The project focuses on social development in rural areas due to the lack of access to safe drinking water. The population of San José de Pichul is isolated from the benefits of society and does not receive a solution from the authorities to meet its needs for clean drinking water. Different types of solar distillers using the greenhouse effect were considered for the development of a locally designed and built distilleries. A new process for water purification was implemented with greater emphasis on energy efficiency and low cost, opting for the hut type distillery. The San José de Pichul sector is provided with deep-well water reaching a coliform treatment system. The water proved to be unsuitable for human consumption due to its high salt content and is not properly treated, putting the health of the inhabitants at risk. This project aims to verify through solar energy if the distillation and purification system provides vital liquid suitable for human consumption. The use of renewable solar energy is fundamental in the heating of the distiller's system by the use of the evaporation and condensation stages. The process involved 2 households of 5 members each in which an online survey was conducted in the SURVEYMONKEY program, determining that the volume of water for consumption required by a person per day is 3lt/day. Once the equipment started operating, data was collected on the distilled water produced by the system during May and June 2020. The data was complemented by the satellite program SOLCAST, to help evaluate the efficiency of the distillery. Water production of 2 liters/day/m2 with minimum radiation of 100Wh/m2 and 5 liters/day/m2 with maximum radiation of 8000Wh/m2 was recorded. For the water quality, physical chemical and microbiological analysis of the water were conducted, finding that the values were for, Dissolved Oxygen 9.3 mg/l, Ph 7.91, Electrical conductivity 7.8 uS/cm, Fecal Coliforms 0, Total hardness 144mg/l, color 1.7, Turbidity 0.9 NTU, Nitrites 0 mg/l and Nitrates 5 mg/l. The solar distillation was able to transform water with high salt contents not suitable for human consumption into the water with characteristics suitable for human consumption and the parameters analyzed for the distilled water are within the maximum permissible limits of the TULSMA and INEN 1108 regulations. | El proyecto está enfocado en el desarrollo social de las zonas rurales debido a la falta de acceso de agua potable apta para el consumo humano. La población de San José de Pichul se encuentra aislada de los beneficios de la sociedad y no recibe solución por parte de las autoridades para suplir sus necesidades de agua apta para consumo humano. Diferentes tipos de destiladores solares que utilizan el efecto invernadero fueron considerados para el desarrollo de un destilador de diseño y construcción local. Se implementó un nuevo proceso para purificación de agua con mayor énfasis en la eficiencia energética y de bajo costo, optándose por el destilador tipo caseta. El sector San José de Pichul es provisto con agua de pozo profundo llegando a un sistema de tratamiento para coliformes. El agua demostró no ser apta para consumo humano por su alto contenido de sales y no es tratada correctamente poniendo en riesgo la salud de los habitantes. Este proyecto tiene como finalidad verificar mediante energía solar si el sistema de destilación y purificación provee líquido vital apto para consumo humano. El uso de energía solar renovable es fundamental en el calentamiento del sistema del destilador cumpliendo con las etapas de evaporación y condensación. El proceso involucró a 2 núcleos familiares de 5 miembros en la cual se realizó una encuesta online en el programa SURVEYMONKEY, determinando el volumen de agua para consumo que requiere una persona por día evaluado es 3lt/día. Una vez puesto en funcionamiento el equipo se recolectaron datos de agua destilada producida por el sistema en un periodo de los meses de mayo y junio del 2020. Se complementaron los datos mediante el programa satelital SOLCAST, evaluándose de esta manera la eficiencia del destilador. Se registró una producción de agua de 2 x litros/día/m2 con una radiación mínima 100Wh/m2 y de 5 litros/día/m2 con una radiación máxima 8000Wh/m2 . Para la calidad de agua se realizó análisis físico químico y microbiológico del agua, encontrándose que los valores fueron para, Oxígeno disuelto 9.3 mg/l, Ph 7.91, Conductividad eléctrica 7.8 uS/cm, Coliformes fecales 0, Dureza total 144mg/l, color 1.7, turbiedad 0,9 NTU, nitritos 0 mg/l y nitratos 5 mg/l. La destilación solar pudo transformar agua con altos contenidos de sales no apta para consumo humano en agua con características adecuadas para consumo humano y los parámetros analizados del agua destilada se encuentran dentro de los límites máximos permisibles de las normativas TULSMA y INEN 1108.

