Calidad del agua en el área regadía del río Mendoza : temperatura, pH, iones solubles y sólidos

El río Mendoza riega el oasis Norte en el que se encuentra asentada la población del Gran Mendoza. El crecimiento urbano avanzó sobre áreas originalmente agrícolas, rodeándolas y atravesándolas con una intrincada red de canales y desagües de riego y colectores de desagües urbano-pluviales. Para conocer la evolución de la calidad del agua de esta cuenca se seleccionaron, estratégicamente, diversos sitios de muestreo: tres puntos (RI a RIII) a lo largo del río a partir del derivador (dique Cipolletti), cinco en la red de canales (CI a CV) y siete ubicados en los colectores de drenaje (DI a DVII). En ellos se realizó el análisis de las variables temperatura, pH, iones solubles y sólidos (en suspensión, sedimentables 10 minutos, totales, fijos y volátiles). En la red de drenaje sólo se analizaron los tres primeros parámetros. La metodología estadística incluyó el análisis descriptivo, inferencial y espacial de cada variable. Los resultados indican que en el río no hay diferencias entre los puntos de muestreo en lo que respecta a pH y sólidos totales volátiles. En cambio, sí se encuentran diferencias en todas las demás variables, y en general entre RIII y RII respecto de RI. En canales y RI no hay diferencias entre los puntos de muestreo en carbonatos y sólidos totales volátiles y sí en todas las demás variables analizadas.

Anomalías del perfil vertical de temperatura del punto fijo Paita como indicador de la propagación de Ondas Kelvin

La propagación frecuente de ondas Kelvin de hundimiento o “downwelling” atrapadas a la costa, suele caracterizar la ocurrencia de El Niño costero frente al Perú. Estas ondas causan la elevación del nivel del mar y se asocian a la profundización de la estructura vertical sub-superficial de la columna de agua, influenciando en la fertilidad del afloramiento costero. En el presente estudio se describe la variabilidad mensual de la estructura vertical de la columna de agua frente a la costa de Paita-Piura y se comparan con anomalías del nivel del mar frente a Galápagos y en la costa norte del país. Para tal propósito se calculó una climatología con la base de datos histórica de temperatura del punto fijo de Paita, puesta a disposición por el Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), para el periodo 1994-2010. Luego de la remoción de datos extremos dudosos, se realizó una interpolación vertical de los datos cada 10 m y una climatología de los datos a frecuencia mensual. La serie de tiempo de anomalía de temperatura muestra una gran consistencia con el arribo de ondas Kelvin a las costa de Sudamérica, por lo cual su monitoreo es de gran utilidad para la alerta temprana de El Niño.

Eficiéncia fotosintética y de uso del agua por malezas

El objetivo de este trabajo fue evaluar las características asociadas con la eficiencia fotosintética y del uso del agua en especies de malezas. Los tratamientos fueron compuestos por las especies Bidens pilosa, Commelina benghalensis y Brachiaria plantaginea, sembradas individualmente en las unidades experimentales. El diseño experimental fue en bloques al azar en una factorial 3 x 4 con tres repeticiones. Se evaluaron características asociadas con el uso del agua - tasa transpiratoria (E), conductancia estomática (Gs), presión de vapor en la cavidad subestomatal (Ean) y la eficiencia del uso del agua (EUA) - así como la fotosíntesis - concentración interna de CO2 en la hoja (Ci), CO2 consumido durante la evaluación (ΔC), temperatura media de las hojas en el momento de la evaluación (Tleaf) y la tasa fotosintética (A). B. plantaginea presentó menor E, menor EUA y más altos A y Ci, diferiendo de las otras especies. B. pilosa mostró valores más bajos de EUA, A y T en comparación con otras especies. Según los resultados, se puede concluir que la B. plantaginea fue más eficiente en las características relacionadas con la fotosíntesis, es decir, más eficiente en el aprovechamiento de la luz. B. pilosa fue más eficiente en las características relacionadas con el uso del agua.

Cambios percibidos en la disponibilidad del agua para la agricultura debido al cambio climático en nueve comunidades campesinas de Cotacachi

El propósito de este estudio es por un lado, documentar los cambios percibidos en la disponibilidad del agua y sus efectos sobre la agricultura debido al cambio climático en nueve comunidades campesinas de Cotacachi, y, por otro, analizar estos cambios en relación al concepto de adaptación autónoma: solución que proponen el Intergovernmental Panel on Climate Change y el Stern Review para el manejo local de las manifestaciones del cambio climático. El primer capítulo presenta un contexto en el que primero se resumen los antecedentes geográficos y socio-económicos del área trabajado a nivel parroquial y comunal, y, segundo, se describen los procesos de transformación que actualmente están reestructurando la demográfica, la socio-economía e incluso la infraestructura del cantón. El segundo capítulo abarca el tema del cambio climático, tanto en términos de sus manifestaciones globales como locales. Se detallan los fenómenos de los cambiantes patrones de lluvia, el retroceso glacial y los efectos del aumento del calor sobre la agricultura, al igual, se hacen un análisis de los cambios y efectos percibidos del cambio de temperatura en ocho de las nueve comunidades de estudio. El tercer capítulo, en cambio, se basa en el análisis de los cambios percibidos en la disponibilidad del agua para la agricultura en cinco comunidades con acceso al agua para riego, y en tres comunidades todavía dependientes del agua de lluvia. A continuación se complementa este análisis con una revisión de los datos recogidos por dos estudios de monitoreo pluviométrico, con el propósito de cruzar estos datos con las percepciones de los pobladores. Finalmente, se concluye con un relato de varios ejemplos sobre las prácticas de adaptación a los efectos del cambio climático sobre la agricultura por parte de los afectados, y, se desarrolla una serie de Índice de Capacidad de Respuesta Adaptativa, el cual, al asignar un valor numérico a la capacidad de adaptación autónoma de la población de muestra, simultáneamente respalda las historias contadas de los campesinos y refuta la factibilidad de ésta como solución frente a los cambios.

