[EN] Water vapor adsorption isotherms represent an effective and valuable tool for predicting the hygroscopic behavior of foods under different humidities and temperatures. Besides, isotherms can be used to determine the effective thermodynamic properties and thus, establish the shelf life and the most suitable storage conditions for food materials. The aims of this work were to determine and model the water vapor adsorption isotherms and to assess the thermodynamic properties of roasted specialty coffee. Thus, both coffee beans and ground coffee at medium and fine particle sizes were analyzed in a range of water activities between 0.1¿0.9 and temperatures of 25, 35, and 45 °C. The adsorption isotherms were determined using the dynamic dew point (DDI) method. Modeling of the adsorption isotherms was carried out using 10 different models to represent the influence of the water activity and the temperature on the equilibrium moisture content. Furthermore, the hygroscopic capacity of roasted coffee was analyzed by differential thermodynamic analysis. Experimental results and modeling showed that the higher moisture adsorption found in the ground coffee was related to a larger adsorption area, suggesting that specialty coffee could be stored more safely as beans. The Peleg empirical model was the most suitable to represent the type III upward concave adsorption behavior and the effect of temperature on adsorption isotherms. Differential thermodynamic analysis indicated an increase in water adsorption energy with decreasing equilibrium moisture content, while negative Gibbs free energy values revealed the spontaneity of the adsorption process. | [ES] Las isotermas de adsorción de vapor de agua representan una herramienta eficaz y valiosa para predecir el comportamiento higroscópico de los alimentos bajo diferentes humedades y temperaturas. Además, se pueden utilizar para determinar las propiedades termodinámicas efectivas y así, establecer la vida útil y las condiciones de almacenamiento más adecuadas de los alimentos. Los objetivos de este trabajo fueron determinar y modelizar las isotermas de adsorción de vapor de agua y cuantificar las propiedades termodinámicas del café especial tostado. Así, se analizó tanto el café engrano como el molido a tamaños de partícula medio y fino en un rango de actividades de agua entre 0.1-0.9 y temperaturas de 25, 35 y 45 °C. Las isotermas de adsorción se determinaron utilizando el método del punto de rocío dinámico (DDI). La modelización de las isotermas de adsorción se realizó utilizando 10 modelos diferentes para representar la influencia de la actividad del agua y la temperatura en el contenido de humedad de equilibrio. Además, se estudió la capacidad higroscópica del café tostado mediante análisis termodinámico diferencial. Los resultados experimentales y la modelización mostraron que la mayor adsorción de humedad en el café molido se relacionó con una mayor área de adsorción, lo que sugiere que el café especial podría almacenarse de manera más segura en la etapa de grano. El modelo empírico de Peleg fue el más adecuado para representar el comportamiento de adsorción cóncavo ascendente de tipo III y el infecto inverso de la temperatura a altas actividades de agua en las isotermas de adsorción. El análisis termodinámico diferencial indicó un aumento en la energía de adsorción de agua con el descenso del contenido de humedad de equilibrio, mientras que los valores negativos de la energía libre de Gibbs revelaron la espontaneidad del proceso de | Collazos Escobar, GA. (2020). Thermodynamic analysis and modeling of water vapor adsorption isotherms of roasted specialty coffee (Coffee arabica L. cv. Colombia). http://hdl.handle.net/10251/151534

