Près de 25% de la population mondiale est alimentée par de l’eau en provenance d’aquifères karstiques. La compréhension et la protection de ces derniers apparait donc comme essentielle dans le cadre d’une augmentation des besoins en eau potable. De plus, une contamination des forages d'alimentation en eau potable par une eau turbide peut s'avérer fortement dommageable car entrainant une possible contamination des populations desservies. Dans le cas de la Normandie, des coupures régulières son nécessaires afin de préserver la santé des habitants. La modélisation et la prédiction des augmentations de turbidité apparaissent comme un travail difficile du fait des nombreux phénomènes et paramètres régissant la turbidité ainsi que la non-linéarité de la réponse entre les précipitations et la turbidité. Peu de modèles à l'heure actuelle ont été proposés pour représenter la relation liant la turbidité avec les précipitations. C'est ainsi, en s'intéressant au forage AEP d'Yport responsable de l'alimentation en eau potable de la ville du Havre, que nous proposons une application des réseaux de neurones pour la prévision de la turbidité. Durant les travaux de thèse, nous avons mis en avant la nécessité d'effectuer des campagnes d'échantillonnages des produits phytosanitaires afin de permettre l'identification des éventuels proxies des produits phytosanitaires tel que la turbidité, les précipitations ou bien la conductivité. Par la suite, les travaux effectués dans cette thèse nous ont permis (i) de monter que les modèles par réseaux de neurones permettent de prévoir à 12h et 24h les variations de turbidité, (ii) de tester plusieurs voies d'amélioration de ces modèles, (iii) d'intégrer l'analyse multirésolution aux modèles par réseaux de neurones et pour finir (iiii) d'identifier un semi proxy des contaminations en produits phytosanitaires. / Approximately 25% of the world's population is supplied by water from karstic aquifers. The understanding and protection of these appears to be essential in the context of drinking water needs increasing. In addition, contamination of drinking water by turbid water can be highly damaging by resulting in possible contamination of the served populations. In the case of Normandy, regular drinking water cut-off are necessary to preserve the health of the inhabitants. The modeling and prediction of turbidity event appears as a challenging work because of the number of phenomenon and parameters involves in turbidity variation as well as the non-linearity of the link between rainfall and turbidity. Actually, few models have been proposed to represent the relationship between turbidity and rainfall. In this context, by focusing on Yport's pumping well which is responsible for Half of Le Havre city drinking water supply, we propose an application of neural networks for turbidity prediction. During this thesis work, we emphasized the need to carry out sampling campaigns for phytosanitary products to enable the identification of possible phytosanitary product proxies such as turbidity, rainfall or conductivity. Subsequently, the work carried out in this thesis enabled us to (i) designed neural network models allow to predict at 12h and 24h the turbidity variations, (ii) test several ways to improve these models, (iii) integrate multiresolution analysis into neural networks models and finally (iiii) identify a semi proxy for phytosanitary product contamination.

abstract: Understanding how microorganisms adapt and respond to the microgravity environment of spaceflight is important for the function and integrity of onboard life support systems, astronaut health and mission success. Microbial contamination of spacecraft Environmental Life Support Systems (ECLSS), including the potable water system, are well documented and have caused major disruption to spaceflight missions. The potable water system on the International Space Station (ISS) uses recycled wastewater purified by multiple processes so it is safe for astronaut consumption and personal hygiene. However, despite stringent antimicrobial treatments, multiple bacterial species and biofilms have been recovered from this potable water system. This finding raises concern for crew health risks, vehicle operations and ECLSS system integrity during exploration missions. These concerns are further heightened given that 1) potential pathogens have been isolated from the ISS potable water system, 2) the immune response of astronauts is blunted during spaceflight, 3) spaceflight induces unexpected alterations in microbial responses, including growth and biofilm formation, antimicrobial resistance, stress responses, and virulence, and 4) different microbial phenotypes are often observed between reductionistic pure cultures as compared to more complex multispecies co-cultures, the latter of which are more representative of natural environmental conditions. To advance the understanding of the impact of microgravity on microbial responses that could negatively impact spacecraft ECLSS systems and crew health, this study characterized a range of phenotypic profiles in both pure and co-cultures of bacterial isolates collected from the ISS potable water system between 2009 and 2014. Microbial responses profiled included population dynamics, resistance to silver, biofilm formation, and in vitro colonization of intestinal epithelial cells. Growth characteristics and antibiotic sensitivities for bacterial strains were evaluated to develop selective and/or differential media that allow for isolation of a pure culture from co-cultures, which was critical for the success of this study. Bacterial co-culture experiments were performed using dynamic Rotating Wall Vessel (RWV) bioreactors under spaceflight analogue (Low Shear Modeled Microgravity/LSMMG) and control conditions. These experiments indicated changes in fluid shear have minimal impact on strain recovery. The antimicrobial efficacy of silver on both sessile co-cultures, grown on 316L stainless steel coupons, and planktonic co-cultures showed that silver did not uniformly reduce the recovery of all strains; however, it had a stronger antimicrobial effect on biofilm cultures than planktonic cultures. The impact of silver on the ability of RWV cultured planktonic and biofilm bacterial co-cultures to colonize human intestinal epithelial cells showed that, those strains which were impacted by silver treatment, often increased adherence to the monolayer. Results from these studies provide insight into the dynamics of polymicrobial community interactions, biofilm formation and survival mechanisms of ISS potable water isolates, with potential application for future design of ECLSS systems for sustainable human space exploration. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Molecular and Cellular Biology 2019

