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Análisis de caudal y velocidad de sedimentación de las aguas residuales del campus CEASA como insumo fundamental para el funcionamiento de la planta de tratamiento de agua residuales
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024-02) Flores Acosta, Ana Marife; Ágreda Oña, José Luis
El presente proyecto de investigación tuvo el objetivo de realizar un análisis detallado de la dinámica del caudal y la velocidad de sedimentación de las aguas residuales en el Campus CEASA para plantear un proceso de sedimentación adecuado. Para lo cual, se determinó un caudal medio diario para definir condiciones adecuadas de operación de la línea de tratamientos; estableciéndose la metodología para la determinación del caudal, también se implementó una línea de tratamiento primario para establecer parámetros de operación en la implementación de los diferentes procesos de saneamiento por medio de parámetros físico-químicos; donde, se analizó la calidad del recurso hídrico y determino y la velocidad de sedimentación. Por medio de un enfoque cualitativo y cuantitativo, ya que, los datos cuantitativos ayudaron a observar el panorama general, mientras que los datos cualitativos brindaron información detallada. Lo cual fue complementado por medio de la investigación analítica y experimental, a fin de tener un mejor acercamiento al problema de la investigación, la misma se dio con la realización de aforos, toma y análisis de muestras; además, se implementó una columna vertical de sedimentación. Obteniéndose como resultados del análisis, un caudal medio diario de 1.09 m^3/h, de igual manera la identificación de niveles altos de DQO, sólidos totales y turbiedad, mientras que la eficiencia de sedimentación mostro una variabilidad, destacando la influencia de la altura inicial con relación al tiempo. En conclusión, estos hallazgos resaltan la urgencia de abordar los niveles de contaminación identificados y de implementar medidas para mejorar la eficiencia de los tratamientos de aguas residuales en el Campus CEASA. Este estudio proporciona una base sólida para futuras investigaciones y acciones destinadas a mitigar los impactos ambientales negativos y garantizar la calidad del agua en la zona.
Análisis multitemporal de cambios en la cubierta vegetal mediante el uso de imágenes satelitales en los páramos de Zumbahua provincia de Cotopaxi en el período 2020-2021.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2021-03) Baño Espinoza, Thalia Estefany; Heredia Páez, Emily Dayanna; Ágreda Oña, José Luis
El páramo es un ecosistema de gran importancia debido a su biodiversidad y sus numerosos beneficios ecológicos y socioeconómicos, sin embargo, las permanentes amenazas antrópicas se han convertido en un problema para esta zona. En el siguiente estudio, se realizó un análisis multitemporal entre el período de 2016 a 2020, utilizando 5 imágenes satelitales. Tales imágenes, obtenidas en los años 2017 y 2018, en el mes de julio, mientras que, en los años 2016, 2019 y 2020, en el mes de agosto. Éstas fueron tomadas y corregidas atmosféricamente, de forma gratuita, desde la base de datos del Satélite Sentinel 2, mediante el portal web Eo browser. Posteriormente, se realizaron evaluaciones de la calidad visual para cada imagen, donde el porcentaje admisible de nubosidad debía ser inferior al 25%. Para corregir su geometría, se utilizó, el Software QGIS y el plug-in georreferenciador GDAL, con el que se obtendrán imágenes con características visuales óptimas para su análisis. También se utilizó el plug-in SCP donde se realizan clasificaciones, de manera supervisada y no supervisada, que permitirán mostrar evidencias de las zonas perturbadas, arbustivas y sin información. Es decir, del avance de la frontera agrícola en los páramos de Zumbahua.
Análisis y Simulación del Comportamiento Hidráulico del Sistema de Descomposición Anaeróbica mediante Dinámica Computacional de Fluidos del Campus Salache de la Universidad Técnica de Cotopaxi, Cantón Latacunga, Provincia de Cotopaxi, Periodo 2022.
(Ecuador, Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022-09) Caiza Quispe, Yajaira Katerine; Zambrano Cárdenas, Julio Bladimir; Ágreda Oña, José Luis
En el presente proyecto de investigación se llevó a cabo un diagnóstico general del sistema con el que cuenta la Universidad Técnica de Cotopaxi para tratar las aguas residuales del campus Salache, por tal razón se estableció como objetivo principal, simular el comportamiento hidráulico a través de un modelo computacional de fluidos (CFD) en el sistema de descomposición anaeróbica de dicho campus. En cuanto a la metodología aplicada para efectuar el análisis, fue necesario aplicar métodos de modelación computacional de fluidos en donde se aplican técnicas de pre-procesamiento, procesamiento y post-procesamiento (software SALOME, OpenFoam y ParaView). Para lo cual también fue necesario obtener información sobre las variables que influyen en el modelamiento, como fue el caso del caudal de ingreso al sistema (Q), de los valores de oxígeno disuelto (OD) y demanda química de oxígeno (DQO). Estos dos últimos valores se obtuvieron mediante análisis de laboratorio, y en campo se obtuvo el caudal de ingreso utilizando el método volumétrico de manera directa en una caja de revisión cercana al sistema de saneamiento, tomando valores cada hora durante ocho horas en un día y tres días en una semana, obteniendo así valores de caudal instantáneo entregado y de caudal medio. Posteriormente para el modelado y diseño de las mallas de cada una de las etapas del sistema se utilizó software Salome, para lo cual los datos y dimensionamientos que se obtuvieron de los planos y la memoria técnica que fueron de vital importancia para este proceso. Seguido de esto, para la simulación computacional del fluido en OpenFoam, se utilizó valores