En zonas semiáridas, como la del sudeste español, la progresiva degradación que sufren sus suelos afecta a la vegetación que soportan los mismos. La regeneración de las propiedades físicas de suelos degradados es necesaria para favorecer la implantación de la vegetación, frenando de esta manera la erosión y el lixiviado de contaminantes. El objetivo de esta Tesis fue comprobar y cuantificar el efecto de diversas acciones antrópicas (prácticas de revegetación con arbustivas mediante el uso de hongos micorrícicos arbusculares y la aplicación al suelo de enmendantes orgánicos y prácticas de manejo agrícola) sobre la estructura y calidad del suelo. Para este fin se llevaron a cabo 4 ensayos, dos en condiciones controladas y dos en condiciones de campo. En el primer ensayo con condiciones controladas se estudiaron los efectos de la inoculación con un hongo micorrícico arbuscular (MA) (Glomus intraradices Schenck y Smith) o con una mezcla de tres hongos MA (G. intraradices, G. deserticola (Trappe, Bloss. y Menge) y G. mosseae (Nicol y Gerd.) Gerd. y Trappe; y la adición de dos residuos: compost de lodo de depuradora y residuo de alperujo seco tratado con Aspergillus niger (DOC), sobre la estabilización de los agregados en la rizosfera de Juniperus oxycedrus, así como la influencia de las mejoras estructurales producidas sobre el establecimiento de las plantas. Se obtuvieron los siguientes resultados: Tanto la adición de enmiendas orgánicas como los tratamientos de inoculación micorrícica incrementaron significativamente la biomasa aérea. La inoculación micorrícica fue el tratamiento más eficaz para incrementar la biomasa aérea de las plantas, no encontrándose diferencias significativas entre los dos tratamientos de micorrización. La inoculación con la mezcla de tres hongos MA y la combinación de G. intraradices con las dos enmiendas orgánicas mejoró significativamente la estabilidad estructural del suelo. Los valores de carbono hidrosoluble y de carbohidratos, se incrementaron sólo con la adición de los lodos de depuradora compostados o el residuo DOC fermentado. En el segundo ensayo se estudió el efecto del secado-rehumectado del suelo, la inoculación con una mezcla de tres hongos micorrícicos arbusculares alóctonos (MA) (Glomus intraradices Schenck & Smith, Glomus deserticola Trappe, Bloss. & Menge y Glomus mosseae (Nicol & Gerd) Gerd. y Trappe) y la adición de un residuo orgánico compostado, sobre la estabilización de los agregados en el suelo rizosférico de Juniperus oxycedrus. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: Tanto la adición de enmiendas orgánicas como los tratamientos de inoculación micorrícica incrementaron significativamente la biomasa aérea. La inoculación con la mezcla de tres hongos MA y la combinación de G. intraradices con las dos enmiendas orgánicas mejoró significativamente la estabilidad estructural del suelo. Los valores de carbono hidrosoluble y de carbohidratos, se incrementaron sólo con la adición de los lodos de depuradora compostados o el residuo DOC fermentado. En condiciones de riego adecuado, los mayores porcentajes de agregados estables se registraron en el suelo enmendado, seguido por el suelo inoculado con hongos MA. La desecación causó un aumento significativo de la estabilidad de los agregados del suelo en la rizosfera de todas las plantas, en particular en las enmendadas e inoculadas. En todos los tratamientos, los agregados formados después del secado del suelo fueron inestables, ya que después de la rehumectación alcanzaron los niveles iniciales previos al secado. La rehumectación del suelo disminuyó significativamente tales fracciones de carbono. El tercer ensayo se llevó a cabo en condiciones de campo donde se evaluó el efecto de un tratamiento combinado que implicó la adición de residuo de alperujo (DOC) tratado con Aspergillus niger en presencia de fosfato de roca, más la inoculación pre-trasplante de plántulas con hongos micorrícicos arbusculares (MA) Glomus intraradices, Glomus deserticola o Glomus mosseae, sobre el establecimiento de Dorycnium pentaphyllum L., en una zona mediterránea semiárida degradada. Los resultados fueron los siguientes: El tratamiento combinado de la adición del residuo fermentado de alperujo y la inoculación con hongos MA, en particular con G. mosseae, tuvo el mayor efecto para incrementar la biomasa aérea de D. pentaphyllum. La adición del residuo DOC fermentado y la inoculación micorrícica incrementaron la actividad microbiana del suelo y los porcentajes de agregados estables del mismo. La enmienda también incrementó los niveles de fertilidad. Por último se llevó a cabo un experimento de campo para evaluar la influencia de diferentes prácticas agrícolas durante un periodo de 5 años sobre los parámetros físicos, químicos y biológicos indicadores de la calidad del suelo. Las prácticas agrícolas incluyeron el uso de un herbicida residual, laboreo, laboreo + avena, acolchado con paja de avena y control (campo abandonado). Los diferentes tratamientos fueron comparados con el suelo adyacente colonizado por vegetación natural. Como resultados de se puede destacar: El manejo agrícola inadecuado en un ambiente mediterráneo, como el uso de la labranza intensiva y el uso de herbicidas disminuyeron la calidad del suelo afectando a la estructura de éste y provocando altas tasas de erosión. Las prácticas de manejo como la