El agua del suelo interactúa con la atmósfera a través de balances de agua y energía, por lo que es susceptible a experimentar las consecuencias del cambio climático. El objetivo de esta tesis fue avanzar en la comprensión de las variaciones espacio-temporales del agua del suelo en Argentina y su relación con los cambios en la variables meteorológicas, ante la escasez de antecedentes científicos sobre esta temática en Argentina. Para ello, se analizaron las tendencias anuales y estacionales del agua del suelo entre 1990 y 2019 con dos fuentes de datos: simulaciones del almacenaje de agua en el suelo y de los déficits hídricos de un modelo de balance hidrológico forzado por observaciones meteorológicas en 51 sitios; y estimaciones satelitales de humedad del suelo de la Agencia Espacial Europea. Las simulaciones del balance hidrológico mostraron tendencias negativas en el centro y norte de Argentina tanto en los déficits hídricos como en el almacenaje (en 19 de 51 sitios los déficits aumentaron entre 1 y 3% de la media del sitio por año y el almacenaje disminuyó entre 0,6 y 1,7% por año). Los cambios más importantes se registraron en verano, también hacia condiciones más secas. Las tendencias anuales y estacionales fueron impulsadas por un incremento en la evapotranspiración potencial (EP). En el centro-este de Argentina la EP anual aumentó por incrementos en las temperaturas y, en segundo lugar, por aumentos en la radiación solar, mientras que en el centro-oeste fue debido a incrementos en el viento. En verano, el aumento de la EP estuvo impulsado principalmente por mayores temperaturas. Al comparar las series anuales de humedad del suelo satelital con las simulaciones del balance se observó un buen acuerdo (R mayor a 0,41 en el 83% de los sitios). A partir de las estimaciones satelitales de humedad del suelo se detectó que las tendencias observadas en sitios puntuales corresponden a patrones de desecamiento del suelo que ocurrieron en superficies relativamente extensas abarcando el centro de Córdoba, el suroeste de Buenos Aires, las provincias de San Juan y Catamarca y el suroeste de Chaco. | Maestría en Recursos Naturales | 122 p. : tbls., grafs.,mapas

As atividades de maricultura são fortemente dependentes da qualidade da água do local de cultivo. O monitoramento da qualidade da água é instrumento importante no planejamento e gestão dessas áreas. A fim de avaliar a qualidade de água em três diferentes áreas de malacocultura, este trabalho foi realizado em 3 parques aquícolas de Santa Catarina: Parque Aquícola 05 (Ribeirão da Ilha) , Parque Aquícola 01 Palhoça (Praia de Fora) que estão localizados na Baía Sul da Ilha de Florianópolis, e no Parque Aquícola 01 de Penha (Norte de Santa Catarina). Foram avaliadas áreas de cultivo de ostras (Crassostrea gigas), mexilhões (Perna perna) e macroalgas (Kappaphycus alvarezii). Foram realizadas 4 campanhas amostrais em cada Parque aquícola entre os meses de fevereiro e outubro de 2019 e 1 campanha amostral na fazenda de macroalgas no parque aquícola 05. Isso, pois o cultivo comercial K. alvarezii no Brasil teve início apenas no ano de 2021. Os parâmetros físico-químicos (salinidade, temperatura, turbidez, pH, potencial redox (Eh), condutividade elétrica e oxigênio dissolvido) foram analisados in situ. Os demais parâmetros (clorofila, carbono orgânico particulado, nutrientes inorgânicos) foram determinados através de técnicas analíticas já elucidadas pela literatura. Os resultados demonstraram uma maior concentração de MPS e clorofila nos Parques Aquícolas situados na Baía Sul da ilha de Florianópolis. Nesta região também foi observado um predomínio de amônio entre as formas nitrogenadas. Essa preponderância indica aportes recentes de amônio, uma vez que em ambientes oxigenados, o amônio tende a reagir facilmente formando nitrito e nitrato. Já na região de Penha foi observado um predomínio das formas nitrogenadas mais estáveis. Foi possível observar uma correlação significativa entre fósforo orgânico total, clorofila-a e silicatos, indicando que o parâmetro fósforo influenciou na produtividade primária das áreas. Não foram evidenciados, até o presente, impactos resultantes da atividade de maricultura na qualidade da água da Enseada do Itapocoroy, no Ribeirão da Ilha e na área de cultivo da Palhoça. Todos os parâmetros apresentaram valores inferiores aos estabelecidos pela legislação vigente (Resolução do CONAMA nº 357/2005) ou próximos a valores sugeridos pela literatura, não indicando prejuízos à qualidade da água em função das atividades do cultivo de moluscos. Estudos mais aprofundados e de longo prazo devem ser realizados para evidenciar os possíveis impactos positivos da presença dos cultivos de algas para a qualidade de água do ambiente.