predeterminados, la mayoría de ellos en base a ecuaciones de Navier Stokes que dan los fundamentos principales sobre continuidad y momento. Para los valores de transporte se usaron solucionadores en OpenFoam con el método RASS que se usa exclusivamente para flujos turbulentos. Para visualizar los resultados fue necesario utilizar un software de post-procesamieto en este caso ParaView, en el cual fue posible observar la dinámica del sistema con relación a las dos variables que se eligieron para el análisis. Con respeto al parámetro de velocidad (u) y tomando en cuenta al bajo caudal de ingreso, los cortocircuitos fueron más evidentes durante los primeros minutos de llenado de la etapa 1, y posteriormente fue tomando un aspecto menos turbulento y con menos presencia de vórtices. Así mismo, en relación al parámetro de paso del agua (alphawater), se tuvo como resultado un tiempo de llenado lento en las etapas 2 y 3, afectando así directamente al Oxígeno disuelto presente en el agua residual y a la vez reduciendo la eficiencia del tratamiento. Se concluyó que el diseño del sistema esta sobre dimensionado para las condiciones del campus Salache, ya que fue evidente que el caudal era insuficiente para cumplir con las expectativa
Aplicación de materiales de adsorción molecular en suelos francos, para su remediación ambiental en el barrio Anchiliví, cantón Salcedo, provincia de Cotopaxi, periodo 2022-2023.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-05) Santamaría Santana, Andrea Estefanía; Ágreda Oña, José Luis
El presente trabajo de investigación se enfocó en analizar la calidad del suelo después de aplicar cada uno de los tratamientos para evidenciar cuál de ellos es el más efectivo en la remediación. En primera instancia se realizó un diagnóstico biofísico del barrio Anchilivi del cantón Salcedo, donde se buscó determinar las características de la zona de estudio, seguidamente se analizó si las distintas parcelas cumplen con los niveles adecuados de la calidad del suelo comparando los resultados de laboratorio obtenidos durante el monitoreo antes y después de aplicar cada uno de los tratamientos. Como último objetivo se calculó la eficacia de cada uno de los tratamientos utilizados en las diferentes parcelas para por fin determinar cuál de ellos se considera el más eficaz. Para realizar el estudio se procedió a monitorear por 6 semanas en distintas parcelas experimentales con el fin de comparar el nivel de eficacia de 4 diferentes tratamientos compuestos a base de zeolita y carbón activado; los datos obtenidos en el monitoreo y a través de los análisis de laboratorio fueron destinados a la elaboración de gráficos estadísticos; en ellos se identificaron presencia de niveles altos en cada parcela estudiada, estableciendo de forma general que los niveles no cumplen con lo establecido en los valores de referencia, lo cual, perjudica la calidad del suelo y los posibles cultivos a desarrollarse en los mismos; dicho trabajo permitió comparar los niveles de adsorción generados a partir de los diferentes sustratos utilizados. La información obtenida como resultado de los monitoreos evidencia que el mejor de los tratamientos resulta ser el número 2 compuesto por 15 kg de zeolita y 15 kg de carbón activado puesto que tiene un porcentaje de eficacia de 14,65%.
Capacidad de adsorción de arsénico mediante isotermas de Langmuir y Freundlich en los suelos de la reserva ecológica los Ilinizas en la provincia de Cotopaxi durante el periodo 2020- 2021.
(Ecuador. Latacunga. Universidad Técnica de Cotopaxi, (UTC), 2021-03) Lasluisa Chacha, Andrés Sebastián; Toaquiza Chicaiza, Katerine Stefania; Ágreda Oña, José Luis
Entre los metales más tóxicos que se encuentra presente en el ambiente es el arsénico ya que su movimiento de transición en el medio es muy accesible porque demuestra concentraciones altas en el agua y suelo y esto conlleva a que tanto la población como el ambiente se encuentren en un estado deplorable y que ciertas especies no puedan crecer en los suelos que contienen mayor cantidad de arsénico o que se desarrollen presentando cierto contenido de arsénico, además que la población que se encuentre habitándola puede verse afectada con problemas de varias enfermedades por lo tanto el objetivo del presente trabajo es determinar la capacidad de adsorción en el suelo de la reserva ecológica los Ilinizas alrededor de las aguas termales en los que se tomaron 22 muestras según el criterio de muestreo del TULSMA, Libro VI anexo 2, para el análisis de estas muestras se procedió a la medición de arsénico presente con el método colorimétrico y luego se la contamino con arsénico en las diferentes muestras para utilizar el método de las isotermas de Langmuir y Freundlich, donde se trabajó con el flujo de agitación necesario con una solución de 0.05 ml/l con un volumen de 250 ml de solución de arsénico, se evaluó la adsorción a través de isotermas trabajando con tiempos diferentes de 0.05h a 24h dando como resultado una solución completa en el adsorbente en la isoterma de Langmuir (𝑟 2 = 0.9112) siendo una correlación aceptable y cantidad máxima adsorbida de arsénico de 2,27 en los puntos mientras que en el modelo de Freundlich (𝑟 2 = 0.8549) que no es tan aceptable y que su margen de error es mayor en casi las 22 muestras lo que significa que estos datos no son aceptables para el modelo en la monocapa ya que se muestra la cantidad máxima adsorbida de arsénico de -1,9728 puesto que en el estudio la Isoterma de Langmuir es más aceptable porque su margen de error se da simplemente en 3 muestras que la de Freundlich y esto puede deberse a que el adsorbente con los resultados de su pH que oscila entre 5,54 y 8,19 lo que nos indica que tendrá una máxima retención, además que el Fe que se determinó en este suelo con un máximo de 1255 ppm que hace que exista la retención de arseniatos y arsenitos.