Abstract The Lagunera Region, located in the North-Center of Mexico, is the main dairy basin of the country in which 21 % of the national production is obtained. In the region there are 90 biodigesters, of which 10 use biogas to produce electricity and about 50 burn it with equipment called “Biogas Torch” with the ability to destroy methane. In the dairy stables in the region, the use of electrical resistors or liquefied petroleum gas (LPG) is used to heat the water used in sanitation, which generates an annual expenditure close to $Mx 300,000 ($1.30/kWh), when the process could be more economical and sustainable with the use of biogas. The objectives of this work were to design and validate the innovation of adding a coil to the torches, so that in addition to burning the biogas, as current torches do, heat is used to heat the water demanded in various processes of the dairy stables. The first phase of the methodology consisted of performing the calculation of the heat transfer process, which occurs within the new torch, with the incorporated coil, through which the water circulates, which once hot, will be used in several processes within of the stable. 30 experimental runs were carried out in which the parameters were measured: water temperature, time, pressure and biogas flow, as well as the CH4, CO2 and H2S values. The collected data were analyzed statistically (ANOVA of one factor), which demonstrated the consistency of the water heating process proposed in this work. This innovation can be used in dairy stables and pig farms where biogas is produced and hot water is required for its processes and in production units that require heating in regions with cold or low temperate climates. | Resumen La Comarca Lagunera, ubicada en el Norte-Centro de México, es la principal cuenca lechera del país en la cual se obtiene el 21 % de la producción nacional. En la región existen 90 biodigestores, de los cuales 10 emplean el biogás para producir electricidad y alrededor de 50 lo queman con un equipo denominado “Antorcha de Biogás” con capacidad para destruir el metano. En los establos lecheros de la región es común la utilización de resistencias eléctricas o bien gas licuado de petróleo (GLP) para calentar el agua utilizada en la sanitización, lo que genera un gasto anual cercano a los $300,000 (1.30 $/kWh) cuando el proceso podría ser más económico y sustentable con la utilización del biogás. El presente trabajo tuvo como objetivos diseñar y validar la innovación de agregar un serpentín a las antorchas, para que además de quemar el biogás, como lo hacen las antorchas actuales, se aproveche el calor para calentar el agua demandada en diversos procesos de los establos lecheros. La primera fase de la metodología consistió en realizar el cálculo del proceso de transferencia de calor, que ocurre dentro de la nueva antorcha, con el serpentín incorporado, a través del cual circula el agua que una vez caliente será utilizada en varios procesos dentro del establo. Se realizaron 30 corridas experimentales en las que se midieron los parámetros: temperatura del agua, tiempo, presión y flujo del biogás, así como los valores de CH4, CO2 y H2S. Los datos se analizaron estadísticamente (ANOVA de un factor) con lo que se demostró la consistencia del proceso de calentamiento del agua propuesto en este trabajo. Esta innovación puede ser utilizada en establos lecheros y granjas porcinas donde se produzca biogás y se requiera agua caliente para sus procesos y en unidades de producción que requieran calefacción en regiones con climas fríos o templados.