Calidad del agua en el área regadía del Río Mendoza (Argentina)

El río Mendoza conforma el oasis norte que es el más importante de la provincia. El crecimiento urbano ha avanzado sobre áreas originalmente agrícolas, rodeando la red de canales y desagües, que también recibe los desagües pluviales urbanos, producto de tormentas convectivas. La actividad antropogénica utiliza el recurso para bebida, saneamiento, riego, recreación, etc., y vuelca sus excedentes a la red, contaminándola. Para conocer la calidad del agua de esta cuenca se seleccionaron, estratégicamente, 15 sitios de muestreo: 3 a lo largo del río y a partir del dique derivador Cipolletti (R_I a R_III), 5 en la red de canales (C_I a C_V) y 7 ubicados en los colectores de drenaje (D_I a D_VII). Se realizaron los siguientes análisis físico-químicos y microbiológicos; en el río y en la red de canales: conductividad eléctrica, temperatura, pH, aniones y cationes (cálculo de RAS), oxígeno disuelto (OD), sólidos sedimentables, demanda química de oxígeno (DQO), bacterias aerobias mesófilas (BAM), coliformes totales y fecales y metales pesados. En la red de drenaje sólo se realizaron los cuatro primeros. Los resultados de los análisis, se incorporaron a una base de datos y se sometieron a un análisis estadístico descriptivo e inferencial. Este último consistió en la aplicación de diversas pruebas en busca de posibles diferencias entre los sitios de muestreo, para cada variable respuesta, a un α = 0.05. Se realizó el análisis de la varianza de efectos fijos y de efectos aleatorios y se probaron los supuestos de homocedasticidad y de normalidad de los errores. En el caso de violación de los supuestos, se utilizó la prueba de Kruskal- Wallis. Se compararon los siguientes sitios de muestreo entre sí: ríos, R_I-canales y drenajes. Se concluyó que hay un aumento significativo de la salinidad y la sodicidad en R_II, que los cambios de calidad ocurridos entre R_II y R_III podrían deberse al aporte de otras aguas. Con respecto a la comparación de los parámetros entre la cabeza del sistema (R_I) y la red de canales se puede decir que los aportes realizados por los escurrimientos urbanos ubicados hacia el oeste del canal Cacique Guaymallén, sumados a los vuelcos de Campo Espejo (detectados en C_II), incrementan significativamente la salinidad (+55 %) y sodicidad del agua (+95 %) respecto del punto R_I, aunque el valor de sodicidad sigue siendo bajo. También se han encontrado incrementos de salinidad (+80 %), de DQO (+1159 %) y BAM (+2873 %) con lógica disminución de OD (-58 %) en el punto C_V (canal Auxiliar Tulumaya) respecto del punto R_I, ocasionados por aportes urbanos (Gran Mendoza) sumados a la carga contaminante del canal Pescara. Los metales pesados no presentan grandes diferencias entre sitios de muestreo.

Evaluación de un sistema de energía solar térmica basado en colectores de tubos de vacío para suministro de agua a alta temperatura