adición de un mantillo de paja, resultaron adecuadas ya que contribuyeron a un aumento de los carbohidratos totales y solubles en agua, proteínas del suelo relacionadas con la glomalina, carbono orgánico total y estabilidad de los agregados, dando como resultado una reducción o incluso eliminación de las pérdidas de suelo y agua. / ABSTRACT In semiarid areas such as the Southeastern Spanish, the progressive degradation suffered by soils affects vegetation that supports them. Regenerating degraded soil physical properties is required to promote the establishment of vegetation, thus slowing erosion and leaching of contaminants. The aim of this thesis was to investigate and quantify the effect of various human actions (revegetation practices with bushy using arbuscular mycorrhizal fungi and land application of organic presenting amendments and agricultural management practices) on the structure and soil quality. For this purpose four trials were carried out, two in and two controlled conditions in field conditions. In the first experiment under controlled conditions the effects of inoculation with arbuscular mycorrhizal fungus (MA) (Glomus intraradices Schenck and Smith) or with a mixture of three AMF (G. intraradices, G. deserticola (Trappe, Bloss were studied. and Menge) and G. mosseae (Nicol and Gerd) Gerd and Trappe, and the addition of two residues.. composted sewage sludge and residue treated with dry alperujo Aspergillus niger (DOC) on the stabilization of aggregates . the rhizosphere of Juniperus oxycedrus, and the influence of structural improvements made on the establishment of plants the following results were obtained: Both the addition of organic amendments such as mycorrhizal inoculation treatments significantly increased aboveground biomass was mycorrhizal inoculation. The most effective treatment was the increase of the biomass of plants, no significant differences between the two treatments mycorrhization. The inoculation with the mixture of three AMF and the combination of G. intraradices with both organic amendments significantly improved structural stability soil. Values of carbon and soluble carbohydrates, increased only by adding composted sewage sludge or residue fermented DOC. In the second test the effect of soil drying-rewet was studied inoculation with a mixture of three arbuscular mycorrhizal fungi allochthonous (MA) (Glomus intraradices Schenck & Smith, Glomus deserticola Trappe, Bloss. & Menge and Glomus mosseae (Nicol & Gerd) Gerd. and Trappe) and adding a composting organic waste, on the stabilization of the aggregates in the rhizosphere soil of Juniperus oxycedrus. The results obtained were as follows: Both the addition of organic amendments such as mycorrhizal inoculation treatments significantly increased biomass. Inoculation with the mixture of three AMF and G. intraradices combination with both organic amendments significantly improve the structural stability of soil. Values of carbon and soluble carbohydrates, increased only by adding composted sewage sludge or residue fermented DOC. Under proper irrigation, the highest percentages of stable aggregates were recorded in the amended soil, followed by soil inoculated with AMF. The drying caused a significant increase in the stability of soil aggregates in the rhizosphere of all plants, particularly in the amended and inoculated. In all treatments, the aggregates formed after drying were unstable soil as rewetting reached after initial level prior to drying. Rewetting the soil significantly decreased carbon such fractions. The third trial was conducted under field conditions where the effect of a combined treatment involved adding alperujo residue (DOC) treated with Aspergillus niger in the presence of phosphate rock, more pre-transplant seedling inoculation was evaluated with arbuscular mycorrhizal fungi (MA) Glomus intraradices, Glomus deserticola or Glomus mosseae on the establishment of Dorycnium pentaphyllum L., in a semiarid Mediterranean area degraded. The results were as follows: The combined treatment with the addition of fermented residue alperujo and inoculation with AM fungi, particularly with G. mosseae, had the greatest effect to increase the biomass of D. pentaphyllum. Adding the fermented residue DOC mycorrhizal inoculation increased soil microbial activity and percentage of stable aggregates thereof. The amendment also increased the levels of fertility. Finally, we conducted a field experiment to evaluate the influence of different agricultural practices for a period of five years on the physical parameters, chemical and biological indicators of soil quality. Agricultural practices included the use of a residual herbicide, tillage, + oats, oat straw mulch and control (left field). The different treatments were compared with adjacent land colonized by natural vegetation. As a result of this, it could be highlighted: Improper agricultural management in a Mediterranean environment, such as using intensive tillage and herbicide use decreased soil quality affecting the structure of it and causing high rates of erosion. Management practices such as adding a mulch of straw were adequate and that contributed to an increase in total and water soluble carbohydrates, proteins related soil glomalin, total organic carbon and aggregate stability, resulting a reduction or even elimination of soil loss and water.

