Water quality testing (in situ and in laboratory) was conducted on 50 wells across the state of Campeche. Further to this (to aid in water quality management and policy), a GIS was implemented to i) approximate Zones of Contribution (ZOC) for well recharge which in turn supplies water for main cities in the state and ii) perform predictive land change modeling on these ZOC’s to predict the future effect of non-point source pollution. Due to natural geohydrological conditions, values of TDS, pH, and SO4 exceeded Mexican regulations in roughly one third of the wells. Although most wells do not exceed the permissible limits of nutrients and heavy metals, some wells show worryingly high levels of NO2-, TP, and Pb, indicators of pollution from anthropogenic sources. All wells were contaminated by coliform bacteria. Poor water quality in some of the main water sources in the state is mainly due to the proliferation of open dumps and the lack of sewage infrastructure, as well as the ongoing conversion of vegetated land to agriculture into the ZOC’s. It is shown that unless remedial measures are implemented, human activities will continue to extend into these areas, placing the state’s water supply at even higher risk of contamination. | Se analizó la calidad del agua (in situ y laboratorio) de 50 pozos en todo el Estado. Además, se implemento un SIG (para establecer políticas y pautas de manejo de la calidad del agua), consistente en i) delimitar de manera preliminar la zona que contribuye agua a los pozos (ZOC) que abastecen las principales ciudades y ii) modelar las tendencias del uso del suelo para predecir el efecto futuro de las fuentes dispersas de contaminación. Debido a condiciones naturales geohidrológicas, los valores de STD, pH y SO4 rebasaron los límites permisibles de la normatividad mexicana en alrededor de un tercio de los pozos. Aunque la mayoría de los sitos no excedieron los límites permisibles para nutrientes y metales pesados, algunos pozos mostraron niveles de NO2-, TP, SO4, y Pb preocupantemente altos, lo cual es un indicador de contaminación antropogénica. Todos los pozos presentaron contaminación por bacterias coliformes. La baja calidad del agua en algunas de las principales fuentes de abastecimiento del Estado se debe principalmente a la proliferación de basureros a cielo abierto y la deficiente red de alcantarillado, así como al cambio de uso del suelo dentro de la ZOC. Si no se implementan las medidas adecuadas, las actividades humanas continuaran extendiéndose dentro de estas áreas colocando a las fuentes de agua en un mayor riesgo de ser contaminadas.Â

The small islands in the Mediterranean Sea suffer water shortages, aggravated by pressure from tourism during the dry season. Many are affected by the intense and increasing human water demand and the harsh climatic and geographic nature of the island terrain. The present study, carried out on the island of Favignana, Egadi Archipelago (southern Italy), evaluates the regime of recharge to the subsurface, and hypothesizes a solution for identifying the areas where groundwater is most abundant, as well as the best management options for human use. By means of hydrological measurements and chemical analyses, a specific location has been identified in the eastern sector of the island where groundwater has optimal quality and the water table is at a depth of only a few metres. In other areas of the island the groundwater is more saline, due to seawater intrusion, and it is present only at greater depths. The residents of the island have in the past lived harmoniously with the climatic and hydrological regime of the island, and have shown good ability to manage the groundwater resources, fed by the limited precipitation that comes in winter, using it as a supplement to the drinking water supply that comes from Trapani (mainland Sicily) by a submarine pipeline and by tanker. Optimized management of the groundwater resources could reduce the volume of freshwater transferred from the mainland.