Proper management of irrigation in flooded rice contributes to high levels of grain quality and yield. However, the flood irrigation system, which is predominant in Rio Grande do Sul, by the volume of water used, provides low water use efficiency and due to the long period of flooding causes a great methane emission. In this context, an early irrigation withholding can be an alternative for saving water in the crop season and reduce greenhouse gas emissions. Likewise, post-harvest management of the area affects environmental impact, such as greenhouse gas emissions as well as contamination of water sources. Thus, the present study aims to evaluate the physical and physiological quality of seeds and grains, as well as the physicochemical properties of water (Article I), besides to evaluate greenhouse gas emissions and water quality in function of drainage periods after post-harvest management (Article II). The experiment I was conducted in a field in two municipalities of Rio Grande do Sul. In Cachoeira do Sul at the Estação de Pesquisa do Instituto Riograndense do Arroz (2017/18 and 2018/19 crop season), and in Santa Maria (2018/19 crop season) in the lowland experimental area of the Federal University of Santa Maria (UFSM). The treatments were composed by irrigation withholding moments (R4, 7, 14, 21, 28 and 35 days after R4), in an experimental randomized complete block design with four replications. Experiment II was conducted in Santa Maria after rice harvest, with an experimental randomized complete block design and with different water drainage moments after the knife roller (0, 3, 6, 9 and 12 days) and a treatment with harvest in dry land. Based on the main results achieved, we can observe that irrigation withholding at 14 days after flowering does not affect the physiological quality of seeds, as well as the physical quality and grain yield, and in the case of drainage, it reduces nutrient loss and total solids. During off-season, drainage performed for three days after the use of the knife roller reduces potassium loss and soil particle through drainage water, the shorter period of flooding reduces CH4 emission as well the global warming potential. The rate of decomposition of plant residues is accelerated by the incorporation of straw into the soil, but it is harmed by high rainfall volumes. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | O manejo adequado da irrigação da lavoura de arroz contribui para elevados níveis de produtividade e qualidade de grãos. No entanto, o sistema de irrigação predominante no Rio Grande do Sul apresenta baixa eficiência do uso da água. Neste contexto, a supressão antecipada da irrigação pode ser uma alternativa para economia de água e redução da emissão de gases de efeito estufa. Da mesma forma, o manejo pós-colheita da área influencia no impacto ambiental, pela emissão de gases de efeito estufa e pela contaminação de mananciais hídricos. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade física e fisiológica de sementes e grãos, bem como as propriedades físico-química da água em momentos de supressão da irrigação (experimento e artigo I), além de avaliar a emissão de gases do efeito estufa e a qualidade da água em função do momento de drenagem após manejo pós-colheita (experimento e artigo II). O experimento I foi conduzido a campo em dois municípios do Rio Grande do Sul. Em Cachoeira do Sul, na estação de pesquisa do Instituto Riograndense do Arroz (safras 2017/18 e 2018/19) e em Santa Maria (safra 2018/19), na área didático-experimental de várzea da UFSM. Os tratamentos foram compostos por momentos de supressão da irrigação (R4, 7, 14, 21, 28 e 35 dias após R4), em delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições. O experimento II foi conduzido em Santa Maria após a colheita do arroz, com delineamento experimental de blocos ao acaso com quatro repetições, e os tratamentos utilizados foram momentos de drenagem da água após passagem do rolo-faca (0, 3, 6, 9 e 12 dias) e um tratamento com colheita no seco. A supressão da irrigação realizada aos 14 dias após a floração não prejudica a qualidade fisiológica de sementes bem como a qualidade física e o rendimento de grãos e, em caso de drenagem, esta realizada aos 14 dias após R4 reduz a perda de nutrientes e sólidos suspensos totais na água. Durante a entressafra, a drenagem realizada aos três dias após a utilização do rolo-faca reduz a perda de potássio e partículas de solo via água de drenagem menor período de permanência de lâmina reduz a emissão de CH4 e o potencial de aquecimento global. A taxa de decomposição de resíduos vegetais é acelerada pela incorporação da palha no solo, no entanto é prejudicada por altos volumes de precipitação.

