Ingeniero Civil Mecánico / El origen y continuación de la humanidad se ha basado en el agua. A pesar de ser el agua uno de los recursos más abundantes en el mundo cubriendo tres cuartos de la superficie del planeta, solo alrededor de un 3% es agua dulce, el otro 97% corresponde a agua salada de los océanos. Buscando aprovechar este recurso es que se ha desarrollado el proceso de desalinización por osmosis inversa incorporando variantes en las energías que alimentan el proceso con el objetivo que económico y medio ambientalmente sean atractivos. El objetivo general del trabajo de título es realizar un estudio de factibilidad técnico-económico del proceso de osmosis inversa con apoyo de energía renovables eólica y solar fotovoltaica con el fin de establecer la vialidad de un proyecto de este tipo en una localidad del norte de Chile. Debido a que la osmosis inversa no es un proceso térmico, lo cual implica que no existen mayores transientes, se propone la estrategia de desalinizar agua de mar con apoyo de energías no térmicas como las renovables eólica y solar fotovoltaica en los periodos en los cuales estén disponibles con el fin de disminuir los altos costos asociados a la energía necesaria en la producción. Estos costos equivalen a un tercio del total en una planta normal sin energías renovables de apoyo por concepto del consumo energético. Por las razones antes mencionadas, se propone una metodología de incorporar energías renovables en configuración On Grid de modo que la eólica sea el pilar principal, siendo la solar fotovoltaica un complemento sin sobrepasar la potencia requerida por la osmosis inversa para que finalmente la red eléctrica solo aporte la energía faltante al sistema, logrando reducir en algunos casos como los estudiados hasta un 40% de la energía consumida si solo estuviese conectada a la red eléctrica. De cinco localidades estudiadas en el norte de Chile, Mejillones presenta las mejores oportunidades de generar energía a partir de energía eólica y solar fotovoltaica, y más aún para un proceso que hace más factible la realización de un proyecto como es la desalinización debido a la necesidad de acceso al agua que presenta la zona norte de Chile. La inversión para la planta con el menor consumo específico de energía de 2,77 [kWh/m3] se estima en US$ 5.733.935, para un consumo específico de 2,89 [kWh/m3] es de US$ 5.760.341 y finalmente para un consumo específico de 3,06 [kWh/m3] es de US$ 5.800.925. En todos los casos el aerogenerador utilizado fue el Aeronautica 29-225, ya que, su evaluación económica fue mayor sobre otros aerogeneradores siendo los VAN de US$ $ 2.446.639, US$ $ 2.366.207 y US$ 2.263.281 para los distintos consumos específicos respectivamente.

Geólogo / La presente memoria tiene el objetivo de conocer a modo exploratorio la calidad fisicoquímica, de las aguas embotelladas minerales y purificadas en venta en el mercado chileno. El mercado de agua embotellada chilena ha mostrado un crecimiento continuo en los últimos años y ofrece una amplia gama de productos que los consumidores tienden a asociar con un estilo de vida saludable. Sin embargo, el marco regulatorio vigente (MINSAL, 1997) no obliga a declarar en los envases la composición química del agua y, el consumidor elije sin conocer la calidad de estas aguas. Este trabajo de investigación es el primer paso hacia una valoración más amplia de la calidad del agua que adquirimos y que se ha convertido en un producto de uso cotidiano para un gran número de consumidores. El interés hacía la composición de las distintas aguas que se encuentran a la venta nace de la ausencia de información detallada en el etiquetado de los envases y la limitada información pública disponible al respecto. En este estudio se analizaron diez marcas de agua embotellada disponibles en en venta en la ciudad de Santiago. Todas las aguas analizadas son sin gas, en envases de PET con tapas de PE. La capacidad de las botellas de cada marca es de 1,5 litros, con excepción de aquellas que no venían en ese formato. No se tiene más información previa de la composición de las aguas compradas que aquella en el etiquetado. Los datos obtenidos han sido interpretados considerando las normas nacionales (Decreto 106 y NCH409/1) e internacionales y, los valores guía de diferentes organizaciones internacionales (OMS, USEPA (IBWA), EU). Los resultados revelaron que la calidad de las aguas analizadas es buena en general, cumpliendo con el reglamento de las aguas minerales chileno. Se observó que las muestras de Jahuel, Jumbo y Puyehue superan las concentraciones permitidas de arsénico por las normas internacionales y la NCH409/1, y la muestra de Cachantún supera el valor guía para nitratos de la USEPA. La concentración de nitratos de Cachantún, Jahuel, Jumbo y Porvenir resultan superiores a los valores naturales típicos de las aguas subterráneas y además presentan concentraciones menores de uranio. Finalmente, las muestras de Cachantún, Puyehue, Tottus y Benedictino presentan concentraciones relativamente elevadas de boro y la muestra de Puyehue contiene concentraciones menores de mercurio. Los hallazgos de este estudio permiten reconocer, según la normativa vigente, que existen aguas embotelladas que no serían aptas como aguas potables. Esta peculiaridad podría ser subsanada modificando las normativas vigentes, ya que el agua embotellada es para consumo humano y, debiese cumplir con las normas del agua potable. Este estudio también demostró que las aguas purificadas no son de menor calidad fisicoquímica que algunas aguas minerales y que tampoco existe una clara relación precio/calidad. La limitación de esta investigación se encuentra en la baja cantidad de muestras analizadas y entonces se recomienda la realización de uno o más estudios con mayor cantidad de muestras, para adquirir más información sobre la calidad y seguridad de las aguas embotelladas que consumen los chilenos.