"Durante 40 días se cultivaron juveniles de camarón blanco Litopenaeus vannamei con un peso individual de 3,5 ± 0,3 g y biomasas iniciales de 25, 50, 75 y 100 g m-3 (equivalente a 8-32 ind m-2), sin cambios de agua y adición de alimento, para determinar la tasa de crecimiento usando como única fuente de alimentación el perifiton desarrollado en sustratos artificiales. Se utilizaron estanques cilíndricos de polietileno de 1 m3 con tres réplicas por tratamiento, con una superficie de 4,8 m2 (paredes y fondo) y 7,1 m2 de sustrato artificial (Aquamats™). No se encontraron diferencias significativas entre las concentraciones de amonio (0,17-0,19 mg L-1) y nitrito (0,10-0,11 mg L-1) determinadas en los cuatro tratamientos. La supervivencia fue similar, variando entre 91 y 97%. La ganancia en peso individual fue significativamente mayor en los tratamientos con menor biomasa inicial (25 y 50 g m-3), aunque por la mayor densidad inicial, el mejor rendimiento en biomasa se observó en los cultivos sembrados con 100 g m-3. Los contenidos de nitrógeno determinados al final del experimento, en el agua y sedimento, fueron inferiores a los valores iniciales, y entre el 36 y 60% de sus diferencias se recuperaron en biomasa de camarón." | "Juveniles (3.5 ± 0.3 g) of the white shrimp Litopenaeus vannamei were grown during 40 days with no water exchanges, no food addition and four initial densities (25, 50, 75 and 100 g m-3, corresponding to between 8 and 32 shrimp m-2), to determine growth rates, which could be achieved using the periphyton growing on artificial substrates as the only food source. The experimental culture units were 12 polyethylene 1 m3 cylindrical tanks with 4.8 m2 of total submerged surface (bottom and walls), provided with 7.2 m2 of artificial substrate (Aquamats™). There were no significant differences in the ammonia and nitrite concentrations determined in the four treatments (0.17-0.19 and 0.10-0.11 mg L-1, respectively), which remained below the respective levels of concern for shrimp cultures. Mean survival was similar, and ranged from close to 91 to 97%, whereas there were significant differences in mean individual weight, which ranged from 11.9-10.6 g shrimp-1 for the two low initial densities (25 y 50 g m-3), to 8.3-7.7 g shrimp-1 for the other treatments. However, because of the high survival and of the higher initial density, the best biomass yield was with 100 g m-3. The final nitrogen contents of sediment and water were lower than the initial values, and between 36 and 60% of the difference was converted into shrimp biomass."

Juveniles (3.5 ± 0.3 g) of the white shrimp Litopenaeus vannamei were grown during 40 days with no water exchanges, no food addition and four initial densities (25, 50, 75 and 100 g m-3, corresponding to between 8 and 32 shrimp m-2), to determine growth rates, which could be achieved using the periphyton growing on artificial substrates as the only food source. The experimental culture units were 12 polyethylene 1 m³ cylindrical tanks with 4.8 m² of total submerged surface (bottom and walls), provided with 7.2 m² of artificial substrate (Aquamats&#8482;). There were no significant differences in the ammonia and nitrite concentrations determined in the four treatments (0.17-0.19 and 0.10-0.11 mg L-1, respectively), which remained below the respective levels of concern for shrimp cultures. Mean survival was similar, and ranged from close to 91 to 97%, whereas there were significant differences in mean individual weight, which ranged from 11.9-10.6 g shrimp-1 for the two low initial densities (25 y 50 g m-3), to 8.3-7.7 g shrimp-1 for the other treatments. However, because of the high survival and of the higher initial density, the best biomass yield was with 100 g m-3. The final nitrogen contents of sediment and water were lower than the initial values, and between 36 and 60% of the difference was converted into shrimp biomass.<br>Durante 40 días se cultivaron juveniles de camarón blanco Litopenaeus vannamei con un peso individual de 3,5 ± 0,3 g y biomasas iniciales de 25, 50, 75 y 100 g m-3 (equivalente a 8-32 ind m-2), sin cambios de agua y adición de alimento, para determinar la tasa de crecimiento usando como única fuente de alimentación el perifiton desarrollado en sustratos artificiales. Se utilizaron estanques cilíndricos de polietileno de 1 m³ con tres réplicas por tratamiento, con una superficie de 4,8 m² (paredes y fondo) y 7,1 m² de sustrato artificial (Aquamats&#8482;). No se encontraron diferencias significativas entre las concentraciones de amonio (0,17-0,19 mg L-1) y nitrito (0,10-0,11 mg L-1) determinadas en los cuatro tratamientos. La supervivencia fue similar, variando entre 91 y 97%. La ganancia en peso individual fue significativamente mayor en los tratamientos con menor biomasa inicial (25 y 50 g m-3), aunque por la mayor densidad inicial, el mejor rendimiento en biomasa se observó en los cultivos sembrados con 100 g m-3. Los contenidos de nitrógeno determinados al final del experimento, en el agua y sedimento, fueron inferiores a los valores iniciales, y entre el 36 y 60% de sus diferencias se recuperaron en biomasa de camarón.