En la actualidad se reportan altas concentraciones de metales pesados (MP) en el rio Tumbes así como en sus pueblos aledaños tales como Rica Playa, esto se debe a la minería informal situada en los ríos de Portovelo y Zaruma. En tal sentido esta investigación busca encontrar la concentración de metales pesados en el agua de consumo de las zonas rurales de Tumbes y su relación con el contenido de estos en el agua superficial del río Tumbes. Para ello se tomaron muestras en tiempo de estiaje en los puntos de captaciones para el agua de consumo y en los domicilios de la población. Estas muestras fueron analizadas espectroscopia de emisión atómica por la técnica de grafito para hallar la concentración de (MP), se analizaron el Cadmio (Cd), Cromo (Cr) y Plomo (Pb) hallándose que en el rio Tumbes existe una alta concentración de (Pb) mientras que para él (Cd) y el (Cr) son concentraciones inferiores, de la misma forma las concentraciones de (MP) en el agua de consumo son más alarmantes para el Pb que en los otros dos elementos analizados. Al final para hallar la relación entre estos, se analizaron con el método de correlación de Pearson (CP) mostrando un índice correlación negativa de baja intensidad. | Tesis

El objetivo de nuestra investigación fue determinar la Eficiencia de las macrófitas Jacinto de agua (Eichhornia crassipes) y repollo de agua (Pistia stratiotes) en la remoción de nutrientes en las aguas contaminadas de la laguna Ricuricocha por los efluentes de la ganadería del Águila. – en el distrito de Morales- San Martin. Para la cual se utilizó un diseño experimental, tipo factorial 2x3 con dos factores, el factor físico químico y microbiológico y el factor macrófitas con 2 especies diferentes y se evaluaron con 3 repeticiones. Siendo las variables dependientes las Coliformes fecales, DBO, DQO, fosforo, Nitrogeno, color, pH y turbidez. Para comparar la calidad del agua se utilizó el D.S. 004-2017 y los estándares indicados por la OCDE. Asimismo los tratamientos empleados en las aguas de la laguna Ricuricocha, como son el Jacinto de agua y repollo de agua redujeron las concentraciones de Coliformes fecales hasta un 100% y cumplieron con los parámetros establecidos por estándares especificados en el D.S. 004-2017. La eficiencia de remoción de los parámetros fisicoquímicos por tratamiento T1: Jacinto de agua y T2: Repollo de agua fueron; Nitrogeno 12.3% y 5.5%, Fosforo 9.1% y 3.6% , pH 26.8% ambos, color 41.2% y 3.9%, turbidez 20.8% y 12.8%, el DBO fue 11.2% y 403.5% (sobre el nivel inicial), el DQO, fue del 17.6%, y 222% (sobre el nivel inicial). De acuerdo a los resultados obtenidos se puede evidenciar que existe una mayor eficiencia de remoción por parte del Jacinto de agua en comparación al repollo de agua, en los parámetros de Coliformes fecales, DBO, DQO, color, fosforo, nitrógeno y turbidez. Siendo el parámetro del pH el único en la cual presentan igual eficiencia de remoción para las aguas de la laguna Ricuricocha. | Tesis | TARAPOTO | Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental | Biodiversidad y calidad ambiental

El presente trabajo de investigación de tipo cuasi-experimental es una evaluación de plan- tas con propiedades fitorremediadoras para reducir la contaminación en aguas residuales provenientes de un pequeño restaurante ubicado en el recinto universitario “Cornelio Silva Arguello”. estas aguas residuales son desechadas sin ningún tipo de tratamiento al efluente natural que circula a escasos metros del establecimiento, causando afectaciones al medio físico y ecológico de este medio receptor e indirectamente a la salud de las per- sonas debido a la poca distancia entre el pequeño restaurante y el cauce natural que gene- ran malos olores. Con la valoración de 3 plantas: Pistia Stratiotes (Lechuguilla de agua), Lemna Minor (Lenteja de Agua), Chrysopogon zizanioides (Pasto Vetiver) aplicadas al agua residual en estudio de forma ex-situ en recipientes que contenían piedrín, arena y 25 litros de agua captadas del pequeño restaurante, en los cuales se colocaron 10 plantas por cada trata- miento. Los resultados finales de las muestras de análisis indican que los 3 tratamientos aplicados en el experimento dieron los resultados esperados en la hipótesis de investigación. En los cuales se pudo observar disminución de parámetros que se encontraban por encima de los rangos permisibles en las aguas residuales según leyes nacionales e internacionales. Por medio de análisis realizados antes y después de la intervención, se logró obtener aguas más aptas para el vertimiento en los cuerpos de aguas, estos resultados podrán in- terpretarse para dar pautas para posibles tratamientos alternativos que puedan hacerse no solo en pequeños restaurantes si no también en empresas y hogares.