El manejo inadecuado y desperdicio del agua en distintos sectores productivos ha contribuido en gran medida a la escasez y contaminación de las fuentes hídricas, la producción más limpia busca la aplicación continua y preventiva de estrategias que reduzcan los impactos negativos de la industria sobre el ambiente. Este trabajo se realizó con el propósito de diseñar estrategias para el uso eficiente del recurso hídrico en la empresa Carval, la cual pertenece al sector de laboratorios y farmacéuticos veterinarios, localizada en la ciudad de Cali en la Carrera 1 #58-41, por medio del programa de estrategias de autorregulación ambiental empresarial del DAGMA, para lograr este objetivo se realizó en primer lugar, un diagnóstico de la situación actual de la empresa referente al uso del recurso hídrico, dentro de este diagnóstico se realizaron observaciones en sitio respecto a los protocolos de uso de agua y se establecieron los volúmenes de agua estimados por área (Administrativo, producción y laboratorio), identificando los puntos críticos de consumo, los cuales resultaron en las áreas de producción Granulación y Mezclas 2. En segundo lugar, se realizó un análisis de la información recolectada en el diagnóstico, con el fin de diseñar un programa de uso eficiente y ahorro de agua (PUEAA), en este programa se plantean estrategias de producción más limpia a corto, mediano y largo plazo para todas las áreas, priorizando los puntos críticos, entre estas se resaltan la implementación de medidores de agua, equipos de menor consumo como hidrolavadoras y dispositivos ahorradores. Por último, se elaboró un brochure del programa de uso eficiente y ahorro de agua, en este se recopilo de manera resumida lo planteado en el PUEAA, incluyendo las alternativas planteadas, indicadores y metas económicas y de consumo del recurso, para su socialización y divulgación dentro de la empresa con todos los actores claves involucrados. En conclusión, se espera que las estrategias planteadas sean un recurso útil para Carval y puedan desarrollar aún más estrategias que lleven a la mejora continua en la gestión del recurso hídrico dentro de la empresa | The inadequate management and waste of water in different productive sectors has largely contributed to the scarcity and contamination of water sources, cleaner production seeks the continuous and preventive application of strategies that reduce the negative impacts of the industry on the environment. This work was carried out with the purpose of designing strategies for the efficient use of water resources in Carval, a company located in the city of Cali, through the DAGMA business self-regulation environmental strategies program, to achieve this objective it was carried out in the first place , a diagnosis of the current situation of the company regarding the use of water resources, within this diagnosis observations were made on site regarding the protocols of water use and the estimated water volumes by area (Administrative, production and laboratory ) were established, identifying the critical consumption points, which resulted in the Granulation and Mixes 2 production areas. Secondly, an analysis of the information collected in the diagnosis was carried out, in order to design an efficient use and water saving program (PUEAA), in this program, cleaner production strategies are proposed in a short, medium and long term for all the areas, prioritizing critical points, among these are the implementation of water meters, lower consumption equipment such as pressure washers and energy saving devices. Finally, a brochure of the program of efficient use and water saving was elaborated, in this it was compiled in a summarized way what was raised in the PUEAA, including the proposed alternatives, indicators and economic and consumption goals of the resource, for its education, socialization and divulgation within the company with all the key stakeholders involved. In conclusion, it is expected that the proposed strategies will be a useful resource for Carval so they can develop even more strategies that lead to continuous improvement in the management of water resources within the Company | Pasantía institucional (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2020 | Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental

Colon province, Republic of Panama, has many communities or sites that lack safe drinking water service. Therefore, the settler has to use alternative options for purifying water. For this reason, the present study analyzed the efficiency of the Microbiological Water Filter LifeStraw Family in the Maria Chiquita Community, Colon. This research found that the system removed 99.77387% of indicator microorganisms in 5 L, 99.35780% in 150 L, and 99.87453% in 300 L.  A 99.2273% of Pseudomonas aeruginosa, 99.6637% of total coliforms, 99.8619% of fecal coliforms, and 99.9220% of heterotrophic bacteria were excluded from the filtration. Its full effectiveness was 99.6687% (99.245293-100.092167). | En la provincia de Colón, República de Panamá, existen muchos sitios o comunidades que carecen de un servicio de agua potable. Debido a esto, los pobladores se ven forzados a utilizar medios alternativos para la purificación del agua. Por esta razón, el presente estudio analizó la eficiencia del sistema de filtrado microbiológico de agua LifeStraw Family en la comunidad de María Chiquita, Colón. Se determinó que el sistema removió el 99,77387% de los microorganismos indicadores en los 5 L, el 99,35780% en los 150 L y el 99,87453% en los 300 L. Se excluyó del filtrado el 99,2273% de Pseudomona aeruginosa, un 99,6637% de coliformes totales, un 99,8619% de coliformes fecales y un 99,9220% de bacterias heterotróficas. Su efectividad total fue 99,6687% (99,245293-100,092167).