Esta tesis pretende contribuir al fomento y utilización de la energía solar como alternativa para la producción de agua caliente en el sector agroindustrial. La demanda de agua caliente es un aspecto clave en un gran número de agroindustrias y explotaciones agrarias. Esta demanda presenta una gran variabilidad, tanto en los horarios en que se solicita como en la temperatura del agua del depósito requerida (TADr), difiriendo del perfil de demanda habitual para uso doméstico. Existe una necesidad de profundizar en la influencia que tiene la variación de la TADr en la eficiencia y viabilidad de estos sistemas. El objetivo principal de esta tesis es caracterizar el funcionamiento de un sistema solar térmico (SST) con captador de tubos de vacío (CTV) para producir agua a temperaturas superiores a las habituales en estos sistemas. Se pretende determinar la influencia que la TADr tiene sobre la eficiencia energética del sistema, cuantificar el volumen de agua caliente que es capaz de suministrar en función de la TADr y determinar la rentabilidad del SST como sistema complementario de suministro. Para ello, se ha diseñado, instalado y puesto a punto un sistema experimental de calentamiento de agua, monitorizando su funcionamiento a diferentes TADr bajo condiciones ambientales reales. Los resultados cuantifican cómo el aumento de la TADr provoca una disminución de la energía suministrada al depósito, pudiendo superar diferencias de 1000 Wh m-2 d-1 entre 40 ºC y 80 ºC, para valores de irradiación solar próximos a 8000 Wh m-2 d-1 (la eficiencia del sistema oscila entre 73% y 56%). Esta reducción es consecuencia de la disminución de la eficiencia del captador y del aumento de las pérdidas de calor en las tuberías del circuito. En cuanto al agua suministrada, cuanto mayor es la TADr, mayor es la irradiación solar requerida para que tenga lugar la primera descarga de agua, aumentando el tiempo entre descargas y disminuyendo el número de éstas a lo largo del día. A medida que se incrementa la TADr, se produce una reducción del volumen de agua suministrado a la TADr, por factores como la pérdida de eficiencia del captador, las pérdidas en las tuberías, la energía acumulada en el agua que no alcanza la TADr y la mayor energía extraída del sistema en el agua producida. Para una TADr de 80 ºC, una parte importante de la energía permanece acumulada en el depósito sin alcanzar la TADr al final del día. Para aprovechar esta energía sería necesario disponer de un sistema complementario de suministro, ya que las pérdidas de calor nocturnas en el depósito pueden reducir considerablemente la energía útil disponible al día siguiente. La utilización del sistema solar como sistema único de suministro es inviable en la mayoría de los casos, especialmente a TADr elevadas, al no ajustarse la demanda de agua caliente a la estacionalidad de la producción del sistema solar, y al existir muchos días sin producción de agua caliente por la ausencia de irradiación mínima. Por el contrario, la inversión del sistema solar como sistema complementario para suministrar parte de la demanda térmica de una instalación es altamente recomendable. La energía útil anual del sistema solar estimada oscila entre 1322 kWh m-2 y 1084 kWh m-2. La mayor rentabilidad se obtendría suponiendo la existencia de una caldera eléctrica, donde la inversión se recuperaría en pocos años -entre 5.7 años a 40 ºC y 7.2 años a 80 ºC -. La rentabilidad también es elevada suponiendo la existencia de una caldera de gasóleo, con periodos de recuperación inferiores a 10 años. En una industria ficticia con demanda de 100 kWh d-1 y caldera de gasóleo existente, la inversión en una instalación solar optimizada sería rentable a cualquier TADr, con valores de VAN cercanos a la inversión realizada -12000 € a 80 ºC y 15000€ a 40 ºC- y un plazo de recuperación de la inversión entre 8 y 10 años. Los resultados de este estudio pueden ser de gran utilidad a la hora de determinar la viabilidad de utilización de sistemas similares para suministrar la demanda de agua caliente de agroindustrias y explotaciones agropecuarias, o para otras aplicaciones en las que se demande agua a temperaturas distintas de la habitual en uso doméstico (60 ºC). En cada caso, los rendimientos y la rentabilidad vendrán determinados por la irradiación de la zona, la temperatura del agua requerida y la curva de demanda de los procesos específicos. ABSTRACT The aim of this thesis is to contribute to the development and use of solar energy as an alternative for producing hot water in the agribusiness sector. Hot water supply is a key issue for a great many agribusinesses and agricultural holdings. Both hot water demand times and required tank water temperature (rTWT) are highly variable, where the demand profile tends to differ from domestic use. Further research is needed on how differences in rTWT influence the performance and feasibility of these systems. The main objective of this thesis is to characterize the performance and test the feasibility of an evacuated tube collector (ETC) solar water heating (SWH) system providing water at a higher temperature than is usual for such systems. The aim is to determine what influence the rTWT has on the system’s energy efficiency, quantify the volume of hot water that the system is capable of supplying at the respective rTWT and establish whether SWH is feasible as a booster supply system for the different analysed rTWTs. To do this, a prototype water heating system has been designed, installed and commissioned and its performance monitored at different rTWTs under real operating conditions. The quantitative results show that a higher rTWT results in a lower energy supply to the tank, where the differences may be greater than 1000 Wh m-2 d-1 from 40 ºC to 80 ºC for insolation values of around 8000 Wh m-2 d-1 (system efficiency ranges from 73% to 56%). The drop in supply is due to lower collector efficiency and greater heat losses from the pipe system. As regards water supplied at the rTWT, the insolation required for the first withdrawal of water to take place is greater at higher rTWTs, where the time between withdrawals increases and the number of withdrawals decreases throughout the day. As rTWT increases, the volume of water supplied at the rTWT decreases due to factors such as lower collector efficiency, pipe system heat losses, energy stored in the water at below the rTWT and more energy being extracted from the system by water heating. For a rTWT of 80 ºC, much of the energy is stored in the tank at below the rTWT at the end of the day. A booster supply system would be required to take advantage of this energy, as overnight tank heat losses may significantly reduce the usable energy available on the following day. It is often not feasible to use the solar system as a single supply system, especially at high rTWTs, as, unlike the supply from the solar heating system which does not produce hot water on many days of the year because insolation is below the required minimum, hot water demand is not seasonal. On the other hand, investment in a solar system as a booster system to meet part of a plant’s heat energy demand is highly recommended. The solar system’s estimated annual usable energy ranges from 1322 kWh m-2 to 1084 kWh m-2. Cost efficiency would be greatest if there were an existing electric boiler, where the payback period would be just a few years —from 5.7 years at 40 ºC to 7.2 years at 80 ºC—. Cost efficiency is also high if there is an existing diesel boiler with payback periods of under 10 years. In a fictitious industry with a demand of 100 kWh day-1 and an existing diesel boiler, the investment in the solar plant would be highly recommended at any rTWT, with a net present value similar to investment costs —12000 € at 80 ºC and 15000 € at 40 ºC— and a payback period of 10 years. The results of this study are potentially very useful for determining the feasibility of using similar systems for meeting the hot water demand of agribusinesses and arable and livestock farms or for other applications demanding water at temperatures not typical of domestic demand (60ºC). Performance and cost efficiency will be determined by the regional insolation, the required water temperature and the demand curve of the specific processes in each case.

