Ingeniería Ambiental

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Evaluación del servicio ecosistémico de mitigación de inundaciones pluviales mediante InVEST para la propuesta de corredor urbano ecológico (greenway) en el área metropolitana de Arequipa, 2023
(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-14) Castillo Acosta, Yajaira Del Pilar
Las áreas urbanas presentan una elevada vulnerabilidad ante eventos de precipitación debido a la fragmentación del paisaje ocasionada por los cambios de uso de suelo, lo que debilita el servicio ecosistémico de mitigación de inundaciones pluviales. Este servicio es esencial dado que permite reducir el impacto de este evento climático en los ecosistemas a través de la filtración de agua. En ese contexto, resulta fundamental diagnosticar el servicio ecosistémico. El objetivo de esta investigación fue evaluar el servicio ecosistémico de mitigación de inundaciones pluviales mediante el software InVEST para la propuesta de un corredor urbano ecológico (greenway) en el área metropolitana de Arequipa. La metodología inicia con la recopilación de inputs para el modelo de mitigación de inundaciones pluviales en InVEST cuyo procesamiento reveló un escaso control de escorrentía en entornos urbanos pero un buen porcentaje de retención en áreas agrícolas y de vegetación no agrícola. Adicionalmente, se evaluó la métrica de los parches con un valor nulo de escorrentía para la obtención de fuentes ecológicas, se generó un mapa de superficie de resistencia y se aplicó el modelo de ruta de menor costo obteniendo como resultado un corredor urbano ecológico de 57 km de longitud que recorre 12 de 19 distritos metropolitanos y que se encuentra conformado por 8 tramos en los cuales se propone implementar medidas como espacios verdes, sistemas de bioretención, cubiertas verdes y plataformas de recreación para hacer de Arequipa metropolitana una ciudad resiliente frente a las inundaciones pluviales.
Evaluación de la fitorremediación asistida por bacterias autóctonas y Helianthus annuus L. para la potencial restauración de suelos contaminados por metales pesados en el Parque Industrial Río Seco
(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-12) Alarcon Perez, Angela Michell; Rodriguez Cornejo, Patricia Milagros
La contaminación del suelo por metales pesados, especialmente en áreas industriales como el Parque Industrial Río Seco, representa un grave problema ambiental que afecta la salud del ecosistema y la calidad de vida de las comunidades cercanas. Este estudio evalúa la fitorremediación de Helianthus annuus L. en asociación con Pseudomona spp. para la remoción de metales pesados (Pb y Cr) en suelos contaminados. Se realizó un análisis inicial de las características del suelo, revelando concentraciones de Pb y Cr de 150 mg/kg y 80 mg/kg, respectivamente. A través de un diseño experimental, se seleccionaron Pseudomonas spp. con capacidad de tolerancia y acumulación de metales pesados, y se evaluó su interacción con Helianthus annuus L. durante un periodo de 70 días. Los resultados mostraron una remoción total de metales pesados del 75% para Pb y del 60% para Cr en los suelos tratados con la combinación de Pseudomonas spp. y Helianthus annuus L., en comparación con un 20% y 15% en los controles sin tratamiento. Además, se observó un aumento significativo en la actividad enzimática, con un incremento del 50% en la peroxidasa y del 40% en la ascorbato peroxidasa en los tejidos vegetales tratados. Estos hallazgos sugieren que la fitorremediación, combinada con el uso de Pseudomona spp. es una estrategia efectiva para la remoción de metales pesados en suelos. Se concluye además que esta metodología no solo mejora la calidad del suelo, sino que también promueve el uso sostenible de recursos vegetales en la recuperación de ecosistemas degradados.
Evaluación de microplásticos en sedimentos marinos del ecosistema antártico de las expediciones ANTAR XXVI y ANTAR XXVII.
(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-04) Delgado Cardenas, Antonella Ines
El objetivo de este estudio fue investigar de manera panorámica la presencia de microplásticos (MP) en los sedimentos del fondo marino en los alrededores del estrecho de bransfield en la península Antártica durante el verano austral de los años 2019 y 2020. Se buscó cuantificar y caracterizar los polímeros encontrados, comparar los niveles de concentración entre los clústeres de muestreo y determinar la presencia de micropartículas. Se identificó una concentración promedio de entre 0.04 y 0.26 MP/g s.s., encontrándose al menos una partícula en el 100% de las muestras. Para la composición química de las partículas se utilizó μFTIR. Los resultados indicaron una prevalencia de microfibras celulósicas y de celofán, con solo el 10.7% de micropartículas sintéticas, siendo el PET y el PP los más abundantes. Este hallazgo sugiere que las fibras de prendas liberadas por su uso en las estaciones científicas y las embarcaciones contribuyen a esta contaminación. El estudio concluye que la presencia de MP en los sedimentos marinos antárticos es más alta en la bahía de Collins y Maxwell, así como en las regiones influenciadas por las corrientes del Mar de Weddell. Además, enfatiza la necesidad de mejorar las prácticas de gestión de residuos en estas área