"The production of micro-bubbles and foam (ME) in hyper-intensive shrimp culture ponds are generally associated with the production of Biofloc. Using an image analysis, the water column of the highest generation of ME was found. For this, the Image Processing Toolbox from MATLAB program and an image filtering algorithm were used. For the bioassay, a 7.5 HP regenerative blower aerator was used, connected to a combined system of airlifts (box and angle type) with micro-perforated hose and a 1.0 m deep tank. Images were measured at 0.05 m intervals to the maximum water column design. The results show that ME measurements associated with the electrical consumption, depth and dynamics of the pond can help improve crop efficiency. In the practical case, it was shown that the highest ME production was between 0.40 and 0.85 m of water column with a saving in electrical consumption of 5-8%, in relation to that obtained at the maximum level of pond operation. The angular airlift was more efficient in ME generation than the box airlift. The results may vary in other cases depending on the water quality, biomass load of the pond, airlift characteristics and blower capacity." | "La producción de micro-burbujas y espuma (ME), en estanques de cultivo de camarón hiper-intensivo generalmente están asociadas a la producción de bioflóculos. Utilizando un análisis de imágenes se encontró el rango de columna de agua de mayor generación de ME. Para esto se utilizó el programa MATLAB la librería Image Processing Toolbox y un algoritmo de filtrado de imágenes. Para el bioensayo se utilizó un aireador tipo blower regenerativo de 7.5 HP conectado a un sistema combinado de airlifts (tipo caja y angular), con manguera micro-perforada y un estanque de 1.0 m de columna de agua. Las imágenes se midieron en intervalos de 0.05 m hasta la máxima columna de agua de diseño. Los resultados muestran que las mediciones de ME asociadas al consumo eléctrico, columna de agua y dinámica del estanque pueden ayudar a mejorar la eficiencia del cultivo. En el caso práctico se demostró que la mayor producción de ME estuvo entre 0.40 y 0.85 m de columna de agua con un ahorro en el consumo eléctrico del 5-8%, con relación al obtenido en el nivel máximo de operación del estanque. El aireador airlift tipo angular fue más eficiente en la generación de micro-espuma que el aireador airlift tipo caja. Los resultados pueden variar en otros casos dependiendo de la calidad de agua, carga de biomasa del estanque, características del airlift y capacidad del blower."

El periodo de disminución del consumo urbano de agua iniciado a mediados de la década del 2000 en España se invirtió en algunas áreas litorales del Mediterráneo a partir del año 2014 como resultado de la recuperación económica y el crecimiento de la actividad turística. Sin embargo, a escala inframunicipal este cambio de tendencia no se ha producido de manera homogénea. Con el objetivo de mejorar la comprensión de estas tendencias, se han realizado 171 encuestas personales en hogares de dos municipios del litoral de Alicante y se han solicitado sus datos de facturación de agua agregados por tipología de vivienda y sector urbano. Los resultados del análisis de la evolución del consumo entre 2007 y 2017 y de la percepción del precio del agua indican que se ha producido un incremento de la desigualdad urbana. Mientras que en las áreas urbanas de baja densidad el consumo ha aumentado, especialmente en las viviendas secundarias, en las áreas urbanas de alta densidad la disminución se ha mantenido, llegando a niveles que podrían indicar situaciones de pobreza hídrica, por lo que se propone la revisión de las estructuras tarifarias para fomentar una distribución más justa de los costes del servicio. | The period of urban water consumption decline that began in the mid-2000s in Spain was reversed in some Mediterranean coastal areas from 2014 as a result of the economic recovery and the tourist activity growth. However, at the infra-municipal level, this change in trend has not occurred in a homogeneous way. In order to improve the understanding of these trends, 171 personal surveys have been carried out in households of two municipalities of the Alicante coastline and their water billing data has been requested, aggregated by type of housing and urban sector. The results of the water consumption evolution analysis between 2007 and 2017 and the perception of the water price indicate that there has been an increase in urban inequality. While in low-density urban areas consumption has increased, especially in second homes, in high-density urban areas the decrease has been maintained, reaching levels that could indicate situations of water poverty. Therefore, the revision of the tariff structures is proposed to promote a fairer distribution of water service costs. | Este artículo forma parte de una tesis doctoral financiada con una beca de Formación del Profesorado Universitario por el Ministerio de Educación Cultura y Deporte (FPU15/01144). Asimismo, se inserta en el proyecto de investigación "Evaluación de la pobreza hídrica en entornos urbanos del litoral mediterráneo: estudios de caso (Alicante, Murcia y el Área Metropolitana de Barcelona)", financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2019-104456RB-C22).

