RESEÑA
DE TESIS
Maestría
en Ingeniería, énfasis en
Ingeniería Sanitaría y Ambiental
TÍTULO:
Propuesta para el manejo del agua en unidades
productivas rurales del Quindío
bajo el concepto de uso múltiple.
AUTOR:
Marco Antonio Barrios Jiménez
marcoantoniobarrios@latinmail.com
DIRECTOR:Inés
Restrepo Tarquino, Ph.D.
inrestre@univalle.edu.co
RESUMEN
Esta
investigación está enfocada
a estudiar el uso del agua en una región
de Colombia donde las familias en décadas
pasadas tenían como vocación
principal la actividad cafetera y en época
de bonanza (década de los 70s)
fueron construidos múltiples acueductos
para el consumo doméstico y para
el beneficio del café que cubrieron
casi la totalidad del territorio del epartamento
del Quindío. Esto ha llevado a
que en las fincas de la región
prácticamente el acueducto se haya
convertido en la única fuente para
todas las actividades, desaprovechando
otras fuentes de agua potenciales a más
bajo costo; y también ha generado
en la actualidad la búsqueda de
nuevas fuentes de agua. Estos acueductos
existentes han sido registrados como acueductos
industriales, pero son usados para consumo
humano y otras actividades agropecuarias;
recientemente son usados también
para proveer una nueva actividad productiva
en la región: el turismo rural.
Por las causas anteriores se generan conflictos
debido al incumplimiento de los requerimientos
de calidad para consumo humano y la competencia
por las actividades productivas dejando
las comunidades sin la suficiente agua
disponible. La dotación en las
unidades productivas estudiadas varía
entre 133 y 253 l/hab-día (para
el uso humano y doméstico) mientras
que la norma técnica colombiana
admite entre 100 y 130 l/hab-día
para los acueductos de las zonas rurales.
Los consumos para las actividades productivas
se encuentran dentro del 50% al 90% del
consumo total de las unidades rurales,
por lo que es fundamental la búsqueda
de otras fuentes de agua diferentes a
los acueductos. En esta propuesta se integra
el manejo del agua proveniente del acueducto
con las aguas lluvia y superficial y se
separan las aguas residuales, dándole
un manejo para los diferentes usos en
las unidades productivas agropecuarias
del Quindío.
TÍTULO:Estimación
de emisiones mediante modelo corinair
y simulación de concentraciones
de pm 10 y NOx provenientes de fuentes
móviles en el centro de Cali, mediante
la aplicación de “aeoliusf”
a un “cañón urbano”.
AUTOR:
Carlos Alberto Herrán de
la Cruz
cherran@uao.edu.co
DIRECTOR:Juan
Pablo Silva, M.Sc.
pablosil@univalle.edu.co
RESUMEN
Este
estudio presenta fundamentalmente los
resultados de aplicar la metodología
CORINAIR para la estimación de
inventarios de emisiones de NOx y PM10
provenientes de fuentes móviles
en un “cañón urbano”
del centro de la ciudad de Cali, y la
aplicación y resultados obtenidos
con el software libre AEOLIUSF, desarrollado
por la oficina de meteorología
del Reino Unido (Gran Bretaña),
para estimar las concentraciones máximas
horarias de contaminantes del aire en
un cañón urbano. El estudio
arrojó para el flujo vehicular,
velocidades medias de 15,7 Km/h para vehículos
grandes y 19,5 Km/h para vehículos
pequeños, mientras que la media
general fue 18,66 Km/h. El 57% de los
vehículos en tránsito por
la zona de estudio resultó ser
de modelos superiores a 1992 con el restante
43% con una antigüedad mayor a los
20 años. Los automóviles
particulares, taxis y motos, representaron
el mayor flujo vehicular horario con 120,
180 y 220 vehículos /h respectivamente.
En relación con las emisiones,
la estimación reportó 3.000,
2.800 y 2.700 gr/día para NOx y
500, 450 y 450 g/día para PM 10
durante lunes, martes y viernes como los
días con cifras más altas;
las franjas horarias entre las 10 y las
19 horas resultaron como las de mayor
emisión por hora, 150 g/h para
NO x y 25 g/h para PM 10; los autos y
buses con 8,6 Kg/sem y 6 Kg/sem respectivamente
para NOx , y 1,2 y 1 Kg/sem para PM 10,
resultaron los mayores aportantes a las
emisiones semanales en el zona estudiada.