Caracterización de la calidad de agua el río Isinche para el análisis de la descarga en la planta de tratamiento del campus CEASA.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024-02) Hidalgo Pio, Daniela Abigail; Veintimilla Tipanguano, Claudia Ibeth; Ágreda Oña, José Luis
El trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar la calidad del agua a través de parámetros físico-químicos para establecer criterios de descarga en el cuerpo hídrico. La metodología empleada consistió en trabajo de campo, análisis de laboratorio y el uso del método cualitativo para obtener una percepción general y rápida de las características del agua en tres puntos de muestreo. Los resultados revelaron el impacto significativo de las actividades antropogénicas en la calidad del agua. Los análisis mostraron que el pH y la conductividad eléctrica se encontraban dentro del rango permisible. En relación al arsénico, se identificó una concentración de 0.1471 mg/l en el punto 1, superando el límite para riego, pero dentro de los márgenes aceptables para uso pecuario. Únicamente el punto 1 excedió el límite de nitritos para agua de uso pecuario, registrando 0.428 mg/l, mientras que los niveles de nitrato se mantuvieron dentro de los límites permitidos en los tres puntos. Se detectó presencia de DBO5 solo en el punto 1, con un valor de 3 mg/l. Respecto a la DQO, el punto 1 presentó niveles significativamente más altos (32.8 mg/L) que los puntos 2 y 3, que mostraron concentraciones más moderadas de (11.1 mg/L y 12.8 mg/L,). El impacto negativo de las actividades humanas en la calidad del agua de la región estudiada es evidente. Además, los análisis detallados mostraron niveles de contaminación, destacando la situación en Hacienda del Niño Isinche. Por lo tanto, se enfatiza la necesidad de implementar medidas efectivas para mitigar la contaminación y proteger este recurso vital.
Caracterización mecánica y fisicoquímica de los suelos del páramo en la reserva ecológica Illinizas para determinar su calidad mediante estadística en el periodo 2020 - 2021.
(Ecuador. Latacunga. Universidad Técnica de Cotopaxi, (UTC), 2021-03) Chisaguano Chisaguano, Jimmy Israel; German Iza, Jhonatan Paul; Ágreda Oña, José Luis
Se muestrearon los suelos en determinados puntos de la Reserva Ecológica Illinizas en rejilla de 100 metros a profundidad de arado “10 cm”, los análisis se los realizó en los laboratorios acreditados por el “Servicio de Acreditación Ecuatoriano”. Mediante el análisis estadístico realizado con la ayuda del Software InfoStat se procesaron los resultados, se estableció mediante las características mecánicas y fisicoquímicas la calidad de los suelos de la Reserva Ecológica Illinizas, así como sus propiedades, obteniendo que el 21% del suelo son partículas de arena y el 79% partículas finas, lo que permite a pesar de tener el porcentaje de humedad de 96%, el límite líquido de 88 % y índice de plasticidad de 45 % los suelos no se compacten al punto de limitar el correcto desarrollo de las raíces, para los resultados de la caracterización fisicoquímica se determinó que el pH es de 5,67, los resultados obtenidos a través de la metodología de sólidos volátiles ayudó a determinar el porcentaje de la materia orgánica “M.O.” estableciendo que es del 22,75%. La concentración del aluminio es de 6,93 mg/kg indicando un nivel alto, la concentración de manganeso es de 6,50 ppm lo que indica un alto nivel, la concentración del magnesio es de 0,65 miliequivalentes “meq/100 gr” lo que indica un nivel medio, el hierro está en 1277 ppm indicando un alto nivel, el cobre tiene una concentración de 6,04 meq/100gr indicando un nivel alto, el calcio tiene una concentración de 14,25 meq/100gr lo que indica un nivel alto, el arsénico en promedio para el área de estudio es de 8,34 mg/kg, pero su valor más alto es 15 mg/kg considerado como tóxico, se debe prestar mucha atención a la determinación de la calidad y su relación directa con la influencia que tiene esta debido a factores biológicos, físicos y climáticos. Como conclusión en la determinación de la calidad del suelo de la Reserva Ecológica Illinizas se logró generar datos útiles para posteriores trabajos, estableciendo que los suelos del área son aptos para el desarrollo de la flora y la fauna, existen efectos negativos sobre el ecosistema ya que la infiltración de ciertos agentes químicos entre ellos el arsénico del agua subterránea son efectivos y estos están presentes en los suelos que son de origen volcánico.
“Caracterización y tratamiento de lodos en las lagunas de oxidación de la planta de tratamiento de aguas residuales del cantón La Maná, para la gestión sostenible. 2023.”
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024) Ibañez Esquivel, Gabriela Maritza; Ágreda Oña, José Luis
The sludge from oxidation lagoons, in this case from La Maná, has become the main concern in the comprehensive management of wastewater treatment due to its large per capita production. The objective of this study was to characterize the sludge from aerobic oxidation to establish an ideal drying process and finally its revaluation through biochar. The methodology used for the study was to carry out analysis of pathogens, chemical oxygen demand, chromium, arsenic and mercury in a random sampling system in the different parts of the oxidation lagoon to obtain representative data, in addition to that it was established through criteria of design that the best option for drying the sludge, and finally using the sludge as organic matter, biochar was produced and its efficiency in filtering water with mercury was evaluated as an environmentally sustainable option to revalue this waste from the wastewater treatment process. As a result, it was established that the ideal drying beds must be covered by the climatic conditions of the area, having a capacity of 35 lb/year in a square meter and complemented by a useful area of 1040 m2. The analytical work showed that filtration eliminates presence of heavy metals, in this case mercury.
