La presente investigación tiene como objetivo principal evaluar la confiabilidad de los métodos existentes de Índices de Calidad de Agua (ICA) en el río Rímac. Esto es debido a la variedad de métodos que se han elaborado a través del tiempo, puesto que el cálculo de un índice considera un número determinado de parámetros de calidad de agua, sus respectivas ponderaciones y una fórmula matemática para el cálculo final. Por este motivo, se recopilaron los principales ICA en base a diversos criterios, para posteriormente comparar sus resultados en 4 estaciones de muestreo en la cuenca baja del río Rímac y, así, proponer el método más adecuado para su aplicación. Se eligieron 7 métodos de Índices de Calidad de Agua (ICA): PE, Universal, León, Oregon, NSF, Idaho y Dinius. Los cuales fueron calculados mediante el software ICATest v1.0® y hojas de cálculo. Luego, se clasificaron los métodos seleccionados en base a 3 criterios: análisis estadístico, accesibilidad a los parámetros requeridos y evaluación de parámetros utilizados en el ICA. Los resultados demuestran en las estaciones de muestreo en el río Rímac, los valores varían de acuerdo al método utilizado, teniendo diferentes resultados. En términos generales y prácticos, el ICA – NSF, ICA – PE, ICA – Universal fueron calificados en general como un intervalo de “bueno” a “medio”. Para el ICA – León, como “aceptable” a “levemente contaminada”. Para el ICA –Dinius como “Purificación menor para cultivos que requieran de alta calidad de agua” a “no requiere tratamiento para la mayoría de los cultivos”. Y finalmente, en el caso del ICA – Idaho como “marginal” e ICA – Oregon como “muy pobre”. Entre los 7 métodos elegidos, se propuso la inclusión del ICA – NSF como el método más adecuado para el río Rímac. / Tesis

Evalúa el impacto antrópico sobre la calidad de las aguas del río Lurín en los sectores medio y bajo de su cuenca, a partir de indicadores físico-químicos, microbiológicos y macroinvertebrados. Realizó un muestreo de las aguas del río Lurín, considerado el menos contaminado de los tres ríos que cruzan por Lima Metropolitana, a partir del cual se calculó el Índice de Calidad Ambiental para aguas superficiales (ICA_sp) que involucra parámetros físico-químicos, microbiológicos en combinación con el Índice Biological Monitoring Working Party (BMWP) modificado y el Average Score Per Taxa (ASPT) que hacen uso de los macrobentos. Los puntos de muestreo fueron seis, durante el mes de noviembre del año 2017 en época de estiaje; se evaluó de esta manera la cuenca media y parte de la baja del río Lurín. Con la aplicación del Índice ICA_sp se obtuvo que los puntos P2 y P3 tienen aguas de “excelente calidad”, el punto P5 de “aceptable calidad”, los puntos P1 y P4 “medianamente contaminadas”, el P6 “altamente contaminada”; mientras que con la aplicación del Índice BMWP/nPe-mod se obtuvo que el punto P1 tienen “aguas con signos de estrés”, los puntos P2, P3 y P5 son “aguas contaminadas” y los puntos P4 y P6 son “aguas muy contaminadas” y con la aplicación del índice ASPT se obtuvo como resultado que todos los seis puntos presentan aguas con “probable contaminación moderada” . El uso combinado de los tres índices muestra una buena coincidencia y un alto grado de complementariedad. / Tesis

Tesis para optar al grado de Magíster en Minería / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / AMTC / 03/04/2020

Memoria para optar al título de Geógrafo / La presente investigación evalúa la calidad del agua potable para la ciudad de Antofagasta, Región de Antofagasta durante el periodo 2007 – 2016, en el contexto del suministro de distintos tipos de agua potable para la ciudad (desalada, de cordillera o una mezcla de ambas), en específico el suministro de agua potable desalada. Para esto se analizaron los datos de muestras para el periodo de estudio a través de la normativa chilena y fueron evaluados a partir de un índice global de calidad de agua potable. Además, se determinó la percepción de la población entorno a los distintos tipos agua potable de Antofagasta como herramienta complementaria a la evaluación de la calidad. Los resultados obtenidos revelaron que durante el periodo de estudio la calidad del agua potable para Antofagasta se encontró entre los márgenes aceptables de la normativa chilena y no presentó significativas diferencias a partir de los distintos tipos de agua, ya que cumple la normativa a grandes rasgos y presenta una cantidad menor de incumplimientos, pero presenta deficiencias en cuanto a los parámetros organolépticos (olor, sabor, color), lo cual se ve reflejado notoriamente en la percepción de los consumidores, además, se mantienen importantes interrogantes en cuanto a la capacidad de la normativa chilena de evaluar el agua potable desalada para la ciudad de Antofagasta, particularmente desde el contexto de salud de sus ciudadanos. / The present investigation evaluates the drinking water quality for the city of Antofagasta, region of Antofagasta during the period 2007 – 2016, under the context of different types of drinking water supplies, (desalinated, mountain or a mixture) specifically the desalinated drinking water. Water quality data for the study period was analyzed according to the Chilean drinking water guidelines, and then evaluated through a global drinking water quality index. The public perception to the different water supplies was also determined as a complementary tool for measuring water quality. The results showed that during the study period the drinking water quality for Antofagasta was acceptable in terms of the guidelines, because it did not manifest large differences regarding the types of water and had a few minor breaches. Yet it still showed deficiencies regarding organoleptic parameters (odor, taste, color), which was heavily reflected on consumers perception. Nonetheless, important questions remains regarding the capacity for the Chilean guidelines to evaluate desalinated water as drinking water for the city of Antofagasta, particularly from the city’s citizens context of health.