Las zonas mineras que han quedado abandonadas, muy frecuentemente ocupan grandes extensiones, y en la actualidad, debido al gran crecimiento urbanístico quedan dentro de espacios de uso residencial o muy próximas, con el consiguiente riesgo que eso conlleva para la salud de las personas. La investigación de esta Tesis Doctoral, se centra en el entorno de la Sierra minera de Cartagena- La Unión (Murcia) en la Bahía de Portmán, y forma parte del “Proyecto Piloto para la recuperación de los suelos contaminados de la Bahía de Portmán”. En esta zona, las actividades de extracción y lavado de mineral del pasado, han provocado unas concentraciones en elementos potencialmente tóxicos (EPTs) que alcanzan altos niveles, constituyendo uno de los puntos más contaminados del Mediterráneo, con más de 60 Mt de residuos mineros. Antes de llevar a cabo la recuperación de este tipo de emplazamientos, es necesario aplicar un análisis de riesgos, con el fin de minimizar los riesgos para la salud y los costes asociados con el tratamiento, que puedan generar las diferentes técnicas de recuperación. El uso de técnicas basadas en adsorbentes cálcicos, son cada vez más utilizadas, ya que son capaces de aumentar el pH y disminuir la movilización de metales pesados. El objetivo principal que se pretende conseguir con este trabajo es evaluar la relación entre el tipo de tratamiento in situ y la minimización de riesgos para la salud de las personas, en Tecnosoles construidos en suelos de zonas de minería polimetálica abandonadas, si esos suelos se dedicaran a un uso residencial. Se construyeron Tecnosoles con distintos porcentajes de carbonato cálcico, procedente de filler calizo (material con partículas menores de 250 µm), mediante su adición y mezcla, con diferentes materiales contaminados seleccionados en la bahía, manteniendo la superficie de los suelos al aire (sin ninguna cubierta), simulando unas condiciones reales de alteración. Tras 2 años de maduración, se lleva a cabo la toma de muestras y el tratamiento en laboratorio de los materiales, donde se determinan las características físicas, químicas y mineralógicas, así como metales totales, solubles, además de las concentraciones biodisponibles por ingesta oral. Los materiales seleccionados son representativos de los existentes en la bahía, y presentan unas concentraciones totales muy elevadas en Fe y EPTs, Pb (3100-900 mg/kg), Zn (10500-2000 kg), Fe (33-24 %), Cd (8.4-0.2 mg/kg) y Cu (41-18 mg/kg). Los resultados obtenidos se presentan en las 4 etapas del análisis de riesgos según la metodología dada por USEPA. 1. Identificación de Peligros, donde se detalla el modelo conceptual que incluye los focos, rutas, vías y receptores. Además, se hace un exhaustivo análisis comparativo de la biodisponibilidad oral, en función de la mineralogía y el tamaño de partícula. 2. Evaluación toxicológica, que recoge los valores toxicológicos relacionados con los elementos potencialmente tóxicos para la salud de las personas. 3. Evaluación de la exposición, referida a las dosis de exposición y concentración de exposición diarias, y por último, 4. Caracterización del riesgo, donde se cuantifican los riesgos para cada una de las vías de exposición y para cada contaminante (cancerígeno/no cancerígeno). El análisis de riesgos se aplica para las tres vías de exposición, ingesta oral, inhalación y contacto dérmico, y todos los contaminantes. Se observa que la vía que más influye en el riesgo global es la ingesta oral, tanto en adultos como en niños. Los riesgo por inhalación y contacto dérmico son insignificantes. Los resultados demuestran que los suelos con una composición mineralógica rica en natrojarosita y copiapita, junto con una fracción granulométrica fina, pH ácidos y alta concentración de As biodisponible, presenta un riesgo cancerígeno global alto. Si tenemos en cuenta los diferentes tratamientos con carbonato cálcico, observamos que para este tipo de materiales el riesgo aumenta con la carbonatación. Por otro lado, los suelos con una granulometría más gruesa, pH básico, con siderita como mineral mayoritario y mayores concentraciones de Zn y Pb biodisponibles, presentan un peligro no cancerígeno alto. Se observa que con el tratamiento con filler calizo, el peligro disminuye. Finalmente, se concluye que es preciso tener precauciones en el uso de la tecnología de recuperación in situ con materiales carbonatados para uso residencial, si se construyen Tecnosoles de mezclas de suelo contaminado-carbonato cálcico sin la cubrición adecuada. / Due to the ever increasing demand for building land, abandoned mining areas may well find themselves dedicated to housing developments, with the corresponding risk for human health. The research behind this doctoral thesis forms part of the “Pilot Project to recover the contaminated soils of Portman Bay”. The mountains that enclose Portman Bay form the mining district of Cartagena- La Unión (Murcia, SE Spain), and contain very high concentrations of potentially