Se analizaron los cambios de la calidad del agua de ríos de Uruguay para identificar co-factores que, además del fósforo, colaboran en el desarrollo de floraciones de algas (blooms). Basado en los resultados se sugieren acciones complementarias de mitigación usando las investigaciones recientes de MGAP e INIA.

La eficacia de las estrategias de la administración pública se ha medido en la forma en que manejan las pandemias y los efectos en cadena que se producen en el medio ambiente o la sociedad, y en este caso, en el abastecimiento de agua rural en México en tiempos de pandemia. El acceso al agua en las zonas rurales de México y cómo el gobierno ha manejado el aumento de la demanda durante las pandemias se exploran mediante una revisión sistemática de 51 documentos. El sistema de agua de México está por debajo de la media y es necesario realizar más inversiones en los planes de gestión comunitaria. Se requiere la participación de la ciudadanía en el desarrollo de esquemas de gestión comunitaria para encontrar una solución a la demanda y oferta cambiantes.

Se propone la conformación de un índice de riesgo por acaparamiento del agua (IRAA) capaz de diferenciar territorialmente a los acaparadores, tomando en consideración el uso que éstos le dan al agua, los volúmenes que acumulan, así como el estatus del recurso en cada cuenca y acuífero. El patrón de acaparamiento se establece al identificar a concesionarios y usos cuando los volúmenes otorgados concentran al menos 80 % de las aguas superficiales y/o subterráneas del municipio. El IRAA integra el grado de presión sobre el recurso hídrico para determinar el riesgo y permite vincular la gestión hídrica y la gestión de los usos de suelo, puesto que las actividades acaparadoras de agua quedan identificadas en cada municipio. El índice se aplicó en el estado de Puebla, donde de 174 municipios que cumplieron con los requerimientos metodológicos, 45.4 % resultó con riesgo muy alto, 41.4 % con riesgo alto, 10.9 % con riesgo medio y 2.3 % con riesgo bajo. Ninguno entró en la categoría de riesgo muy bajo, mostrando una tendencia marcada de riesgo hídrico por acaparamiento en el estado, que se corrobora con la presencia de acaparadores intermunicipales, también identificados en este estudio. A través del IRAA es posible determinar zonas de prioridad en la transformación de la gestión del agua que trasciende los organismos de cuenca e incorpora los territorios municipales. Propone a su vez argumentos para la justicia ambiental. Los métodos y técnicas empleadas se ubican en el ámbito de la ciencia de datos.