SODIS (Solar Water Disinfection) é uma tecnologia simples para tratamento de água no pontode- uso, sendo uma alternativa importante para disponibilizar água em situações de emergência ou onde não há acesso à água potável. A ação concomitante entre a temperatura e a radiação ultra violeta do sol provoca a morte dos microorganismos presentes na água. Este estudo avaliou a eficiência de inativação de coliformes totais e Escherichia coli pela técnica SODIS para as águas de chuva (coletada em telhado), de poço freático e de manancial superficial (reservatório), sob as condições climáticas de verão de Porto Alegre, RS. Foram ainda, realizados ensaios para verificar se ocorreu o recrescimento dos microorganismos após 24 e 48 horas do término da exposição ao sol. Também foram determinadas as constantes de decaimento das bactérias utilizando a Lei de Chick para representar o declínio dos microorganismos. Os ensaios de SODIS foram realizados em batelada, utilizando garrafas PET transparentes de 1,5 L, expostas ao sol por um período de 6 h. O mesmo número de garrafas era mantido à sombra pelo mesmo período, como controle. As temperaturas do ar e da água e a radiação ultravioleta foram monitoradas ao longo dos ensaios. Os valores médios de remoção de concentrações de E. coli no SODIS nas amostras das águas analisadas variaram entre 98,8 a maior do que 99,99%; para coliformes totais as reduções médias nas amostras variaram entre 90,00 – 99,99%. Não houve recrescimento de microorganismos após 24 e 48 horas seguindo-se ao término da exposição solar. As constantes de decaimento para coliformes totais e E. coli foram, respectivamente, 0,2979 h-1 e 0,9397 h-1, confirmando as observações de que E. coli é mais sensível a desinfecção. Os coeficientes de determinação para a equação da Lei de Chick foram de 0,938 (E. coli) e 0,877 (coliformes totais). Os resultados da pesquisa indicam que as águas de chuva e de poço freático tratadas com SODIS atingiram os padrões microbiológicos recomendados pela Organização Mundial da Saúde, o que não ocorreu com as amostras de água do reservatório superficial estudado. / SODIS (Solar Water Disinfection) is a simple techhnology for point-of-use drinking water treatment, and can be used during emergencies or in sites without running water. The joint action of high temperature and ultraviolet radiation causes the die-off of microrganisms. This study evaluated the removal of total coliforms and Escherichia coli using SODIS to disinfect water from rain (collected in roofs), from well and from surface water (reservoir) under the climate conditions of Porto Alegre, RS. Essays were also conducted to see if bacteria regrowth occurred after 24 and 48 h after the end of the SODIS test. In addition, bacterial decay coefficients were calculated using the Chick´s Law as model. SODIS essays were performed in batch reactors using 1.5 L transparent PET bottles exposed to the sunlight for 6 h.The same number of bottles were kept in the shadow, as a control. Air and water temperatures and ultraviolet radiation were monitored hourly. E. coli mean removals in samples from the three sources of water varied between 98,8% to greater than 99,99%. The mean reductions for total coliforms varied between 90.0% to 99.99%. Microorganism regrowth was not observed after 24 and 48 h. Decay coefficients for coliforms and E. coli were, respectively, 0.2979 h-1 e 0.9397 h-1, confirming the observation that E. coli is more sensitive than total coliforms to SODIS. Coefficients of determination for Chick´s Law equation were 0.938 (E. coli) and 0.877 (total coliform). The results from this research indicate that water from rain and well , but not reservoir, achieved the World´s Health Organization drinking water guidelines for drinking water with low risk of disease acquisition.