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo | La Chía, ha sido descrita como una especie altamente tolerante al déficit hídrico, pero se desconoce cuáles son sus respuestas ecológico-adaptativas. Con el objetivo de evaluar el efecto de la disponibilidad de agua en las relaciones hídricas, se sembraron dos fenotipos de Chía: blanco y negro, los cuales fueron sometidos a tres niveles de riego: 100, 70 y 40% de la evapotranspiración potencial (ET0). Se midió potencial hídrico (Ψ), sus componentes, a escala diaria y estacional, y se elaboraron curvas presión-déficit relativo de agua con uso de cámara a presión. Además, se utilizó la osmometría de presión de vapor para estimar el potencial de solutos a turgor máximo (Ψstm). En función del análisis gráfico de las curvas se obtuvieron los parámetros de: contenido relativo de agua a turgor cero (CRAt0), volumen de agua apoplástico (CRAa) y simplástico (CRAs), potencial de solutos a turgor máximo (Ψstm), potencial hídrico a turgor cero (Ψt0) y módulo de elasticidad de paredes celulares (ε). Los resultados muestran que no hubo efecto del fenotipo en los parámetros evaluados (p≤ 0,05) pero si hubo efecto de los tratamientos hídricos, durante el período experimental, con valores promedio de Ψ de – 0,8 MPa y -1,2 MPa en plantas regadas y estresadas (40% de ET0) respectivamente. La capacidad de ajuste osmótico fue demostrada a través de curvas presión volumen y osmometría de presión de vapor alcanzando un valor de 0,5 MPa cercano a madurez de cosecha, existiendo una correlación significativa entre ambas metodologías (p<0,05).

El río Cali, vital para la ciudad de Santiago de Cali, enfrenta múltiples desafíos por la contaminación y las actividades humanas. Sus aguas, fundamentales para el abastecimiento y los servicios ecosistémicos, han sufrido un deterioro significativo, afectando tanto su biodiversidad como la calidad de vida de las comunidades que dependen de él. Comprender estas problemáticas es crucial para restaurar este recurso y desarrollar estrategias innovadoras que aseguren su sostenibilidad frente a un futuro incierto. Considerando lo anterior, en este proyecto se implementaron modelos ecológicos para evaluar la calidad hidrobiológica del agua en el río Cali. Para la construcción de la base de datos, se utilizó información fisicoquímica, hidráulica e hidrobiológica de estudios realizados por la CVC y la Universidad Autónoma de Occidente en el marco del Plan de Ordenamiento del Recurso Hídrico (PORH) del río Cali entre 2021 y 2023. A partir de estos datos, se plantearon dos modelos con diferentes enfoques: uno para determinar la calidad hidrobiológica del agua basado en índices bióticos, específicamente el BMWP/Col, y otro de idoneidad de hábitat para predecir la ocurrencia de dos familias de macroinvertebrados acuáticos (Trichoptera:Helicopsychidae y Plecoptera:Perlidae) bajo diferentes condiciones ambientales. Se emplearon cuatro técnicas de minería de datos: lógica difusa, regresión logística, regresión binomial negativa y árboles de clasificación, evaluando su desempeño mediante indicadores como el F1-Score, precisión y recall. El análisis estadístico realizado, y los modelos planteados fueron creados utilizando herramientas como XLSTAT y el lenguaje de programación Python. La selección de variables predictoras se realizó mediante análisis de componentes principales (PCA) con rotación Varimax, complementado con diagramas de dispersión y box plots para explorar las relaciones entre predictores y la variable respuesta. Además, se consideraron estudios previos para la lógica difusa y un algoritmo experimental basado en el AIC del modelo. Los resultados mostraron que la lógica difusa fue la técnica más adecuada para predecir la calidad del agua con base en el índice BMWP/Col, logrando una precisión de 0,78, un F1-Score de 0,79 y una exactitud de 0,93. El modelo de idoneidad de hábitat también presentó excelentes resultados, destacándose nuevamente la lógica difusa con una precisión de 0,88 para Helicopsychidae y 0,93 para Plecoptera. Debido a la cantidad limitada de observaciones en la base de datos, las demás técnicas implementadas no alcanzaron resultados satisfactorios, pues requieren un proceso de calibración y validación más robusto al tratarse de herramientas basadas en el aprendizaje automático. Se espera a futuro aumentar el tamaño de los registros para facilitar la aplicación y escalabilidad de los modelos implementados. En conclusión, los modelos ecológicos basados en la lógica difusa demostraron ser herramientas efectivas para caracterizar y predecir la calidad hidrobiológica del río Cali, ofreciendo una base metodológica