Determinación de la calidad de agua por bioindicadores (Macroinvertebrados) – en el río Illuchi – para el planteamiento de una propuesta de manejo de recurso hídrico- Latacunga provincia de Cotopaxi – período abril- agosto 2023.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Ordoñez Fernandez, Jessica Alina; Ágreda Oña, José Luis
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo evaluar la calidad ambiental del agua del río Illuchi mediante bioindicadores en la parte alta, media y baja. Para ello se determinó primero el análisis fisco-químico con el método de índice de calidad de calidad de agua de Canadá (ICA CANADÁ); en tres puntos establecidos según sus características y actividades antrópicas, correspondientes a la comunidad Illagua (P1), Parroquia Ignacio Flores (P2) y Belisario Quevedo (P3). En un período de tres semanas entre los meses mayo y junio, se realizaron muestreos para la analizar los parámetros fisicoquímicos. Como resultado del estudio de los 9 parámetros seleccionados (pH, temperatura, OD, conductividad eléctrica, nitratos, cromo, DQO, calcio y magnesio), se observó que el índice de calidad de agua (ICA) en los dos primeros puntos su calidad es buena y en el último punto de muestreo es regular, así mismo se relacionó cada parámetro con los límites máximos permisibles de la norma TULSMA del Acuerdo Ministerial 097 A, para la vida acuática y silvestre y el riego para agricultura. Para macroinvertebrados se obtuvo un total de 856 individuos de 12 especies diferentes. En donde las clases más abundantes corresponden a OLIGOCHAETA e INSECTA, estos individuos se evaluaron mediante los métodos “Biological Monitoring Working Party” (BMWP), Índice Biótico Andino (ABI), Ephemeroptera, Plecoptera, Triichoptera (EPT) y Shannon Weaver. Acorde al índice BMWP/col la calidad del rio varía entre dudosa y critica, así mismo los índices ABI y EPT lanzaron un resultado de regular a malo, clasificándose como una diversidad baja en el índice de Shannon Weaver con valores entre 1 y 2. Luego de haber realizado estos análisis se generó un diagrama de Ishikawa, en donde se determinaron las diferentes causas y efectos que alteran al río de manera negativa, finalmente se realizó una tabla de propuestas que se enfocó en los aspectos más importantes que contaminan al río, siendo estas las actividades agrícolas, ganaderas y los desechos de residuos que hay en las zonas adyacentes del recurso hídrico.
Determinación de la calidad del agua para el uso de riego mediante bioindicadores en los ríos providencia y del Pongo, ubicados al este de la reserva ecológica los Ilinizas, perteneciente al cantón Latacunga, en la provincia de Cotopaxi.
(Ecuador :Latacunga : Universidad Tecnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Bautista Bautista, Omar Emerson; Uñog Moposita, Joel Mauricio; Ágreda Oña, José Luis
El presente estudio se desarrolló en los meses de diciembre 2022 y febrero 2023, en los cuales se evaluó la calidad de agua para riego de los ríos Providencia y del Pongo, utilizando macro invertebrados como vindicadores e índices biológicos (Biológica Monito ring Working Party, Índice Biológico Andino y el índice de biodiversidad Shannon Weaver); para esto se determinaron seis puntos de muestreo (Punto Bajo - Benito Pamba, Punto Medio - Rodeo Loma, Punto Alto - Chinchil, Punto Bajo - Troje Guasha, Punto Medio - Era Loma, Punto Alto - Quilag). Luego de haber realizado la toma de muestras y analizarlas, se identificó un total de 538 individuos de macroinvertebrados acuáticos en el río Providencia en los dos meses, en el río del Pongo un total de 593 macroinvertebrados en los dos meses. Distribuidos en 14 familias; mediante el cálculo del índice Biological Monitoring Working Party de ambos ríos en los meses de diciembre y febrero se obtuvo como resultado una calidad de agua Aceptable. Por otro lado el Índice Biológico Andino arroja una calidad de agua Regular en los dos afluentes, correspondientes al mes de febrero. Tras el cálculo del índice de biodiversidad Shannon Weaver en el río Providencia en los dos meses se obtuvo un promedio de 2,08, y en el río del Pongo en los dos meses correspondientes el promedio fue 2,27, los cuales expresan una diversidad media. En los resultados de los análisis físico químicos aplicados en los dos ríos en el mes de diciembre se demostró que ninguno de los parámetros evaluados exceden los rangos de límites máximos permisibles. Realizando la comparación con la Tabla 4 del Anexo I del Libro VI del TULSMA, de parámetros de los niveles de la calidad de agua para riego, en el mes de febrero el Punto Alto del Río Providencia Chinchil el parámetro pH excede el valor del rango permitido, debido a que el agua se encuentra expuesta a contaminantes como productos químicos y pesticidas agrícolas, de los cultivos de la zona. Con los resultados obtenidos se determinó que la calidad ambiental del agua va desde Regular hasta Aceptable, por lo tanto si es apta para el uso de riego.
Determinación de la calidad del agua por bioindicadores (Macroinvertebrados) en el río Cunuyacu, para una propuesta de manejo de recurso hídrico en el cantón Latacunga, período 2023.