Evaluación de la bioadsorción de Cr (VI) en soluciones acuosas a partir de residuos calcáreos de Thais chocolata mediante su optimización con un diseño Box-Behnken
(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-12) Farji Romero, Carim Andrea; Luque Alvarez Bustamante, Lucia
El desarrollo de la industria curtidora ha generado un gran impacto negativo en el entorno ambiental, y por ende para la salud humana, por ser una fuente de diversos contaminantes, entre ellos el Cr (VI), un metal pesado de toxicidad crónica, bioacumulable y no degradable; al igual que los residuos de conchas marinas, que representan un desafío por su difícil reciclaje debido a las limitaciones tecnológicas y procedimientos de eliminación no regulados. El presente trabajo de investigación tuvo como finalidad evaluar la capacidad de bioadsorción de Cr (VI) por parte de las conchas marinas de Thais chocolata, como método de eliminación de estos iones en soluciones sintéticas y como concepto de recuperación de estos recursos marinos. El pretratamiento del material adsorbente constó de un lavado con NaClO al 6 % y HCl 0.1 M, un secado a 80 °C durante 24 h, un triturado y un tamizado a 180 μm. Se ejecutó un diseño factorial fraccionado a fin de determinar las variables más influyentes en el proceso (concentración inicial de Cr (VI), tiempo de contacto, velocidad de agitación, peso del adsorbente y temperatura de calcinación), y con ello la aplicación de un diseño Box-Behnken para optimizar las condiciones experimentales. Al mismo tiempo, se efectuó la validación espectrofotométrica de la difenilcarbazida. También se realizó la caracterización del bioadsorbente mediante un análisis SEM, EDS, XRD, FT-IR y punto de carga cero, y a su vez se determinó su mecanismo de adsorción. Finalmente, se evaluó el proceso de adsorción mediante un estudio cinético y de equilibrio. Los resultados indicaron que a una concentración inicial de Cr (VI) de 3 mg/L, un tiempo de contacto de 60 min, una velocidad de agitación de 400 RPM, un peso del adsorbente de 1.25 g y una temperatura de calcinación de 1000 °C fueron las mejores condiciones para la adsorción de Cr (VI), logrando una remoción del 99.99 %. El método colorimétrico para la determinación de Cr (VI) con difenilcarbazida fue lineal y preciso, con un límite de detección de 0.009 mg/L y un límite de cuantificación de 0.031 mg/L, lo que lo hace confiable para su uso en análisis cuantitativos. La caracterización del polvo de la concha antes y después del proceso de adsorción evidenció un cambio de aragonito y calcita, hacia hidróxido de calcio y óxido de calcio, la presencia de iones de Cr (VI) en su estructura porosa superficial, con presencia de enlaces Ca-O como facilitadores para la adsorción del ion Cr (VI), y con una superficie cargada positivamente. El mecanismo de adsorción involucró procesos de interacción electrostática, deposición superficial, formación de complejos e intercambio iónico. Por último, se denotó que el modelo de pseudo-segundo orden (R2=0.9979) y la isoterma de Langmuir (R2= 0.9835) describen adecuadamente el proceso de adsorción de Cr (VI).
Evaluación del rendimiento de un sistema de obtención de bioetanol a partir de la biomasa de jacinto de agua (Eichhornia crassipes)
(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-11) Lazaro Mamani, Alejandra Yadhira; Paredes Cardenas, Gianella Noemi
Las macrófitas acuáticas vienen siendo consideradas como un problema medioambiental que trae consigo graves consecuencias debido a su rápida proliferación lo que afecta negativamente la biodiversidad acuática y la disponibilidad de agua para el bienestar de los seres humanos, los alimentos y la producción industrial. Sin embargo, muchos ignoran su composición química la cual resulta ser valiosa dado que su biomasa lignocelulósica ha demostrado tener un potencial prometedor como materia prima para la producción de bioetanol. En ese sentido, la presente investigación tiene como objetivo aprovechar la biomasa de Jacinto de Agua (Eichhornia crassipes) para la producción de bioetanol. Para ello, la biomasa seca fue sometida a un pretratamiento considerando un diseño experimental de Box Behnken con tres puntos centrales, el cual estimó el análisis de 45 ensayos en los que se sometió a la biomasa tamizada en 3 granulometrías (150, 200 y 250 μm) a tres concentraciones de NaOH (1%, 2% y 3%) y con intervalos de exposición a explosión de vapor con tiempos de 15, 30 y 45 minutos en autoclave. Asimismo, para conocer el cambio estructural en la biomasa pretratada, se realizaron análisis SEM y FTIR. Seguido a ello, se sometió a un proceso de hidrólisis con H2SO4 al 3% con explosión a vapor durante 30 minutos, la cuantificación de azúcares reductores se midió con el método DNS. El hidrolizado se inoculó con Saccharomyces cerevisiae en un sistema anaeróbico con agitación continua a 120 rpm con una temperatura de 30° C. Durante la fermentación se monitoreó los azúcares reductores, así como la concentración de bioetanol obtenida durante 72 horas. De acuerdo con los resultados del balance de materia, el rendimiento volumétrico de la concentración de azúcares reductores respecto a la concentración de bioetanol obtenida fue equivalente al 71.35% y con relación al rendimiento, en términos de biomasa inicial fue equivalente a 0.12 ml/g