Memoria para optar al Título Profesional de:Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / El objetivo principal de este estudio fue determinar la calidad del agua superficial del Parque Nacional Las Palmas de Cocalán para establecer un nivel de referencia de calidad prístina en la Región de O'Higgins; y así poder evaluar la calidad de las aguas superficiales cercanas a campos agrícolas, además de determinar la variabilidad temporal de los parámetros de calidad de agua. Con este fin se establecieron dos puntos de muestreo en el Parque Nacional, y otros dos en canales cercanos a campos de maíz en la comuna de Pichidegua, realizando un monitoreo de la calidad del agua cada dos semanas, desde diciembre de 2013 hasta julio de 2014.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Una alternativa viable a los tratamientos de agua convencionales para remover arsénico son los humedales construidos, que tienen la ventaja de tener un bajo costo energético y operacional. En investigaciones anteriores se ha sugerido el uso de piedra caliza o zeolita como medio de soporte de los humedales construidos para obtener altas eficiencias de remoción de arsénico. Sin embargo, aun existen interrogantes sobre este sistema como la contribución de la vegetación en la remoción, la pérdida de agua por evapotranspiración (ET), y cómo afecta el tiempo de operación a la capacidad de remoción de los humedales construidos. Dado lo anterior, los objetivos de este trabajo son evaluar el efecto del tipo de medio de soporte e identificar el rol de la vegetación en la remoción de arsénico y otros contaminantes desde agua ácida sintética representativa del río Azufre, Chile, utilizando un sistema de humedales construidos. Además, cuantificar la ET del sistema y determinar la evolución de la eficiencia de remoción en el tiempo de los distintos contaminantes. Para ello, se construyeron cuatro tipos de humedales de flujo subsuperficial horizontal diferentes: piedra caliza con y sin vegetación y zeolita con y sin vegetación. La planta utilizada como vegetación fue la Phragmites australis, la concentración inicial de arsénico fue de 2 mg/L y la operación de los humedales se realizó con una carga superficial promedio de 20 mm/d. La efectividad en la remoción de los distintos contaminantes desde el agua ácida dependió principalmente del medio de soporte utilizado y no de la presencia de vegetación. Ambos medios de soporte mostraron ser muy efectivos en la remoción de arsénico, hierro y plomo (>96%). Además, la caliza mostró ser efectiva en la remoción de aluminio (>99%) y de cinc (>58%), mientras que la zeolita mostró ser efectiva en la remoción de cinc (>62%) y de los cationes potasio (>92%) y sodio (>58%). Los contaminantes que tuvieron una remoción moderada o baja (<50%) en ambos medios de soporte fueron el boro, manganeso, sulfato y cloruro. Las concentraciones de calcio y magnesio resultaron ser mayores que la concentración afluente en ambos medios de soporte. La presencia de vegetación sólo aumentó la remoción de plomo y cinc cuando se utilizó caliza como medio de soporte. También se observó que la eficiencia de remoción de los contaminantes manganeso, cinc y sodio tienden a disminuir en el tiempo, mientras que en los otros contaminantes no fue posible encontrar alguna tendencia por diversos motivos. Por otro lado, el pH en los tratamientos con zeolita tendió a ser ácido (4), mientras que con piedra caliza el pH fue neutro (7,5). En general, durante el periodo de estudio la turbiedad fue menor a 2 UNT y la alcalinidad tuvo un descenso progresivo en los tratamientos con caliza desde los 700 a 280 mg de CaCO3/L. En estos parámetros ambientales la vegetación no tuvo ninguna influencia. La medición directa de la ET tuvo valores promedio entre 2,5-5 mm/d entre los meses de septiembre y diciembre del 2016, lo cual se tradujo en una pérdida de agua del sistema entre 12,5-25%. Las medición directa de la ET tuvo valores similares a los estimados mediante el método FAO Penman-Monteith.