WEPP is a process-based model that estimates runoff and water erosion at slope level, maintaining a soil water balance at daily pace. The objective of this work is to adjust and validate the water balance component of the WEPP model in two watershed management situations (afforestation and natural grassland field) to obtain an adjusted tool that determines runoff and erosion. Soil water content data measured with neutron probe 4 times in the year down to 1.3 m depth during 10 years were used, and were compared with WEPP estimates. The results indicate that the WEPP estimations were not good (Efficiency coefficient (E) = 0.03, -1.29, -0.01, -1.74, 0.17 and -0.08 for the profiles) in high slope (C), average slope (D) and low slope (F), in the Grassland and afforested watershed, respectively, with an E considered insufficient and with periods of over and underestimation water content for both management situations. A better fit was obtained by eliminating the data outside of the calibration line in the profile C, with no improvement for the D and F profiles in both management situations. The results indicate that parameters such as evapotranspiration and WEPP equations must be adjusted to achieve better performance. | El modelo WEPP se basa en procesos que estiman escurrimiento y erosión hídrica a nivel de ladera, manteniendo un balance hídrico del suelo en forma diaria. El objetivo de este trabajo es ajustar y validar el componente balance hídrico del modelo WEPP en dos situaciones de manejo de cuencas (forestada y pastura natural) para obtener una herramienta ajustada que permita estimar escurrimiento y erosión. Se utilizaron datos de agua en el suelo medidos con sonda de neutrones cuatro veces por año hasta 1,3 m de profundidad durante diez años, y se los comparó con los datos simulados con el modelo WEPP. Los resultados indican que la estimación del modelo en los perfiles situados en ladera alta (C), ladera media (D) y ladera baja (F) para ambas cuencas no fue buena (Coeficiente de eficiencia (E) = 0,03, -1,29, -0,01, -1,74, 0,17 y -0,08 para los perfiles C, D y F en la cuenca de pastura natural y forestada, respectivamente), con E considerado como insuficiente y con períodos de sobre y subestimación del contenido de agua en el suelo para ambas situaciones de manejo. Al eliminar los datos de contenido de agua registrados por fuera de la recta de calibración de la sonda de neutrones, los resultados presentaron un mejor ajuste para el perfil C, no registrándose igual mejora para los perfiles D y F en ambas situaciones de manejo. Los resultados indican que se deben ajustar parámetros como la evapotranspiración y las ecuaciones del modelo WEPP para lograr su mejor performance. | O modelo WEPP é baseado em processos que estimam o escoamento superficial e a erosão hídrica no nível da encosta, mantendo um balanço hídrico do solo diariamente. O objetivo deste trabalho é ajustar e validar o componente de balanço hídrico do modelo WEPP em duas situações de manejo da bacia (pastagens florestadas e naturais) para obter uma ferramenta ajustada que permita estimar o escoamento superficial e a erosão. Os dados de água no solo medidos pela sonda de nêutrons foram usados ​​quatro vezes por ano, com profundidade de 1,3 m por dez anos e comparados com dados simulados usando o modelo WEPP. Os resultados indicam que a estimativa do modelo nos perfis localizados nos declives alto (C), médio (D) e baixo (F para ambas as bacias) não foi boa (coeficiente de eficiência (E) = 0,03, -1,29, -0,01, -1,74, 0,17 e -0,08 para os perfis C, D e F na bacia de pastagem natural e florestal, respectivamente) com E considerado insuficiente e com períodos de super e subestimação do teor de água no solo para ambos Situações de gerenciamento: Ao eliminar os dados de conteúdo de água registrados fora da linha de calibração da sonda de nêutrons, os resultados mostraram uma melhor adequação ao perfil C, não registrando a mesma melhoria para o D e F em ambas as situações de gerenciamento. Os resultados indicam que parâmetros como evapotranspiração e equações do modelo WEPP devem ser ajustados para alcançar seu melhor desempenho.