(Ecuador :Latacunga : Universidad Tecnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Baltazaca Ante, Monica Alexandra; Lasluisa Toapanta, Lisbeth Priscila; Ágreda Oña, José Luis
La presente investigación se llevó a cabo con el objetivo de determinar la calidad de agua en río Cunuyacu de la ciudad de Latacunga en la provincia de Cotopaxi, mediante los índices biológicos (BMWP/col, ABI, E.P.T, Shannon – Weaver) y análisis físico químico, con el fin de establecer la propuesta de manejo de recurso hídrico, para ello se consideró el método cualitativo para delimitar los puntos de muestreo en el trayecto del río (P 1 Locoa, P2 Colegio Trajano Naranjo, P3 Molinos Poultier) y de la misma manera se examinó para clasificar losindividuos según la clasificació Ntaxonómica de clase, orden y familia, se empleó el método cuantitativo para realizar el conteo de macroinvertebrado que fueron recolectado en tres puntos de muestreo, el método inductivo se consideró para determinar el nivel de contaminación del río. Los resultados obtenidos mediante el índice BMWP/col en tres puntos de muestreo presenta una calidad de agua crítica, ABI y E.P.T ambos índices indica una mala calidad de agua, con respecto al índice de Shannon - Weaver en los tres puntos presenta una diversidad baja, se identificó 1557 individuos de macroinvertebrados acuáticos distribuidas en 18 familia, en el primer punto se obtuvo 78 individuos, mientras que en el punto 2 se obtuvo mayor número de individuos con un total de 1079, en el último punto se encontró 400 individuos, el Índice de Calidad de Agua presenta una calidad de agua mala, en la cual se analizaron los siguientes parámetros físico químico: DQO, pH, nitrato, cromo, calcio, magnesio, temperatura, conductividad y oxígeno disuelto. Con los resultados obtenidos de los índices biológicos e Índice de Calidad de Agua, mediante el árbol del problema se identificó las causas y efectos presentes en el río Cunuyacu para la cual se planteó propuestas de estrategias de manejo de recurso hídrico. El río Cunuyacu presenta una mala calidad de agua por diferentes actividades antropogénicas que lleva a cabo el ser humano, por lo cual es necesario dar a conocer el estado actual en que se encuentra el río a los residentes locales por medio de socialización y campañas de educación ambiental de esta forma tomar medidas para reducir los efectos negativos del recurso hídrico.
Determinación de las fracciones DQO del agua residual del Campus Salache, como insumo fundamental para el funcionamiento de la planta de tratamiento
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024-02) Changoluisa Tandalla, Jenny Alexandra; Oña Chuquimarca, Ambar Pamela; Ágreda Oña, José Luis
La caracterización de las aguas residuales es esencial para determinar la naturaleza y la concentración de los contaminantes presentes, en cuanto a la determinación de las fracciones de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) es crucial para entender la biodegradabilidad de la materia orgánica en el agua residual. La presente investigación tiene como objetivo evaluar las fracciones de DQO presentes en el agua residual del campus Salache, con el propósito de proporcionar información crucial para mejorar la eficiencia operativa de la planta de tratamiento. Se aplicó el protocolo de STOWA para la evaluación de las fracciones de DQO, siguiendo los principios fundamentales del protocolo para la medición de las fracciones, incluyendo los métodos de muestreo, preparación de muestras y análisis. Se caracterizó el agua residual del campus a través de la recolección y análisis de muestras de agua residual para determinar las concentraciones de DQO y DBO (14 días) presentes. Se utilizaron técnicas de observación directa y análisis estadístico para complementar los datos cuantitativos obtenidos a través del protocolo STOWA. Los resultados revelaron que el agua residual del campus Salache contiene en promedio a la semana 185 mg/L de DQO, cabe indicar que se descartaron los datos atípicos siendo estos los del día miércoles, por aumento de descargas sanitarias producidas por un evento externo del campus. Con respecto a la DQO total mostro que mantiene 54% de DQO biodegradable y 36% de DQO no biodegradable, indicando que existe mayor cantidad de fracciones biodegradables liderando la de lenta biodegradabilidad con una media de 92 mg/L, lo que tiene implicaciones importantes para el tratamiento de aguas residuales. Se sugiere la necesidad de optimizar los procesos de tratamiento para manejar eficientemente esta fracción, como el aumentar el tiempo de retención hidráulica, optimizar los procesos biológicos, implementar procesos de pretratamiento y considerar tratamientos terciarios o avanzados.
“Determinación de un modelo de cinética de reacción de adsorción de arsénico del suelo de la reserva ecológica los Ilinizas, en la provincia de Cotopaxi durante el periodo 2020- 2021.”
(Ecuador. Latacunga. Universidad Técnica de Cotopaxi, (UTC), 2021-03) Iles Guamán, Jessica Stefania; Vaca Veintimilla, Jenny Elizabeth; Ágreda Oña, José Luis
El Arsénico se ha convertido en un problema global y el Ecuador no es la excepción, siendo así un reto ambiental al tratar disminuir la concentración de este metal pesado en el suelo, existe escasas investigaciones de métodos de remoción por lo que se decidió estudiar el tema. La presente investigación tiene como objetivo determinar un modelo de cinética de reacción de adsorción de arsénico del suelo de la Reserva Ecológica los Ilinizas, que se encuentra ubicada en la parte norte de la reserva en la provincia de Cotopaxi, Ecuador, coordenadas Norte x; 756102 y; 9925455 Sur x; 756150 y; 9925048 a 4.125 m.s.n.m. En el presente estudio se realizó como primera parte el trabajo de campo, el cual se refiere al muestreo en el lugar de estudio con el método de rejilla aleatorio para los 22 puntos, y luego se realizó el trabajo de laboratorio, el cual se realizó la contaminación con el trióxido de arsénico en el laboratorio de la universidad Técnica de Cotopaxi, para ello se trabajó con una solución de 1 litro y 500 ug/l de arsénico inicial, lo cual está dentro de la norma de Criterios de Remediación (Valores Máximos Permisibles) del acuerdo ministerial 097A. La ecuación de reacción llevó al análisis de laboratorio para obtener la concentración de adsorción de As sometidos a diferente tiempo de agitación: 0,5, 1, 2, 3, 6, 8, 12, 24 y 48 horas. Se utilizó el método de colorimetría con el kit de medición de arsénico de Marca LaMotte. Para la velocidad de reacción se utilizó un modelo cinético de primer orden. Este modelo evidencio concentraciones finales similares lo que llevo a obtener tres modelos, siendo el más representativo el modelo tres, corroborado con el coeficiente de determinación y el margen de error, este modelo corresponde a las muestras M3-M6-M10-M12-M15-M17- M20-M22, dando un modelo ajustable para concentración en cualquier intervalo de tiempo, se determinó que el suelo corresponde a un 1% de grava, 63% de arena y 32% fino, y Ph 5,56 considerando moderadamente acido, solidos volátiles 17,60 % de materia orgánica y para Fe 1450 Alto, Mn 6,70 medio, Mg 0 ,90 alto, Ca 6, 12 alto, Cu 5,90 Alto y concentración de Al a 7,50 que es alto, a un altura de 4065 msnm a 4190 msnm, dando una adsorción del 80% de As, y a tales características la velocidad de reacción es de 6,18 (ug/Lh).