Estudio teórico-práctico de la célula de combustible. Caracterización eléctrica y mejoras en la gestión del agua a partir de nuevos materiales.

Uno de los principales retos de la sociedad actual es la evolución de sectores como el energético y el de la automoción a un modelo sostenible, responsable con el medio ambiente y con la salud de los ciudadanos. Una de las posibles alternativas, es la célula de combustible de hidrógeno, que transforma la energía química del combustible (hidrógeno) en corriente continua de forma limpia y eficiente. De entre todos los tipos de célula, gana especial relevancia la célula de membrana polimérica (PEM), que por sus características de peso, temperatura de trabajo y simplicidad; se presenta como una gran alternativa para el sector de la automoción entre otros. Por ello, el objetivo de este trabajo es ahondar en el conocimiento de la célula de combustible PEM. Se estudiarán los fundamentos teóricos que permitan comprender su funcionamiento, el papel de cada uno de los elementos de la célula y cómo varían sus características el funcionamiento general de la misma. También se estudiará la caracterización eléctrica, por su papel crucial en la evaluación del desempeño de la célula y para la comparación de modificaciones introducidas en ella. Además, se realizará una aplicación práctica en colaboración con los proyectos de fin de máster y doctorado de otros estudiantes del Politécnico de Milán, para implementar las técnicas aprendidas de caracterización eléctrica en una célula trabajando con diferentes tipos de láminas de difusión gaseosa (GDL y GDM) preparadas por estudiantes. Los resultados de la caracterización, permitirán analizar las virtudes de dos modificaciones en la composición clásica de la célula, con el fin de mejorar la gestión del agua que se produce en la zona catódica durante la reacción, disminuyendo los problemas de difusión a altas densidades de corriente y la consiguiente pérdida de potencial en la célula. Las dos modificaciones son: la inclusión de una lámina de difusión microporosa (MPL) a la lámina macroporosa habitual (GDL), y el uso de diversos polímeros con mejores propiedades hidrófobas en el tratamiento de dichas láminas de difusión. La célula de combustible es un sistema de conversión de energía electroquímico, en el que se trasforma de forma directa, energía química en energía eléctrica de corriente continua. En el catalizador de platino del ánodo se produce la descomposición de los átomos de hidrógeno. Los protones resultantes viajarán a través de la membrana de conducción protónica (que hace las veces de electrolito y supone el alma de la célula PEM) hasta el cátodo. Los electrones, en cambio, alcanzarán el cátodo a través de un circuito externo produciendo trabajo. Una vez ambas especies se encuentran en el cátodo, y junto con el oxígeno que sirve como oxidante, se completa la reacción, produciéndose agua. El estudio termodinámico de la reacción que se produce en la célula nos permite calcular el trabajo eléctrico teórico producido por el movimiento de cargas a través del circuito externo, y con él, una expresión del potencial teórico que presentará la célula, que variará con la temperatura y la presión; Para una temperatura de 25°C, este potencial teórico es de 1.23 V, sin embargo, el potencial de la célula en funcionamiento nunca presenta este valor. El alejamiento del comportamiento teórico se debe, principalmente, a tres tipos de pérdidas bien diferenciadas:  Pérdidas de activación: El potencial teórico representa la tensión de equilibrio, para la que no se produce un intercambio neto de corriente. Por tanto, la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo debe alejarse del valor teórico para obtener una corriente neta a través del circuito externo. Esta diferencia con el potencial teórico se denomina polarización de activación, y conlleva una pérdida de tensión en la célula. Así pues estas pérdidas tienen su origen en la cinética de la reacción electroquímica.  Pérdidas óhmicas: Es una suma de las resistencias eléctricas en los elementos conductores, la resistencia en la membrana electrolítica a la conducción iónica y las resistencias de contacto.  Pérdidas por concentración: Estas pérdidas se producen cuando los gases reactivos en el área activa son consumidos en un tiempo menor del necesario para ser repuestos. Este fenómeno es crítico a altas densidades de corriente, cuando los gases reactivos son consumidos con gran velocidad, por lo que el descenso de concentración de reactivos en los electrodos puede provocar una caída súbita de la tensión de la célula. La densidad de corriente para la cual se produce esta caída de potencial en unas condiciones determinadas se denomina densidad límite de corriente. Así pues, estas pérdidas tienen su origen en los límites de difusión de las especies reactivas a través de la célula. Además de la membrana electrolítica y el catalizador, en la célula de combustible podemos encontrar como principales componentes los platos bipolares, encargados de conectar la célula eléctricamente con el exterior y de introducir los gases reactivos a través de sus conductos; y las láminas difusivas, que conectan eléctricamente el catalizador con los platos bipolares y sirven para distribuir los gases reactivos de forma que lleguen a todo el área activa, y para evacuar el exceso de agua que se acumula en el área activa.La lámina difusiva, más conocida como GDL, será el argumento principal de nuestro estudio. Está conformada por un tejido de fibra de carbono macroporosa, que asegure el contacto eléctrico entre el catalizador