toxic elements (PTEs). Indeed, they are regarded as one of the most contaminated areas of the Mediterranean Basin. Calcareous adsorbents are increasingly used for decontamination purposes because they increase the pH and reduce the mobilisation of heavy metals. The main aim of this study therefore was to evaluate the relation between the type of in situ treatment and the minimisation of human health risks in Technosols eleborated in soils of abandoned polymetallic mining zones in case such zones are used for housing development. The Technosols were elaborated with different percentages of calcium carbonate contained in limestone filler, mixed with different contaminated materials taken from the bay. The surface of the soils was in contact with the air (no covering) to simulate real alteration conditions. After two years, samples were taken to the laboratory, where the physical, chemical and mineralogical characteristics are determined, along with the content of total and soluble metals, and the concentrations bioavailable by oral ingestion. The materials were chosen as being representative of those existing in the bay, presenting very high total concentrations of Fe and PTEs, Pb (3100-900 mg/kg), Zn (10500-2000 mg/kg), Fe (33-24 %), Cd (8.4-0.2 mg/kg) y Cu (41-18 mg/kg). The results obtained are presented in four stages of the analysis methodology recommended by the USEPA. 5. Identification of risks. 6. Toxicological evaluation. 7. Evaluation of exposure. 8. Risk characterisation. The risk analysis covered three ways of exposure – oral ingestion, inhalation and skin contact – and included all the contaminants. Oral ingestion was seen to be represent the highest risk both in adults and children, while risk by inhalation and skin contact was insignificant. The results pointed to soils rich in natrojarosite and copiapite, with a fine granulometric fraction, acid pH values and high concentrations of bioavailable As, presenting a high carcinogenic risk. Following the different treatments with calcium carbonate, the risk of these materials can be said to increase. However, soils with a coarse granulometry, basic pH, containing siderite as the major mineral and higher concentrations of bioavailable Zn and Pb, the noncaner hazard quotient was high. Treatment with limestone filler decreased the hazard quotient. Finally, it is recommended that care should be taken when using carbonated material in in situ recovery techniques for potential housing development if Technosols are elaborated from mixtures of calcium carbonate and contaminated soils without suitable cover.

A nivel global se está produciendo una retroalimentación negativa en el ciclo terrestre del carbono con emisiones a la atmosfera de 3-6 Gt/año de CO2. Se estima que más de un 57% de la pérdida del C del reservorio terrestre es debido a la reducción del carbono orgánico del suelo (COS). Aunque, este proceso se puede revertir, mejorando la estructura del suelo a través de usos de suelo y prácticas de manejo sostenibles. Sin embargo, todavía hay necesidad de un mayor conocimiento científico sobre los mecanismos de estabilización del COS y los diferentes factores que intervienen en esa estabilización en zonas semiáridas. Esta tesis tiene como objetivo general llenar estos vacíos de conocimiento y proporcionar una base de datos y experiencia que permita determinar los mejores usos y prácticas de manejo sostenible en ambientes semiáridos. En el Capítulo 3 de esta tesis, se realizó un estudio a escala regional donde se determina la distribución de los contenidos de CO en el perfil del suelo, en función del tipo de uso, y se analizan los factores que controlan las variaciones en estos contenidos. Se establecen correlaciones entre los factores de control y la concentración de CO, para mejorar las predicciones sobre el impacto del cambio climático y uso del suelo sobre la materia orgánica de los suelos semiáridos. Los resultados mostraron que con las tendencias actuales del cambio climático, nuestras predicciones indican que los impactos, en el COS, serán mayores en la superficie, así, las estrategias para el secuestro de C deben estar focalizadas al secuestro en el subsuelo, preferentemente en áreas agrícolas, de suelos más profundos, mediante prácticas de manejo adecuadas. Teniendo en cuenta los resultados anteriores, los siguientes estudios de esta tesis estuvieron enfocados a adoptar medidas de protección y secuestro del CO en suelos semiáridos bajo dos de los usos más representativos: forestal y agrícola. En los capítulos 4 y 5 se estudió la dinámica de las propiedades del suelo, los stocks de CO y se discutieron los mecanismos de acumulación y estabilización del CO tras la reforestación de un matorral degradado con dos técnicas de reforestación. Los resultados mostraron que adecuadas técnicas de reforestación favorecen la capacidad potencial de secuestro de C de los ecosistemas reforestados y que pasados veinte años, aún están lejos de ser saturados, pudiendo