Memoria para optar al título de Geólogo / El presente trabajo corresponde al estudio hidrogeológico realizado en la cuenca del lago Villarrica, en la región de La Araucanía, durante el año 2018, en el marco del desarrollo de los antecedentes técnicos para el plan de descontaminación de dicho lago. Este plan se inicia debido a los crecientes problemas de eutrofización que este lago presenta, debido al exceso de nutrientes. Esto se expresa en proliferaciones algales, que disminuyen la calidad de las aguas y traen problemas estéticos al lago y posiblemente de salud. Las proliferaciones algales no dependen sólo de los aportes de nutrientes, sino que factores climáticos también tienen una alta influencia. Sin embargo, la dependencia de los organismos del fósforo podría ayudar a determinar a este elemento como limitante para el crecimiento de las algas. El trabajo se basa en el análisis de 35 muestras de agua, 24 superficiales y 11 subterráneas, para comprender los procesos fisicoquímicos de los recursos hídricos que alimentan al lago Villarrica. Los resultados muestran aguas bicarbonatadas de buena calidad, tanto para consumo como para riego, debido a su baja mineralización, evidenciada en la concentración de sólidos disueltos (92 mg/L en promedio), la baja conductividad (80 µS/cm en promedio) y un pH cercano a neutro, variando entre 6.22 y 8.92. La química de las aguas es bastante homogénea, ya que todas son bicarbonatadas mixtas. Esto junto a la alta transmisividad de la zona (963 m2/día en promedio) permite inferir que las aguas superficiales y subterráneas están estrechamente relacionadas, y que los tiempos de residencia de las aguas en la cuenca probablemente sean cortos. Se requieren más estudios aún, pero en base a las estimaciones de aportes de fosfato y nitrato de este trabajo hay una posibilidad de que los aportes a través de aguas subterráneas sean significativos. Los resultados del análisis de componentes principales de las muestras indican que hay tres principales grupos: el primero relacionado a la interacción roca-agua, el segundo con el material volcánico de la zona, y el tercero con los aportes de nitrato. Se requieren más análisis, principalmente isotópicos, que puedan indicar con mayor seguridad las fuentes de los aportes de nutrientes.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / 02/07/2021

El presente trabajo de investigación planteó un estudio que se enfocó en la problemática de las comunidades de nuestro país en relación al consumo y calidad del agua, siendo éste uno de los factores para afirmar que existe pobreza multidimensional, reflejando con mayor incidencia en zonas rural marginales, un claro ejemplo se encuentra en el caserío Puente Tulipe, donde el abastecimiento de agua para los pobladores es por fuentes poco seguras al igual que su forma de manejo y consumo, planteándose la siguiente pregunta de investigación ¿cómo mejorar la gestión del conocimiento de los pobladores frente al consumo y calidad del agua?, cuyo objetivo general es gestionar el conocimiento de los pobladores frente al consumo y calidad del agua. Fue una investigación cualitativa con abordaje metodológico de investigación acción participación y se ejecutó en el caserío Puente Tulipa, Pátapo. El abordaje teórico se basó en el modelo de promoción de salud de Nola J. Pender. Los sujetos de estudio fueron 20 pobladores del caserío Puente Tulipe, quienes habitan el Km32 del canal Taymi. Para recolectar la información se utilizó la entrevista semiestructurada con la técnica de grupos focales. Se respetaron los criterios éticos de Sgreccia y los criterios de rigor científico. Se realizó un análisis temático, obteniendo como resultados: conocimiento gestionado en los actores sociales frente al consumo y gestión de la calidad del agua y desarrollo de estilos de vida saludable en la comunidad respecto a calidad, consumo de agua y la repercusión en su salud.