El cambio climático es una realidad. El aumento de la contaminación atmosférica acentúa el efecto invernadero que provoca el aumento de la temperatura global del planeta. Algunas de las consecuencias son difícilmente reversibles, como la desertificación de zonas cálidas o el deshielo de glaciares que provoca el aumento del nivel de los mares y océanos. Debemos tomar conciencia de que las consecuencias de nuestra actividad pueden llegar a un punto de no retorno. Por ello, el ser humano debería llevar a cabo acciones que estuviesen encaminadas a revertir esta situación mientras sea posible. La agricultura es una actividad ligada al ser humano desde sus inicios. El incremento de la población a nivel global provoca que la producción de alimentos repercuta notable en el cambio climático; aunque la agricultura es, en parte, una actividad que supone un sumidero de carbono, porque el proceso de fotosíntesis contribuye a reducir los niveles de carbono del aire. Cada vez se producen más cosechas en menos tiempo, se intensifica la actividad agrícola y se elevan los consumos de agua y la demanda de energía. Si la energía consumida no es renovable, se emiten Gases de Efecto Invernadero (GEI) y se incrementa su concentración en la atmósfera. La disponibilidad de energía renovable en explotaciones agrícolas es una cuestión que depende de los acuerdos que alcancen los organismos públicos y privados. Este es un aspecto que se sitúa fuera del alcance de la presente Tesis, pero modificar las pautas de uso del agua y la energía, de manera que se reduzcan las emisiones GEI, depende del propio agricultor. El objetivo de la presente Tesis Doctoral es desarrollar una metodología para la cuantificación precisa de la huella de carbono en el manejo del agua de riego. Como zona de estudio se eligió La Mancha Oriental (MO), una zona situada en el sureste de España, donde la principal fuente de agua destinada a la agricultura proviene de la masa de agua subterránea MO. Se abarcó la serie de años 2007?2017, debido a que, por un lado, es una serie de años suficientemente amplia para poder detectar tendencias en la información de partida y en los resultados obtenidos, y por otro, por abarcar el último año completo del que se disponía información en el momento de comenzar el estudio. El concepto de "manejo del agua de riego" considerado en la Tesis, abarca el proceso desde su extracción mediante sondeos hasta su transporte y aplicación a los cultivos mediante sistemas de riego. A la hora de abordar el objetivo principal surgieron varios factores a considerar, por ejemplo: la manera en la que se emplea el agua y la energía para el riego de los cultivos, el tipo de energía empleada para el riego, cómo influye el momento en el que se demanda la energía en la cantidad de emisiones GEI generada, la relevancia de los distintos factores a la hora de calcular las emisiones GEI debidas al uso del agua. Para abarcar estos aspectos, se plantearon varios objetivos secundarios que contribuyeron a alcanzar el objetivo principal. Los objetivos secundarios establecidos en la Tesis fueron: i) conocer el estado del arte de los estudios publicados relativos a la energía que se emplea en el manejo del agua en la agricultura; ii) estudiar la relación entre la demanda energética y las emisiones GEI ligadas a ella, así como su relación con el manejo del agua en el riego; iii) determinar si las pautas que se siguen para decidir el momento en el que se ponen en funcionamiento los sistemas que intervienen en el manejo del agua en el riego, son las más adecuadas para de reducir las emisiones GEI, y proponer alternativas en caso de no serlo; iv) identificar los aspectos más influyentes a la hora de plantear una metodología para la cuantificación de la huella de carbono, y proponer herramientas para su estimación, v) analizar casos concretos y representativos de la zona de estudio para calcular, mediante la metodología propuesta las emisiones GEI que se originan por el manejo del agua para riego. En primer lugar, y como primer capítulo de la Tesis, se llevó a cabo una Revisión Sistemática (RS) de la bibliografía publicada. Para comenzar la búsqueda se planteó una cuestión principal: "¿Estimamos adecuadamente la huella de carbono debida al manejo del agua en la agricultura?" De esta