Diseño de un filtro de flujo ascendente para eliminar carga orgánica de las aguas residuales del campus CEASA como tratamiento de la planta anaerobia.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024-02) Páramo Maldonado, Charly Eduardo; Toapanta Valenzuela, Sandra Marisol; Ágreda Oña, José Luis
Las aguas residuales domésticas son el resultado del uso cotidiano del agua en actividades humanas, su descarga directa a fuentes hídricas puede generar impactos ambientales notables, además de representar un riesgo para la salud pública. Es por eso que, el presente proyecto se encuentra enfocado en diseñar un filtro de flujo ascendente de carbón activado (FAFA) como parte fundamental en el tratamiento de las aguas residuales encargadas de la remoción de la carga orgánica. Para el dimensionamiento del filtro se siguió una metodología precisa y detallada, respaldada por ciertos criterios de diseño establecidos en el RAS 2000 y el Manual para Filtros Anaerobios de Flujo Ascendente de CONAGUA. Además, se realizó la caracterización del caudal y ciertos parámetros físico-químicos como DQO y DBO5, los cuales se presentan como una fase esencial en el proceso de diseño del filtro de flujo ascendente. Los resultados obtenidos en el dimensionamiento del FAFA muestran que el filtro tiene una altura total de 3,25 m y un volumen de 5 m3 de contención, adecuado para el tipo de caudal que fue caracterizado. Cabe resaltar que el FAFA tiene una eficiencia de remoción del 65 %. Esta eficiencia significativa sugiere que el filtro es capaz de eliminar casi la mitad de los contaminantes orgánicos presentes en el agua por lo que puede ser considerado como un tratamiento adecuado para la eliminación de la carga orgánica. Por otro lado, los resultados de DQO y DBO5 demuestran que las aguas residuales provenientes de las instalaciones de la Facultad de CAREN poseen una carga significativa de materia orgánica biodegradable. Por lo que es necesario generar un tratamiento adecuado para reducir su carga contaminante. Dicho esto, podemos resaltar la importancia de incorporar este tipo de filtro en la infraestructura de tratamiento de aguas del Campus CEASA. Esta medida no solo conlleva a una mejora sustancial en la eficiencia del sistema de tratamiento, sino que también optimiza el proceso al integrarse con otras etapas como la sedimentación secundaria o la filtración. Esta integración contribuirá a un tratamiento más completo, permitiendo la reducción más efectiva de contaminantes en el agua residual y una disminución más significativa de la carga orgánica.
Diseño de un sistema secundario biológico para el fortalecimiento de la planta de tratamiento de aguas residuales anaeróbica del campus CEASA
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Calo Chicaiza, Leonidas Andrés; Fuentes Quilligana, Domenica Stefania; Ágreda Oña, José Luis
El presente proyecto de investigación tuvo como finalidad diseñar un sistema secundario biológico para el fortalecimiento de la planta de tratamiento de aguas residuales anaeróbica del Campus CEASA. El estudio se desarrolló en tres etapas: en primer lugar, se determinó el caudal y la carga contaminante del efluente residual procedente del centro universitario; en segundo lugar, se establecieron las medidas adecuadas para el diseño de los elementos que conforman el sistema secundario biológico; y, en tercer lugar, se evaluó la eficiencia del diseño propuesto mediante la elaboración y funcionamiento de un sistema piloto. Se empleó un enfoque cualitativo mediante una observación directa e investigación bibliográfica, además de un enfoque cuantitativo que incluyó la aplicación del método volumétrico para obtener mediciones de caudal, así como el análisis de datos sobre parámetros físicos, químicos y biológicos de las aguas residuales pre y post tratamiento. El levantamiento de información determinó un caudal promedio de 1,34 m3/día de agua residual, destacando una mayor generación de efluente entre las 10:00 y las 14:00 horas de los días martes y miércoles. Los datos recolectados fueron la base para el dimensionamiento del sedimentador primario, filtro percolador y sedimentador secundario. Con los resultados de los cálculos se realizó la construcción de la planta piloto a escala 1:10, la cual demostró una eficiencia notable en la reducción de parámetros fisicoquímicos y biológicos medidos como: coliformes fecales, pH, temperatura, sólidos totales y sólidos suspendidos totales, además se alcanzó una remoción de carga orgánica del 76,18 % para DBO5 y del 68,4 % para DQO, en comparación con los datos iniciales, mejorando la calidad del agua y cumpliendo con los límites establecidos en la Tabla 9 del Acuerdo Ministerial 097 A. Estos resultados confirman la viabilidad técnica del sistema secundario biológico para fortalecer el tratamiento de las aguas residuales en el campus CEASA.