Evaluación de la asimilación de dióxido de carbono y potencial hídrico estacional de diez especies forestales producidas en el vivero de Uchumayo de Sociedad Minera Cerro Verde, 2023
(Universidad Católica de Santa María, 2024-11-23) Gonzales Arrayán, Leslie Paola
El calentamiento global, provocado por el exceso de CO2 en la atmósfera (IPCC, 2021), aumenta la respiración heterótrofa en los vegetales (Smith et al., 2020). Esta situación se agrava con la sequía, que dificulta el flujo de CO2 y, por lo tanto, reduce el almacenamiento de carbono en los ecosistemas (Jones et al., 2019).El Vivero de Uchumayo se encarga de la producción, propagación y distribución de plántulas destinadas principalmente a las municipalidades de Arequipa para la forestación de Arequipa. Este estudio se centra en la evaluación de la asimilación de CO2 de las plántulas en una etapa fenológica temprana a diferentes horas del día y la relación con el estrés hídrico, el cual se midió al mediodía, la hora con mayor incidencia solar. Además, se determinó la fisiología de las especies y se analizaron las características del suelo. Las mediciones se realizaron en dos temporadas: húmeda (febrero 2023) y seca (junio 2023), con el fin de evaluar el comportamiento de cinco especies nativas y cinco introducidas en diferentes condiciones climáticas. Los resultados proporcionan una comprensión más profunda de cómo estas especies responden a variaciones en la disponibilidad de agua y CO2, contribuyendo al conocimiento sobre su adaptabilidad y potencial para la mitigación del cambio climático en distintas condiciones ambientales. Los resultados determinaron que cada especie depende de las condiciones ambientales que se adaptan a su fenología para obtener mejores resultados de asimilación de CO2; durante la temporada húmeda, las especies que mostraron las mayores tasas de asimilación fueron; Populus deltoides, Fraxinus americana, Myoporum laetum, Buddleja coriácea y Acacia saligna y las especies con mayor estrés hídrico crítico fueron la especie Acacia saligna de 4 años, Acacia saligna de 2 años, Neltuma calderensis de 4 años, Morus nigra de 4 años y en temporada seca las mayores asimilaciones la obtuvieron las especies; Buddleja coriácea, Populus deltoides, Tecoma fulva subsp. arequipensis y Neltuma calderensis y las especies con estrés hídrico crítico fueron la especie Myoporum laetum de 2 años, Polylepis rugulosa de 2 años, Populus deltoides de 4 años, Neltuma calderensis de 4 años, Myoporum laetum de 4 años, Polylepis rugulosa de 4 años, Morus nigra de 4 años. Los resultados ofrecen información valiosa para una gestión ambiental eficaz y la optimización de recursos como sumideros de carbono, impulsando la conservación, reforestación y creación de áreas verdes
Evaluación de la eficiencia de retención de 98Mo basado en la síntesis del polímero bioadsorbente de quitosano modificado a partir de la pluma de calamar gigante (Dosidicus gigas)
(Universidad Católica de Santa María, 2024-11-20) Nina Humpiri, Nury Sheyla; Jímenez Neyra, Ariana Nicole
A partir de la problemática identificada con la gestión inadecuada de residuos de pluma de calamar gigante (Dosidicus gigas) y los residuos químicos provenientes del proceso de generación de Tecnecio 99 metaestable (99mTc) como radioisótopo en la medicina nuclear, se ejecutó una investigación con el fin de evaluar la eficiencia de retención de 98Mo mediante la síntesis de un polímero bioadsorbente de quitosano modificado a partir de la pluma de calamar gigante. Inicialmente, se realizó la recolección de pluma de calamar en el puerto de Pucusana, seguida por la extracción de β-quitina mediante desproteinización y la obtención de quitosano (QPP) por medio de desacetilación. La caracterización del QPP se llevó a cabo utilizando diversas técnicas analíticas, incluyendo conductimetría, viscosimetría, FTIR, DRX, TGA y SEM, revelando un grado de desacetilación (%NH2) de 74.6, un peso molecular de 277.29 kDa, picos característicos en 3360-3300 cm-1, un pico en 2θ ≈ 20°, una Tmax≈ 300 °C y ausencia de porosidad. Posteriormente, se procedió a la síntesis de polímeros de quitosano modificados con glutaraldehído al 50% (PQPP1) y 40% (PQPP2), los cuales fueron caracterizados mediante FTIR, DRX, TGA y SEM, evidenciando diferencias atribuibles a la presencia de glutaraldehído. Se implementó un diseño experimental considerando la concentración del reticulante (40 y 50%) y la masa del adsorbente (0.05, 0.1 y 0.2 g), destacando que el PQPP2 demostró ser más eficiente con una masa de 0.05 g. La investigación abordó la cinética de adsorción mostrando que el modelo que describe mejor el comportamiento del adsorbente es el de pseudo segundo orden. Además, se examinaron las isotermas de adsorción con diversas concentraciones de Mo, del cual, el modelo de Freundlich describe de forma óptima el proceso estudiado. Estos resultados son significativos en términos de contribución al conocimiento científico, ya que ofrecen una posible solución para la gestión de residuos de pluma de calamar gigante, promoviendo la economía circular al convertir un residuo en materia prima. Además, podrían influir en la modificación del método de producción del radioisótopo 99mTc, lo que podría conducir a una reducción en la contaminación asociada con su producción tradicional.