búsqueda, se obtuvo información de distintos estudios relacionados con el tema de la Tesis, por ejemplo: la manera en la que han enfocado las peculiaridades para calcular las emisiones GEI originadas por el manejo del agua en la agricultura, los diferentes puntos de vista de los autores ante un mismo problema o los índices de trasformación que se han empleado, entre otros muchos aspectos. Finalizada la RS de la bibliografía, en el capítulo 2 se analizó el índice de transformación (kgCO2e/kWh) ligado a la producción y consumo de energía eléctrica convencional en España. Se observó que, tradicionalmente se han empleado índices de transformación de la energía eléctrica fijos, invariables en el tiempo e independientemente de la zona, como por ejemplo los empleados con la Comisión Nacional de los Mercados y la Competencia (CNMC). Pero la proporción de los distintos tipos de fuentes para la generación de energía (mix energético) es variable, y repercute directamente en el índice de transformación de la energía, que también varía a lo largo del tiempo. En España, tradicionalmente se ha consumido energía eléctrica convencional (la procedente de la red de distribución de Red Eléctrica de España (REE)) destinada al manejo del agua en el riego en períodos en los que la energía es más económica; evitando, en la medida de lo posible, consumir energía en el período más caro. Como la elección del momento de consumir energía para el riego está influenciada directamente por los períodos tarifarios, se calculó un índice de transformación de la energía eléctrica mensual para la serie de años analizada (2007?2017) distinguiendo entre períodos tarifarios. De esta manera, se estimaron las emisiones GEI asociadas al manejo del agua de riego de una forma más precisa que empleando índices de transformación fijos anuales. En zonas áridas, donde los recursos hídricos superficiales son escasos, el agua para riego procede normalmente de origen subterráneo. Para extraer agua de zonas subterráneas, se necesitan bombas hidráulicas que demandan grandes cantidades de energía. A mayor profundidad de la cota piezométrica con respecto a la superficie, mayor cantidad de energía se consume, y por tanto, mayor cantidad de emisiones GEI se producen. En el capítulo 3, se obtuvo la energía necesaria para extraer cada m3 de agua subterránea de la masa de agua MO, partiendo únicamente de la ubicación de los sondeos. Para ello, se realizó un estudio de la profundidad de la cota piezométrica de los sondeos que extraen agua de la masa de agua subterránea MO a partir de piezómetros controlados por la Confederación Hidrográfica del Júcar (CHJ). Estos piezómetros proporcionan información puntual de la profundidad de la cota piezométrica desde la que se extrae el agua para regar los cultivos de la zona de MO. A partir de esta información puntual, y tras aplicar técnicas geoestadísticas de interpolación como el krigeado (o kriging) e incluir el Modelo Digital de Elevaciones (MDE) se obtuvieron mapas continuos mensuales de la serie de años analizada (2007?2017) de la profundidad de extracción de la zona donde se concentra la agricultura de regadío sobre la masa de agua MO. Con los índices de transformación calculados en el capítulo 2 se obtuvieron mapas continuos mensuales de la huella de carbono asociada a la extracción de recursos hídricos subterráneos en la zona de estudio. En el capítulo 4 se calcularon las emisiones GEI generadas por el manejo del agua de riego, empleando la metodología desarrollada en anteriores capítulos de la Tesis, en dos casos de estudio representativos de MO: una explotación agrícola de 145 ha con un único propietario y una comunidad de 741 regantes y 951 ha. Se siguieron dos enfoques o aproximaciones, atendiendo a la información de partida disponible. Por un lado, partiendo del registro de la cantidad de energía mensual consumida y, por otro lado, partiendo de la mínima información (esta última aproximación es la más común), es decir, de las necesidades hídricas de los cultivos. Se calculó el coste económico de las emisiones GEI así como las mínimas y máximas que podrían originar. Además, se determinaron las horas más propicias para poner en funcionamiento los sistemas de manejo de agua con el fin de reducir las emisiones GEI originadas por esta actividad.