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)-Universidade Federal de Santa Maria, campus Frederico Westphalen, curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, RS, 2023. | Many waterborne diseases result from the improper treatment of water. One alternative for disinfecting surface water is the use of a physical agent: ultraviolet radiation. Disinfection through ultraviolet radiation is a process that eliminates the need for introducing chemical substances into the water. The goal of disinfection is not to destroy all forms of life but rather to deactivate pathogenic microorganisms. Therefore, the objective of this study is to investigate the disinfection of surface water using a benchtop ultraviolet reactor to improve water quality for communities lacking proper water supply systems. This alternative is increasingly proving to be efficient in the inactivation of pathogenic microorganisms over the years. The study was conducted at the Federal University of Santa Maria, Frederico Westphalen campus, using surface water extracted from a lake near the university. The chemical and physical variables related to water quality for human consumption included pH, temperature, turbidity, electrical conductivity, ABS 254 nm, apparent and true color, and Total Organic Carbon (TOC). Microbiological variables included total coliforms, Escherichia coli, and Aerobic Bacterial Spores (ABS). Three batch-scale benchtop experiments were conducted with doses of 1.68 (D1), 3.35 (D2), 5.04 (D3), and 6.72 (D4) Wh/m³. Regarding physicochemical variables, no changes were observed during the process with the application of different radiation doses. Microorganism inactivations yielded reasonable values, given that the water did not contain many suspended solids. However, inactivation values for EBA were not high (0.52 log inactivation), attributed to the short contact time. Similarly, E. coli and total coliforms did not show significant inactivation values, with 0.88 log inactivation for E. coli (87%) at dose D2 and 0.84 log inactivation for total coliforms (85%) also at dose D2. It is concluded that longer contact times are necessary for better inactivation values and that the combined use of disinfection methods would be a solution for more successful microorganism inactivation. | Muitas doenças de veiculação hídrica são acarretadas por conta do mal tratamento da água. Uma das alternativas para a desinfecção da água superficial seria com o uso de agente físico: radiação ultravioleta. A desinfecção por meio da radiação ultravioleta constitui um procedimento que dispensa a introdução de substâncias químicas na água. A desinfecção não visa à destruição de todas as formas de vida, mas sim à inativação dos microrganismos patogênicos. Por isso, o objetivo deste trabalho é estudar a desinfecção de água superficial através do uso de reator ultravioleta de bancada visando melhoria de qualidade da água para comunidades desprovidas de sistemas de abastecimento, uma alternativa que passa a crescer com o passar dos anos e só se mostra cada vez mais eficiente em relação à inativação de microrganismos patogênicos ao ser humano. O trabalho foi realizado na Universidade Federal de Santa Maria, campus Frederico Westphalen, com a utilização de água superficial retirado de um lago próximo à Universidade. As variáveis químicas e físicas relacionadas à qualidade da água para consumo humano utilizadas no trabalho foram: pH, Temperatura, Turbidez, Condutividade elétrica, ABS 254 nm, Cor aparente e verdadeira e Carbono Orgânico Total (COT), já as variáveis microbiológicas foram: Coliformes totais, Escherichia coli e Esporos de Bactérias Aeróbias (EBA). Foram realizados três ensaios em batelada e escala de bancada, com doses de: 1,68 (D1), 3,35 (D2), 5,04 (D3) e 6,72 (D4) Wh/m³. Com relação às variáveis físico-químicas, não se observaram mudanças no decorrer do processo, a partir da aplicação das diferentes doses de radiação. As inativações dos microrganismos obtiveram valores razoáveis, dado que a água não continha muitos sólidos suspensos, porém os valores de inativação para EBA não foram altos ( 0,52 log de inativação), isto se deve pelo tempo de contato ser curto, E. coli e Coliformes totais também não tiveram valores significativos de inativação, sendo 0,88 log de inativação para E. coli, o maior valor encontrado, equivalente a 87%, para dose D2, já para coliformes totais o 0,84 log de inativação, 85%, também na dose D2. Conclui-se então que são necessários maiores tempos de contato para melhores valores de inativação e que o uso combinado de métodos de desinfecção também seria uma solução para melhor sucesso na inativação de microrganismos.