Propuesta de un Sistema de Gestión Ambiental basado en la Norma ISO 14001:2015 en una planta de tratamiento de aguas residuales con sistema biológico en la Provincia de Islay-Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2024-11-25) López Melgar, José Javier
La presente investigación tiene como finalidad la elaboración de una propuesta de un Sistema de Gestión Ambiental basado en la Norma ISO 14001:2015 para una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. Primeramente, se realizó un diagnóstico de la gestión ambiental de la PTAR utilizando un Check List tomando como base a la Norma ISO 14001:2015, determinándose un bajo cumplimiento de los requisitos establecidos (se obtuvo un nivel de 5% de Cumplimiento, 17.5% En Proceso de Cumplimiento y 77.5% de No Cumplimiento). Se realizó la identificación de aspectos e impactos ambientales de la PTAR utilizando la metodología de Vicente CONESA, obteniéndose 54 impactos ambientales de los cuales 53 son negativos (44 son impactos severos y 9 impactos moderados) y 1 impacto positivo (moderado). Como parte de la propuesta del Sistema de Gestión Ambiental se desarrollaron diferentes procedimientos, planes, matrices y programas como el Plan de Manejo Ambiental el cual se encuentra conformado por un Plan de Prevención y Mitigación de los Impactos Ambientales, un Programa de Manejo de Residuos Sólidos, Plan de Monitoreo Ambiental y un Plan de Capacitación Ambiental
Diseño de un Prototipo a Escala Piloto de Óxido- Reducción para la Remoción de Cromo Hexavalente en la Industria de la Curtiduría, Arequipa. 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2024-10-14) Pinto Montoya, Gian Pieer Daniel; Quispe Aragón, Melvin Paul
La producción de cueros en Arequipa ha experimentado un aumento significativo, generando una problemática ambiental en la región. La falta de trazabilidad en el 50% de los cueros producidos plantea desafíos para el control y gestión adecuada de los desechos. La industria de curtiduría, reconocida como una industria altamente contaminante, produce residuos peligrosos, siendo el cromo un componente crítico presente en un 10% de los desechos. El cromo presente en los residuos de piel curtida es trivalente y según las condiciones ambientales, tales como medios básicos, puede transformarse en cromo hexavalente, siendo el principal problema debido a ser altamente móvil y reactivo, teniendo una mayor propensión a ingresar al organismo humano. El propósito de esta investigación es diseñar un prototipo a escala de laboratorio basado en técnicas electroquímicas de óxidoreducción para la remoción de cromo VI en efluentes de curtiduría, con el objetivo de reducir su concentración y mitigar su impacto ambiental, por ello se analizó una muestra de agua residual de la curtiduría colaboradora del Parque Industrial Río Seco, cuyo resultado de monitoreo evidenció una concentración de 566.36 mg/L de cromo total, el cual supera los LMPs según la categoría correspondiente. Se llevaron a cabo pruebas en medios tanto básicos como ácidos, por ello se elaboró una curva de calibración con las siguientes concentraciones 0.3mg/l, 0.4mg/l, 0.5mg/l, 0.6mg/l, 0.8 mg/l y 0.9mg/l de cromo con sus respectivas absorbancias 0.25mm, 0.31mm, 0.38mm, 0.44mm, 0.57mm y 0.64mm. Ambos medios resultaron ser eficaces en la remoción de cromo, sin embargo, el medio básico resultó ser el más eficaz con un porcentaje de remoción del 99.95%, llevando la muestra a un pH de 11.29 mediante una dilución con hidróxido de sodio al 40% promoviendo la precipitación del cromo disuelto en la muestra. Por otra parte los parámetros óptimos del sistema fueron establecidos con electrodos de aluminio a una distancia de 3cm, un voltaje constante de 10V y un amperaje del sistema de 5A. En conclusión, el prototipo a escala laboratorio demuestra una eficaz remoción de cromo, y su viabilidad para ser implementado a escala real en diversas industrias de curtiduría en la ciudad de Arequipa, contribuyendo significativamente a la sostenibilidad ambiental en este sector específico.
Diseño de un Sistema de Gestión Ambiental ISO 14001:2015 para optimizar la gestión de transformadores con Bifenilos Policlorados (PCB) de la empresa Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A., Arequipa 2023
(Universidad Católica de Santa María, 2024-10-21) Saavedra Arévalo, Juvitza Andrea
La energía eléctrica representa una de las principales industrias que emplea Bifenilos Policlorados (PCB). En la actualidad, se enfrenta al desafío de gestionar adecuadamente los equipos eléctricos, como son los transformadores, para prevenir la liberación de contaminantes al medio ambiente. En Arequipa, se ha identificado la presencia de transformadores eléctricos fabricados entre 1930 y 1975 aproximadamente, los cuales debido a su antigüedad pueden contener altas concentraciones de PCB. Estos compuestos se caracterizan por su persistencia en el ambiente y su capacidad para acumularse en los organismos vivos, con un límite máximo permisible de ≥50 partes por millón. Por lo que, el presente trabajo se centra en el Diseño de un Sistema de Gestión Ambiental basado en la Norma ISO 14001:2015 para optimizar la gestión de aceites contaminados con PCB en transformadores. Por tanto, se realizó un diagnóstico situacional para establecer una línea base de la gestión ambiental existente, teniendo como resultado que el 5.9% corresponde a transformadores fabricados antes de 1983 y el 11,7% carece de datos de fabricación, lo que plantea la posibilidad de que estos equipos sean potenciales contaminantes con PCB. Asimismo, basado en el capítulo sexto de la Norma ISO 14001:2015 se identificó y evaluó los aspectos e impactos ambientales generados por los transformadores que contienen o podrían contener aceites dieléctricos contaminados con PCB. Esta evaluación se realizó para prevenir las consecuencias de las operaciones de los transformadores, tanto operativos como inoperativos, que incluyen la generación de residuos peligrosos, residuos electrónicos y eléctricos (RAEE) y la alteración del medio ambiente en su zona de concesión. Se aplicó las metodologías ASPI (Matriz de Actividades Susceptibles de Producir Impactos), Lista de Chequeo o Verificación, Matriz de Leopold y Matriz de Conesa. Determinando 26 impactos ambientales moderados por la Matriz Conesa, resultado de las actividades de Mantenimiento y Almacenamiento de Transformadores. Finalmente, se elaboró un Programa de Mitigación y Control para cada uno de los impactos moderados identificados. Aunque estos impactos no son significativos, debido a la baja cantidad de transformadores con PCB, los resultados contribuirán a adoptar medidas para prevenir la dispersión y reducir el impacto ambiental de este contaminante
Evaluación de tecnologías de valorización de residuos plásticos para la integración de la economía circular dentro del Plan Distrital de Manejo de Residuos Sólidos de Yanahuara, Arequipa, 2023.
