. This plan includes control limits, a monitoring plan and a HACCP team, ensuring the quality of the product offered to customers.

Calidad microbiológica y fisicoquímica del agua para consumo humano en el distrito de Pardo Miguel. Rioja, 2021 La presente investigación tuvo como objetivo general determinar la calidad microbiológica y fisicoquímica del agua para consumo humano en el distrito de Pardo Miguel perteneciente a la provincia de Rioja, región San Martín. La hipótesis se elaboró a partir de la bibliografía disponible, suponiendo que la calidad fisicoquímica y microbiológica del agua supera los límites máximos permitidos y que, en consecuencia, no es apta para el consumo humano. Se eligieron tres zonas de la ciudad para el muestreo del agua en la sección metodológica utilizando la metodología de muestreo estadístico. Cada quince días, se extrajeron aleatoriamente muestras de un litro de agua de las viviendas y se enviaron al laboratorio para su examen microbiológico en cumplimiento de la normativa D.S. 031 - 2010 S.A. Con el reporte de laboratorio se procedió a tabular los datos concluyendo que, en cuanto a los parámetros microbiológicos, en promedio los coliformes totales eran 63.33 UFC/100ml, los coliformes termotolerantes 13.33 UFC/100ml y las bacterias heterotróficas 4169.33 UFC/100ml, superando en los tres casos los LMP. Realizada la evaluación de los parámetros fisicoquímicos del agua para consumo humano, se concluye que en promedio la turbiedad fue 9.47 NTU y el color 16 UCV, superando en ambos casos los LMP. Los demás parámetros evaluados como la conductividad, sólidos totales disueltos, pH, cloruros, sulfatos, hierro y manganeso se encuentran bajo control. En cuanto a la calidad del agua para consumo se concluye que ésta no es de buena calidad; por tanto, no es apta para su consumo directo. | Microbiological and physicochemical quality of water for human consumption in the district of Pardo Miguel. Rioja, 2021 The general objective of this research was to determine the microbiological and physicochemical quality of water for human consumption in the district of Pardo Miguel in the province of Rioja, San Martin region. The hypothesis was developed based on the available literature, assuming that the physicochemical and microbiological quality of the water exceeds the maximum permitted limits and that, consequently, it is not suitable for human consumption. Three areas of the city were chosen for water sampling in the methodological section using statistical sampling methodology. Every fortnight, samples of one litre of water were randomly drawn from the households and sent to the laboratory for microbiological examination in compliance with D.S. 031 - 2010 S.A. regulations. With the laboratory report we proceeded to tabulate the data concluding that, in terms of microbiological parameters, on average total coliforms were 63.33 CFU/100ml, thermotolerant coliforms 13.33 CFU/100ml and heterotrophic bacteria 4169.33 CFU/100ml, exceeding in all three cases the MPL. The evaluation of the physicochemical parameters of the water for human consumption concluded that the average turbidity was 9.47 NTU and the colour 16 UCV, exceeding the LMP in both cases. The other parameters evaluated, such as conductivity, total dissolved solids, pH, chlorides, sulphates, iron and manganese are under control. Regarding the quality of the water for consumption, it is concluded that it is not of good quality; therefore, it is not suitable for direct consumption.

La presente investigación “Influencia del contexto geológico en la calidad del agua superficial: caso Reserva Nacional de Tumbes, Tumbes 2022”, se desarrolló en 6 microcuencas ubicadas en el área de la Reserva Nacional de Tumbes, a saber: Quebrada Trapazola, Quebrada Bejuqueria, Quebrada Jardín, Quebrada Jurupe, Quebrada Murciélago y Quebrada Lindo Chara. Fue una investigación de tipo básica, diseño pre experimetntal, muestra probabilística intencionada. En cuanto a la calidad del agua para el riego: Trapazola C1S1, Bejuqueria C2S1, Jardín C2S1, Jurupe C3S1, Murciélago C2S1, Linda Chara C2S1. Con respecto al tipo de aguas, todas son bicarbonatadas cálcicas a excepción de Quebrada Jurupe que es bicarbonatada sódica. Con respecto a la categoría 1, subcategoría A, agua potable, los parámetros físicos – químicos e inorgánicos por debajo de los indicadores ECA, a excepción de la demanda química de oxígeno, DQO que está por encima del ECA para todas las microcuencas y para todas las categorías de agua. Entre las 6 microcuencas existe una producción promedio de 373.56 Hm3 de agua cada 6 meses (época húmeda). Concluyéndose que no existe mayor efecto del contexto geológico en las 6 microcuencas que hagan variar la buena calidad de estas aguas especialmente para su uso agrícola.

Problemáticas actuales como el cambio climático, el aumento en la demanda hídrica, la sobre explotación del manto acuífero y el déficit en la recarga del mismo, han generado que actualmente se viva una crisis en cuanto a la disponibilidad de agua a nivel mundial, y esto ha derivado en problemas de salud, tal como muertes y enfermedades. Razón por la cual se han generado nuevas alternativas para el abastecimiento del líquido vital mediante la implementación de sistemas de reutilización de agua pluvial. Por esto la presente investigación evalúa la implementación de un sistema de pavimentos permeables como una solución para brindar una reutilización al escurrimiento de agua pluvial generando una mejora en la calidad del agua del efluente. Con ayuda de investigaciones previas se diseñan y construyen tres diferentes estructuras de pavimento permeable, modificando el tamaño de agregado utilizado en cada una. Se analiza la reducción en los niveles de concentración de coliformes fecales, grasas y aceites, sólidos suspendidos totales y demanda bioquímica de oxígeno, contaminantes mencionados en la NOM-003-ECOL-1997 y en la Guía para la reutilización del agua de la Agencia de Protección Ambiental, las cuales regulan él re uso de agua tratada en México y Estados Unidos, respectivamente. Se realizó la recolección de una muestra de agua pluvial para ser analizada y se realizó la filtración a través de las tres estructuras de pavimento permeable. Las muestras filtradas fueron recolectadas 1, 144 y 244 horas posterior al filtrado para analizar la influencia de los agregados a través de la capa de almacenamiento. En el caso de todos los contaminantes se pudo lograr la reducción en el nivel de concentración, excepto para los coliformes fecales. Las estructuras tuvieron diferentes desempeños siendo la estructura C la que presentó el mejor rendimiento, y a pesar de que ninguna estructura logró el cumplimiento total de las normativas el resultado es alentador para la implementación de este tipo de sistemas, ya que la mayoría de las reducciones se ubicaron alrededor del 80%.