Se están realizando muchos esfuerzos en la acuicultura para alcanzar la sostenibilidad, sin embargo aún está lejos de ser sostenible. Sus impactos sobre el medio ambiente pueden prevenirse y corregirse mediante el uso de sensores, desarrollando la conocida como acuicultura de precisión. La calidad del agua afecta el rendimiento de los peces. La temperatura y la salinidad son algunos factores que afectan al crecimiento de los peces. Sin embargo, otros factores como la turbidez, el fotoperíodo y el oxígeno disuelto entre otros pueden afectar a las necesidades nutritivas de los peces. Ajustar la cantidad de alimento necesario es crucial para garantizar la sostenibilidad de la acuicultura y para aumentar el beneficio económico de las instalaciones. Al monitorear la calidad del agua, es posible estimar las necesidades de alimentación. Sin embargo, no es suficiente. El monitoreo del comportamiento de los peces, especialmente durante el período de alimentación, puede ayudar a adaptar el alimento proporcionado. Entonces, si está tan claro que el monitoreo puede ayudar a la producción acuícola, ¿por qué no vemos este sistema de monitoreo en las instalaciones acuícolas? ¿Por qué en la mayoría de las instalaciones la alimentación se da manualmente sin considerar el comportamiento de alimentación de los peces? El precio de los sensores para monitorizar las piscifactorías es extremadamente alto. Los sensores empleados son, en la mayoría de los casos, los mismos que se utilizan para la oceanografía. Los sistemas propuestos en la literatura cubren pocos parámetros de calidad del agua y generalmente no consideran el comportamiento de alimentación de los peces. Son necesarios sensores de bajo costo adecuados para la monitorización de la acuicultura. Esos sensores deben ser de bajo costo, bajo consumo de energía, fáciles de usar y con la posibilidad de incluirlos en una red para enviar los datos. Por lo tanto, podremos utilizar esta red de sensores y sensores para controlar la actividad, enviar alarmas si es necesario y automatizar los procesos. Además, si incluimos Internet, los datos se pueden ver de forma remota. El uso de esos sensores puede ayudar a la producción acuícola. En esta tesis mostramos el estudio de los requisitos y el diseño de sensores para monitorizar la calidad del agua y el proceso de alimentación en piscifactorías y otros entornos. Primero estudiamos en detalle los requisitos de los sensores en acuicultura. Luego mostramos el estado del arte de los sensores actuales para el monitoreo de la calidad del agua y para el monitoreo de la acuicultura. A continuación, presentamos el diseño y desarrollo de nuestros propios sensores de bajo costo y su aplicación en instalaciones de piscifactorías con sistema abierto y sistema de recirculación. Además, mostramos la posibilidad de monitorizar hasta 10 parámetros incluyendo calidad del agua (temperatura, salinidad, turbidez y presencia de hidrocarburo / capa de aceite), ambiente del tanque (nivel de agua, iluminación, presencia de trabajadores) y comportamiento de alimentación de peces (profundidad de natación de bajura, estimación de los cambios en la velocidad de nado de bajíos y la caída de alimento). El sistema propuesto, capaz de monitorear todos estos parámetros, tiene un bajo coste y bajo consumo de energía. El precio estimado es inferior a 100 € por tanque. Además, mostramos el uso de algunos de los sensores antes mencionados para el ajuste automático del proceso de alimentación de peces. Finalmente, mostramos como algunos de los sensores desarrollados se utilizan en otras áreas acuáticas naturales como manglares y estuarios. Además, se presenta un sistema inteligente para monitorear y rastrear la contaminación en los cuerpos de agua. / There are many efforts done in the aquaculture to reach its sustainability, although in reality, it is far from being sustainable. Its negative impacts on the environment can be prevented and corrected by the use of sensors, developing precision aquaculture. The water quality affects to the fish performance. The temperature and salinity are some factors that affect to the fish growth. Nevertheless, other factors such as turbidity, photoperiod and dissolved oxygen among other can affect to the fish feeding needs. To adjust the amount of feed needed is crucial to ensure the sustainability of the aquaculture and to increase the economic profit of the facilities. Monitoring the water quality allows estimating the feed needs. However, it is not enough. To monitor the fish behavior, especially during the feeding period can help to adapt the provided feed. Then, if it is so clear that the monitoring can help to the aquaculture production, why we do not see this monitoring systems in the aquaculture facilities? Why in most of the facilities the feed is given manually without considering the fish feeding behavior? Nevertheless, the current price of the sensors for monitoring the fish farms is extremely high. The employed sensors are in most of the cases, the same that are used for oceanography. The proposed systems in the literature only cover some water quality parameters and usually do not consider fish feeding behavior. It is need low-cost sensors suitable for aquaculture monitoring. Those sensors must also be low-energy consumption, easy to use and with the option to include them in a network in order to send the data. Thus, we can use these sensors and sensors network