Diseño y simulación de una planta de tratamiento de aguas residuales domésticas para el campus Salache.
(Ecuador :Latacunga : Universidad Tecnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Changoluisa Choloquinga, Michael Eliecer; Naranjo Vásquez, Thalía Liseth; Ágreda Oña, José Luis
El presente proyecto de investigación se enfocó en el diseño y simulación de una planta de tratamiento de aguas residuales domésticas en la Universidad Técnica de Cotopaxi extensión Salache. Para el diseño de la planta de tratamiento se requirió del levantamiento de información para la obtención de datos de caudal y DQO, que posteriormente fueron utilizados en el los cálculos para el diseño de los diferentes tanques y el filtro percolador que comprenden la plantade tratamientos de aguas residuales. Para el levantamiento de información se realizó la tomade 25 muestras de agua en la caja de revisión de aguas residuales, ubicada en la entrada alcampus CEASA para su respectivo análisis de laboratorio. Una vez obtenidos los resultados de los cálculos para los tanques y el filtro percolador, se procedió a la simulación utilizando la dinámica de fluidos computacional (CFD) con la ayuda de los softwares libres OPENFOAM® y MathCad®. A través del análisis en los softwares, se logró diagnosticar que las dimensiones obtenidas mediante la aplicación de fórmulas para el tanque ecualizador y el sedimentador primario son adecuadas para la regulación de caudal y decantación de sólidos respectivamente, por otro lado para los tanques sedimentador secundario y el tanque de cloración se modificó su geometría hasta obtener los resultados adecuados. Finalmente, se obtuvo el diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales constituida por los tanques: ecualizador, sedimentador primario, filtro percolador, sedimentador secundario y de cloración, donde el agua residual tiene un tiempo de residencia aproximada de 24 horas
Elaboración de biochar a partir de material orgánico sólido del mercado mayorista de la ciudad de Latacunga para la recuperación de aguas contaminadas con mercurio a nivel de laboratorio.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Molina Claudio, Edison Javier; Ágreda Oña, José Luis
En el país la contaminación del agua con mercurio es una de las problemáticas más habituales en donde, no se realiza un tratamiento adecuado para las aguas residuales. Por la cual se llevó a la elaboración del biochar dentro de los laboratorios en la Universidad Técnica de Cotopaxi campus Salache. Con el objetivo principal de determinar un tratamiento adecuado y eficaz con la implementación de biochar a partir de material orgánico solido del mercado mayorista ubicado en la provincia de Cotopaxi, cantón Latacunga sector San Felipe con una latitud de -0.915448° y una longitud de-78.628299°, para la recuperación de aguas contaminadas con Mercurio. Para la obtención de los residuos sólidos orgánicos denominada biomasa, del mercado mayorista se realizó la recolección directa, posteriormente su adecuado acondicionamiento de secado natural en un periodo de tiempo de 20 días en donde se lo dejo al sol extendido en un plástico de 2m x 2m bien distribuidos en lugares con humedad y evitar su putrefacción. y su adecuada preservación a condiciones normales. Al tener definido la composición de la biomasa se aplicó la pirolisis a temperaturas de 300°C, 350°C y 400°C con un intervalo de tiempo de 30 minutos y con un periodo de enfriamiento de 24 horas, se retiró y se realizó su caracterización. Para la determinación del funcionamiento del biochar en la eliminación del mercurio del agua se aplicó un diseño experimental basándose con la hipótesis nula y alternativa tomando en cuenta los factores de peso, temperatura, y el tipo de tratamiento de filtración con un numero de 5 repeticiones teniendo en total 750 valores. Con la aplicación de tablas de frecuencia entre las interacciones de los factores con un resultado categórico de si funciona o no funciona, y así determinar el mejor tratamiento. Los resultados obtenidos de la producción del biochar producido a 400°C es de 651,02g, a 350°C es de 579.08g y a 300°C es de 613. 324g.
Elaboración de gráficas de predicción para la retención de arsénico en el suelo del la reserva ecológica los Ilinizas en la provincia de Cotopaxi durante el periodo 20-21.