La aplicación de AEOLIUSF mostró
las franjas horarias entre las 8 y las
11 horas y entre las 16 y 19 horas de
los días laborales, como las de
mayor concentración, con picos
del orden de 145 y 155 ppb para el NOx
, con 50 y 55 ug/m3 para PM 10. Las cifras
estimadas para los diferentes escenarios
simulados, resultaron consistentes con
lo esperado en teoría, con incrementos
de hasta 50% y 60% en los valores de concentraciones
cuando la velocidad se disminuyó
y el flujo aumentó y similares
situaciones para aumentos y decrementos
en velocidad y flujo respectivamente.
TÍTULO: Inventario de emisiones
de contaminantes primarios y simulación
de la dispersión atmosférica
de partículas suspendidas totales
emitidas por fuentes fijas puntuales en
la comuna 4 de Santiago de Cali.
AUTOR:
Carlos Hernán Aponte Coronado
chaponte@uao.edu.co
DIRECTOR:
Santiago Lain Beatove, Ph.D.
slain@uao.edu.co
CODIRECTOR:
Juan Pablo Silva, M.Sc.
pablosil@univalle.edu.co
RESUMEN
El
presente estudio se desarrolló
en el marco del convenio de cooperación
Universidad del Valle y DAGMA, con el
objeto de estudiar la dispersión
de las partículas suspendidas totales
(PST) proveniente de las fuentes fijas
situadas en la comuna 4 de la ciudad de
Cali mediante el uso del modelo de dispersión
atmosférica ISCST3 (Industrial
Source Complex Short Term). El estudio
consistió básicamente en
dos etapas; en la primera se realizó
el inventario de emisiones, en el cual
se utilizó la información
de las industrias, que a su vez se clasificó
por sectores productivos. La estimación
de las emisiones se obtuvo mediante la
aplicación de factores de emisión
y muestreos isocinéticos. El total
de emisiones reportado fue de 563 t/año,
de las cuales el 50% corresponde a COVS,
el 32% a PST y el 3% a CO. El sector que
más aporta emisiones totales es
el de fibras y textiles con el 27%, mientras
el químico-farmacéutico
aporta el 3,6%. El combustible más
utilizado en el sector es el gas natural
con un 60% de las industrias y el combustible
que más emisiones produce es el
carbón, en términos de SO2
y PST. En la segunda etapa se ejecutó
el modelo para los días 1º
de marzo y 1º de agosto de 2006 para
considerar los dos períodos estacionales,
lluvioso y seco. Los períodos de
promedios adoptados para la estimación
de las concentraciones fueron de 24 horas.
En el día 1º de agosto se
presentó una contribución
de 60 ?g/m3 a la concentración
total de PST, encontrándose por
debajo a la establecida por la norma local
que es de 270 ?/m3. La zona crítica
se presenta en un área de 2 Km2
donde están ubicadas el 43% de
las empresas evaluadas. De esta manera
los resultados obtenidos en la ejecución
del ISCST3, no permiten una representación
razonablemente de las condiciones existentes
en la zona de estudio, esto debido a que
no se tienen datos de las emisiones por
otras fuentes ni la concentración
de fondo.
TÍTULO:Desarrollo de una metodología
de planificación de cuencas hidrográficas
que articule la normatividad territorial
con la ambiental. Caso cuenca del río
Quindío
AUTOR:
Paula Marcela Arias Mora
pmariasmora@yahoo.es
DIRECTORA:
Ines Restrepo Tarquino, Ph.D.
inrestre@univalle.edu.co
RESUMEN
En la cuenca del río Quindío,
la planificación del territorio
y ambiental se ha generado a partir de
un amplio marco normativo, que sumado
a la falta de voluntad política
y la poca articulación institucional,
crean conflictos en su aplicación
y óptimo desempeño en la
ordenación del territorio; la cuenca
ha sido desconocida como unidad de planificación
y su ordenación es un elemento
exógeno a la del territorio. La
gestión del agua dentro de la cuenca
ha sido destinada institucionalmente únicamente
para uso doméstico, salvo en las
zonas con mayor demanda cafetera, donde
es aceptada para uso industrial en el
beneficio del café, limitando y
penalizando así los demás
usos. Otro aspecto relevante para el conflicto
de usos de agua dentro de la cuenca se
da por la promoción al turismo,
el cual no presenta una ordenación
clara respecto al acceso al agua; esto
afecta notablemente a la población
rural, tanto que su abastecimiento se
dificulta en temporadas altas del turismo
y no se garantiza al turista su calidad.