El objetivo de este trabajo es generar una propuesta desde la ingeniería ambiental para el aprovechamiento sostenible de aguas lluvias por medio de un VAC System aplicado a la finca Nanche en Pandi, Cundinamarca, y así contribuir a la gestión integral del recurso hídrico. Partiendo de un DEM, se procesaron diferentes variables climatológicas, topográficas, hidrológicas y agroecológicas, a través de herramientas informáticas y SIG. El diseño incluye un estanque con capacidad para 600 m3, que cubre la totalidad del recurso disponible sobre un área de captación de 8064 m2 en el mes de mayor precipitación. En el estanque se criarán peces guppy, carpas y tilapias, y alrededor de él se hará ganadería de leche con 12 vacas de especie criolla en 6 ha, y agricultura con cercas vivas de naranja y guayaba, y cultivos de banano, papaya, yuca y maíz en 5 ha, además de un pequeño huerto casero. Así, se aprovechará casi el 100% del área de la finca (11,13 ha). Además, se propone un arreglo técnico (cronograma), que especifica el desarrollo de cada una de las actividades a lo largo del año, y un presupuesto, que resultó en aproximadamente 60,000,000 COP para iniciar el sistema desde cero. La demanda de recurso hídrico del sistema (10,994,977.86 L/mes) es del 94% de su disponibilidad (11,647,603.40 L/mes). El VAC System es fácilmente replicable y muy efectivo, pudiendo quintuplicar la producción y, consecuentemente, el rendimiento económico de la finca. Las abundantes ventajas ambientales del sistema lo hacen muy apropiado para el sector rural. | Ingeniero Ambiental | Pregrado | The objective of this work is to generate a proposal from environmental engineering for the sustainable use of rainwater through a VAC System applied to the Nanche farm in Pandi, Cundinamarca, and thus contribute to the Integrated Water Resource Management. Starting from a DEM, different climatological, topographic, hydrological and agroecological variables were processed, through computer tools and GIS. The design includes a pond with a capacity of 600 m3, which covers the entire available hydric resource over a catchment area of 8,064 m2 in the month with the highest rainfall. In the pond, guppy fish, carp and tilapia will be raised, and around it there will be cattle raising with 12 “criolla” cows in 6 ha, and agriculture with live fences of orange and guayaba, and crops of banana, papaya, yucca and corn in 5 ha, in addition to a small home garden. Thereby, almost 100% of the area of the farm (11.13 ha) will be used. In addition, a technical arrangement (schedule) is proposed, that specifies the development of each of the activities throughout the year, and a budget, which resulted in approximately 60,000,000 COP to start the system from scratch. The demand for water resources in the system (10,994,977.86 L/month) is only 30% of its availability (11,647,603.40 L/month). The VAC System is easily replicable and very effective, being able to quintuple the production and, consequently, the economic performance of the farm. The abundant environmental advantages of the system make it very suitable for the rural sector.

A concentração de cloro livre residual é um parâmetro importante para garantia da potabilidade da água. Esse analito é responsável pela desinfecção e, com isso, qualifica a eficiência do sistema de tratamento da água. Segundo o Ministério da Saúde, a concentração de cloro livre residual deve estar entre 0,2 e 2 mg L -1 em todos os pontos da rede de distribuição. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação de duas metodologias empregando os reagentes N,N-dietil-p-fenilendiamina (DPD) e 3,3-dimetilbenzidina (orto-toluidina) para determinação de cloro livre residual em água utilizando um sistema de análise por injeção em fluxo (FIA) e um microdispositivo construído com a tecnologia de sinterização de cerâmicas a baixas temperaturas (LTCC). Em ambas as metodologias desenvolvidas, o sinal analítico foi monitorado pela câmera de um smartphone e, através de um aplicativo (Color Grab) foi possível obter os valores de dos sinais vermelho, verde e azul (RGB) das imagens digitais, sendo eles inversamente proporcionais a concentração do analito. Os parâmetros para otimização do sistema FIA foram: vazão, pH e concentração da solução carregadora, concentração do reagente cromogênico, vazão dos reagentes e comprimento da bobina helicoidal. As validações das metodologias foram observadas pela avaliação da