(Universidad Católica de Santa María, 2024-10-28) Gonzales Palomino, Gianella Marilia; Guillén Berrocal, Lucía Alejandra
La generación de residuos plásticos se está incrementando significativamente en los últimos años. Inicialmente se desarrolló un diagnóstico, determinándose una generación per cápita de residuos sólidos de 0.796 Kg/hab-día en el distrito de Yanahuara, Arequipa; en la reutilización tiene una planta de Valorización de Residuos Sólidos la cual procesa 40 toneladas de residuos plásticos convirtiéndolos en bolsas; a pesar del incremento de residuos plásticos la planta nomuestra crecimiento alguno; ni tampoco se aplican alternativas tecnológicas de reutilización de estos residuos; por lo que no es suficiente para la reutilización de todos los residuos que se generan en el distrito; así, la evaluación sistemática de las tecnologías va a permitir un manejo adecuado y su integración a la economía circular; mitigando de esta manera su impacto ambiental. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los diferentes tipos de tecnologías de valorización de residuos plásticos para la integración de la economía circular dentro del Plan Distrital de manejo de residuos sólidos de Yanahuara, Arequipa, 2023; es una investigación de campo, de enfoque cuantitativa, de nivel explicativa y de diseño no experimental. Se elaboró una encuesta validada por expertos (prueba AIKEN) y la validez estadística arrojó con la prueba de Alfa Cronbach=0.826. Se aplicó a 17 trabajadores de la Municipalidad (personal ejecutivo, técnico administrativo y obrero); los resultados demostraron el bajo conocimiento de tecnologías de valoración, el reconocimiento de su importancia en la gestión ambiental municipal y la necesidad de aplicar nuevas tecnologías. Por lo cual, se valoraron 8 tecnologías mediante la metodología Scoring y bajo los criterios ambientales, productivos y económicos; determinándose que la mejor tecnología es la termovalorización con 140 puntos para incluirla en el plan de gestión ambiental para la integración a la economía circular. Y según la evaluación de costo/beneficio de esta tecnología muestra un TIR de 68%, mayor a la tasa de descuento de 36% y el Valor Actual Neto (VAN) fue de S/ 286,251.58, y con una relación Costo/Beneficio de 1.26 > 1; comprobándose que la inversión en la tecnología de Valoración de residuos plásticos de termovalorización es viable y rentable.
Diseño Ambiental del Jardín Botánico para la Promoción de la Conservación Sostenible de la Diversidad Florística en la Región Arequipa - 2023
(Universidad Católica de Santa María, 2024-07-10) Paz Cahuina, Gianela Milagros; Vásquez Macedo, Paola Fabiana
Ante la problemática de la degradación de ecosistemas y pérdida de biodiversidad en Perú, a causa del crecimiento urbano desmesurado, se requiere contar con la presencia de espacios verdes en la ciudad de Arequipa, por lo que la presente investigación, se centra en diseñar un Jardín Botánico para la conservación de especies florísticas en el Sector Pampa La Escalerilla Cono Norte en el distrito de Cerro Colorado, en ese sentido, se llevó a cabo la línea base física para conocer las características del lugar evaluando antecedentes, meteorología, propiedades edafológicas, en donde, el suelo presentó valores de humedad (0.7255%), capacidad de campo (20%) y pH (5.47); y calidad del agua para reúso proveniente de la PTAR, que evidenció valores promedio de pH (7.3), DBO (16.8 mg/L) y DQO (65.4 mg/L) que cumple con los valores de Límites Máximos Permisibles de efluentes para vertidos a cuerpos de aguas; seguidamente, se realizó la línea base biológica en la cual se identificó las zonas de vida; además, se concretó la línea base social, donde se determinó el Área de Influencia Directa e Indirecta y se caracterizó a la población mediante los índices socioeconómicos del distrito de Cerro Colorado, donde podemos destacar que el 36.42% de la población, no cuenta con seguro médico y el 21.8% trabaja de manera informal. En consecuencia, se determinaron los impactos ambientales mediante la matriz de impacto de acuerdo a las líneas base identificadas, resaltando que el impacto ambiental promedio resulta positivo con valores de 1.84 en medio físico, 32.13 en medio biológico y 17.45 en medio socioeconómico; y se realizó el Plan de Manejo Ambiental (PMA) donde se propuso medidas preventivas, mitigadoras y correctivas para los impactos expuestos. Como último objetivo, se desarrolló el diseño del Jardín Botánico definiendo el tipo, sus componentes, se clasificaron 685 especies vegetativas propuestas para colocar en el Jardín Botánico, siendo 73% endémicas, 20% no endémicas y 7% introducidas, no obstante, se situaron los principios del diseño ambiental en función a la ingeniería verde en donde se consideró el Análisis de Ciclo de Vida (ACV); la perspectiva del sistema; los indicadores y métricas, determinando que aproximadamente 1,460,433 pobladores serán beneficiados y se contribuirá con la mejora de la calidad del aire por medio de la disminución de material particulado; las estrategias de diseño como biociclo, simbiosis industrial y se sugiere la presencia de un humedal artificial; métodos de análisis para evaluar el desempeño del diseño; tecnología de información; y se basa en la naturaleza para el diseño a partir de la biomimética
Propuesta de implementación de un Sistema de Gestión Ambiental de Residuos Sólidos apoyado con la norma ISO 14001:2015 en la Municipalidad Provincial de Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2024-09-04) Llerena Quispe, Renata María; Valdeiglesias Porras, Shania Franscheska
En la presente investigación se propone la implementación de un Sistema de Gestión Ambiental de Residuos Sólidos en conformidad con el estándar de calidad ambiental ISO 14001:2015. Primero se realizó un diagnóstico del sistema actual de gestión de residuos sólidos de la Municipalidad Provincial de Arequipa verificando el cumplimiento de la norma obteniendo resultados de no conformidad, asimismo se verifica el cumplimiento de la normativa vigente de residuos sólidos donde se obtuvieron niveles bajos referentes al incumplimiento de la normativa vigente, por tal motivo el estudio propone algunos documentos para el alcance de un sistema de gestión ambiental estableciendo una misión y visión, análisis de las cuestiones externas e internas y un mapa de procesos de la Gestión Integral de Residuos Sólidos. A la vez se evalúan los impactos ambientales en las actividades del servicio de Limpieza Pública y se obtienen 5 impactos ambientales significativos relacionados a la disposición final en el área degradada de “Quebrada Honda” y la deficiente valorización de residuos orgánicos los cuales se encuentran afectando negativamente al ambiente, sin embargo también se obtuvieron impactos positivos como la minimización de residuos sólidos por el aumento de reciclaje de residuos inorgánicos aprovechables y con ello la generación de empleo a recicladoras formalizadas por la institución, seguidamente se propone un Programa Ambiental para el Sistema de Gestión Ambiental con medidas de prevención, mitigación y corrección para abordar los impactos ambientales significativos y mejorar considerablemente el desempeño ambiental.