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / El documento digital no contiene resumen de autor. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Determina el óptimo Diseño hidráulico del Sistema de Agua Potable del Centro Poblado de Huancapon, a fin de mejorar la calidad de vida de la población. Con la finalidad de incrementar la cobertura de los servicios de abastecimiento de agua potable, en forma permanente con caudales y presiones adecuadas que contribuyan a mejorar la salud de la población, se hace necesario tomar medidas a corto y mediano plazo, para hacer un proyecto de mejoramiento del sistema de agua potable existente y la instalación de unidades de saneamiento adecuadas para la eliminación de excretas por parte de las familias no beneficiadas con el sistema de alcantarillado. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Pretende recoger la experiencia del proceso de implementación de uno de los componentes del proyecto denominado Familias beneficiarias con infraestructura de agua potable, ya que es uno de los pilares para el logro de los objetivos e impacto del proyecto. Dicho proyecto ha incorporado enfoques que facilitan la adopción de hábitos y comportamientos sanitarios en la población, con el propósito de mejorar las condiciones de salud y la calidad de vida de las comunidades; y así contribuir al diseño de proyectos de agua potable sostenibles en centros poblados rurales que promuevan la mejora de la salud. / Trabajo de suficiencia profesional

La empresa brinda el servicio de agua potable y alcantarillado a la ciudad de Chiclayo. El tratamiento al cual se somete el agua cruda que ingresa a su planta de producción incluye las operaciones de coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección; obteniendo efluentes generados en el lavado de los equipos de filtración y la evacuación de los lodos que quedan retenidos en los sedimentadores. Estos efluentes son vertidos al Canal Cois sin ningún tratamiento previo, generando un impacto ambiental negativo sobre esta fuente de agua. La presente investigación tiene como objetivo principal proponer un sistema de tratamiento de los lodos residuales de esta planta potabilizadora y así poder minimizar su impacto ambiental. Para ello se realizó un análisis físico-químico del efluente, obteniendo como resultado un DBO = 300 mg/L; DQO = 480 mg/L y SST = 720 mg/L, además con la ayuda de la matriz de Leopold y la valorización del impacto ambiental se pudo identificar y valorizar los factores ambientales más importantes como son la generación de efluentes el consumo de agua y la calidad de las fuentes de agua. Para determinar los tratamientos necesarios para la propuesta se utilizó el método de factores ponderados, dando como resultado: la homogeneización, decantación, espesamiento por gravedad y la deshidratación mediante un filtro prensa. Permitiendo así poder cumplir con los LMP y disminuir el porcentaje de SST. Finalmente en el análisis costo-beneficio se obtuvo una ganancia de $0,60 por cada dólar invertido en la implementación de la propuesta. Además se logró disminuir el impacto ambiental en un 60,36%.