Esta investigación propone una
metodología que integre la planificación
territorial y ambiental mediante el fortalecimiento
institucional y la participación
activa de la comunidad con voz y voto
en todos los procesos y fases de planificación
en respuesta a la situación actual
en materia de leyes y disparidad de planes
desarrollados dentro de la cuenca.
La multiplicidad de leyes ha provocado
incongruencias en el momento de su aplicación
para la elaboración de planes dentro
de la cuenca. Esto ocasiona diferencias
entre unos planes y otros y la aplicación
de valores distintos a los lineamientos
en la planificación. Se suma además,
que son elaborados en diferentes lapsos
de tiempo, lo que impide una visión
compartida del mismo territorio. Es por
eso conveniente compendiar las normas
de tal manera que puedan ser usadas por
todas las instituciones, buscando su fortalecimiento
y la relación directa con todos
los actores como entes primordiales dentro
del proceso de planificación.
TÍTULO:Régimen e índice
de aridez de Colombia. Participación
de Colombia en el proyecto regional del
mapa de zonas áridas.
AUTOR:
Martha Liliana García González
agnes@telesat.com.co
DIRECTOR:Yesid
Carvajal Escobar, Ph.D.
yecarvaj@univalle.edu.co
RESUMEN
Este
trabajo se realizó en el marco
del proyecto Mapa Regional de las Zonas
Áridas y Semiáridas de América
Latina y El Caribe, una iniciativa de
Programa Hidrológico Internacional
- PHI de UNESCO, el Centro del Agua para
Zonas Áridas y Semiáridas
de América Latina y El Caribe -
CAZALAC y el Gobierno de Flandes, en la
cual participaron todos los países
que conforman América Latina y
el Caribe que cuentan con información
oficial sobre sus zonas áridas,
semiáridas y subhúmedas
secas. La participación de Colombia
estuvo representada por el Grupo de Investigación
en Ingeniería de Recursos Hídricos
y Suelos – IREHISA de la Universidad
del Valle, que, con el apoyo del Instituto
de Hidrología, Meteorología
y Estudios Ambientales – IDEAM,
acopió información disponible
para la ventana de observación
definida desde 1970 al 2000. En total
se utilizaron registros de 671 estaciones
en Colombia y 1.054 estaciones fuera del
país para conformar la base de
datos. Para la caracterización
y delimitación del régimen
de aridez y las zonas áridas, en
el marco del proyecto regional se acordó
definir los periodos de deficiencia y
excedencia climática de agua, relacionando
la precipitación y la evapotranspiración
de referencia (ET0) en un índice
para la clasificación y delimitación
de las tierras de acuerdo a los criterios
propuestos por Hassan y Dregne. Se acordó
estimar la Evapotraspiración por
el método Penman Monteith. El cálculo
de datos faltantes se realizó mediante
un análisis de componentes principales
que permitió definir grupos de
estaciones. Posteriormente, la verificación
de la consistencia y homogeneidad de las
series se llevó a cabo mediante
un análisis exploratorio de los
datos el cual fue complementado con un
análisis de cluster, una alternativa
útil cuando se tienen bases de
datos de gran tamaño. El índice
de aridez y los índices complementarios
fueron calculados usando la herramienta
CIRH (Cálculo de Índices
de Régimen Hídrico), desarrollada
por CAZALAC, la cual utiliza información
de 10 variables climáticas y calcula
la Evapotraspiración por 10 métodos
diferentes, incluyendo la ecuación
de FAO - Penman - Monteith, destacando
el mejor evaluado. A partir de los índices
calculados CAZALAC con el apoyo de los
paises participantes, generaron mapas
anuales multianuales del índice
de aridez, Indice de Fournier Modificado
(IFM), Índice de Concentración
de la Precipitación (ICP), régimen
de hídrico o de aridez y numero
de meses secos, para el periodo de estudio.
Se realizaron además mapas mensuales
multianuales y anuales multianuales, para
el periodo de estudio, usando krigeado
linear como método de interpolación
para déficit y excedencia hídrica,
también como para evapotranspiración.
Finalmente se comparó la correspondencia
espacial de los mapas de régimen
e índice de aridez con la obtenida
mediante el uso de técnicas multivariadas
de regionalización.