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Los colectores primarios son redes que recolectan aguas residuales de varios afluentes de menores dimensiones de acuerdo con determinadas áreas de drenaje, estos colectores primarios son de diámetros de 350 mm en adelante. Estos colectores reciben las aguas residuales de gran parte de la ciudad de Lima, este estudio abarcó los distritos de San Juan de Lurigancho, Cercado de Lima y Rímac. Así como se brinda un buen servicio de agua potable, es también se debe contar con un buen servicio de alcantarillado, más aún en una ciudad en permanente crecimiento como Lima que origina mayor demanda de servicios, es por ello que monitorear estos colectores es un tema muy importante para recabar información de cómo están trabajando. El colector primario N°6 empieza en el distrito del Rímac en jr. Loreto, este presenta problemas de aniego, para ello se determinó colocar puntos de aforo en lugares que cumplan con las condiciones necesarias de lectura de los colectores aportantes al colector principal y mediante esta información se determinó sus parámetros geométricos, el comportamiento de las aguas residuales, tanto de caudal como tirante, además de determinar su capacidad hidráulica el cual debiera trabajar a menos del 75% de su relación tirante diámetro. Para este estudio nos apoyamos en un programa de modelamiento llamado SewerCAD v8i para obtener los perfiles que nos mostraran como viene trabajando los tramos en problema del Colector Primario N°6 y con ello determinamos las posibles medidas o mitigaciones que se podrá tomar en cuenta para mejorar la situación actual en la que se encuentra. / Trabajo de suficiencia profesional

Geólogo / El sistema geotermal del Complejo volcánico Caviahue-Copahue posee un conjunto de aguas termales en las cercanías del edificio del volcán Copahue, el cual se ubica en el límite entre Argentina y Chile. El presente trabajo se enfoca en desentrañar los procesos hidrogeoquímicos que afectan a las aguas termales mediante el uso de técnicas isotópicas.En este trabajo se han generado los primeros datos de isótopos de Sr y edades carbono-14 que, sumados a nuevos datos químicos e isotópicos de las aguas termales en los sectores de Las Máquinas, Las Maquinitas, Termas de Copahue, Anfiteatro y Pozo COP-2, han permitido realizar un detallado análisis de la situación. La hidroquímica de seis muestras permite clasificar las aguas en dos tipos sulfatadas ácidas y bicarbonatadas neutras. El primer tipo, con pH cercanos a 2 y concentraciones hasta 8000 mg/L de sulfato, estaría relacionada a la oxidación de H2S en aguas de circulación somera; mientras que el segundo a la disolución de CO2. Donde, los isótopos estables de hidrógeno y oxígeno también darían cuenta de esta mezcla entre aguas meteóricas con vapores de origen magmático. Las razones 87Sr/86Sr de las aguas termales son casi idénticas a las de las rocas del Complejo Volcánico Copahue-Caviahue, reflejando un alto grado de interacción con estas; sin embargo, las aguas termales de Las Máquinas presentan una desviación significativa, abriendo la posibilidad de interacción con rocas de diferente composición isotópica. Los contenidos indetectables de tritio en la mayoría de las aguas termales muestran que no existe una componente meteórica moderna (posterior a 1960). Estos resultados conversan con el rango de edades medidas usando carbono-14 (13.540 17.520 años). Sin embargo, es necesario destacar que existe la posibilidad que parte del carbono total pueda proceder de la disolución de CO2 magmático, lo cual aumentaría las edades obtenidas. Por otro lado, aguas termales con isótopos estables cercanos a la GMWL, muestran que las razones δ18O y δD durante el período de infiltración (13000 años aproximadamente) serían similares a las razones actuales. Finalmente, se confirman las altas razones 3He/4He (6.4 - 8.3 Ra) en los fluidos termales de Copahue, estando entre los valores más altos registrados en Sudamérica, muy cercanos a la composición isotópica del MORB (8 Ra).