El Carmen es un distrito ubicado en la provincia de Chincha, en el departamento de Ica. Su clima cálido y la buena calidad de sus suelos lo convierten en una zona apta para la agricultura. Sin embargo, se encuentra en una situación de escasez hídrica debido a la estacionalidad de sus aguas superficiales y a las escasas precipitaciones. Como consecuencia, la extracción del agua subterránea, a través de la utilización de pozos, se convierte en una alternativa para abastecer la demanda de agua para uso poblacional, industrial, pecuario y agrícola. Pese a esto, el acceso para los distintos usuarios del agua no se genera de manera homogénea y no cumbre la demanda total del recurso, lo cual provoca desigualdad y conflictos entre los actores involucrados. Es por ello que la presente investigación plantea analizar la percepción de los actores y usuarios del agua respecto al conflicto y la desigualdad por el acceso a dicho recurso, con la finalidad de comprender el problema de manera integral y cuáles son sus posibles causas. Como hipótesis se planteó que una de las causas del déficit de abastecimiento de agua potable es la ineficiencia institucional para atender la demanda poblacional del recurso y la falta de diálogo entre los principales actores. En ese sentido, el principal objetivo del estudio es analizar la percepción sobre la diferencia en uso, calidad y acceso al agua en los pobladores de El Carmen con el fin de evidenciar las posibles causas de la desigualdad de la distribución del recurso en el distrito. Para ello, se busca identificar los principales usos del recurso hídrico en el distrito y cómo es el acceso al mismo, así como comprender el rol percibido de las agroexportadoras en relación a la desigualdad en el acceso al agua, y evidenciar los actores identificados por los entrevistados y encuestados. Respecto al enfoque metodológico, la investigación se ha basado en la Geografía de la Percepción como enfoque teórico, de modo que adoptó sus instrumentos y herramientas como metodología para comprender la percepción de los actores. Para obtener información primaria se ha utilizado, principalmente, data de carácter cualitativo, obtenida en el trabajo de campo a través de la aplicación encuestas y entrevistas. Además, se usaron fuentes secundarias a partir de la búsqueda bibliográfica, las cuales complementan las entrevistas y las encuestas con información cuantitativa. Entre las principales conclusiones, se ha identificado que los principales usos del agua en el área de estudio son el doméstico-poblacional y el agrícola, y entre ambos usuarios existen diferencias marcadas para acceder al recurso hídrico. Además, se ha identificado que, según la percepción de la mayoría de los pobladores encuestados, el rol de las agroexportadoras no es relevante en el tema de los conflictos y la desigualdad por el agua, sino que los principales responsables son las autoridades locales. En contraste a esto, los pequeños agricultores sí perciben desigualdad respecto a los agroexportadores, ya que, según los encuestados, estos han desplazado a la pequeña agricultura. Por otro lado, las autoridades locales señalan falta de apoyo técnico y financiero, así como problemas con los habitantes del distrito. Entonces, uno de las principales limitantes para la adecuada gestión del agua en el distrito de El Carmen, es la falta de diálogo y trabajo en conjunto entre los principales actores.

A model for the prediction of color release from a pilot distribution system was created in 2003 by Imran. This model allows prediction of the release of color from aged cast iron and galvanized steel pipes as a function of water quality and hydraulic residence time. Color was used as a surrogate measurement for iron, which exhibited a strong linear correlation. An anomaly of this model was an absence of a term to account for pH, due to the influent water being well stabilized. A new study was completed to evaluate the effectiveness of corrosion inhibitors against traditional adjustment. Two control lines were supplied with nearly same water qualities, one at pH close to pHs and one at pH well above pHs. The resulting data showed that effluent iron values were typically greater in the line with lower pH. The non-linear color model by Imran shows good agreement when the LSI was largely positive, but underpredicted the color release from the lower LSI line. A modification to the Larson Ratio proposed by Imran was able to give a reasonable agreement to the data at lower LSI values. LSI showed no definite relation to iron release, although a visual trend of higher LSI mitigating iron release can be seen. An iron flux model was also developed on the same pilot system by Mutoti. This model was based on a steady state mass balance of iron in a pipe. The constants for the model were empirically derived from experiments at different hydraulic conditions with a constant water quality. Experiments were assumed to reach steady state at 3 pipe volumes due to the near constant effluent turbidity achieved at this point. The model proposes that the iron flux under laminar flow conditions is constant, while the iron flux is linearly related to the Reynolds Number under turbulent conditions. This model incorporates the color release models developed by Imran to calculate flux values from different water qualities. A limited number of experiments were performed in the current study using desalinated and ground water sources at Reynolds Numbers ranging from 50 to 200. The results of these limited experiments showed that the iron flux for cast iron pipe was approximately one-half of the predicted values from Mutoti. This discrepancy may be caused by the more extensive flushing of the pipes performed on the current experiments which allowed attainment of a true steady state. Model changes were proposed to distinguish between near stagnant flow and the upper laminar region, with the upper laminar region showing a slight linear increase. Predictions using the galvanized flux model were not accurate due to an inferior color release model that was developed for galvanized pipes. The model exhibits a high dependence on sulfate concentrations, but concentrations of sulfates in the current experiments were low. This led to low predicted flux values when the actual data showed otherwise. A new galvanized model was developed from a combination of data from the original and current experiments. The predicted flux values using the new model showed great improvement over the old model, but the new model database was limited and the resulting model was not able to be independently tested.

