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.

Con un enfoque de ecología política posestructuralista, y a partir de los conceptos de justicia hídrica, relaciones de poder y tecnologías, y de una metodología cualitativo/etnográfica, se analizó el uso, el acceso, las formas de administración y el manejo del agua potable, en la Unidad de Agua y la Unidad de Gestión Territorial del Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal (GADM) de Loja. Las autoridades locales durante los últimos 30 años han venido buscando soluciones a los diferentes problemas de agua (cortes y racionamientos del agua frecuentes). Es así que han planteado proyectos de desarrollo locales e innovadores para responder a la problemática de las repetidas sequías, el desabastecimiento del agua y la mala gobernanza en el cantón Loja. Se pueden encontrar, por un lado, los proyectos de planes de infraestructura para manejo de agua potable y, por otro lado, los proyectos de conservación de fuentes de agua. Los GAD locales proponen esas medidas como nuevas, necesarias y modernas soluciones técnicas para el manejo del agua. En el manejo del agua existen relaciones de poder, despojos, distribución desigual, e implicaciones sociales y ontológicas. Por lo tanto, la gestión del agua es un eje de posibles colaboraciones, pero también de disputas en torno al poder y control sobre el recurso hídrico. Así mismo, se puede concluir que, que los programas de conservación y de infraestructuras, si se han creado relaciones de poder y se han presentado injusticias hídricas en el manejo de agua en el GADM de Loja. ¿De qué manera las relaciones de poder han influenciado las decisiones para la construcción y elaboración de planes de infraestructura relacionada con el abastecimiento y manejo del agua? Esta investigación trata de analizar, desde una perspectiva de ecología política del agua, y con la participación de algunas de las juntas de agua locales, las relaciones de poder, el despojo del agua y el acceso desigual en la construcción o planes de infraestructura relacionados con el manejo del agua en el GADM de Loja durante los últimos 30 años.

El objetivo fue simular con el software Vontron la desalinización de agua salobre mediante osmosis inversa para obtener agua potable. Se usó una muestra de agua salobre de un pozo en Lurín, considerando parámetros de campo, enviándose las demás muestras al laboratorio para analizarlas con los parámetros de concentraciones de cloruros, nitratos, sulfato y metales totales y con el informe emitido se pasó a la siguiente etapa. Se ingresaron los datos al programa VONTRON para la simulación, se consideraron parámetros de operación y diseño, se hizo una simulación de diseño de sistema de osmosis inversa para obtener agua potable. Se realizó una matriz de experimentos con los parámetros de operación obteniéndose variables respuestas: flujo de alimentación, flujo de concentrado, presión de alimentación, presión de concentrado, energía específica y SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS Permeado (Solidos Totales disueltos), extraídos de las hojas de resultados del software para ingresar los parámetros de operación y diseño. También se usó el software Minitab 19, ingresando los datos de las hojas de resultados del software Vontron dándose diferentes combinaciones de tratamientos con tablas y gráficas para determinar el mejor tratamiento para diseñar un sistema de osmosis inversa, resultando favorable los parámetros de operación Ni 1, con ellos se podrá diseñar una planta de osmosis inversa y obtener agua potable eficientemente con datos reales según nuestro software comparándolo con el reglamento de calidad del agua.

Esta investigación identificó la influencia que tiene la calidad del agua del arroyo León sobre la ciénaga de Mallorquín. Para el estudio del arroyo León se utilizó el “sistema de Indicadores Hídricos, por intervención Antrópica” llamado Índice de Calidad de Agua (ICA) y señala el grado de calidad de un cuerpo de agua en términos del bienestar humano independiente de su uso, en un tiempo determinado (IDEAM, 2005). Para la ciénaga de Mallorquín se aplicó el indicador ICAM (Índice de Calidad Marina), el cual facilita la interpretación de la calidad del ambiente marino, la evaluación del impacto de las actividades antropogénicas y valorar la calidad de las aguas marinas (INVEMAR 2007). Se seleccionaron 13 puntos de muestreos en el cauce del arroyo León y 10 en la Ciénaga de Mallorquín, se consideraron 7 parámetros, entre fisicoquímicos y microbiológicos. El muestreo se realizó en dos épocas: una invernal, junio-agosto 2018 y una seca octubre 2018 - marzo 2019. Para la evaluación normativa se tuvo en cuenta la normativa ambiental, decreto 1076/2015, y Resolución 258/2011 de la Corporación Autónoma Regional del Atlántico. Los resultados indican que el arroyo, desde su origen y hasta la desembocadura presenta un ICA catalogado como “MALA”, la ciénaga de Mallorquín, presenta una calidad del agua “Pésima”, indicador del mal estado del cuerpo marino. En zona donde desemboca el arroyo León sobre la ciénaga se observan los valores más bajos en las escalas ICA e ICAM, evidenciando la afectación que tiene el arroyo sobre la ciénaga.

Cuenca se caracteriza por poseer un buen sistema de abastecimiento de agua potable. La geografía de la zona y la gestión de entidades municipales permiten que el servicio sea económico y de fácil acceso. Sin embargo, la dotación de agua potable se ve amenazada por el alto consumo per cápita, puesto que se ha estimado escasez de dicho recurso para el año 2050. Por lo cual es necesario plantear alternativas que permitan la optimización del recurso. De tal forma, esta investigación evalúa un sistema de almacenamiento o cosecha de agua lluvia, en los tejados de las viviendas de la ciudad de Cuenca, por medio del análisis diario del almacenamiento de agua lluvia, en función de: las precipitaciones de la ciudad, el área de captación, las pérdidas por escorrentía en el tejado, la efectividad del sistema de captación, la demanda de agua lluvia en el hogar y el tamaño del tanque de almacenamiento. La evaluación del sistema de cosecha de agua lluvia se basa en distintos índices que facilitan al usuario la toma de decisiones de acuerdo a sus requerimientos y circunstancias. Se generaron distintos escenarios de captación y uso de agua lluvia, considerando las realidades de los hogares. Los resultados indican que la cosecha de agua lluvia permite reducir el consumo de agua potable en hasta un 18,45 % en aquellas actividades que no requieren el uso de la misma, como en las descargas en los inodoros y limpieza del hogar, además del ahorro económico asociado. Adicionalmente, la cosecha de agua lluvia se presenta como una estrategia de gestión ambiental, debido a que esta actividad prolongaría el tiempo que las fuentes hidrológicas de la ciudad sean capaces abastecer a los pobladores. | Cuenca is characterized by having a good system of drinking water supply. The geography of the area and the good management practices of the water utility allow the service to be affordable and easily accessible. However, the drinking water supply is threatened by the high demand per capita; therefore, it has been estimated that a shortage of this resource will happen by the year 2050. Therefore, it is necessary to propose alternatives that allow the optimization of the resource. In this way, this research evaluates rainwater storage or harvesting system, on the roofs of houses in the city of Cuenca through daily analysis of rainwater storage, based on: rainfall in the city; the catchment area, run-off losses, the effectiveness of the system, the demand for rainwater in the home, and the size of the storage tank. The evaluation of the rainwater harvesting system was based on different indices that make it easier for the user to make decisions according to their requirements and circumstances. Different scenarios of catchment and use of rainwater were generated, considering the realities of households. Results show that rainwater harvesting can reduce the consumption of potable water up to an 18.45 %, in those activities that do not require the use of it, such as flushing in toilets and cleaning the home, in addition to the associated financial savings. Additionally, the rainwater harvesting is presented as an environmental management strategy, because this activity would prolong the life time that the hydrological sources of the city are able to supply the inhabitants. | Ingeniero Ambiental | Cuenca