Evaluación Ecotoxicológica y Riesgo Ambiental de Tres Quebradas y sus Confluencias en el Rio Chili Empleando Bioensayos con Chlorella Vulgaris
(Universidad Católica de Santa María, 2024-07-12) Rojas Tamata, Yanina Melisa
El recurso hídrico es un problema que acongoja a todos, debido a ello es vital mantener su calidad, sin embargo el vertimiento de efluentes de manera clandestina en el rio Chili ubicado en Arequipa metropolitana, pone en riesgo tanto a la población arequipeña como a los ecosistemas acuáticos; existen diversos estudios sobre el estado de la calidad del rio Chili enfocando al bienestar social, sin embargo el estado ecológico es vital para mantener el equilibrio socioambiental, debido a ello se buscó realizar una evaluación ecotoxicológica y determinar el riesgo ambiental, empleando bioensayos de inhibición de crecimiento con la microalga Chlorella vulgaris debido a su sensibilidad como bioindicador ya que pertenecer al primer eslabón de la cadena trófica, para ello la metodología se basó en un Diseño Completo de Bloques al Azar de 6x4, teniendo como concentraciones: 100%, 50%,25%,12.5%, 6.25% y un control (0%) monitoreando el número de células cada 24 horas por 96 horas, aplicando el recuento celular mediante la cámara de Neubauer. La investigación evaluó el cuerpo hídrico tanto para temporada húmeda como temporada seca, para los puntos de monitoreo de Pato, Chullo, Socabaya y sus quebradas, teniendo como resultados que es en la temporada húmeda donde existe mayor toxicidad debido a la inhibición de crecimiento de las microalgas, en comparación con la temporada seca, además de acuerdo con la evaluación de riesgo ambiental presenta un riesgo ligeramente tóxico para ambas temporadas.
Aplicación de un Sistema de Electrocoagulación a Escala Laboratorio como Alternativa de Remoción de Hidrocarburos Presentes en Agua de Mar Contaminada con Crudo de Petróleo de Repsol, Lima – Perú, 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2024-06-20) Arroyo Pariente, Fairuz; Carlos Meza, Yanira Patricia
En enero de 2022, en la costa del Distrito de Ventanilla en Perú, se produjo uno de los mayores vertidos de petróleo registrados en la historia del país. Este incidente afectó a vastas áreas del mar y generó daños significativos en los ecosistemas marinos y la diversidad biológica. Con la finalidad de atender este desafío, se emprendió la investigación actual, la cual se enfocó en la implementación de un sistema de electrocoagulación a nivel de laboratorio como una opción para eliminar los hidrocarburos presentes en el agua de mar contaminada con petróleo crudo proveniente de la empresa Repsol. Inicialmente, se determinó los niveles iniciales de concentración de Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH) en el agua de mar contaminada los resultados mostraron una concentración inicial de 316.5 mg/L de TPH, considerablemente por encima del estándar de calidad ambiental (ECA) establecidos para el agua en ecosistemas marino costeros. Para optimizar el proceso de electrocoagulación, se determinaron los valores óptimos de densidad de corriente y tiempo de tratamiento, se utilizó el software estadístico SPSS v25 para planificar y analizar los tratamientos, los cuales se llevaron a cabo en un diseño experimental con 4 tratamientos diferentes. La prueba ANOVA reveló que la densidad de corriente tuvo un impacto significativo en la remoción de TPH, mientras que el tiempo no mostró una influencia significativa. La eficacia del sistema de electrocoagulación se evaluó comparando la concentración residual de TPH en el agua tratada con los estándares normativos. Mediante pruebas estadísticas no paramétricas, se determinó que el Tratamiento T2 fue el más efectivo, logrando una remoción de 99.93% de TPH y alcanzando una concentración de 0.168 mg/L de TPH, muy por debajo del límite establecido por el Estándar de Calidad Ambiental (ECA). En conclusión, se demostró que el sistema de electrocoagulación a escala de laboratorio es una tecnología eficaz y prometedora para el tratamiento de agua de mar contaminada con crudo de petróleo, reduciendo significativamente los niveles de TPH y contribuyendo a la conservación del ambiente acuático
Diseño de un prototipo reductor de dióxido de titanio para la remoción de boro en aguas subterráneas, Arequipa. 2023
(Universidad Católica de Santa María, 2024-06-14) Martínez Mamani, Fernando Ignacio
La región de Arequipa es catalogada como “la ciudad blanca” y está caracterizada por la formación de sus diferentes formas geológicas volcánicas, en su mayoría descritas como rocas ígneas, las características de estas rocas es que presentan en su estructura alto contenido de Boro que al entrar en contacto con cuerpos de agua subterráneos entran en solución. En nuestro caso de estudio, el distrito de Socabaya donde posee estas formaciones geológicas evidenciando un contenido de Boro de 3.05 mg/L, superando así los ECAs. Es importante resaltar que el agua extraída del acuífero en Socabaya es utilizada para el regadío de diferentes cultivos de consumo primario. La presente investigación tiene como objetivo diseñar un prototipo de oxido reducción en base a la creación de una placa de aluminio con aleación del dióxido de titanio con el objetivo de depurar las aguas subterráneas del boro presente y mejorar la calidad de los regadíos, por ello se tomó una muestra de agua subterránea en un pozo de extracción en el distrito de Socabaya que es para uso agrario, en el monitoreo de Boro se evidenciaron concentraciones de 3.005mg/L el mismo que fue comparado con los estándares de calidad cuyo valor es de 2.45mg/L. Se ha realizado pruebas con el dióxido de titanio para la remoción de boro, por ello se elaboró una curva de calibración con las siguientes concentraciones 0.1mg/l, 0.25mg/l, 0.5mg/l, 0.75mg/l y 1mg/l de boro con sus respectivas absorbancias 0.139mm, 0.407mm, 0.831ppm, 1.217mm y 1.634mm. En las evaluaciones previas para cuantificación se trabajó con el valor de 1mg/L realizado en la curva de calibración de boro en la misma se determinó las condiciones adecuadas con dióxido de titanio con un tiempo de tratamiento de 45 minutos y a un pH de 10 con un porcentaje de remoción del 74.47%. mostrando una remoción de 0.74mg/l. Por otra parte para optimizar el proceso se realizó una aleación de m/m con una placa de aluminio y dióxido de titanio con una fuente de energía de 30 voltios, con la finalidad de aumentar la eficiencia de remoción, se ingresó el agua subterránea de Socabaya con un valor de 2.45mg/L de boro y se logró remover un 82.03% obteniendo un valor de boro de 0.45mg/L. En conclusión, el prototipo a escala laboratorio es altamente eficiente en la remoción de boro, por otra parte el prototipo puede ser implementado a escala real en los pozos de extracción tubular que permitirá mejorar la calidad del agua subterránea en el distrito de Socabaya para el uso agrario y en consecuencia mejorar la calidad de los alimentos sembrados en esta zona.
