Las actividades que se desarrollan en las ciudades dinamizan la economía global; no obstante, estos procesos urbanos son, actualmente, intensivos en emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Es de interés mundial reducir estas emisiones con la transición a sistemas de bajo consumo de carbono. Para ello, se implementa, en los subsistemas urbanos, tecnologías de captación de recursos endógenos donde se aborda el nexo energía – agua – alimento. El estudio posee dos objetivos: (i) determinar el grado de autosuficiencia energética, hídrica y alimentaria para afianzar la seguridad respectiva; (ii) cuantificar la reducción de GEI respecto del contexto actual. Asimismo, la investigación se sustenta en: (a) prevenir la discontinuidad del suministro y reducir la dependencia de fuentes externas; (b) el cumplimiento del compromiso medioambiental del Acuerdo de París, Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (2016). Para el análisis, se han seleccionado tres ciudades por cada región geográfica de Perú: Ica, Ayacucho y Pucallpa; cada una con una climatología, morfología urbana y un mix eléctrico regional particular. Estas ciudades son representativas porque se encuentran en las regiones climatológicas donde se concentra la mayor parte de la población nacional. Por ello, éstas se han caracterizado en demanda y oferta con datos de energía solar incidente, temperatura, pluviometría y consumo de agua, electricidad y alimentos. Posteriormente, a partir del plano urbano, ArcGis 10.3 cuantifica la superficie de cubierta disponible. Como último paso para obtener el potencial real, se aplican una serie de factores de corrección por área y eficiencia. Los resultados indican que los recursos endógenos permiten satisfacer la demanda; específicamente, en energía. Asimismo, el análisis ambiental con el método IPCC 2013 en Simapro v8.2 evidencia una importante reducción de emisiones de GEI, la cual varía en cada ciudad según el mix eléctrico particular con el que es comparado. Finalmente, a través del análisis de sensibilidad, se determina valores ideales que ciertos parámetros de crecimiento urbano deben mantener para afianzar la seguridad entre el nexo urbano descrito y la sostenibilidad ambiental. / Cities concentrate global development through different economic activities. However, currently urban processes are highly intensive in terms emission of greenhouse gas (GHG) emissions. The reduction of these emissions is a global concern that has triggered the transition to low carbon systems. Thus, it is imperative to implement technologies of endogenous resources in urban subsystems that can deal with the energy-water–food nexus. Therefore, this dissertation has two main objectives. On the one hand, to determine the selfsufficiency factor in energy, water and food to strengthen their respective security. On the other hand, the establishment of a quantification framework to calculate GHG emission reductions with respect to the current situation. The importance of this study is based on an effort to decentralize the supply of energy, water and food in urban environments, reducing the dependence on external sources. For this, the underutilization of rooftops was identified as a potential vector to generate endogenous resources in cities. Three cities (i.e., Ica, Ayacucho and Pucallpa) were selected for analysis, each of them representing a particular climatic region of Peru. These cities were deemed representative because they are in the climatic regions where most of the Peruvian population is concentrated. Hence, they were characterized by their demand and supply through data of incident solar energy, temperature, precipitation and water, electricity and food consumption. Subsequently, based on land registry plans, ArcGis 10.3 quantify the surface of available rooftops. As the final step to obtain the real potential, correction factors were applied by area and efficiency. The results indicate that endogenous resources allow meeting the demand of electricity, water and horticulture products. In addition, environmental analysis using Life Cycle Assessment with the IPCC 2013 assessment method showed that there is a significant reduction of GHG emissions, which varies in each city due to the particular electric mix of comparison. Finally, through the sensitivity analysis, particular values that certain parameters of urban growth should keep are determined in order to secure the safety between the urban nexus and the environmental sustainability. / Tesis