TÍTULO:Estudio de la dinámica
poblacional bacteriana en humedales construidos
de Flujo Subsuperficial para el tratamiento
de aguas residuales domésticas”
AUTOR:
Lola Viviana Montilla Figueroa
lolavemf@gmail.com
DIRECTORA:
Irma Janeth Sanabria Gómez,
Ph.D.
sanabria@univalle.edu.co
RESUMEN
La
detección, identificación
y cuantificación de microorganismos,
son los aspectos más importantes
en el campo de la ecología microbiana,
ya que permiten describir el estado y
el funcionamiento de un ambiente en particular
y adicionalmente, otorgan herramientas
que permiten una evaluación de
la biodiversidad de las comunidades en
sistemas construidos con aplicación
biotecnológica. Ante la gran preocupación
mundial surgida a raíz de que se
estima que cerca del 90% de las ciudades
de países en vía de desarrollo
aún descargan los desechos, en
muchos casos sin tratamiento previo, en
ríos y mares (Senzia et al., 2003),
se recurre cada vez más a la implementación
de sistemas de tratamiento alternativos
y económicos para el tratamiento
del agua residual. Estos sistemas, entre
los que se cuentan los humedales construidos,
se utilizan para la depuración
de las aguas residuales, gracias al metabolismo
microbiano involucrado en la transformación
de nutrientes como nitrógeno, materia
orgánica y otros contaminantes
presentes.
La hibridación in situ con sondas
fluorescentes (FISH) es hoy en día
la técnica más utilizada
para cuantificar microorganismos en muestras
ambientales complejas. Sin embargo, una
de sus principales limitaciones es que
no proporciona mucha información
acerca de la viabilidad de las células
“blanco” en el hábitat
de estudio; de conformidad con lo anterior,
se requieren metodologías, como
la DVC (Direct Viable Count) que unida
al FISH permiten mejorar el conocimiento
acerca de las bacterias metabolicamente
activas que participan en los procesos
biológicos de remoción de
compuestos en aguas residuales como es
el caso del nitrógeno en el cual
se concentró el análisis
del presente trabajo. Además de
determinar el papel de algunos de los
factores ambientales que controlan la
nitrificación (por ejemplo: la
temperatura, el oxígeno y el pH),
en la dinámica del crecimiento
microbiano.
En esta investigación se realizó
una evaluación de la composición
y abundancia de la comunidad microbiana
presente en el sustrato y en la columna
de agua de tres humedales construidos
subsuperficales; dos de ellos sembrados,
uno con heliconia (Heliconia psittacorum)
y el otro con caña común
o carrizo (Phragmites australis) y el
tercero sin vegetación, los cuales
fueron construidos con el fin de depurar
las aguas residuales domésticas
del municipio de Ginebra (Valle del Cauca).
Para ello se utilizaron las técnicas
de hibridación in situ con sondas
fluorescentes (FISH) y conteo directo
de células viables (DVC-FISH).
Los resultados mostraron la gran sensibilidad
de la técnica de FISH para detectar
cambios en la densidad microbiana en los
HFSS horizontal frente a condiciones de
operación y mantenimiento de estos
sistemas (por ej. poda de los humedales
plantados y cambio de carga hidráulica);
detectándose una mayor cantidad
de bacterias en las zonas del sustrato
en los humedales frente a las columnas
de agua y se confirmó la importancia
de las plantas con su zona rizosferica
como lugares de translocación de
oxígeno y nutrientes para el sostenimiento
de las poblaciones bacterianas. En general,
todas las poblaciones presentaron variaciones
durante las fechas en las que se realizaron
los muestreos y especialmente, las de
Nitrobacter y las BOA estuvieron influenciadas
por las concentraciones de amonio y nitrito
del agua residual.
TÍTULO:Propuesta
de estrategia para introducir la gestión
integrada de recursos hídricos
en la gestión del agua en zonas
urbanas intermedias de Colombia. Estudio
de caso Guadalajara de Buga, Valle del
Cauca.
AUTOR:Carlos
Gabriel Fernandez Vargas
inggabrielfer@hotmail.com
DIRECTORA:
Inés Restrepo Tarquino
, Ph.D.
inrestre@univalle.edu.co
RESUMEN
Una
propuesta de estrategia para introducir
la gestión integrada de recursos
hídricos en la gestión del
agua en zonas urbanas de Colombia, fue
desarrollada mediante un estudio de caso
en la ciudad de Guadalajara de Buga, Valle
del Cauca. Esta estrategia fue diseñada
bajo la metodología de sistemas
complejos, el enfoque de Investigación
- Acción Participativa y la teoría
general de sistemas, y concebida bajo
los lineamientos de conceptuales de un
modelo de gestión integrada de
recursos hídricos GIRH - subsistemas
intervenciones, planteado por Restrepo
(2006), además, teniendo en cuenta
desarrollos teóricos y aplicados
sobre el tema a nivel mundial, propuestos
por diversos autores e instituciones como
la Asociación Mundial del Agua
(GWP por sus siglas en inglés).