La calidad del agua para consumo humano es uno de los pilares básicos para todo desarrollo de una nación. Por un lado, se constituye en un derecho fundamental para el ejercicio pleno de capacidades y, por el otro, en un servicio público de crucial relevancia. No obstante, el Perú ha presentado grandes desafíos para garantizarla en las zonas rurales. De allí que, se creara el Fondo de Estímulo de Desempeño y Logros Sociales (FED) como un mecanismo de cierre brechas sociales. Lastimosamente los datos recogidos dan cuenta que su labor no ha sido del todo eficaz para mejorar la cloración de agua en las zonas rurales. Frente a ello, nuestra hipótesis es la siguiente: el FED no involucra a los actores claves del sistema de cloración rural en ninguna de sus fases operativas y, en consecuencia, no se fijan incentivos para aquellos quienes tienen la responsabilidad de brindar el servicio de saneamiento en las zonas rurales como son las municipalidades locales. Para comprobar tal hipótesis, realizamos una contrastación entre la cadena de valor real de cloración con intervención del FED y la cadena de valor ideal de cloración con intervención ideal del FED, considerando el marco normativo, documentos de gestión, la doctrina correspondiente y las entrevistas semi estructuradas realizadas a un panel de expertos. Bajo tal metodología de análisis, la presente investigación (1) identifica y delimita las funciones de los actores claves de la cloración para consideración del FED, conforme a la cadena de valor del servicio de agua potable en zonas rurales; (2) analiza la pertinencia de los incentivos que otorga el FED a los actores participantes considerando los riesgos por disfuncionalidades del diseño, sistema de team working, intervención de peer monitoring, entre otros, y finalmente, (3) presenta una propuesta de modelo ideal de intervención del FED, que permita mejorar su operatividad coadyuvando significativamente en lograr la prestación universal de calidad de agua potable en el área rural.

Gambia is the smallest country on the African mainland, surrounded by Senegal on all it's borders except the coastal one. Gambia faces a pressing issue with water supply shortages, along with more than one third of the world’s population. The aim of this study is to propose a system that will solve water supply shortage through a local water supply system. The method mainly consisted of a literature review, aimed to provide an overview of the subject as well as to highlight existing gaps within today’s research about rainwater harvesting systems. Furthermore, a case study was used to determine the best way to design the rainwater harvesting system. The results of the study are showcased through a tank and pipe system, where water is collected on the roof of the residential homes and stored in a polyethylene tank on the ground. The results from the survey, asking questions related to the inhabitants’ water usage habits, were analyzed and represented through a table. In Brikama rainwater can be used for laundry, cooking and watering plants. The positive effects it brings include, but are not limited to, reduction of soil erosion, restoring the ground water cycle, as well as making people become more self-sufficient. In this study, a system for Brikama can be optimized by using Solvatten technology in combination with conventional rainwater harvesting methods. The tank volume suggested by Mun and Han (2011) is a feasible premiss, however it can not be directly applied to Gambian rainwater conditions as there are differing presumptions between the reference country Korea, and Gambia. Additionally, the validity of the study is affected as the reference studies suggest using computer simulations, as well as computer models as a basis for the operational and input data. / Gambia är det minsta landet på det afrikanska fastlandet, omgivet av Senegal på alla dess gränser utom den kustnära. Gambia står inför ett akut problem med vattenbrist, tillsammans med mer än en tredjedel av världens befolkning. Syftet med denna studie är att föreslå ett system som löser problematiken med vattenförsörjning genom ett lokalt vattenförsörjningssystem. Metoden bestod huvudsakligen av en litteraturöversikt, som syftade till att ge en överblick över ämnet samt att lyfta fram befintliga luckor inom dagens forskning om system för uppsamling av regnvatten. Dessutom användes en fallstudie för att bestämma det bästa sättet att designa systemet för uppsamling av regnvatten. Resultatet av studien visas genom ett tank- och rörsystem, där vatten samlas upp på taket av bostadshusen och lagras i en polyetentank på marken. Resultatet från undersökningen, med frågor relaterade till invånarnas vattenanvändningsvanor, analyserades och representerades genom en tabell. I Brikama kan regnvatten användas för tvätt, matlagning och vattning av växter. De positiva effekter det medför inkluderar, men är inte begränsade till, minskning av jorderosion, återställande av grundvattnets kretslopp, samt att få människor att bli mer självförsörjande. I denna studie kan ett system för Brikama optimeras genom att använda Solvatten-teknik i kombination med konventionella metoder för uppsamling av regnvatten. Tankvolymen som föreslagits av Mun och Han (2011) är en genomförbar premiss, men den kan inte tillämpas direkt på gambiska regnvattenförhållanden eftersom det finns olika antaganden mellan referenslandet Korea och Gambia. Dessutom påverkas studiens validitet eftersom referensstudierna föreslår att man använder datorsimuleringar, samt datormodeller som underlag för drift- och indata.