continuar secuestrando C a medida que alcanzan la madurez. En la reforestación con adición de enmienda orgánica el aumento del pool de C lábil induce un aumento de la actividad microbiana, con cambios significativos en las comunidades de hongos. Estos cambios, promueven y activan los procesos de formación de nuevos macroagregados que actúan como núcleo de formación de microagregados ocluidos dentro de ellos y que están enriquecidos en CO, principalmente en la capa superficial. El capítulo 6 se estudia el efecto de diferentes prácticas de manejo en la dinámica y mecanismos de estabilización del COS. Los mayores aumentos en el total de CO del suelo y CO asociado a los agregados se han observado en el tratamiento de laboreo reducido y siembra verde (RTG) respecto al de no laboreo (NT), sugiriendo que la combinación de abono verde y laboreo reducido es una buena opción para el secuestro de CO: i) RTG representa continuos inputs de MO que, a su vez, activan: a) la protección física del CO a través de la formación de nuevos agregados y b) la protección físico-química asociado a las partículas minerales del suelo; y ii) es necesario un mínimo de laboreo porque favorece la incorporación de los restos vegetales a las capas más profundas del suelo, promoviendo así la formación de nuevos agregados. / At present, in the terrestrial carbon (C) cycle a negative feedback is occurring, with emission to the atmosphere of 3-6 Gt CO2 per year through soil organic carbon (SOC), with the subsequent acceleration of climatic change. A 57% of loss from terrestrial C pool is estimated to have arisen from depletion of SOC. This part of the C cycle could be managed by improving soil structure through adequate and sustainable land uses and sustainable land management practices. However, the stabilization mechanisms of SOC and its relationship with different abiotic and biotic factors of the soil, under different situations of land use and management practices, in semiarid-areas are still quite unknown. The general objective of this thesis is to fill these gaps in knowledge and provide a valid set of data to be able to recommend the best uses and sustainable management practices for soil conservation and mitigation of climate change in semiarid environments. Chapter 3 of this thesis, describes the estimation, at the regional scale, of the distribution of OC contents in the soil profile, depending on the type of use, and discusses the factors that control the variations in these contents. Correlations between these factors and the concentration of OC are established, to improve predictions of the impact of climate change and land use on the organic matter of semiarid soils. The results obtained showed that with due to climate change impacts will be much greater in surface SOC; the strategies for C sequestration should be focused on subsoil sequestration, which was hindered in forestland due to bedrock limitations to soil depth. In these conditions, sequestration in cropland through appropriate management practices is recommended. Considering the above results, the following experiments of this thesis were focused to take protective measures and CO sequestration in semiarid soils under two of the most representative uses: forest and agricultural. Chapters 4 and 5, explores and discussed the dynamics of soil properties and OC stocks as well as the mechanisms of the accumulation and stabilization of SOC in semiarid areas, after the restoration of a degraded shrubland, with two reforestation techniques. The results showed that the C sequestration, through afforestation of semiarid areas, can be increased by using suitable afforestation techniques. Twenty years after planting, the potential capacity for C sequestration of the afforested ecosystems is far from being saturated and they will continue sequestering C as they reach maturity. In addition, in the afforestation with organic amendment, the increase of labile C pool linked to the changes in microbial activity and fungal community structure, promoted the formation of macroaggregates which acted as the nucleus for the formation of OC-enriched microaggregates inside, mainly in top soil. Chapter 6 is corresponding with an agricultural experimental area, where the impact of the management practices on carbon sequestration and agroecosystem sustainability are studied. The results obtained showed that the greatest increases in the total SOC and OC associated with the aggregates were found with the combination of green manure and reduced tillage (RTG) than no tillage (NT), suggesting that this practice is a good option for OC sequestration since: i) green manure represents a continuous OM input which activates the physical protection of OC through new aggregates formation and physico-chemical stabilization in mineral particles, and ii) minimum tillage is necessary because it favors the incorporation of plant material into deeper layers, promoting the formation of new aggregates in these layers.