La estrategia, concebida como un instrumento
articulador y dinamizador proyectado para
el periodo 2009 - 2019, se compone de
un modelo conceptual, visión de
futuro, objetivo, principios, líneas
de acción, programas, metas, indicadores
y proyectos sobre agua y saneamiento en
la ciudad. Finalmente, se capacitan y
fortalecen los actores en la GIRH, y se
proponen cambios en los marcos institucionales
locales, regionales y nacionales necesarios
para el desarrollo de la estrategia propuesta.
TÍTULO:Respuesta fisiológica
de macrofitas emergentes y su relación
con el tratamiento de agua residual doméstica
en humedales construidos.
AUTOR:
Carlos Fernando Gutiérrez
Landazuri
gutierrezland@yahoo.com
DIRECTOR:
Miguel Ricardo Peña Varón,
Ph.D.
miguelpe@univalle.edu.co
CODIRECTOR:Enrique
Javier Peña Salamanca,
Ph.D. enripena@univalle.edu.co
RESUMEN
Tres
humedales fueron construidos con el objetivo
de evaluar el efecto que, sobre el tratamiento
de nutrientes, tiene el aplicarles a estas
unidades experimentales caudales diferentes
de agua residual doméstica, y a
la plantación de macrófitas
emergentes; igualmente, evaluar la fisiológica
de las plantas y su relación con
las eficiencias en el tratamiento. Por
tal motivo, en dos de los humedales fueron
plantadas Heliconia psittacorum (nativa)
y Phragmites australis, respectivamente;
y un tercero se dejó sin vegetación.
En cada uno, un lecho de grava de 27 m2,
se aplicaron aleatoriamente tres caudales
(0,728; 3,456 y 5,184 m3/d, respectivamente)
de flujo horizontal subsuperficial; del
efluente de una laguna anaerobia provenía
el agua residual, con concentraciones
promedio (mg/L) 157,2 (±37.8) DQO,
119.7 (±26,5) DBO5, 48,9 (±11,3)
NH4+ y 4,3 (±1m,3) PO43-, respectivamente,
que resultaron en cargas orgánicas
superficiales máximas aplicadas
(g/m2 d) de 25,9 DQO, 16 DBO5, 8,9 NH4+
y 0,96 PO43-. Para estimar diferencias
significativas entre los tratamientos
y entre los humedales, se realizaron análisis
estadísticos con el paquete STATISTICA
6® para Windows, que incluyeron pruebas
Kolmogorov – Smirnov & Lilliefors
para estimar homogeneidad de varianzas
y normalidad; y dado que en ningún
caso se presentó normalidad se
aplicaron las pruebas Kruskall –
Wallis para los análisis de varianzas
(ANOVA).
En todos los casos hubo significativamente
mayores tasas de eliminación de
NH4+el tratamiento 3 (T3) y de PO43-el
T1; igualmente, hubo mayores eficiencias
de eliminación de nutrientes durante
el T1, exceptuando Phragmites que para
PO43- alcanzó en el T2. De otra
parte, USV presentó significativamente
las tasas más altas de eliminación
de DQO y DBO5, mientras que Phragmitespresento
las más altas para NH4+y PO43-.
En cuanto a eficiencias (%) de eliminación,
Phragmitespresentó, en todos los
casos, los mayores resultados.
Respecto a los parámetros fisiológicos,
comparar entre humedales las tasas de
evapotranspiración Phragmites presentó
los mayores valores; similarmente, en
cuanto a la fluorescencia presentó
la mayor eficiencia. En ambas especies
durante el tratamiento 1 se presentaron
las más altas concentraciones de
nitrógeno en material foliar. Al
comparar entre los humedales las concentraciones,
Heliconiapresentó valores más
altos. En ambas especies no hubo relación
directa entre tratamiento y el valor del
potencial hídrico. Al comparar
entre los humedales, Heliconiapresentó
los valores más bajos y por tanto
el mayor potencial. En conclusión
la eficiencia del tratamiento estuvo relacionada
principalmente con la evapotranspiración
y la eficiencia fotosintética,
que con los otros parámetros fisiológicos.