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / La actividad agrícola es una importante fuente de emisión y captura de gases de efecto invernadero a la atmósfera, existiendo una alta variación de emisiones en función de los factores ambientales, del tipo de manejo del suelo e insumos agrícolas utilizados. En la actualidad existen escasos estudios a nivel local sobre emisiones agrícolas que diferencien sistemas de manejo. El propósito del presente estudio fue comparar la emisión entre dos cultivos locales de cero labranza (CL) y labranza convencional (LC). Se estimó el potencial de calentamiento global, expresado como emisión en equivalentes de CO2 en sistemas de manejo del suelo de cero labranza y convencional, en una rotación trigo – maíz sin quema de residuos, en un suelo de la serie Santiago en la zona Central de Chile. Se incluyó en este análisis desde la producción de insumos hasta la cosecha. Se estudiaron los registros de carbono orgánico del suelo (0 a 15 cm), rendimiento y biomasa de trigo y maíz, fertilizantes y maquinaria utilizada durante siete años de ensayo en la Estación Experimental Antumapu de la Universidad de Chile. La comparación entre los sistemas agrícolas analizados, indica que en CL se produce una menor emisión de gases de efecto invernadero que en LC. En CL se produce una emisión de 2.556 kg ha-1 año-1 en equivalentes de CO2 y en LC de 5.282 kg ha-1 año-1. La emisión por unidad de producto (kg eq-CO2 kg-1 grano) es de 0,26 y 0,51 en CL y LC respectivamente. La captación de CO2 del suelo registrada en CL es de 1.270 kg ha-1 año-1, mientras en LC se produce una emisión directa del suelo de 1.030 kg CO2 ha-1 año-1 teniendo una alta incidencia en la emisión del sistema. El uso de fertilizantes nitrogenados tuvo una alta incidencia en la emisión de ambos sistemas agrícolas, tanto en sus emisiones de N2O como en su fabricación.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniera Forestal / El dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) son los principales gases de efecto invernadero (GEI), cuyo aumento sostenido en la atmósfera contribuye al calentamiento global y al cambio climático. El ecosistema esclerófilo de Chile, es un nodo de biodiversidad global cada vez más amenazado, por la actividad humana. El objetivo de este estudio fue verificar si las plantas de este ambiente emiten CH4 en la luz (fotosíntesis) y oscuridad (respiración autotrófica), en seis especies de árboles y arbustos contrastantes (Cryptocarya alba, Quillaja saponaria, Lithraea cáustica, Acacia caven, Colliguaja odorifera y Retanilla trinervia) de los matorrales y los bosques esclerófilos de Chile Central, comparando un verano caluroso y seco frente a un invierno húmedo de temperaturas moderadas. También se esperaba evaluar la relación de los factores ambientales sobre el control de los flujos de CH4 en las plantas. Usando cámaras estáticas, se midieron los flujos de CO2 y CH4 de las plantas mediante un analizador de gases infrarrojo y cromatografía de gases, respectivamente. Las tasas de fotosíntesis fueron mucho mayores en invierno que en verano, aumentando generalmente en la serie: C. alba, L. caustica, Q. saponaria, C. odorifera, R. trinervia y A. caven. La respiración de ramas fue mayor en invierno que en verano, y además mayor en el grupo formado por A. caven, R. trinervia y C. odorifera en comparación con las especies esclerófilas C. alba, L. caustica y Q. saponaria, probablemente asociado a la menor fracción de follaje de rama en el primer grupo comparado con el segundo. Las plantas en la luz durante el verano -generalmente- capturaron CH4, mientras que en invierno, los flujos de CH4 en la plant,a no fueron significativamente diferentes de cero, excepto para A. caven que fue una fuente de éste a la atmósfera (intervalo de confianza del 95%, 12-151 nmol m-2 s-1). En la oscuridad, las plantas generalmente fueron sumideros de CH4 durante el verano, no así en invierno donde no fueron significativamente diferente de cero. La mayor captura de CH4 se observó en R. trinervia en verano (intervalo de confianza del 95%, 89-287 nmol m-2 s-1) en comparación con las otras especies. Los flujos de CH4 en las plantas y en el suelo siguieron un patrón similar que sugiere una fuerte correlación entre ellos. Los flujos de CH4 en el suelo fueron generalmente negativos en el verano capturando CH4 (sumideros) y positivos en invierno (fuentes); que se corresponde con las plantas que capturan CH4 en verano y sin flujos en invierno excepto para A.caven, que emite. Esto sugiere un mecanismo de difusión simple, mediante el cual el CH4 producido en el suelo por metanogénesis en invierno se transporta por el árbol hacia las copas y se libera a través de lenticelas y estomas; mientras que lo opuesto ocurre en verano cuando los metanotrofos del suelo capturan CH4 y generan un gradiente por el cual el CH4 se mueve hacia el suelo desde la atmósfera a través de la planta donde es capturado. Palabras