Este proyecto aborda la problemática del análisis inteligente de datos en dominios de problemas donde existe carencia de datasets etiquetados para utilizar modelos de clasificación con diferentes algoritmos mediante el uso de técnicas de Machine Learning supervisadas. Debido al gran volumen, alta carga de trabajo y complejidad que supone este proyecto, se ha determinado segmentar el contenido del mismo entre dos personas. Respecto a la diversidad de problemas enfrentados, se expone seguidamente la exploración de los propios. El primero de ellos, es la escasez de datasets que puedan utilizarse para entrenar un modelo, bien por la imposibilidad de utilizar datasets reales por protección de datos, o el simple hecho de que no se llega a hacer la recolección, tratamiento, análisis y almacenaje de esos datos correctamente. Por ello, ha sido desarrollada una herramienta para la generación de datasets sintéticos propios, que ejemplifican escenarios configurando diversos parámetros y valores para generar conjuntos de datos de cualquier tamaño, de categorías diferentes, balanceados no imbalanceados, etiquetados o sin etiquetar, con valores simulando errores en la recogida de datos, simbólicos o numéricos. La idea de esta herramienta es generar conjunto de datos que tratan de simular de la mejor manera posible, los datos provenientes de escenarios reales. En segundo lugar, la insuficiencia de cotejos entre diferentes algoritmos que revelen con cierta convicción qué algoritmos son mejores para distintos tipos de datasets. Para esclarecer este punto, se realiza un exhaustivo estudio de diferentes algoritmos, tanto de clasificación binaria como multiclase, utilizando parámetros personalizados para cada uno como la impuridad, repeticiones o profundidad. Modificando los hiperparámetros de cada algoritmo, se podrán plantear diferentes circunstancias en los que los algoritmos de clasificación ofrecen diferentes resultados. Con éstas comparaciones, observamos las ventajas que ofrecen unos frente a otros en rendimiento computacional o precisión dependiendo del volumen de información en el dataset, la variación entre los parámetros para los posibles resultados. Este proyecto se ha tratado como un primer acercamiento para comprobar la fiabilidad de los datasets, por tanto los algoritmos que han sido utilizados son Linear Support Vector Machine para una clasificación binaria y, por otro lado, para clasificación multiclase se implementa Logistic Regression mediante One vs Rest. Finalmente, la recolección, tratamiento, análisis y almacenaje de datos representados se realizará sobre plataformas de computación ultraescalable como Apache Spark. La selección de este herramienta está basada en el hecho que para la transferencia de este desarrollo a un escenario real, podría ser factible plantearse un framework que supone una mejora computacional en cuanto a la escalabilidad, el manejo de data streamming, las capacidades de la computación distribuida y paralela más adecuados cuando se llevan a cabo desarrollos software para aplicaciones IoT con sensorización remota. Abstract: This project addresses the problem of intelligent data analysis over problem domains where there is a lack of labeled datasets required for using classification models of supervised Machine Learning techniques. In particular, this Project explores an attractive and important domain such as Medio-environmental Analysis, specifically the problem of the hydrocarbons pollutants. Due to the large volume, high workload and complexity of this project, it has been split in two parts each one of them to be executed by two students. Regarding the diversity of problems faced, the exploration of their details is presented below. The first of this problems, is the lack of available datasets that can be used to train a Machine Learning model in the Water Quality domain. In a general context, the unavailability of real datasets is due to the LOPD1, or because of the fact that Collecting, Storing, Analyzing, and Using data is not usually done correctly. In some scenarios the solution is the design of a ad-hoc environment in which are reproduced synthetic datasets with parameters and values are equivalent to real ones. These datasets are a perfect replication of the original values obtained from the process of analyzing the presence of hydrocarbon pollutants in water sources. These computational environments allow to generate different kinds of datasets configuring certain parameters. The options which can be modified are the extraction of unlabeled datasets in addition to labeled ones, extracting datasets with some deviated results besides the regular one and obtaining the same dataset, the numeric one and its equivalent symbolic one. Secondly, the insufficiency of comparisons between different algorithms which expose with certain assurance which algorithms are better than other for different kinds of datasets. In order to clarify this concern, it is done an exhaustive study of binary algorithms as well as multiclass algorithms, using their own hyperparameters like impurity, maxDepth or numIter. Modifyng each algorithm’s hyperparameters, varying situations where classification algorithms offer different results. With these comparisons, we can notice the beneficts such as velocity or accuracy ones in opposition to others depending on the dataset’s amount of data or the specific hyperparameters. This project has been treated as a first approach to verify the reliability of datasets, therefore the algorithms that have been used are Linear Support Vector Machine for a binary classification and, on the other hand, for multiclass classification, Logistic Regression is implemented through One vs. Rest. Finally, acquisition, treatment, analysis and storage of data will be performed by the ultra-scalable computing platforms like Apache Spark. This can be a framework that will be a computing improvement in light of other options when it is imperative to have a way of working in a distributed and parallell may to simulate data from remote sensing as an example.