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Objetivos Determinar los contenidos de elementos traza (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Sb, Hg, Tl y Pb), elementos mayoritarios y características mineralógicas de suelos no contaminados, seleccionados de diferentes grupos litológicos, en la Región de Murcia. Estudiar las posibles relaciones entre los elementos traza y diferentes propiedades físico químicas y mineralógicas de los materiales seleccionados en la Región de Murcia. Determinar la variabilidad geoquímica de elementos traza (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Sb, Hg, Tl y Pb) en los suelos seleccionados. Identificar la existencia de zonas con anomalías/ contaminación de elementos traza (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Sb, Hg, Tl y Pb) en la Región de Murcia mediante la aplicación de índices de contaminación/enriquecimiento. Metodología Para alcanzar los objetivos propuestos y de acuerdo con el plan de trabajo, se han utilizado muestras del Banco de suelos del Grupo de Investigación “Contaminación de Suelos” de la Universidad de Murcia (GCSMU). Podemos distinguir entre dos tipos de muestras: muestras seleccionadas para el estudio geoquímico y muestras seleccionadas para detectar anomalías/contaminación en la Región de Murcia. A partir del Banco de suelos, donde partíamos de 451 muestras, se seleccionaron 108 muestras para llevar a cabo el estudio geoquímico más detallado, de manera que se pudiera hacer un estudio estadístico representativo con un número de muestras adecuado en función de la litología se las muestras. Conclusiones Los elementos traza Cr, Zn, Ni, Co, Cu y As se encuentran, en general, asociados a silicoaluminatos y óxidos de hierro, particularmente a filosilicatos a 10 Ǻ y 14 Ǻ, minerales del material litológico, y además son más abundantes en suelos en los que predomina la fracción arcilla y limo, su origen puede ser geogénico. El Pb presenta un comportamiento distinto y niveles elevados en suelos con minerales calcita y/o dolomita, con alto contenido en carbonatos. Su origen puede ser geogénico o antropogénico, y en cada zona en que se presenten anomalía, será preciso estudiarla con detalle. El contenido en elementos traza más elevado de los diferentes grupos litológicos está en los materiales metamórficos, GL 14, (excepto para el Pb, que está el máximo en los limos rojos), y el menor en GL 16, limos rojos y costras. El orden de abundancia de elementos traza, en general, es Cr>Zn>Ni>Cu>As>Co>Pb, el resto están a niveles muy escasos. Según el análisis cluster realizado, todos los grupos litológicos se parecen entre si (los materiales con más carbonatos), menos el GL 14 (metamórficos), y el GL 16, limos rojos y costras. Las técnicas estadísticas que combinan con análisis geoquímicos pueden ser una herramienta útil para proveer identificación de fuentes. Sin embargo, no siempre se utilizan los mismos parámetros (media, mediana, media geométrica, etc.) siendo necesaria una armonización de métodos. Los resultados obtenidos para los índices de contaminación/ geoconcentración (Igeo) para la Región de Murcia, nos indican que As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Se y Tl se encuentran en el nivel de fondo correspondiente a su grupo litológico o menor en más del 80%. El Pb, Zn, Sb y Hg lo estarán en más del 50 %. Las anomalías se presentan en Hg (aunque su concentración es muy escasa y son puntuales, 12%), en el Pb en un 7 % y en Sb y Tl en menos del 2 %. Existe una gran variabilidad espacial en la litología de los materiales sedimentarios carbonatados de la Región de Murcia, lo que conlleva una gran dificultad para realizar el diseño de muestro y toma de muestras para la detección de anomalías o contaminación de metales pesados. En este tipo de materiales sería preciso muestrear a escala de detalle en las zonas de anomalías detectadas. / Aims Determining the content of trace elements (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Sb, Hg, Tl and Pb), majority elements percentage and mineralogical composition of non-contaminated soils selected from different lithologic groups in Murcia Region. To study the possible relationships among the trace elements and the different physical, chemical and mineralogical properties of the selected materials from the Murcia Region. Determining the geochemical variability of the trace elements (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Sb, Hg, Tl y Pb) in the selected soils samples. To Identify the existence of zones with anomalies/contamination of the trace elements (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Sb, Hg, Tl y Pb) in Murcia Region by the way of contamination/enrichment indexes. Methodology To achieve the proposed aims, and according to the working plan, samples from the Soil bank of the Research Group “Soil Contamination”’ of the University of Murcia (GCSMU) have been used. We can distinguish between two types of samples: those selected for the geochemical study and those selected to detect anomalies/contamination in the Region of Murcia. 