y el plato bipolar, y es tratada con polímeros para proporcionarle propiedades hidrófobas que le ayuden en la evacuación de agua. La evacuación del agua es tan importante, especialmente en el cátodo, porque de lo contrario, la cantidad de agua generada por la reacción electroquímica, sumada a la humedad que portan los gases, puede provocar inundaciones en la zona activa del electrodo. Debido a las inundaciones, el agua obstruye los poros del GDL, dificultando la difusión de especies gaseosas y aumentando las pérdidas por concentración. Por otra parte, si demasiada agua se evacúa del electrodo, se puede producir un aumento de las pérdidas óhmicas, ya que la conductividad protónica de la membrana polimérica, es directamente proporcional a su nivel de humidificación. Con el fin de mejorar la gestión del agua de la célula de combustible, se ha añadido una capa microporosa denominada MPL al lado activo del GDL. Esta capa, constituida por una mezcla de negro de carbón con el polímero hidrófobo como aglutinante, otorga al GDL un mejor acabado superficial que reduce la resistencia de contacto con el electrodo, además la reducción del tamaño de las gotas de agua al pasar por el MPL mejora la difusión gaseosa por la disminución de obstrucciones en el GDL. Es importante tener cuidado en los tratamientos de hidrofobización de estos dos elementos, ya que, cantidades excesivas de polímero hidrófobo podrían reducir demasiado el tamaño de los poros, además de aumentar las pérdidas resistivas por su marcado carácter dieléctrico. Para el correcto análisis del funcionamiento de una célula de combustible, la herramienta fundamental es su caracterización eléctrica a partir de la curva de polarización. Esta curva representa la evolución del potencial de la célula respecto de la densidad de corriente, y su forma viene determinada principalmente por la contribución de las tres pérdidas mencionadas anteriormente. Junto con la curva de polarización, en ocasiones se presenta la curva de densidad de potencia, que se obtiene a partir de la misma. De forma complementaria a la curva de polarización, se puede realizar el estudio del circuito equivalente de la célula de combustible. Este consiste en un circuito eléctrico sencillo, que simula las caídas de potencial en la célula a través de elementos como resistencias y capacitancias. Estos elementos representas pérdidas y limitaciones en los procesos químicos y físicos en la célula. Para la obtención de este circuito equivalente, se realiza una espectroscopia de impedancia electroquímica (en adelante EIS), que consiste en la identificación de los diferentes elementos a partir de los espectros de impedancia, resultantes de introducir señales de corriente alternas sinusoidales de frecuencia variable en la célula y observar la respuesta en la tensión. En la siguiente imagen se puede observar un ejemplo de la identificación de los parámetros del circuito equivalente en un espectro de impedancia. Al final del trabajo, se han realizado dos aplicaciones prácticas para comprobar la influencia de las características hidrófobas y morfológicas de los medios difusores en la gestión del agua en el cátodo y, por tanto, en el resultado eléctrico de la célula; y como aplicación práctica de las técnicas de construcción y análisis de las curvas de polarización y potencia y de la espectroscopia de impedancia electroquímica. El primer estudio práctico ha consistido en comprobar los beneficios de la inclusión de un MPL al GDL. Para ello se han caracterizado células funcionando con GDL y GDM (GDL+MPL) tratados con dos tipos diferentes de polímeros, PTFE y PFPE. Además se han realizado las pruebas para diferentes condiciones de funcionamiento, a saber, temperaturas de 60 y 80°C y niveles de humidificación relativa de los gases reactivos de 80%-60% y 80%- 100% (A-C). Se ha comprobado con las curvas de polarización y potencia, cómo la inclusión de un MPL en el lado activo del GDL reporta una mejora del funcionamiento de trabajo en todas las condiciones estudiadas. Esta mejora se hace más patente para altas densidades de corriente, cuando la gestión del agua resulta más crítica, y a bajas temperaturas ya que un menor porcentaje del agua producida se encuentra en estado de vapor, produciéndose inundaciones con mayor facilidad. El segundo estudio realizado trata de la influencia del agente hidrofobizante utilizado en los GDMs. Se pretende comprobar si algún otro polímero de los estudiados, mejora las prestaciones del comúnmente utilizado PTFE. Para ello se han caracterizado células trabajando en diferentes condiciones de trabajo (análogas a las del primer estudio) con GDMs tratados con PTFE, PFPE, FEP y PFA. Tras el análisis de las curvas de polarización y potencia, se observa un gran comportamiento del FEP para todas las condiciones de trabajo, aumentando el potencial de la célula para cada densidad de corriente respecto al PTFE y retrasando la densidad de corriente límite. El PFPE también demuestra un gran aumento del potencial y la densidad de potencia de la célula, aunque presenta mayores problemas de difusión a altas densidades de corriente. Los resultados del PFA evidencian sus problemas en la gestión del agua a altas densidades de corriente, especialmente para altas temperaturas. El análisis de los espectros de impedancia obtenidos con la EIS confirma los resultados de las curvas de polarización y evidencian que la mejor alternativa al PTFE para el tratamiento del GDM es el FEP, que por sus mejores características hidrófobas reduce las pérdidas por concentración con una mejor gestión del agua en el cátodo.