Tesis presentada para optar al grado de Magíster en Química área de Especialización en Medio Ambiente y Memoria para optar al Título de Químico / Chile se ubica en el primer lugar de Latinoamérica en lo que se refiere al procesamiento de aguas residuales, lo cual ha posibilitado paulatinamente la descontaminación de los cursos de aguas superficiales y marítimos. El tratamiento de las aguas residuales trae consigo la generación de biosólidos, los cuales pueden ser utilizados como fertilizantes, mejoradores de los suelos, y también como materia prima para la generación de biogás. Aunque el plan de saneamiento de aguas servidas mejora significativamente la calidad del agua, no todos los contaminantes son capaces de ser completamente eliminados y pueden llegar al medioambiente a través del agua tratada o por la aplicación de biosólidos a los suelos. Los productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCPs) son contaminantes orgánicos que permanecen en los biosólidos, entre éstos se encuentran el Triclosán (TCS) y hormonas, como 17α-etinilestradiol (EE2). El TCS es un agente antimicrobiano usado en jabones, detergentes, pasta de dientes, cosméticos y productos farmacéuticos. El 17α-etinilestradiol es un estrógeno sintético usado como un ingrediente activo de los anticonceptivos orales y suplementos hormonales. El riesgo ambiental de los compuestos orgánicos contenidos en los biosólidos depende de su concentración, de su persistencia, su capacidad para incorporarse a la cadena trófica, su labilidad y su biotoxicidad. Por lo que se plantea como hipótesis que la adsorción de 17α-Etinilestradiol y de Triclosán en el suelo aumentaría con el incremento de materia orgánica aportada por el biosólido y por tanto disminuiría la biodisponibilidad de los contaminantes a las plantas de trigo. El objetivo general de este estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de biosólidos en relación a la adsorción de hormonas esteroidales (17α-Etinilestradiol) y agentes bactericidas (triclosán) en suelos y la biodisponibilidad de estos compuestos determinada mediante ensayos con plantas de trigo. Para el estudio de biodisponibilidad se utilizó arena y dos series de suelos de la Región Metropolitana: Lampa y Lo Prado además de un biosólido de una planta de tratamiento de aguas residuales de la misma Región. Se realizó una caracterización física y química tanto de los suelos, como del biosólido, a través de pH, carbono orgánico (CO) y textura (determinada sólo para los suelos). La arena y suelos utilizados fueron tratados con una dosis de 0 y 90 Mgha-1 de biosólido. Se determinó la concentración de EE2 y TCS en el biosólido, a través de una extracción con acetato de etilo utilizando baño de ultrasonido, encontrándose concentraciones de 0,54 ± 0,06 y 8,31 ± 0,19 mgkg-1 respectivamente. La determinación de ambos se realizó por medio de cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). Para los ensayos con plantas de trigo, las muestras fueron extraídas y determinadas con la misma técnica. Los resultados obtenidos de la extracción de EE2 y TCS de las plantas de trigo, indicaron que los compuestos se concentran mayoritariamente en la raíz de la planta que en la parte aérea. Además, se obtuvo que la biodisponibilidad de los compuestos en las plantas depende exclusivamente de las propiedades de los contaminantes y del suelo. Los estudios de adsorción muestran que el incremento de materia orgánica en los suelos aumenta la adsorción de TCS y EE2 en estos sustratos, y que ambos compuestos siguen el modelo de adsorción de Freundlich. La desorción indica, que la movilidad y disponibilidad en un periodo de 24 horas tanto de TCS como de EE2 depende del tipo de suelo, ya que fue mínima en el caso del suelo Lampa, con y sin aplicación de biosólido, en cambio en el suelo Lo Prado se observó una desorción de casi un 50% de TCS / Chile is ubicated in first place regarding to the wastewater treatment in Latin America, which has gradually enabled the decontamination of surface and sea water courses. The wastewater treatment entails the generation of biosolids, which could be used as fertilizers, soil improvers, and also as a feedstock for biogas generation. Although the wastewater treatment plan significantly improves water quality, there are contaminants that are not completely eliminated and may reach the environment through treated water or due the biosolids application to soils. Biosolids may contain inorganic and organic contaminants, among the latter are the pharmaceutical and personal care products (PPCPs), which have given rise to a series of emerging contaminants, among these are triclosan (TCS) and hormones, such as 17α-ethinylestradiol (EE2). The TCS is an antimicrobial agent used in soaps, detergents, toothpastes, cosmetics and pharmaceuticals. The 17α-ethinylestradiol is a synthetic estrogen used as an active ingredient in oral contraceptives and hormone supplements. The environmental risk of organic compounds in biosolids depends on their concentration, persistence, ability to enter the food chain, its lability and biotoxicity. As hypothesis, It is proposed that the adsorption of 17α-ethinylestradiol and triclosan in the soil would increase with increasing of organic matter provided by the biosolids and thereby would decrease the bioavailability of pollutants to the wheat plants. The general aim of the present study was to evaluate the effect of biosolids application in relation to the adsorption of steroid hormones (17α-ethinylestradiol) and antibacterial agents (TCS) in soils and their bioavailability through testing with wheat plants. For the bioavailability study, sand and two soil series of Metropolitan Region were used: Lampa and Lo Prado. The