Busca reducir los costos de energía y emisiones de gases de efecto invernadero de una planta industrial mediante la cogeneración con gas natural. Cuantifica las emisiones de gases de efecto invernadero en Kg de CO2 y comprueba la reducción de emisiones cuando se usa gas natural para las demandas de energía térmica. Evalúa la rentabilidad de un proyecto de cogeneración con gas natural en una planta industrial. / Tesis

Determina la huella de carbono del Archivo Central Hochschild Mining sede Lima 2016, para lo cual, se utilizó los lineamientos establecidos por el Estándar Corporativo de Contabilidad y Reporte (ECCR) del Protocolo de Gases de Efecto Invernadero (GEI): este documento, provee instrucciones para cuantificar y reportar emisiones de GEI generadas por una empresa u organización. De igual modo, se utilizaron los factores de emisión del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC), que permite expresar las emisiones en toneladas de dióxido de carbono equivalente (tCO2 eq). A su vez, se elaboraron diez formatos para la recopilación información, que posteriormente fueron utilizados para el cálculo las emisiones de GEI. Como resultado final se obtuvo una huella de carbono de 54.52 tCO2 eq emitidas durante el periodo 2016 y una huella promedio de 4.54 tCO2 eq por persona que labora en el Archivo Central, donde la mayor fuente de emisión liberada al medio ambiente se presentó en el consumo de energía eléctrica con una participación de 47.54%. En ese sentido, se establecieron seis lineamientos de mejora que permitirán promover actividades para las buenas prácticas ambientales, las cuales tienen como objetivo reducir en un 50% estos GEI derivadas de las instalaciones del Archivo Central Hochschild Mining. / Trabajo de suficiencia profesional

During the last years, the implementation of new Wastewater Treatment Plants has lead to a significant increase of sludge production. As a response, sludge valorisation in agriculture is the preferred option nowadays, ensuring the return of organic constituents, nutrients and microelements to crop fields. In practice, sludge treatments should provide a final product suitable for land application, with reasonable investment as well as operational and maintenance costs. In this sense, sludge treatment wetlands (STW) appear as a suitable technology for sludge management from an economic and environmental point of view. The main objective of this research work was to assess the suitability of STW for sludge management; with special focus on small communities of the Mediterranean Region. To this end, technical, environmental and economic aspects of the treatment were studied in 3 full-scale systems and in a pilot plant located in Catalonia. A comparison with conventional treatments for sludge management is presented in order to establish the most favourable solution for the Catalan context. As the final result from this work, design and operation criteria are proposed as a guide for STW implementation in small Mediterranean communities. The study of the performance of the full-scale STW suggests good treatment efficiency. Moisture content was reduced by 16-30%, reaching efficiencies similar to those of conventional dewatering technologies. On the other hand, VS were reduced up to 30-49%VS/TS, suggesting the progressive sludge stabilisation and mineralisation. Similar values were found at the end of the treatment in the pilot plant. In this case the sludge volume was reduced around 80% and TS increased up to 16-24%. However, the observed VS reduction (up to 50%VS/TS) after 2 months without feeding, indicates that longer resting periods should be applied in order to increase mineralisation of the sludge. A finite element model able to simulate sludge dewatering in STW was developed by combining the evapotranspiration (ET) and the Terzaghi¿s consolidation theory representing water percolation. The model allows for