Reducción de riesgos ambientales y laborales mediante la implementación de un programa de minimización y manejo de residuos sólidos hospitalarios en una clínica dental - Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2024-07-12) Salcedo Pezo, Iván Marcelo
El propósito del presente estudio fue el de minimizar los riesgos laborales y ambientales con la implementación de un programa de manejo y reducción de residuos sólidos hospitalarios en una clínica dental ubicada en la provincia de Arequipa, se realizaron encuestas para poder identificar los riesgos ambientales y los riesgos laborales con el manejo de residuos sólidos hospitalarios, la encuesta está validada por Villanueva, estas se aplicaron a todos los colaboradores de la clínica dental, dónde se diagnosticó el estado del manejo de residuos sólidos y los riesgos que son generados a partir del mal manejo de estos, las encuestas nos brindaron información del estado del manejo de residuos de la clínica dental así como el nivel de capacitación del personal con respecto al manejo de residuos peligrosos, los resultados fueron negativos, pues el personal no recibía capacitaciones sobre el manejo de residuos peligrosos dentro de la clínica dental, después de ello se procedió a identificar y evaluar los riesgos laborales con la matriz de Identificación de Peligros y Evaluación de Riesgos y Controles, así mismo se identificó los impactos ambientales con la matriz de identificación y evaluación de aspectos ambientales, los resultados de las encuestas y de las matrices fueron analizados para poder elaborar el programa de minimización y reducción de residuos sólidos en la clínica dental, se implementaron las medidas correctivas del programa para adecuar todo a la Norma Técnica de Salud Nº 144-MINSA/2018/DIGESA donde se encuentran los procedimientos adecuados para tener una gestión correcta de residuos sólidos, finalmente, después de implementar el programa de minimización y manejo de residuos en la clínica dental así como capacitaciones al personal, se volvió a aplicar la encuesta inicial para poder reevaluar el conocimiento de los colaboradores con respecto a la gestión y manejo de residuos sólidos dentro de la clínica dental, teniendo resultados positivos, dónde en muchos aspectos más del 90% demostró tener los conocimientos adecuados con respecto al manejo de residuos sólidos en la clínica dental, de la misma manera se volvió a usar las matrices para analizar los riesgos ambientales y laborales, donde más del 90% de riesgos pasaron de significativo a no significativo, se estableció que la implementación de planes o programas de manejo de residuos resultan beneficiosos para la seguridad laboral de colaboradores de centros de salud así como también aporta al cuidado del medio ambiente.
Evaluación de la diversidad florística y generación de estrategias de conservación de los pastizales en la Reserva de Salinas de Aguada Blanca, Departamento de Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2024-07-10) Pezo Alencastre, Gabriela Sofía
La Reserva Nacional de Salinas y Aguada Blanca, ubicada en el Departamento de Arequipa, Perú, alberga diversidad importante de pastizales que desempeñan un papel fundamental en los ecosistemas locales y en la provisión de servicios ambientales. Este estudio se enfocó en la evaluación de la diversidad florística de los pastizales presentes en la reserva, así como en la generación de estrategias de conservación para garantizar su preservación. Para llevar a cabo esta investigación, se realizaron muestreos en dos comunidades campesinas diferentes de la reserva: Tocrapampa y Sumbay. Se recolectó información sobre la composición florística y la estructura de la vegetación. Los datos recopilados fueron analizados con el software Past, donde se utilizó el índice de Margalef, Simpson y Evenness. Además, se realizaron encuestas a los pobladores de las comunidades para conocer su percepción respecto al manejo de los pastizales. Estas encuestas se llevaron a cabo en las dos comunidades mencionadas, incluyendo una tercera comunidad, la comunidad campesina de Challhuanca. Los datos de las encuestas se analizaron con el programa SPSS. Los resultados usando los índices de diversidad para la comunidad de Sumbay fueron: índice de Simpson (0.50) índice de Margalef (3.75) índice de Evenness (0.23) y para la comunidad de Tocrapampa fueron: índice de Simpson (0.71) índice de Margalef (3.07) índice de Evenness (1.79) viendo que la comunidad de Tocrapampa representa una mejor diversidad. Además, se identificó que las percepciones de las comunidades son diferentes viendo un mejor manejo de los recursos por parte de la comunidad de Tocrapampa. Basándose en los resultados, se propusieron lineamientos, que incluyen medidas de manejo sostenible de pastizales, manejo de recurso hídrico y ganadero y la sensibilización comunitaria sobre la importancia de la conservación de estos ecosistemas. En conclusión, esta investigación nos brinda información valiosa sobre la diversidad florística de los pastizales altoandinos en la Reserva Nacional de Salinas y Aguada Blanca, así como estrategias para su conservación y manejo sostenible, contribuyendo así a la protección de estos importantes recursos naturales.