A sustentabilidade ambiental tem estado cada vez mais presente na nossa vida quotidiana. Ao longo dos anos, o impacto ambiental causado por fontes antropogénicas como a utilização de combustíveis fósseis na produção de eletricidade, tem tido consequências prejudiciais para a natureza e para todos os seres vivos. Contudo, hoje é possível observar uma mudança de paradigma na produção de energia elétrica. Os investimentos em fontes de energia renováveis como a energia solar, eólica, geotérmica ou hidroelétrica são cada vez mais uma alternativa limpa e viável. No entanto, a necessidade de armazenar grandes quantidades de energia em períodos de disponibilidade energética e de a recuperar em períodos de consumo energético continua a ser um problema. As tecnologias de conversão de energia natural para a produção de energia elétrica, tais como turbinas eólicas ou painéis fotovoltaicos, dependem da sua energia primária, vento e radiação solar, respetivamente, o que limita a produção contínua por longos períodos. Assim, é essencial procurar formas e alternativas de armazenar essa energia. Um exemplo é o armazenamento de energia pela tecnologia Pump storage que consiste no armazenamento de energia potencial gravítica através do bombeamento de água para um reservatório a uma altitude superior que posteriormente é convertida em energia elétrica por meio de uma turbina. O problema principal do Pump Storage é o custo dos equipamentos de potência, contudo a sua implementação em sistemas de abastecimento de água é relativamente minimizada. Esta dissertação tem como objetivo principal estudar a implantação de um sistema de armazenamento de energia Pump Hydro Storage em sistemas de abastecimento de água de forma a minimizar os custos de operação e determinar a sua exequibilidade. A substituição de bombas convencionais por bombas que funcionam como turbinas em modo inverso, permitem incorporar um sistema PHS flexível e barato em SAA. Esta abordagem tem como propósito estudar a otimização do funcionamento das PAT’s, considerando o novo paradigma de variação de preços de energia ao longo do dia e avaliar a possível redução de custos e a melhoria da eficiência energética em redes de distribuição de água. O modelo computacional desenvolvido de otimização para validar a metodologia tem a particularidade de ser um modelo parametrizado podendo representar qualquer situação operacional de um SAA. Foram avaliados diferentes cenários operacionais e realizada uma análise dos resultados obtidos conjuntamente com o estudo da sua rentabilidade. Esta abordagem integrada é uma solução viável, a longo prazo, para os desafios associados à gestão dos recursos hídricos e elétricos. | Environmental sustainability has become increasingly present in our daily lives. Over the years, the environmental impact caused by anthropogenic sources such as the use of fossil fuels in electricity production has had detrimental consequences for nature and humans. However, today it is possible to observe a paradigm shift in the production of electrical energy. Investments in renewable energy sources such as solar, wind, geothermal or hydroelectric power are increasingly a clean and viable alternative. However, the need to store large amounts of energy in periods of energy availability and to recover it in periods of energy consumption remains a problem. Natural energy conversion technologies for electricity production, such as wind turbines or photovoltaic panels, depend on their primary energy, wind and solar radiation, respectively, which limits continuous production for long periods. Thus, it is essential to look for ways and alternatives to store this energy. One example is the Pump storage technology, which consists of storing gravitational potential energy by pumping water into a reservoir at a higher altitude, which can later be converted into electrical energy by means of a turbine. The main problem of Pump Storage is the cost of power equipment, however its implementation in water supply systems is relatively minimized. This dissertation's main objective is to study the implementation of a Pump Hydro Storage energy storage system in water supply systems in order to minimize operating costs and determine its feasibility. Replacing conventional pumps with pumps that work like turbines in reverse mode allows incorporating a flexible and inexpensive PHS system in OSS. The purpose of this approach is to study the optimization of PHS operation, considering the new paradigm of energy price variation throughout the day, and to evaluate the possible cost reduction and energy efficiency improvement in water distribution networks. The computational optimization model developed to validate the methodology has the particularity of being a parameterized model that can represent any operational situation of an OSS. Different operational scenarios were evaluated, and an analysis of the results obtained was performed together with a study of their profitability. This integrated approach is a viable long-term solution to the challenges associated with water and electricity resource management. | Mestrado em Sistemas Energéticos Sustentáveis

Bogotá es la capital de Colombia y cuenta con cuatro ríos que la atraviesan de oriente a occidente: Tunjuelito, Fucha, Salitre y Torca, los cuales se han subdivido en cuatro tramos para su estudio, por lo que se planificó la metodología para conocer la calidad hídrica del tramo 3 del río Fucha con base en el Índice de Calidad General para Aguas Superficiales (ICACOSU), en relación con el cumplimiento de los objetivos de calidad hídrica establecidos en la Resolución 5731 de 2008 para los ríos de la ciudad. Para dar cumplimiento al objeto de investigación, se realizó una revisión bibliográfica de la zona de estudio; se determinaron seis puntos de medición hídrica de los parámetros: OD, SST, DQO, CE, pH, CT, DBO y Q, teniendo en cuenta representatividad y accesibilidad. Obtenidos los resultados del laboratorio se hicieron los cálculos y el análisis para establecer el ICACOSU de 5 y 7 variables, y comparar los resultados de los parámetros con los objetivos de calidad hídrica establecidos para el río Fucha. Se deduce que la calidad del río Fucha para el ICACOSU de siete variables es muy malo para los puntos de monitoreo 5 y 6, por la disminución en la concentración de OD (0.35 y 0.17 mg/l O2, respectivamente) y el aumento de la concentración de DBO5 en el punto de monitoreo 6 (112 mg/l O2); sólo los puntos de monitoreo 2 y 3 cumplen con un valor superior al 50 % en el cumplimiento de los objetivos de calidad hídrica.