the determination of the most appropriate feeding frequency as a function of the sludge height stored on the wetland. Similarly, the sludge loading rate is determined as a function of ET, feeding frequency and sludge height. On the whole, the model implemented is a useful tool for the establishment of standardised criteria of STW operation. The characterisation of the final product from the pilot plant and from three full-scale systems demonstrated the suitability of biosolids as organic fertilisers. DRI values indicated the partial stabilisation of the product. Moreover, the absence of phytotoxicity and the heavy metals concentrations below the legal thresholds confirmed their viability to be reused in agriculture. However, in the pilot plant, pathogens were still present after 2 resting months, confirming the necessity of a longer resting period. Monitoring the stabilisation degree as phytotoxicity, heavy metals and pathogens' concentration during the final resting period would help optimising its duration. Looking at the environmental aspects, the static chamber method was successfully adapted to the determination of gas emissions from STW. Aerobic conditions before sludge feeding, characterised by low methane emissions and high nitrous oxide emissions, were strongly altered by fresh sludge feeding, which increases CH4 emissions and reduces N2O emissions. According to the measured emissions, the Global warming potential of STW corresponds to 17kgCO2eq/PE¿y, which is from 2 to 9 times lower than that of sludge centrifugation and transport. Besides,the economic and environmental assessment indicates STW with direct land application as the most cost-effective technique, which is also characterised by the lowest environmental impact.Thus STW are the best solution to manage waste sludge in decentralised small communities.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina si los gases de efecto invernadero del sector agricultura, silvicultura y cambio del uso del suelo, a través del tiempo, se comportan de manera positiva o negativa en relación a las emisiones y absorciones netas, en la provincia de Manabí, Ecuador, en un período comprendido de diez años (2004 – 2013). Para ello, se evaluaron todas las categorías y subcategorías de este sector que emiten gases de efecto invernadero, así como los sumideros terrestres de dióxido de carbono, siguiendo las guías y directrices emitidas por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático, IPCC. El estudio utilizó dos metodologías propuestas por el IPCC, la primera correspondiente a las hojas de cálculo del IPCC 1996 y la segunda al software IPCC 2006. La información procesada se obtuvo de fuentes oficiales de los Ministerios de Agricultura y Ambiente, consulta a expertos y análisis de interpolación y extrapolación. Con ambas metodologías, los resultados del modelo de regresión mostraron, a través de la estimación de la pendiente (b1), que las emisiones de gases de efecto invernadero en la provincia aumentarán en 52,963 Gg CO2-eq. y en 35,537 Gg CO2-eq., con el aumento de cada año, para las metodologías IPCC 1996 & IPCC 2006, respectivamente. La prueba de T Student reflejó una evidencia muy significativa de la diferencia entre las emisiones de gases de efecto invernadero de ambas metodologías. Con la metodología IPCC 1996, las emisiones netas en el año 2013 fueron de 1909,041 Gg CO2-eq, con una incertidumbre de ± 17,33%, con un incremento del 21,03%; y la incertidumbre de la tendencia fue de ± 9,22%. Con la metodología IPCC 2006, las emisiones netas en el año 2013 fueron de 1500,024 Gg CO2-eq, con una incertidumbre de ± 21,55%. El incremento fue del 17,67%; y la incertidumbre de la tendencia fue ± 8,45%. / Tesis

Seminario de Título entregado a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al Título de Químico Ambiental. / El desafío de enfrentar el cambio climático ha llevado a nuestro país a suscribirse a numerosos tratados y acuerdos internacionales desde su adhesión a la Convención Marco de las Naciones Unidas Para el Cambio Climático (CMNUCC) en 1994, hasta el más reciente Acuerdo de París en 2015. Una de las políticas implementadas para reducir las externalidades negativas sobre el medio ambiente, han sido los Acuerdos de Producción Limpia (APL), implementados por la Agencia de Sustentabilidad y Cambio Climático (ASCC). Estas herramientas se han desarrollado como una propuesta de dialogo público-privado a fin reducir la generación