108 samples from the Soil Bank were selected, from 451 original samples, for a more detailed geochemical study with the objective of doing a statistically representative evaluation with an adequate number of samples, based on their lithology. Conclusions The trace elements (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Sb, Hg, Tl y Pb) are founded, in general terms, associated to aluminosilicates and iron oxides, specifically to the phyllosilicates 10 Ǻ y 14 Ǻ, minerals of the lithologic material, and what is more, they are more abundant in soils where the clay and silt predominate: it´s origin can be geogenic. Lead presents a distinctive behavior and showed high content in soils with calcite and/or dolomite, with high carbonate content. Its origin could be geogenic or anthropogenic, and in each zone where anomalous values are found, a detailed study would be necessary.. The highest content of trace elements from the different lithologic groups was found in the metamorphic material GL14 (with exception of the Pb, at its maximum in the red limes), and the lowest in the GL16, red limes. The trace elements abundance order is, in general (Cr>Zn>Ni>Cu>As>Co>Pb). The rest appear in very low levels. According to the Cluster analysis carried out, all the lithologic groups are similar between them (the materials with higher carbonates content), except the GL 14 (metamorphic) and the GL16 (red limes). The statistical techniques that combine with geochemical analysis can be a useful tool to provide source identification. Nevertheless, the same parameters are not always used (mean, median, geometric mean, etc.) and a methodological harmonization is required. The results obtained for the contamination/geoconcentration (lgeo) indexes in the Region of Murcia show that As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Se y Tl are found in the bottom level corresponding to their lithologic group, or less, in more than the 80% of the cases. Pb, Zn, Sb y Hg will be in more of the 50%. The anomalies appear in the Hg (despite its concentration is scarce and punctual) in a 12%, the Pb in a 7% and the Sb and TI in less than a 2%. High spatial variability was found in the lithology of the carbonated sedimentary materials of the Murcia Region, and that implies big difficulties in the sampling design an collection in order or detect the anomalies or contamination of heavy metals. When anomalies or contamination sources are present in this kind of materials, a detailed sample collection is required.

Uno de los motores de la economía peruana es la agricultura, que desde la entrada en vigencia de tratados de libre comercio se vio beneficiada por la mayor demanda de productos frescos. Dentro de esta gran gama destacan los mangos y en especial la variedad Kent, pues representan actualmente más del 90% del total del volumen exportado de estos frutos. En la actualidad, la selección y clasificación de mangos se realiza de manera manual, lo cual conlleva a errores humanos asociados a la fatiga o cansancio laboral que posteriormente afectan la calidad, por lo cual los costos de operación se incrementan. Siguiendo esta línea, para que el Perú prosiga con la tendencia al alza de mangos exportados es necesario automatizar el proceso para ofrecer mangos de calidad y llevar por buen camino la marca Perú. El presente trabajo plantea algoritmos de procesamiento de imágenes para la inspección de mangos de la variedad Kent, como parte del primer paso del proyecto para el diseño e implementación de un Sistema Automatizado para la Clasificación y Selección de Mangos para la empresa HCQ PERU SAC. El proceso de análisis de las imágenes incluye la estimación de la masa del mango y la detección de las principales enfermedades o ataques de plagas en el fruto, manifestados a través de puntos y manchas necróticas. Asimismo, se presenta el procedimiento para poder estimar la madurez mediante la verificación del desplazamiento de píxeles en el espacio de color CIELab. Como resultado se obtuvo un error de estimación de masa de 4.586%. Asimismo, se detectaron las principales imperfecciones manifestadas en manchas y puntos necróticos y se realizaron pruebas del algoritmo para detectar la madurez en plátanos de seda, ya que la variación de color de la cáscara de verde a amarillo es semejante a cómo varía este atributo en los mangos de la variedad Kent, además de contar con la ventaja de los rápidos cambios de color en el plátano.

La presente tesis comprende el diseño de una máquina segadora de quinua, cuya función es cortar los tallos de quinua de los terrenos de cultivo ayacuchanos, para que posteriormente la quinua pase a los siguientes procesos de cosecha como la trilla, emparvado, etc. La máquina segadora fue diseñada para cortar tallos de quinua en la zona de Ayacucho, donde se pueden encontrar tipos de quinua como Blanca, Amarilla, Negra y Roja. La máquina segadora ocupa un espacio aproximado de 1,2 m de largo por 2,5 metros de ancho y 1 metro de alto. En los lugares donde se encuentren los engranajes de transmisión, se ha provisto a la máquina de cobertores para evitar algún daño del mecanismo y daño a las personas que manipulen la máquina. La energía suministrada es por medio de un tractor SHANGAI 504, el cual posee una toma de fuerza trasera (TDF). Dicho tractor también tendrá la tarea de jalar a la máquina para que esta se desplace en los terrenos de cultivo, con una velocidad aproximada de 0,7 m/s (2,5 km/h). La quinua a segar es jalada por unas garras (mecanismo de alimentación), las cuales trasladan los tallos hacia las cuchillas para posteriormente arrojarlos dentro de un remolque en el cual se almacenará temporalmente los tallos segados. En la primera parte de la presente tesis se describe las características de la quinua, el proceso de siega dentro del proceso general de cosecha, y las cualidades que estas poseen en los terrenos de Ayacucho. La memoria de diseño está acompañada de los planos de ensamble y fabricación. Finalmente, se realizó el análisis económico estimado de la fabricación y montaje de la máquina en base a cotizaciones realizadas por empresas metal mecánicas de nuestro medio, alcanzando un costo total de 13,7 mil dólares, lo cual es menor que el costo de una máquina de similar características (capacidad de segado, dimensiones, etc) ofrecida en el mercado, lo que completa y hace que la presente tesis sea una propuesta válida para la solución de la necesidad a cubrir. Se adjunta al trabajo observaciones, conclusiones y anexos utilizados.