biosolid was obtained from wastewater treatment plant in the same Region. Both soils and biosolid were characterized through pH, organic carbon (OC) and, for soil only, texture. The sand and soils were treated with two biosolid rates (0 and 90 Mg ha-1). The EE2 and TCS concentration in biosolids was determined through ethyl acetate extraction using ultrasonic bath, finding concentrations of 0.54 ± 0.06 and 8.31 ± 0.19 mgkg-1 respectively. The determination of both compound was carried out through gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The same extraction technique and determination was used for wheat plant assays. The results of the extraction of EE2 and TCS from wheat plants indicated that the compounds are mainly concentrated in roots more than shoots. Furthermore, it was found that the bioavailability of the compounds in plants depends exclusively on the properties of the contaminants and the soil. Adsorption studies showed that the increase of organic matter in the soil increases the adsorption of TCS and EE2 on these substrates, and both compounds follow the Freundlich adsorption model. The desorption indicates that the mobility and availability within 24 hours for both TCS and EE2 depends on soil type, because it was minimum in the case of soil Lampa, with and without biosolids application, while in the soil Lo Prado an increase of almost 50% in the case of TCS was observed

Tesis presentada para optar al grado de Magíster en Química, Área de Especialización en Química Ambiental y Memoria para optar al Título de Químico / Una de las opciones que actualmente se está dando a los lodos estabilizados o biosólidos, es su aplicación en suelos agrícolas debido al alto contenido de materia orgánica, macro y micro nutrientes necesarios para el crecimiento de plantas, por esta razón, los biosólidos pueden ser benéficamente utilizados como co-fertilizantes en suelos agrícolas o en la recuperación de suelos degradados. No obstante, los biosólidos poseen metales pesados y otros contaminantes orgánicos que pueden contribuir a la contaminación de los suelos y a través de este medio llegar a los productos agrícolas y aguas subterráneas. Para evaluar el efecto ambiental que un contaminante ejerce en el suelo, es necesario conocer su fracción biodisponible. La determinación de la fracción biodisponible es importante en la evaluación de riesgos de contaminación y puede ser estimada a través de distintos procedimientos, uno de ellos es el procedimiento de extracción secuencial, que consiste en el uso de diferentes reactivos, para obtener la forma del metal que está asociado a los distintos componentes del suelo. La biodisponibilidad habitualmente es determinada a través de sistemas vivos, estos organismos ayudan a estudiar el nivel y/o impacto de agentes contaminantes en el medio ambiente, lo cual requiere de más trabajo y tiempo. Por esa razón, se han desarrollado técnicas nuevas que permiten simular este parámetro de manera más rápida e igualmente confiable: la Técnica de la gradiente de difusión en capa fina (DGT), emplea una resina de intercambio catiónico Chelex, un gel difusivo y un filtro de membrana dentro de un dispositivo plástico, de tal manera, que los iones difundan a través del filtro y del gel difusivo para alcanzar la resina y así, imitar la absorción de metales por la planta. Para relacionar la concentración del metal en la resina con la biodisponibilidad, se utiliza un modelo computacional DIFS (DGT Induced Fluxes in Sediments and Soils) que cuantifica la respuesta del DGT en relación a las características de difusión del suelo y la velocidad del suministro desde la fase sólida a la solución. Este estudio evaluó Influencia de la aplicación de diferentes dosis de biosólido: 0, 30, 90 y 200 Mg ha-1 sobre la biodisponibilidad de elementos traza (Cu, Cr, Ni y Zn) en suelos agrícolas de la región Metropolitana de Santiago. Se utilizaron tres métodos para determinar la biodisponibilidad de elementos traza en los suelos: cultivos de plantas de maravilla (Helianthus annuus), primera etapa de un procedimiento de extracción secuencial (BCR) y técnica de gradiente de difusión en capa fina (DGT). Las concentraciones de metales totales, con excepción de Ni, en el biosólido se encuentran bajo los límites permitidos por la norma chilena (DS-4, 2009), para ser aplicado a suelos agrícolas como forma de disposición final. La concentración de metales en el biosólido aumenta en el siguiente orden: Ni < Cu < Cr < Zn. En todos los suelos, la concentración de metales aumenta en el siguiente orden: Ni < Cr < Cu < Zn. Los resultados obtenidos en el procedimiento de extracción secuencial mostraron que los metales se encontraron principalmente en la fracción residual de los suelos, la aplicación de biosólidos en general disminuyó esta fracción a la vez que se produjo un incremento la fracción soluble en ácido (fracción más lábil de los suelos, normalmente asociada con la biodisponibilidad). Los contenidos de elementos traza en las plantas de maravilla cultivadas en los suelos estudiados, aumentaron con el incremento de dosis biosólidos aplicado sobre los suelos. En general la CE de Cu determinada con la técnica DGT en los suelos disminuyo con el aumento de dosis de biosólido, en cambio, CE de Cr, Ni y Zn aumentó al incrementar el contenido de biosólido aplicado en los diferentes suelos. Los resultados obtenidos para los contenidos de metales en los cultivos de plantas de maravilla, la concentración en la fracción soluble en ácido en el procedimiento de extracción secuencial en los suelos y la CE determinada por la técnica DGT-DIFS, se compararon utilizando un análisis de regresión simple para evaluar la eficiencia de estas técnicas en la estimación de