de residuos y emisiones mediante la implementación de mejoras en la eficiencia productiva de las empresas buscando generar un modelo de desarrollo sustentable. Desde el año 2012, debido a su capacidad para reducir la generación de gases de efecto invernadero, los Acuerdos de Producción Limpia son incluidos dentro de las Acciones Nacionales Apropiadas de Mitigación (NAMA’s) que reporta nuestro país en el marco de la Conferencia de Copenhague (COP 15). La necesidad de mayor confianza en estos instrumentos impulsa la búsqueda de cadena de mejoras en la exactitud y la precisión de los parámetros y modelos utilizados para cuantificar el impacto ambiental, sobre todo en la reducción de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI). Este trabajo, se centra en la revisión y generación de propuestas de mejora sobre los modelos y parámetros utilizados para la estimación de emisiones de Gases de Efecto Invernadero realizado por la Agencia de Sustentabilidad y Cambio Climático en el marco de los Acuerdos de Producción Limpia. Para ello se utilizó como referencia los modelos de estimación utilizados para los Mecanismos de Desarrollo Limpio (CDM) y la evaluación de los parámetros realizada mediante la aplicación de una escala tipo Likert. A partir de ello, se seleccionaron y contrastaron los modelos y parámetros utilizados por la Agencia, con los aceptados y/o recomendados por investigadores y las agencias técnicas y/o regulatorias que estiman los mismos tipos de impactos a nivel global. Mediante la metodología de la Simulación de Monte Carlo se cuantifico la incertidumbre para las categorías estudiadas. Los resultados de las simulaciones se consideran en un intervalo alto de incertidumbre, relacionado principalmente con la falta de desarrollo científico y tecnológico sobre parámetros más precisos en el área de la estimación de emisiones de gases de efecto invernadero. Pese a esta limitación, esta metodología permitió identificar los principales parámetros a mejorar para lograr estimaciones más precisas y que entreguen mayor confianza. / The challenge of facing climate change has led our country to sign several treaties and international agreements since its adhesion to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) in 1994, to the most recent Paris Agreement in 2015. One of the policies implemented to reduce the negative externalities on the environment, has been the Clean Production Agreement (CPA), implemented by The Agency of Sustainability and Climate Change (ASCC). These tools have been developed as a proposal of public-private dialogue for the purpose of reducing waste and emissions. This has been done by improving the productive efficiency in the companies that aim to generate a sustainable development model. Since 2012, due to its ability to reduce the generation of greenhouse gases, the Clean Production Agreement has been included in the Nationally Appropriate Mitigation Actions (NAMAs) that reports our country on the framework of the Copenhagen Conference (COP 15). The necessity to reach the highest confidence levels on these tools, drives the search for improvement in the exactitude and precision of the parameters and models used to quantify the environmental impact, especially in the reduction of greenhouse gases emissions. This work is based on the revision and generation of proposals of improvement on the models and parameters used in the estimation of greenhouse gases emission for The Agency of Sustainability and Climate Change in the framework of the Clean Production Agreement. For this purpose, the estimation models used for The Clean Development Mechanism (CDM) and the evaluation for the parameters by the application of a Likert scale were used as references. From it, the models and parameters used by The Agency were selected and contrasted with the parameters and models accepted and recommended by investigators and technical/regulatory agencies that estimate the same impacts in a global level. The uncertainty of the concerned categories was quantified through the methodology of Monte Carlo Simulation. The results from the simulation are considered in a high level of uncertainty, related mainly to the lack of scientific and technological development about more precise parameters in the estimation area of greenhouse gases emission. Despite this limitation, the methodology allowed to identify the main parameters to be improved to achieve more precise and reliable estimations.