En la actualidad, la demanda y producción del cacao en el país está en alza lo que ha logrado generar divisas de hasta 234 millones de dolares. Sin embargo, no se ha aumentado la capacidad técnica del cuidado de los cultivos de cacao, lo cual podría poner en riesgo las inversiones en crecimiento del País. Los principales problemas son las infecciones y el mal mantenimiento del campo de cultivo que si se detecta a tiempo con un monitoreo continuo se puede reducir el impacto de estas. De esto se concluye que es necesario el proyecto a presentar. Para esto se propuso una solución mecatrónico que pudiera satisfacer esta carencia. Como conclusión, se obtuvo un diseño de un sistema móvil capaz de monitorear cultivos de cacao en espacios abiertos, aplicar pesticida cuando sea necesario y revisar la presencia de anomalías en frutos de cacao a una velocidad de treinta árboles por hora de manera remota.

En muchas zonas del Perú, debido a su difícil acceso y ubicación, es complicado que la energía eléctrica se extienda hacia ciertas comunidades lejanas, lo que significa una merma en el avance tecnológico y conlleva a un retraso si se compara con otras comunidades con mayor población y mucho más con las ciudades, que sí cuentan con energía eléctrica. Entonces, existe la necesidad en ciertos pueblos y zonas rurales de nuestro país, de contar con energía eléctrica que se pueda obtener a partir de una fuente segura y confiable; dado que esto llevaría consigo un desarrollo tecnológico; además, un fuerte desarrollo económico por las múltiples opciones de mejoras en los procesos de elaboración de productos que ellos comercializan, entre los que se pueden citar: una mejor producción de ganado vacuno y sus productos derivados, así como alimento para el ganado. Por ello, se tiene como objetivo, diseñar un sistema con paneles solares para poder cargar baterías y así, energizar motores para picadoras que se proyecta utilizar en la comunidad Micaela Bastidas en el distrito de Barranca, Lima. Se harán visitas a la comunidad Micaela Bastidas en la quebrada Venado Muerto con el fin de observar sus principales actividades y cómo, mediante el uso de la energía solar, se pueden mejorar las mismas. Se verá, con los pobladores y campesinos, sus necesidades reales para que el sistema diseñado vaya acorde con estas. Se evaluará, en el marco económico, el ahorro que les generaría un sistema así, los beneficios que presenta comparado con el sistema de carga de baterías que tienen actualmente. Finalmente, nuestro sistema se dimensionará de acuerdo a todo estos datos, para así satisfacer las necesidades energéticas de la población.

El sector agrícola en el Perú está creciendo de manera constante en el especial la producción de arándanos pero hay una demanda peruana insatisfecha en las maquinarias necesarias para la automatización de los procesos, el Perú acostumbrado a la compra de maquinarias necesita de una tecnología propia y más económica siendo esto una prioridad en el sector. La presente tesis es un aporte para el desarrollo de tecnología propia en la cual se diseñó un sistema Mecatrónico que selecciona arándanos en función de su forma color y tamaño mediante sistemas mecánico-eléctrico y de procesamiento de imágenes que influyen directamente en la adecuada selección de arándanos de forma unitaria además de ello también se tuvo en consideración la velocidad de procesamiento, la dosificación adecuada por tamaños y la conservación de la textura del arándano, el diseño se desarrolló usando la metodología basada en la VDI 2221 el cual es un método morfológico generalizado para el diseño de sistema mecánicos y mecatrónicos. Finalmente en la elaboración de detalles se desarrolla se desarrolla a partir de proyecto definitivo obtenido desde la metodología VDI 2221, obteniendo la documentación necesaria del diseño para la fabricación y selección de cada una de las piezas, finalmente en el análisis de costos se determinó el valor de la construcción del sistema Mecatrónico obteniendo un valor de 10574 dólares americanos el cual se vuelve económicamente atractivo para los agroexportadores nacionales. / Tesis