Evaluación de la influencia estacional de la contaminación por metales pesados en sedimentos en la Cuenca Majes Camaná de la región Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2024-07-12) Cáceres Obada, María Claudia; Fernán-Zegarra Oliveira, María Eduarda
En el presente estudio se investigó la influencia estacional que tienen las épocas de estiaje y avenida respecto a la concentración y dinámica de siete metales pesados, Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Níquel (Ni), Plomo (Pb) y Zinc (Zn) presentes en sedimentos superficiales del río Majes- Camaná. Las muestras de sedimento fueron recolectadas por triplicado en siete puntos de muestreo para ambos periodos hidrológicos a lo largo del río; siendo recolectadas en estiaje durante los meses de agosto y setiembre de 2022, y posteriormente entre enero y febrero de 2023 para avenida. Se tomaron las 21 muestras totales en cuatro puntos de muestreo en el río Majes y tres en el río Camaná de la región Arequipa, Perú. Tras el pretratamiento y el secado de las muestras, estas se tamizaron hasta 63μm para eliminar arena y otros materiales que pudieran interferir con los resultados. El análisis empleado en este estudio fue la técnica de espectroscopia de emisión óptica acoplado al plasma inductivamente (ICP-OES), mediante la cual se obtuvo que el zinc (Zn) es el metal con mayor concentración en todos los puntos para ambas épocas, con un valor máximo de 58.25 mg/kg estiaje y 49.82 mg/kg en avenida, mientras que el cadmio (Cd) registró los menores valores en la mayoría de los puntos para igual ambas temporadas; registrando así una concentración media de metales pesados en sedimentos con la siguiente tendencia en ambas estaciones: Zn > Cu > Cr > Ni > As > Pb > Cd. Asimismo, la calidad de los sedimentos se evaluó con base al índice de geoacumulación (Igeo), el cual consideró al área de estudio entre no contaminada y ligeramente contaminada con unos valores promedio adquiridos dentro de la clase 0 y 1. Mientras que el índice de carga contaminante (PLI) reveló cierto riesgo de contaminación de Cu y Cr para estiaje y solo Cu en avenida, lo que indicó un origen en fuentes antropogénicas, principalmente la agricultura y la minería; las cuales fueron determinadas mediante mapas temáticos realizados con cartas nacionales y el software ArcGIS 10.8. En consecuencia, y en consideración de otros factores externos, se concluyó que las concentraciones de MP estuvieron influenciadas mayormente por actividades humanas al rededor del río que por la presencia o ausencia de precipitaciones como tal en la Cuenca Majes-Camaná.
Identificación de microplásticos en aguas superficiales y columna de agua en los alrededores de la Bahía Almirantazgo y el Estrecho de Bransfield en la Antártida, en muestras de las Expediciones ANTAR XXVI y ANTAR XXVII
(Universidad Católica de Santa María, 2024-07-05) Espinoza Puma, Sara Belén
La contaminación por microplásticos es una problemática emergente a nivel global que tiene como destino a los cuerpos de agua, especialmente los océanos. No obstante, existen vacíos de información sobre este contaminante en zonas remotas del planeta, como la Antártida, continente considerado como uno de los ambientes menos alterados pero que presenta gran vulnerabilidad. Por esta razón, el presente trabajo de tesis; realizado durante las Expediciones Científicas ANTAR XXVI y ANTAR XXVII (verano de 2019 y 2020); tuvo como objetivo investigar la presencia de microplásticos en agua superficial y columna de agua en los alrededores de la Bahía Almirantazgo y el Estrecho de Bransfield. La red de monitoreo estuvo compuesta por 96 estaciones, de las cuales se recolectaron 345 muestras de agua utilizando una roseta oceanográfica equipada con botellas Niskin. Luego, se realizó el procesamiento de las muestras mediante la filtración al vacío utilizando filtros de policarbonato de tamaño de poro de 0.4 μm. Además, se realizó la identificación visual, cuantificación y medición de los microplásticos aislados, con lo cual se determinó la abundancia y la identificación de forma, color y tamaño de las partículas. Finalmente, se realizó la caracterización química de los polímeros mediante el método de Micro Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (μFT-IR). En agua superficial se halló 17.89±0.83 MP/L y en columna de agua, 17.81±0.94 MP/L, encontrándose mayores abundancias en dos bahías: Esperanza y Almirantazgo. La forma más recurrente fue la fibra, mientras que los colores en mayor proporción fueron el transparente y el azul. Se encontraron más microplásticos en el rango de tamaño pequeño que partículas grandes y el polímero identificado más común fue el polietileno tereftalato. Se ha llegado a la conclusión que el área de estudio presenta contaminación por microplásticos, pese a ser una zona considerada impoluta.