Las actividades que se desarrollan en las ciudades dinamizan la economía global; no obstante, estos procesos urbanos son, actualmente, intensivos en emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Es de interés mundial reducir estas emisiones con la transición a sistemas de bajo consumo de carbono. Para ello, se implementa, en los subsistemas urbanos, tecnologías de captación de recursos endógenos donde se aborda el nexo energía – agua – alimento. El estudio posee dos objetivos: (i) determinar el grado de autosuficiencia energética, hídrica y alimentaria para afianzar la seguridad respectiva; (ii) cuantificar la reducción de GEI respecto del contexto actual. Asimismo, la investigación se sustenta en: (a) prevenir la discontinuidad del suministro y reducir la dependencia de fuentes externas; (b) el cumplimiento del compromiso medioambiental del Acuerdo de París, Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (2016). Para el análisis, se han seleccionado tres ciudades por cada región geográfica de Perú: Ica, Ayacucho y Pucallpa; cada una con una climatología, morfología urbana y un mix eléctrico regional particular. Estas ciudades son representativas porque se encuentran en las regiones climatológicas donde se concentra la mayor parte de la población nacional. Por ello, éstas se han caracterizado en demanda y oferta con datos de energía solar incidente, temperatura, pluviometría y consumo de agua, electricidad y alimentos. Posteriormente, a partir del plano urbano, ArcGis 10.3 cuantifica la superficie de cubierta disponible. Como último paso para obtener el potencial real, se aplican una serie de factores de corrección por área y eficiencia. Los resultados indican que los recursos endógenos permiten satisfacer la demanda; específicamente, en energía. Asimismo, el análisis ambiental con el método IPCC 2013 en Simapro v8.2 evidencia una importante reducción de emisiones de GEI, la cual varía en cada ciudad según el mix eléctrico particular con el que es comparado. Finalmente, a través del análisis de sensibilidad, se determina valores ideales que ciertos parámetros de crecimiento urbano deben mantener para afianzar la seguridad entre el nexo urbano descrito y la sostenibilidad ambiental. / Cities concentrate global development through different economic activities. However, currently urban processes are highly intensive in terms emission of greenhouse gas (GHG) emissions. The reduction of these emissions is a global concern that has triggered the transition to low carbon systems. Thus, it is imperative to implement technologies of endogenous resources in urban subsystems that can deal with the energy-water–food nexus. Therefore, this dissertation has two main objectives. On the one hand, to determine the selfsufficiency factor in energy, water and food to strengthen their respective security. On the other hand, the establishment of a quantification framework to calculate GHG emission reductions with respect to the current situation. The importance of this study is based on an effort to decentralize the supply of energy, water and food in urban environments, reducing the dependence on external sources. For this, the underutilization of rooftops was identified as a potential vector to generate endogenous resources in cities. Three cities (i.e., Ica, Ayacucho and Pucallpa) were selected for analysis, each of them representing a particular climatic region of Peru. These cities were deemed representative because they are in the climatic regions where most of the Peruvian population is concentrated. Hence, they were characterized by their demand and supply through data of incident solar energy, temperature, precipitation and water, electricity and food consumption. Subsequently, based on land registry plans, ArcGis 10.3 quantify the surface of available rooftops. As the final step to obtain the real potential, correction factors were applied by area and efficiency. The results indicate that endogenous resources allow meeting the demand of electricity, water and horticulture products. In addition, environmental analysis using Life Cycle Assessment with the IPCC 2013 assessment method showed that there is a significant reduction of GHG emissions, which varies in each city due to the particular electric mix of comparison. Finally, through the sensitivity analysis, particular values that certain parameters of urban growth should keep are determined in order to secure the safety between the urban nexus and the environmental sustainability. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Evalúa la emisión de gases de efecto invernadero de la construcción de la línea de transmisión de 220 kV. Cajamarca – Carhuamayo, que son cuantificados siguiendo la metodología del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el cambio climático (IPCC), dando como resultado la emisión a la atmósfera 4061 toneladas de CO2 equivalente, en función a los 2 alcances indicados en la norma ISO 14064-1; el alcance 1 originado por la combustión del combustible con 3793 toneladas de CO2, con una representación del 93% y el alcance 2 originado por el consumo de energía eléctrica, que representa al 7% de la cuantificación total, con 268 toneladas de CO2 equivalente. Presenta sugerencias sobre medidas de reducción como cambio de focos convencionales por focos ahorradores, uso de aditivos que optimicen la combustión, uso de biocombustibles. Asimismo, se ha realizado simulaciones numéricas en distintos escenarios, de los cuales se puede constatar que de haberse aplicado en el proyecto éste hubiera dejado de emitir 284 toneladas de CO2, esto significaría una reducción del 9.3% del total de las emisiones generadas en el proyecto. / Tesis