replicable para futuros estudios y la gestión sostenible de recursos hídricos en sistemas similares. | The Cali River, vital for the city of Santiago de Cali, faces multiple challenges due to pollution and human activities. Its waters, fundamental for water supply and ecosystem services, have suffered significant deterioration, affecting both its biodiversity and the quality of life of the communities that depend on it. Understanding these problems is crucial for restoring this resource and developing innovative strategies to ensure its sustainability in the face of an uncertain future. Considering the previous information, ecological models were implemented in this project to evaluate the hydrobiological quality of water in the Cali River. For the construction of the database, physicochemical, hydraulic and hydrobiological information from studies conducted by the CVC and the Universidad Autónoma de Occidente (Autonomous University of the West) in the framework of the Water Resource Management Plan (PORH) of the Cali River between 2021 and 2023 was used. From these data, two models with different approaches were proposed: one to determine the hydrobiological water quality based on biotic indices, specifically the BMWP/Col, and another of habitat suitability to predict the occurrence of two families of aquatic macroinvertebrates (Trichoptera: Helicopsychidae and Plecoptera: Perlidae) under different environmental conditions. Four data mining techniques were used: fuzzy logic, logistic regression, negative binomial regression and classification trees, evaluating their performance employing indicators such as F1-Score, precision and recall. The statistical analysis performed and the models developed were created using tools such as XLSTAT and the Python programming language. Predictor variable selection was carried out using Principal Component Analysis (PCA) with Varimax rotation, supplemented with scatter plots and box plots to explore relationships between predictors and the response variable. Additionally, prior studies for fuzzy logic and an experimental algorithm based on the model’s AIC were considered for decision-making. The results showed that fuzzy logic was the most suitable technique for predicting water quality based on the BMWP/Col index, achieving a precision of 0,78, an F1-Score of 0,79, and an accuracy of 0,93. The habitat suitability model also delivered excellent results, with fuzzy logic once again standing out, achieving a precision of 0,88 for Helicopsychidae and 0,93 for Plecoptera. Due to the limited number of observations in the database, the other techniques implemented did not achieve satisfactory results, as they require a more robust calibration and validation process since they are tools based on machine learning. In the future, the size of the records is expected to increase to facilitate the application and scalability of the implemented models. In conclusion, the ecological models based on fuzzy logic proved to be effective tools for characterizing and predicting the hydrobiological quality of the Cali River, offering a replicable methodological basis for future studies and the sustainable management of water resources in similar systems. | Proyecto de grado (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2025 | Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental

La desinfección es el proceso que se lleva a cabo para eliminar o controlar los microorganismos en el agua que pudieran afectar negativamente su calidad. La desinfección solar constituye un método de bajo coste y eficaz para proporcionar agua de consumo, tanto a nivel doméstico como agrícola. En este trabajo de investigación industrial, se ha realizado un completo estudio del estado del arte sobre procesos de desinfección basados en energía solar; el estudio de revisión ha servido como marco conceptual para el diseño de un piloto a escala semi-industrial (living lab) financiado dentro del proyecto SOS AGUA XXI. El piloto consiste en un sistema de fotocatálisis heterogénea basado en energía solar (especto UV-Visible), utilizando como fotocatalizadores i) solo energía solar (hυ) ii) TiO2 + hυ y iii) fotosensibilizadores orgánicos + hυ. El carácter innovador del sistema es la introducción de fotocatalizadores orgánicos ya usados con éxito en reacciones de oxidación, cuya capacidad de desinfección está siendo testada en el living lab. | Las tareas de investigación asociadas al proyecto descrito se desarrollan al amparo del proyecto SOSTENIBILIDAD, AGUA Y AGRICULTURA EN EL SIGLO XXI (SOS-AGUA-XXI), donde la investigación realizada corresponde con los trabajos que se están realizando en la Tarea 4.5: Estudio de sistemas de desinfección basados en energía solar. Proyecto financiado con fondos Next Generation EU por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial E.P.E. (CDTI) en la convocatoria Misiones Ciencia e Innovación 2021.