curva analítica com faixa de trabalho entre 0,1 e 2,5 mg L -1 ; o método DPD apresentou uma correlação de 0,9963, um limite de detecção de 0,023 mg L -1 e limite de quantificação de 0,077 mg L -1 ; o método da orto-toluidina apresentou uma correlação de 0,9910, um limite de detecção de 0,026 mg L -1 e limite de quantificação de 0,089 mg L -1 . Foram estudados os possíveis interferentes: cálcio, magnésio, ferro, sulfato e sódio, a cor verdadeira e os sólidos suspensos totais na determinação de cloro residual em água potável. Somente a cor verdadeira e sólidos suspensos totais causaram erros significativos nas análises. O emprego de um sistema FIA, no qual foi acoplado um microdispositivo construído com tecnologia LTCC, assim como o uso de um smartphone como detector, pode ser considerada uma proposta inovadora, pois não há nenhum estudo relatado naliteratura, até o momento, propondo este tipo de metodologia para a determinação de cloro livre residual em água. Palavras-chave: Cloro livre residual. Análise por injeção em fluxo. Microdispositivo. Smartphone. Determinação. | The concentration of residual free chlorine is an important parameter to guarantee water potability. This analyte is responsible for disinfection and, therefore, qualifies the efficiency of the water treatment system. According to the Ministry of Health, the concentration of residual free chlorine must be between 0.2 and 2 mg L -1 at all points of the distribution network. This work presents the development and validation of two methodologies using N,N-diethyl-p-phenylendiamine (DPD) and 3,3- dimethylbenzidine (ortho-toluidine) reagents to determine residual free chlorine in water using a flow injection analysis system (FIA) and a microdevice built with Low Temperature co-fired Ceramics (LTCC) technology. In both methodologies developed, the analytical signal was monitored by a smartphone camera and, through an app (Color Grab) it was possible to obtain the RGB (red, green, blue) values of the digital images, which are proportional to the concentration of the analyte. The parameters for optimization of the FIA system were: flow, pH and concentration of the loading solution, concentration of the chromogenic reagent, flow of the reagents and length of the helical coil. The validations of the methodologies were observed by evaluating the analytical curve with a working range between 0.1 and 2.5 mg L -1 ; the DPD method showed a correlation of 0.9963, a detection limit of 0.023 mg L -1 and a quantification limit of 0.077 mg L- 1 ; the ortho-toluidine method showed a correlation of 0.9910, a detection limit of 0.026 mg L -1 and a quantification limit of 0.089 mg L -1 . The possible interferents were studied: calcium, magnesium, iron, sulfate and sodium, the true color and the total suspended solids in the determination of residual chlorine in drinking water. Only true color and total suspended solids caused significant errors in the analysis. The use of an FIA system, in which a microdevice built with LTCC technology was coupled, as well as the use of a smartphone as a detector, can be considered an innovative proposal, as there is no study reported in the literature, so far, proposing this type of methodology for the determination of residual free chlorine in water.Keywords: Residual free chlorine. Flow injection analysis. Microdevice. Smartphone. Determination. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

[SPA] Este documento muestra una visión general del estado del arte de la inteligencia artificial aplicada a la agricultura de precisión. Además, describe el plan de trabajo propuesto para conseguir uno de los objetivos relacionados con el manejo eficiente del agua en la agricultura que pretenden ser abordados en la tesis doctoral y muestra algunos de los avances conseguidos hasta ahora. [ENG] This document gives an overview of the state of the art of artificial intelligence applied to precision agriculture. In addition, it describes the proposed work schedule in order to achieve the one of the objectives related to the efficient water management in agriculture that are aimed within this PhD and shows some of the advances that are fulfilled until now. | Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Investigación e Innovación del Gobierno de España (PCIN-2017-091, WaterWorks2015 ERA-NET) y Manuel Forcen agradece la financiación del contrato predoctoral recibida de la Fundación Séneca (20767/FPI/18).