la biodisponibilidad de metales en suelos. La comparación del contenido de metales en las plantas y CE muestra una buena correlación solo para Zn en el suelo Lampa (R = 0,862), el coeficiente de correlación de Cr y Zn en el suelo Lampa logrado por la comparación del contenido de metales en las plantas y la fracción soluble en acido fue de 0,879 y 0,941 respectivamente, mientras que en los otros suelos se obtuvieron coeficientes de correlación menores y no significativos. Sin embargo, la comparación de los resultados obtenidos en la fracción soluble en acido y CE permitieron mejores coeficientes de correlación para Cr, Ni y Zn en los tres suelos en estudio. / One of the use options that currently is being given to the stabilized sludge or biosolids, is their application in agricultural soils due to the high content of organic matter, macro and micro nutrients required for plant growth, therefore, biosolids can be beneficially co-used as fertilizer on agricultural land or in the recovery of degraded soils. However, biosolids have heavy metals and other organic pollutants that can contribute to the soils contamination, and through of this medium, to reach to groundwater and agricultural land. To assess on the soil, the environmental effect of a contaminant, it is necessary knowing its bioavailable fraction. The bioavailable fraction determination is important in evaluating the risk of contamination, and can be estimated by various methods, one of them is the sequential extraction procedure, which involves the use of different reagents, to obtain the metal form, which is associated with different components of the soil. Bioavailability is usually determined through living systems, which help to study the level and/or impact of the pollutants on the environment, which requires more work and time. For this reason, new techniques have been developed, to simulate this parameter faster and equally reliable: the technique of diffusion gradient in thin film (DGT) employs a cation exchange resin Chelex, a diffusive gel and filter membrane in a plastic device, so that the ions diffuse through the filter and to achieve diffusive resin gel and thus, mimic metal uptake by the plant. To relate the metal concentration in the resin with bioavailability, a computational model DIFS (DGT Induced Fluxes in Soils and Sediments) that quantifies the response of DGT in relation to the diffusion characteristics of the soil and the rate of supply from the solution to solid phase. This study assessed the influence of biosolid application to soil at various rates,: 0, 30, 90 and 200 Mg ha-1, on bioavailability of some trace elements (Cu, Cr, Ni and Zn) in agricultural soils of the Metropolitan Region. Three methods were used to determine the metal bioavailability in soils: bioassay with sunflower plants (Helianthus annuus), the first fraction of a sequential extraction procedure (BCR) and diffusion gradient in thin films technique (DGT). Excepting Ni, metal concentrations, in the biosolids are under of the limits allowed by the Chilean regulation (DS-4, 2009), to be applied to agricultural soils as a method of disposal. The metal concentration in the biosolid and soils increases in the following order: Ni < Cu < Cr < Zn , and Ni < Cr < Cu < Zn respectively. The results in the sequential extraction procedure showed that the metals are mainly found in the residual fraction of the soil, the application of biosolids generally decreased this fraction, while there was an increase in the acid soluble fraction or labile fraction, usually associated with the bioavailability. The contents of trace elements in plants grown in the soils studied, increased with increasing biosolids rates, applied to soils.CE for Cu, determined with DGT technique, decreased with increasing biosolid rate, however, CE for Cr, Ni and Zn increased by the biosolids rate applied at different soils. The results obtained for metal contents in sunflower plants, the concentration in the acid soluble fraction through sequential extraction procedure, and the CE determined by DGT-DIFS technique, were compared using an analysis of simple regression, to assess the efficiency of these techniques respect of the metal bioavailability estimation in soils. The metal content in plants and CE showed a good correlation only for Zn in Lampa soil (R = 0,862), the correlation coefficient for Cr and Zn in the Lampa soil, was achieved by comparing the metals content in the plants and the acid soluble fraction, was 0,879 and 0,941 respectively, while in other soils, were obtained correlation coefficients no significant. However, the comparison with the acid-soluble fraction and CE shown the best correlation coefficients for Cr, Ni and Zn in the three soils studied / Fondecyt

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:33:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312067.pdf: 3498625 bytes, checksum: e243ab44cc2bc273910a4ac331c4d0d8 (MD5) / A contaminação do solo e da água subterrânea com compostos derivados de petróleo vem-se intensificando como resultado da extração, refino, distribuição e armazenamento desses produtos. Entre os compostos encontrados na gasolina destacam-se os BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno) que, por serem altamente tóxicos, representam perigo potencial ao ambiente em caso de derramamento. A biorremediação é um processo que utiliza a ocorrência natural de microrganismos para degradar substâncias perigosas, constituindo uma alternativa para a remediação de derramamentos de óleos e tratamento de ambientes contaminados. Este trabalho teve por finalidade avaliar a influência do etanol e de sulfato na biodegradação de gasolina E10 (mistura de gasolina com 10% de etanol em