Caracterización hidrogeoquímica del agua subterránea de la subcuenca del río Acahuapa, departamento de San Vicente

Marinero Orantes, EA. 2015. Caracterización hidrogeoquímica del agua subterránea de la subcuenca del río Acahuapa, departamento de San Vicente, El Salvador. Tesis Mag. Sc. San Salvador, El Salvador. Universidad de El Salvador. 179 p. El presente trabajo se llevó a cabo con la finalidad de ampliar el conocimiento hidrogeoquímico del acuífero en la zona de la subcuenca del río Acahuapa, en el departamento de San Vicente, que abarca los municipios de San Vicente, San Cayetano Istepeque, Tepetitán, Verapáz, Guadalupe, San Esteban Catarina, Santa Clara y Apastepeque. Así mismo, forma parte de la Región Hidrográfica del río Lempa, una de las más importantes del país. La población actual ubicada en la subcuenca es de aproximadamente 112,236 habitantes, lo cual representa el 80% de la población del departamento de San Vicente. Se recolectaron muestras de 20 pozos escavados, 15 manantiales y 10 puntos en las aguas superficiales de la red hídrica de la subcuenca. Los muestreos se llevaron a cabo en la época seca y lluviosa durante el periodo comprendido de febrero de 2011 hasta agosto de 2012.Los parámetros analizados fueron datos de cationes (Na, K, Ca, Mg, Fe total) y aniones (HCO-3, Cl-, SO-24, CaCO3-2), así como de carbonatos con el fin de determinar el balance de masa y flujo de gas CO2. Además, parámetros fisicoquímicos de temperatura, oxígeno disuelto, pH y conductividad eléctrica. Tales análisis son suficientes para el estudio de los principales procesos químicos en la mayoría de los acuíferos y sus relaciones con los sistemas hidrológicos. De forma general se concluyó que el comportamiento químico del acuífero en la subcuenca del río Acahuapa en ambas épocas lluviosa y seca, es similar, y que las familias de agua predominantes son bicarbonatadas magnésicas y cálcicas bicarbonatadas. Las aguas bicarbonatadas son malas para riego, debido a la fijación de iones en el terreno y creación de un medio alcalino.Palabras claves: subcuenca, cationes, aniones, pozos escavados, manantiales, red hídrica, época seca, época lluviosa.

Evaluación fisicoquímica y microbiológica del agua potable de la planta potabilizadora del cantón Chordeleg

tratamiento debe ser evaluado y controlado periódicamente, para garantizar su calidad para el consumo humano. El objetivo principal del presente estudio fue evaluar mediante un estudio físico-químico y microbiológico el Sistema de Calidad y Tratamiento del Agua que se efectúa en la Planta Potabilizadora del cantón Chordeleg. Se realizó un estudio no experimental, de campo, descriptivo y de corte no longitudinal. Para el análisis físico-químico se evaluaron 176 muestras en las 8 semanas, realizando 1 muestreo al día. En cada muestreo se realizó el análisis de 11 muestras que corresponden: 2 muestra de agua cruda, 2 muestras de agua pre-filtrada, 6 muestras de agua filtrada y 1 muestra de agua tratada realizándose un total de 22 muestras a la semana, en los cuales se determinó los parámetros físico-químicos: temperatura, sólidos totales disueltos, turbiedad y color, pH, dureza, alcalinidad, hierro, sulfato, nitritos, nitratos y cloro libre residual; parámetros microbiológicos: Coliformes totales y fecales. Los resultados obtenidos en las pruebas realizadas, mediante el análisis estadístico demostraron que los parámetros fisicoquímicos cumplen con lo establecido en la norma INEN 1108-2014, mientras que en los parámetros microbiológicos se estableció que los Coliformes fecales se encuentran dentro del rango establecido por la norma INEN 1108-2014 y los Coliformes totales fuera de lo establecido por la OMS(ausencia).

Experiencia de enseñanza-aprendizaje: cambio de creencias y conductas en el manejo del agua de consumo

Se propuso modificar las creencias y conductas de los niños con respecto al manejo del agua de consumo, utilizando una experiencia de enseñanza-aprendizaje, con mostración al microscopio del agua contaminada. Se administró una pre-encuesta estructurada y una post-encuesta (resolución de problemas) a 63 niños (28 varones y 35 mujeres) de sexto y séptimo grado de la escuela primaria. Estos niños provenían, en su totalidad, de una población marginal del norte del Gran Buenos Aires, Argentina. El promedio de edad fue 12 años 8 meses y el ED = 1 año 1 mes. Cada conducta adecuada fue evaluada con un punto: higiene y protección de los recipientes de recolección y almacenamiento, tratamiento del agua (hervido o clorado) y periodo de conservación y cada creencia óptima, dos puntos (evitar la contaminación que produce enfermedad). Se determinó el número de alumnos que modificaron sus conductas y creencias en la post-encuesta y se halló si era significativa la diferencia por la prueba de Chi cuadrado (X²). Se comprobó que los niños, en general, no mejoraron sus conductas y creencias. Se mantuvieron las conductas adecuadas de lavado; no se modificaron las de protección del recipiente en la recolección del agua y se mantuvieron comportamientos inadecuados en el almacenamiento. Sólo se adquirieron conductas correctas en el tratamiento, a través del hervido y más específicamente del clorado (P < 0,01). Las creencias no se modificaron. El 30% de alumnos señaló todos los pasos correctos en el manejo del agua y el 18% sólo le faltó señalar la protección del envase en la post-encuesta. En próximas acciones educativas se deberá reforzar las conductas adecuadas de lavabo y clorado y revertir las erróneas del periodo de conservación y el momento de clorado y a su vez, sustentar estos procedimientos correctos con sólidos conocimientos de los procesos de contaminación, haciéndolos extensivos a otros aspectos del saneamiento básico.