to monitor the activity, to send alarms if it is necessary and to automatize processes. Moreover, including Internet, the data can be seen remotely. The use of those sensors can help to the aquaculture production. In this thesis, we show the study of requirements and design of sensors for monitoring water quality and feeding process in fish farms and other environments. First, we study in detail the requirements of sensors in aquaculture. Then, we show the state of the art of the current sensors for water quality monitoring and for aquaculture monitoring. Following, we present the design and development of some low-cost sensors and their applications in fish farm facilities with open system and recirculating system. Moreover we show a complete system which monitors up to 10 parameters including water quality (temperature, salinity, turbidity and presence of hydrocarbon/oil layer), tank environment (water level, illumination, presence of workers), and fish feeding behavior (shoal swimming depth, estimation of changes on shoal swimming velocity and feed falling). Moreover, it accomplishes the features of low-cost and low energy consumption. The estimated price for proposed system is less than 100€ per tank. In addition, we show the use of some of the aforementioned sensors for automatic adjustment of fish feeding process. Finally, some of the developed sensors are plied in other natural aquatic areas such as mangroves, and estuaries. Moreover, an intelligent system for pollution monitoring and tracking in water bodies are presented. / S'estan realitzant molts esforços en l'aqüicultura per assolir la sostenibilitat, malgrat això, encara està lluny de ser sostenible. Els seus impactes sobre el medi ambient es poden prevenir i corregir mitjançant l'ús de sensors, desenvolupant la coneguda com a aqüicultura de precisió. La qualitat de l'aigua afecta el rendiment dels peixos. La temperatura i la salinitat són alguns factors que afecten el creixement dels peixos. A més a més, altres factors com la terbolesa, el fotoperíode i l'oli dissolt entre uns altres poden afectar a les necessitats nutritives dels peixos. Ajustar la quantitat d'aliment necessari és crucial per garantir la sostenibilitat de l'aqüicultura i per augmentar el benefici econòmic de les instal·lacions. Al monitoritzar la qualitat de l'aigua, és possible estimar les necessitats d'alimentació. No obstant això, no és suficient. Monitoritzar el comportament dels peixos, especialment durant el període d'alimentació, pot ajudar a adaptar el subministrament alimentari. Aleshores, si es tan clar que el monitoratge pot ajudar a la producció aqüícola, per què no veiem aquest sistema de monitoratge en les instal·lacions aquàtiques? Per què a la majoria de les instal·lacions la alimentació es dóna manualment sense considerar el comportament alimentari dels peixos? El preu dels sensors per controlar les piscifactories és extremadament alt. Els sensors empleats són, en la majoria dels casos, els mateixos que es fan servir per a l'oceanografia. Els sistemes proposats en la literatura monitoritzen pocs paràmetres de qualitat de l'aigua i generalment no consideren el comportament dels peixos durant l'alimentació. Són necessaris sensors de baix cost adequats per a la monitorització de l'aqüicultura. Aquests sensors han de ser de baix cost, baix consum d'energia, senzills d'usar i amb la possibilitat d'incloure'ls en una xarxa per enviar-los. Per tant, podrem utilitzar aquesta xarxa de sensors i sensors per controlar l'activitat, enviar alarmes si és necessari i automatitzar els processos. A més, si incloem Internet, les dades es podran veure de forma remota. L'ús d'aquests sensors pot ajudar a la producció aqüícola. En aquesta tesi es mostra l'estudi dels requisits i el disseny de sensors per a monitoritzar la qualitat de l'aigua i el procés d'alimentació en piscifactories i altres entorns. Primer, estudiem en detall els requisits dels sensors en aqüicultura. A continuació, es mostra el estat de l'art dels sensors actuals per al monitoratge de la qualitat de l'aigua i per al monitoratge de l'aqüicultura. A continuació, presentem el disseny i desenvolupament dels nostres propis sensors de baix cost i la seva aplicació en instal·lacions d'aqüicultura amb sistema obert i sistema de recirculació. A més, mostrem la possibilitat de monitoritzar fins a 10 paràmetres, incloent-hi la qualitat de l'aigua (temperatura, salinitat, terbolesa i presència d'hidrocarburs / capa d'oli), ambient del tanc (nivell d'aigua, il·luminació, presència de treballadors) i alimentació del consum de peces (profunditat de natació de baix, estimació dels canvis en la velocitat de naixement de baixos i la caiguda d'aliment). El sistema proposat, capaç de controlar tots aquests paràmetres, té un baix cost i baix consum d'energia. El preu estimat és inferior a 100 € per tanc. A més, mostrem l'ús d'alguns dels sensors abans esmentats per a l'ajust automàtic del procés d'alimentació de peces. Finalment, mostrem com alguns dels sensors desenvolupats es fan servir en altres àrees aquàtiques naturals com manglars i estuaris. A més, es presenta un sistema intel·ligent per monitoritzar i rastrejar la contaminació en els cossos d'aigua. / Parra Boronat, L. (2018). Study of Requirements and Design of Sensors for Monitoring Water Quality and Feeding Process in Fish Farms and Other Environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/106369