volume) a partir de experimentos de campo. Para atender esses objetivos, após um derramamento controlado do combustível E10, foi feita uma injeção de sulfato, seguida por monitoramento contínuo da migração e da degradação dos compostos presentes na mistura estudada, a partir de análises hidrogeoquímicas. Foram utilizadas também ferramentas de biologia molecular para verificar as características da degradação, a partir da identificação dos microrganismos presentes. O comportamento do etanol, os hidrocarbonetos monoaromáticos, os receptores de elétrons, os subprodutos metabólicos e os dados de cinética de degradação do experimento de Bioestimulação com Injeção de Sulfato de E10 (BIS-E10) foram comparados com resultados provenientes de um experimento de Atenuação Natural Monitorada (ANM) com combustível E24 (ANM-E24). As taxas de atenuação do benzeno, tolueno e BTEX totais foram superiores em condições de menor proporção de etanol na mistura (E10) e presença de sulfato, quando comparadas com as correspondentes para o experimento de ANM, com E24 e sem adição de sulfato. A presença de subprodutos metabólicos (nitrito, ferro (II) e sulfeto) e de bactérias nitrito-redutoras (nirS), bactérias do gênero Geobacter e bactérias da classe Delta-proteobactérias na água subterrânea, suportam a ocorrência da degradação anaeróbia do combustível E10 por processos de nitrato-redução, ferro(III)-redução, sulfato-redução, concomitantemente, mediante a utilização dos receptores de elétrons correspondentes. Por outro lado, a ausência de metano e de Arqueas metanogênicas demonstraram que o processo metanogênico não atuou na degradação do etanol e dos compostos BTEX na área de BIS-E10, sendo este o processo predominante na degradação do etanol e dos compostos BTEX no experimento de ANM.<br> / Abstract : Contamination of soils and groundwater with compounds derived from petroleum has been increasing, as a result of extraction, refining, distribution and storage of these products. Among the compounds found in gasoline BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene) stand out by for its toxicity which represents potential danger to the environment in case of spill. Bioremediation is a process that uses naturally occurring microorganisms to degrade substances, representing an alternative for cleaning oil spills and treating contaminated environments. The current work aimed to evaluate the influence of ethanol and sulfate in gasoline E10 (blend of 10% ethanol in volume) biodegradation from field experiment. In order to meet these goals, after a controlled release of the E10 fuel, an anaerobic biostimulation with sulfate injection (BSI) was done followed by continuous monitoring of migration and degradation of the compounds in the mixture studied through hydrogeochemical analyzes. Molecular biology tools were used to identify microorganisms which are associated with redox degradation process. The behavior of ethanol, monoaromatic hydrocarbons, electron acceptors and metabolic by-products, and the data of degradation kinetics of E10 experiment (BSI-E10) were compared with those obtained from a Monitored Natural Attenuation experiment with E24 fuel (MNA-E24). The kinetics of benzene, toluene and total BTEX degradation was faster in the case of BSI-E10 experiment, when compared with the MNA-E24 experiment, with more content of ethanol in the blend and without sulfate addition. The presence of metabolic by-products (nitrite, iron (II) and sulfide) and specific bacterial communities (nitrite reductase (nirS), Geobacter and Deltaproteobacteria) in groundwater, support the concomitance of anaerobic degradation of E10 fuel by nitrate-, iron- and sulfate-reducing processes, using the corresponding electron acceptor. Moreover, the absence of methane and methanogenics archea demonstrated that methanogenic did not act in the ethanol and BTEX degradation in the BSI experiment, meanwhile, this process, was predominant for the ethanol and BTEX degradation of in the MNA experiment.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:35:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304600.pdf: 2554964 bytes, checksum: 7ef77be29234b4b273b857f4f35eac24 (MD5) / Um dos maiores problemas ambientais observado na zona rural brasileira e a falta de sistemas de tratamento de efluentes sanitarios adequados a realidade dessas comunidades. O sistema de tratamento atraves da zona de raizes possibilita adequar-se as condicoes locais devido ao seu baixo custo de implantacao e manutencao, possibilidades de aproveitar os recursos locais, como plantas nativas e materiais alternativos, para a construcao do filtro, alem de evitar equipamentos eletricos para a aeracao e conducao do tratamento dos efluentes. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo principal implantar e avaliar um sistema de tratamento de efluentes sanitarios do tipo zona de raizes, e utiliza-lo como instrumento de educacao ambiental em uma escola rural do municipio de Campos Novos, SC. O sistema foi implantado segundo os principios da pesquisa-acao, envolvendo os alunos da escola e a comunidade local, desde a sua construcao ate a sua operacao e manutencao. A eficiencia do sistema implantado em termos de remocao de DBO, DQO, NH.., PO..3, coliformes totais e coliformes termotolerantes foi, respectivamente: 72,1%, 77,4%, 80,7% e 80,7%, 99,93% e 97,54%. A partir dos resultados obtidos, pode-se verificar que o sistema zona de raizes e bastante promissor na questao da sustentabilidade do saneamento rural e uma excelente oportunidade de participacao dos envolvidos na solucao de seus problemas ambientais. / One of the biggest environmental problems observed in rural Brazil is the lack of systems to wastewater treatment tailored