El plátano, en sus diversas variedades, se cultiva ampliamente en Colombia por ser un recurso de fácil adquisición y bajo costo; gracias a sus concentraciones de almidón y a las características propias coagulantes reportadas por varios autores, así como también a su amplia zona de siembra y producción, que abarca la casi totalidad del territorio, se tomó la cáscara de este vegetal en la variedad Musa AAB Simmonds, que es la más común y comercializada en Colombia, como óptima para la revisión de un posible sustituto o coadyuvante orgánico de los coagulantes tradicionales, en tratamientos de agua, en el territorio colombiano. Se hicieron ensayos de jarras con una solución generada a partir de la cáscara de plátano, siguiendo metodologías de estudios similares; como resultado de estos ensayos se evidenció que en ninguna de las aguas, ni tampoco en ninguna de las concentraciones de coagulante natural a base de cáscara de plátano, se formó floc, eliminando de tajo la hipótesis planteada; sin embargo, al realizar ensayos en aguas con concentraciones de hierro de 200 mg/L, se encontró que la solución a base de cáscara de plátano tiene propiedades bioadsorbentes para la eliminación de hierro (Fe) en soluciones acuosas con pH mayores de 8,0, reduciendo hasta en un 99,99 % la concentración de hierro en el agua, viéndose un mejor comportamiento con la concentración de 90 mg/L de la solución bioabsorbente. | Plantain, in its diverse varieties, is widely cultivated in Colombia; thanks to its starch concentrations and the coagulant characteristics reported by various authors and to its wide area of sowing and production that covers almost the entire territory, which makes this a resource of easy acquisition and low cost. The peel of this vegetable from the Musa AAB Simmonds variety, which is the most common and commercialized in Colombia, was set as optimal for the review of a possible substitute or organic adjuvant of traditional coagulants in water treatments, in the Colombian territory. Jar tests were performed with a solution generated from plantain peel following similar study methodologies; as a result of these tests, it was evidenced that, in none of the waters, with any of the concentrations of natural coagulant based on plantain peel, floc was formed, eliminating the hypothesis raised. However, when carrying out tests in water with iron concentrations of 200 mg / L, it was found that the plantain peel-based solution has bioadsorbent properties, for the elimination of iron (Fe) in aqueous solutions with a pH greater than 8.0, reducing the iron concentration in the water by up to 99.99 %, evidencing a better performance with the concentration of 90 mg / L of the bioabsorbent solution.

El presente trabajo busca evaluar la implementación de reactores anaerobios en lugares cuya altitud sea igual o superior a los 2.000 msnm y la temperatura ambiente del lugar no supere los 20°C en Colombia. Para esto la autora menciona los elementos teóricos, bajo una extensa revisión bibliográfica dentro del contexto nacional e internacional, describiendo y comparando las características fisicoquímicas y biológicas de diversos reactores anaerobios de tipo flujo ascendente (RAFA), flujo pistón (RAP), y completamente mezclado (RACM) entre otras unidades anaerobias menos comunes. La metodología aplicada es deductiva, con el fin de proponer así una metodología al dimensionamiento de un tipo de reactor anaerobio capaz de aprovechar materiales altamente energéticos como la biomasa y biogás presentes en el agua residual doméstica. Planteando de esta forma una alternativa a la optimización de los recursos en los sistemas de tratamiento de agua residual doméstica existente en Colombia, basándose en la remoción de contaminantes principalmente coloides (organismos patógenos) y materia orgánica presente e integrados de forma tal a la generación de energía renovable de tipo biomasa, a través de la bioconversión de metano y ácidos volátiles. Lo cual contempla a los reactores anaerobios dentro de un avanzado grupo en el tratamiento del agua residual domésticas, ya que reduce las emisiones atmosféricas y presenta buenos porcentajes de remoción de contaminantes en efluentes con baja saturación de oxígeno, condiciones favorables para este caso de estudio. | The present document seeks to evaluate the implementation of anaerobic reactors in places whose altitude is equal to or greater than 2000m above sea level and the Ambient temperature of the place does not exceed 20 ° C in Colombia. For this the author mentioned the theoretical elements, under an extensive bibliographic review within the national and international context, describing and comparing the physicochemical and biological characteristics of various anaerobic reactors of the upflow type (UASB), plug flow (PRF), and completely mixed. (CSTR) among other less common anaerobic units. The applied methodology is deductive, to propose a methodology for design a type of anaerobic reactor capable of taking advantage of highly energetic materials such as biomass and biogas present in domestic wastewater. Proposing in this way an alternative to the optimization of resources in the existing domestic wastewater treatment systems in Colombia, dependent on the elimination of contaminants, mainly colloids (pathogenic organisms) and organic matter present and integrated in such a way to the generation of biomass-type renewable energy, through the bioconversion of methane and volatile acids. Which considers anaerobic reactors within an advanced group in the treatment of domestic wastewater, since it reduces atmospheric emissions and presents a good percentage of pollutant removal in effluents with low oxygen saturation, favorable conditions for this case study.