Estudios de erosión hídrica, dinámica del agua y prácticas de control en una cuenca de la región central de Córdoba

Los fenómenos de Erosión Hídrica e incremento de los volúmenes de escurrimiento se han agravado notablemente al haberse incrementado la superficie sembrada con soja, provocando graves perjuicios económicos en obras de infraestructura y localidades urbanas. Como un aporte para la planificación tanto predial como a nivel de cuenca y territorial se postula que: La captación y conservación de las aguas de lluvia, disminuyendo el escurrimiento superficial, disminuye la erosión y aumenta la disponibilidad de agua para los cultivos. La medición de caudales permite evaluar los métodos de cálculo del escurrimiento para la cuenca y poseer una herramienta para el correcto dimensionamiento de las obras de ingeniería hidráulica así como para la protección contra los excedentes hídricos. Para probar las hipótesis planteadas se propone: Evaluar los procesos hídricos y los aspectos fisiográficos de la cuenca en sus dimensiones espacial y temporal para la conformación de un banco de datos. Examinar las técnicas clásicas para la determinación de caudales de proyecto. Evaluar el impacto de los cambios en las prácticas de uso y manejo de suelo sobre la generación de excedentes hídricos. Cuantificar el fenómeno erosivo en tierras agrícolas. Probar la eficacia de algunas prácticas agrícolas en la disminución de la erosión hídrica, la captación de agua y el rendimiento de los cultivos. Demostrar los beneficios económicos del control de la erosión. Se busca demostrar la ventaja económica del control de la erosión para facilitar su aplicación por los productores y proveer a los profesionales e instituciones de herramientas adaptadas a la zona para el manejo de esta problemática.

Utilización de biomarcadores para la evaluación integrada de la calidad del agua de la cuenca del río Suquía.Utilization of biomarkers for the integrated evaluation of water quality of the Suquía River Basin.

En los últimos años el grupo de investigación ha caracterizado la calidad de los cuerpos de agua, detectando gradientes de calidad ambiental que se manifiestan por la aparición de tóxicos que generan cambios en la calidad del agua, sedimento y especialmente en la biota. El presente proyecto propone una evaluación integrada de la contaminación de los recursos hídricos abarcando el estudio de las causas de la contaminación y las respuestas biológicas que se producen ante dichas alteraciones. Por ello nuestro objetivo principal es evaluar la contaminación de los recursos acuáticos a través del desarrollo y aplicación de diversas herramientas. El enfoque multidisciplinario del mismo permitirá integrar los análisis de las diferentes áreas de estudio, con el fin de brindarán soluciones al problema generalizado de la contaminación acuática. El fin último es alcanzar una mejor valoración de los cambios temporales y espaciales en la calidad de las cuencas hídricas. Se propone analizar la presencia y concentración de tóxicos en agua, suelo, sedimento y biota conjuntamente con la evaluación de los efectos sobre los organismos a diferentes niveles de organización, lo que permitirá determinar y seleccionar los indicadores más eficientes de la contaminación ambiental. Se desarrollarán biomarcadores moleculares basados en expresión genética en la biota acuática y biomarcadores morfológicos, histológicos y bioquímicos. Además se evaluará el efecto del estrés tóxico sobre los hábitos natatorios de peces utilizando un software recientemente desarrollado por el grupo. También se intensificará la búsqueda de biomarcadores específicos de disrupción endocrina en peces tales como aromatasa, vitelogenina, parámetros estáticos y dinámicos de espermatozoides y comportamiento de cortejo y cópula. Así, el plan propuesto brindará un conjunto de herramientas, con diverso grado de complejidad, para ser usadas en la correcta evaluación del impacto ambiental de las actividades humanas. El grupo de trabajo pretende realizar una fuerte contribución a los conocimientos de base para crear conciencia sobre el problema de las diferentes cuencas en estudio, a fin de llevar a cabo un control sostenido de la calidad de los recursos acuáticos.

Caracterización de la calidad del agua y de la ictiofauna de tres embalses de la cuenca del Rio Tercero (Córdoba, Argentina). Characterization of water quality and ichthyofauna in three reservoirs in Río Tercero basin (Córdoba, Argentina).