to the reality of these communities. The treatment system through the root zone allows suit local conditions due to its low cost of deployment and maintenance, opportunities to leverage local resources such as native plants and alternative materials for the construction of the filter, and avoids electrical equipment for aeration and conduct of the effluent treatment. In this sense the present work aimed to evaluate and deploy a system for treating wastewater type root zone and use it as a tool for environmental education in a rural school on the city of Campos Novos, SC. The system was implemented according to the principles of action research, involving school children and the local community since its construction to operation and maintenance. The efficiency of the implemented system in terms of removal of BOD, COD, NH.., PO.3., total coliforms and fecal coliforms were respectively 72.1%, 77.4%, 80.7% and 80.7%, 99.93% and 97.54%. From the results obtained can be verified that the system of the root zone is very promising on the issue of sustainability of rural sanitation and an excellent opportunity for participation of those involved in solving their environmental problems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:31:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314917.pdf: 2110946 bytes, checksum: 21b02a44a46e1956c395dfe20715dae2 (MD5) / A interdependência entre o consumo de água e o consumo de energia é crescentemente reconhecida como uma das bases para o desenvolvimento sustentável. A escolha das tecnologias para promoção do uso racional de água impacta diretamente a energia incorporada à água. O objetivo geral deste trabalho é avaliar o potencial de economia de energia para operação de sistemas públicos de água e esgoto por meio do uso racional de água em habitações de interesse social em Florianópolis, Santa Catarina. O potencial de economia de energia em escala urbana com o uso racional de água em habitações de interesse social foi verificado para diferentes estratégias, considerando medidas, tais como: (i) instalação de equipamentos economizadores (bacias sanitárias de acionamento duplo e torneiras economizadoras no lavatório e na pia da cozinha); (ii) aproveitamento de água cinza do chuveiro, lavatório, lavadora de roupas e tanque para descarga de bacias sanitárias; e (iii) aproveitamento de água pluvial de coberturas para o abastecimento de lavadoras de roupas, tanques e bacias sanitárias. Para a avaliação do potencial de economia de energia através de estratégias compostas por uma ou mais medidas, estimou-se aparcela dos serviços de água e esgoto atendida por cada medida, bem como suas respectivas intensidades energéticas - unidade de energia por unidade de água ou esgoto. A intensidade energética média das estratégias analisadas variou consideravelmente. A maior intensidade energética média estimada foi para a estratégia que considera o uso de água pluvial sem outra medida para redução do consumo de água da rede pública - 0,86 kWh/m³ -; enquanto, a menor, foi para o uso de equipamentos economizadores combinado com água cinza - 0,41 kWh/m³. Observou-se que quanto maior a redução de efluentes destinados à rede pública de esgoto por uma estratégia, menor é a sua intensidade energética. Por outro lado, a economia de água potável não proporcionou redução significativa da intensidade energética das estratégias em relação aos sistemas públicos. O potencial de economia de energia gerado pelo aproveitamento de água cinza combinado coma instalação de equipamentos economizadores foi igual a 3,9 GWh/ano em escala urbana.<br> / Abstract : The water-energy nexus is increasingly recognized as one of the bases for the sustainable development. The strategies considered into an integrated water management plan have direct implications on the energy embodied into water. The aim of this study is to evaluate the potential for energy savings for operating public water and sewage systems by means of integrated water management strategies in low-income households in Florianópolis, Santa Catarina. The potential for energy savings in urban scale was assessed for different strategies considering water-efficient initiatives, such as: (i) installation of water-saving plumbing fixtures (dual flush toilets and water-efficient taps), (ii) reuse of greywater from shower, washing basin, and laundry for toilet flushing, and (iii) rainwater use for laundry and toilet flushing. In order to assess the potential for energy savings through strategies which encompass the use of one or more initiatives thereof, it was estimated the energy intensity - unit of energy per unit of water or sewage - and the share of water and sewage services met by each initiative. The average energy intensity of the strategies varied considerably. The highest average energy intensity was estimated for the strategy that encompass the use of rainwater without other initiatives to reduce mains water consumption - 0.86 kWh/m³ -; while the lowest was for the use of water-saving plumbing fixtures combined with greywater reuse - 0.41 kWh/m³. It was observed that the strategies which promote the greatest reduction of sewage have the lowest energy intensities (e.g. greywater combined with installing water-saving plumbing fixtures). Therefore, the reduction of sewage is the main factor which underpins the energy efficiency of residential water-efficient strategies. On the other hand, water savings did not give rise to a significant reduction in the energy intensity of the strategies in relation to public systems. The potential for energy savings generated by the reuse of greywater combined with installing water-saving plumbing fixtures was equal to 3.9 kWh/year in an urban scale.