(Ecuador. Latacunga. Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2021-03) Codutti Ushiña, Eveling Paulina; Toapanta Macas, Analhia Betzabeth; Ágreda Oña, José Luis
La presencia de arsénico en los suelos es un riesgo para ecosistemas y la salud humana, a pesar que su existencia puede ser natural o antropogénica, al generar un modelo de predicción de retención de Arsénico en la Reserva Ecológica Los Ilinizas se puede determinar los efectos al ambiente. El área de estudio y muestreo está ubicada en el Iliniza sur a la altura de las termas de Cunugyacu parroquia San Juan de Pasto calle, cantón Latacunga, provincia de Cotopaxi. Tiene como objetivo generar gráficas de predicción para retención de Arsénico en los diferentes puntos de muestreo del área de estudio de la Reserva Ecológica Los Ilinizas por medio de gráficas comparativas. Se realizó muestreo compuesto del suelo en forma de cuadricula cada 100m obteniendo 22 muestras, teniendo en cuenta presencia de factores naturales asociados con actividad volcánica de la zona. Los análisis de laboratorio se realizaron en las instalaciones de la universidad usando el test de colorímetro para arsénico, empleando una solución de 500 ug As/ L, 1 g de muestra de suelo y diferentes periodos de agitación de 30 min a 48 h, con el fin de graficar el comportamiento de retención de arsénico al actuar conjuntamente solución +suelo. Al analizar experimentalmente cada muestra y usando gráficas de comparación, se generó un modelo predictivo que arroja retención de arsénico de un 10% a 35% en menor tiempo de agitación (30min a 8 horas) y de 42% a 53% de retención de arsénico en horas mayores (12 a 48 horas)
Estudio de niveles de presión sonora en puntos críticos de afectación a través de la elaboración de mapas de ruido en el casco urbano de la ciudad de Latacunga, periodo 2022-2023.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-02) Pallo Millingalle, Blanca Yolanda; Suntaxi Mosquera, Kevin Alexander; Ágreda Oña, José Luis
El presente trabajo de investigación se enfocó en primera instancia en un diagnóstico a la colectividad de los diferentes sectores del casco urbano de la ciudad de Latacunga, donde se buscó determinar horarios pico de contaminación acústica; datos que permitieron establecer diferentes puntos críticos de afectación por presión sonora en horarios pico y zonas claves de la ciudad. Para realizar el estudio se procedió a monitorear por tres meses en diferentes horarios con el fin de comparar rutinas y comportamientos colectivos que generan a diario contaminación a nivel acústico; los datos obtenidos en el monitoreo fueron destinados a la elaboración de mapas de ruido; se identificaron rangos de contaminación acústica determinados en cada punto estudiado, estableciendo de manera general que los niveles de presión sonora equivalente superan los niveles máximos de ruido permisibles; fijando 3 puntos con mayores niveles de ruido; éstos, se ubican en las zonas céntricas de la ciudad, que además de ser el centro histórico de la misma, muchas entidades de servicios públicos, privados y comerciales se ubican aledañas a los puntos en mención, generando que personas transiten diariamente por las zonas intensificando el tráfico vehicular; en consecuencia, se ha elaborado una propuesta de insonorización para el punto considerado el más crítico, con la finalidad de mitigar el impacto que ocasiona el ruido a las personas expuestas diariamente en la zona, dicho trabajo permitió comparar los niveles de presión sonora equivalente corregidos con los niveles máximos de ruido permisibles que estipula la normativa vigente. La información obtenida como resultado de los monitoreos fue validada a través de ji cuadrado generando conclusiones confiables para poder establecer medidas de mitigación. Como parte final del estudio se caracterizaron diferentes especies de plantas para el diseño de una barrera de insonorización (barrera verde) como medida de mitigación en el punto más crítico de la ciudad. Una solución viable fue establecer el diseño de una barrera vegetal conformada por podocarpus sprucei parl (romerillo), la cual es una especie nativa con pocas exigencias de cuidado; y la delosperma cooper (alfombra rosa), una especie fonoabsorbente que reduce el ruido hasta 30 dB. Concluyendo que, el casco urbano de la ciudad de Latacunga se enfrenta a altos niveles de presión sonora, puesto que los valores determinados durante el periodo de monitoreo incumplen con los niveles máximos de ruido permisibles establecidos en la normativa vigente.
Evaluación de material particulado pm 10 y pm 2,5 en la parroquia Machachi cantón Mejía para generar un mapeo de comparación de calidad de aire en zonas afectadas.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024-02) Carrera Tello, Estefany Marcela; Ágreda Oña, José Luis
En la contaminación del aire se destacan las partículas en suspensión, también conocidas como Material Particulado (PM), dado que son los contaminantes más comunes que están presentes en la atmósfera Por lo que, esta investigación analiza PM 10 y PM 2.5 en la parroquia de Machachi, en el cantón Mejía. El monitoreo de material particulado se realizó en cuatro puntos localizados en sitios accesibles de alto y bajo flujo vehicular, mediante el equipo E-BAM que permitió la toma de muestra durante 24 horas. La metodología realizada está basada en la interpolación de análisis geoestadístico, la validación y selección del modelo de estimación de cada hora de monitoreo y la aplicación de álgebra de mapas, a través del sistema de información geográfica ArcGIS. En este software se aplicaron dos métodos de interpolación: IDW y Kriging ordinario, obteniendo valores de PM10 y PM 2.5 en toda el área de estudio. Los datos de concentración de material particulado PM10 no sobrepasa el límite máximo permisible (100 𝜇𝑔𝑚3⁄ en un promedio de 24 horas) según la Normativa 097-A , obteniéndose como concentración promedio del punto uno 14𝜇𝑔𝑚3⁄, el segundo punto 16𝜇𝑔𝑚3⁄, el tercer punto 11 𝜇𝑔𝑚3⁄ y el último punto es de 10 𝜇𝑔𝑚3⁄. En cuanto a los valores obtenidos del monitoreo de PM 2.5 se determinó que no sobrepasan el límite máximo permisible (50 𝜇𝑔𝑚3⁄ en un promedio de 24 horas) según la Normativa 097-A, definiéndose para el punto uno 12 𝜇𝑔𝑚3⁄ y en el segundo punto 13𝜇𝑔𝑚3⁄ el tercer punto de muestra es de 12𝜇𝑔𝑚3⁄ y el último punto es de 9𝜇𝑔𝑚3⁄. Lo que se encuentra en un nivel aceptable de calidad de aire Se determinó que el método de interpolación que más se ajusta a PM10 es KRIGING -Esférico, caso contrario en PM2,5 que el método de interpolación que más se ajusta es IDW. Como medidas de mitigación se encuentran las siguientes alternativas: vegetación urbana, carshing, plan de monitoreo de material particulado, entre otras.

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