Los embalses constituyen reservorios de agua artificiales que se forman para brindar múltiples propósitos. La generación de energía, la provisión de agua para consumo y riego, la atenuación de crecientes y los usos recreacionales, figuran como los más destacados. La calidad del agua y el grado de eutrofización, condicionan la realización de diferentes usos con consecuencias directas e indirectas para la Salud Pública y el recurso íctico. La eutrofización es precisamente uno de los problemas más recurrentes en los embalses de la provincia de Córdoba. Las hipótesis son: 1-El incremento en la concentración de nutrientes, principalmente fósforo y nitrógeno, favorecen la producción de florecimientos algales, con consecuencias negativas sobre la sociedad y el ambiente; 2 - El estrés ambiental producto del grado de eutrofización de los embalses aumenta la susceptibilidad de Odontesthes bonariensis, situación que contribuye al desarrollo de parásitos y a la disminución de su condición corporal. Los objetivos generales del proyecto son: a) Evaluar la variabilidad temporal y espacial de la calidad del agua de tres embalses de la cuenca del río Tercero; b) Estudiar diferentes características biológicas de la ictiofauna presente. Los reservorios a estudiar son Arroyo Corto (64,57W, 32,22S; 357 ha), Río Tercero (64,38W, 32,17S; 4600 ha) y Piedras Moras (64,28W, 32,18S; 830 ha). La superficie, cantidad de tributarios y características limnológicas que presentan estos embalses son contrastantes. Se determinará de manera estacional y en diferentes sitios de muestreo de cada embalse la calidad del agua para distintos usos, a través de análisis físico-químicos y biológicos según metodología estándar, realizando mediciones in situ y en laboratorio. Se evaluará el grado de eutrofia de los reservorios a través de la concentración de nutrientes, clorofila-a y transparencia de agua. Para evaluar la distribución espacial de clorofila-a se integraran SIG-sensores remotos y se determinarán modelos geoestadísticos para predecir florecimientos algales su composición y su relación con riesgos potenciales para la salud y el recurso íctico. Se determinará la diversidad y riqueza de la ictiofauna y la abundancia poblacional (captura por unidad de esfuerzo), la condición corporal, el crecimiento y el estado sanitario del pejerrey O. bonariensis. Para ello se utilizaran artes de pesca pasivos (red de enmalle, trasmallo), activos (red de arrastre) y aparejos de pesca (espineles). Por último, se determinará la abundancia y distribución de Limnoperma fortunei en el embalse Río Tercero. Los resultados obtenidos permitirán evaluar la calidad del agua, el estado trófico y prevenir los riesgos para la salud pública y animal en una de las cuencas de alto impacto antrópico del país. Por su parte, se obtendrán datos sobre distribución, ecología y condición de la ictiofauna, permitiendo el uso sustentable del recurso pesquero. Se obtendrán herramientas que facilitarán la gestión sistémica y la toma de decisiones en el manejo del recurso agua, su saneamiento y la determinación de áreas críticas de riesgo.

Fluorosis endémica en el noroeste de la provincia de Cordoba: remoción de fluoruro del agua con filtros domiciliarios.

En el noroeste de la provincia de Córdoba, el agua utilizada para consumo humano contiene elevadas concentraciones de fluoruro (F-). La fluorosis endémica es un serio problema de salud pública que provoca principalmente fluorosis dental y esquelética, entre otras alteraciones. La fluorosis dental se caracteriza por la aparición de alteraciones en el esmalte dental, desde finas manchas blancas (grado leve) hasta manchas de color marrón oscuro con erosión del esmalte (grado moderado a severo). Integrantes del presente proyecto realizaron estudios en los establecimientos educacionales de Nivel Primario ubicados sobre la ruta nacional 38, al norte de Capilla del Monte, demostrando que el 86% de las superficies dentales estudiadas presentan distintos grados de fluorosis dental. Esta situación se traduce en serias consecuencias en la salud bucodental y en los aspectos psíquico y social de los individuos, detectándose en adolescentes de la zona acciones discriminatorias y auto-discriminatorias por razones estéticas, contribuyendo incluso a la deserción escolar. Hasta la actualidad, no se ha realizado el relevamiento en toda la población de las comunas comprendidas en esta zona con fluorosis endémica; sólo se ha investigado la salud bucodental de dos de sus comunas, que representan menos del 10% en los departamentos Punilla norte y Cruz del Eje. Ante la ausencia de una fuente alternativa de agua potable en la comuna de Charbonier y el bajo nivel socio-económico de sus habitantes, surge como alternativa la remoción del F- del agua mediante un procedimiento accesible a los pobladores. En otros países, una vía para solucionar esta problemática consiste en el uso de sistemas domiciliarios de remoción de flúor, basados en el uso de arcillas como adsorbentes de F-. Los análisis de la composición de los suelos de esta región (detallados por el INTA) son promisorios en este sentido. Las Hipótesis que guían el presente proyecto de investigación y desarrollo postulan la factibilidad de encontrar arcillas del lugar en estudio, que posean la capacidad de remover el F- del agua, y de diseñar un filtro domiciliario con dicho material adsorbente para ser aplicado por los pobladores. Como objetivo general se propone investigar y desarrollar un método de remoción de F- del agua potable que sea accesible a los habitantes de la zona con fluorosis endémica del noroeste cordobés. Para ello es necesario delimitar en una primera etapa la extensión del área total afectada por esta problemática, en los departamentos Punilla norte y Cruz del Eje, midiendo los niveles de F- en agua utilizada para el consumo en las diferentes comunidades. Además, se relevarán las consecuencias en la salud bucodental de sus pobladores, midiendo el grado de fluorosis dental en niños que concurren a los establecimientos educacionales de Nivel Primario. Esto permitirá identificar, de acuerdo al origen de los niños estudiados, las zonas de fluorosis endémicas más comprometidas. En cada zona se recolectará muestras de suelos arcillosos a fin de evaluar su capacidad de adsorción de F-. Una vez hallado el material óptimo se desarrollará un sistema domiciliario para la remoción de F- del agua mediante el diseño de un filtro con material adsorbente (arcillas) que permita obtener agua con niveles normales de F- para cada grupo familiar, de fácil uso, eficaz y económicamente accesible. El diseño del filtro se realizará con el asesoramiento de una empresa dedicada a este rubro. Los resultados del presente proyecto serán de utilidad para la salud pública y componen un potencial camino a seguir para solucionar la problemática de la región en estudio y otras regiones con fluorosis endémica del país.