Ingeniería Ambiental

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Proyecciones para la conservación y restauración del bosque alto andino: un estudio sobre la distribución y dinámica de los bosques de Queñuas en función de las variables ambientales en la ciudad Arequipa frente al cambio global
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-24) Mantilla Valdivia, Sebastian Rafael; Paliza del Carpio Banda, Karla Michelle
Los bosques de Queñua del sur del Perú son ecosistemas clave para la biodiversidad altoandina y para la provisión de servicios ecosistémicos, como la regulación hídrica y la captura de carbono. Sin embargo, se encuentran sometidos a procesos de fragmentación y degradación asociados tanto a actividades antrópicas como al cambio climático. En este contexto, la presente investigación tuvo como objetivo principal modelar su distribución potencial actual y futura bajo tres escenarios de cambio climático, mediante el uso de BIOMOD2 y análisis espacial en QGIS. El modelamiento mostró un alto desempeño predictivo, con valores del ensamble final de TSS cercanos a 0.94 y ROC/AUC entre 0.997 y 0.998. A partir de ello, se generaron mapas continuos de idoneidad del hábitat, posteriormente reclasificados en cuatro categorías: más inadecuada, marginalmente inadecuada, marginalmente adecuada y más adecuada. En el escenario SSP3-7.0, tomado como escenario central de interpretación, las áreas más adecuadas se reducen de 30,965 ha en 2011-2040 a 374 ha en 2071-2100, mientras que la categoría más inadecuada aumenta hasta 114,078 ha en el último periodo, evidenciando una pérdida progresiva de condiciones favorables. Asimismo, se realizó un análisis multitemporal que permitió diferenciar áreas de estabilidad, pérdida y expansión del hábitat entre 2011 y 2100. En el escenario SSP3-7.0, se identificaron 100,663 ha de nicho estable, 154,086 ha asociadas a la pérdida y 67,915 ha vinculadas a expansión, lo que refleja una tendencia general hacia la reducción de la aptitud del hábitat. De manera complementaria, se realizaron curvas de densidad para las variables ambientales clave, las cuales permitieron identificar que, bajo este escenario, la estabilidad y expansión se asocian principalmente a rangos térmicos de 10.5-12.5 °C, precipitación del trimestre más seco cercana a 35-45 mm, pendientes de 25°-40° y altitudes de 3500-4200 m.s.n.m.; mientras que las áreas de pérdida se relacionan con condiciones más secas, pendientes suaves y menores altitudes. Posteriormente, los mapas multitemporales fueron contrastados con la Zonificación Ecológica y Económica, lo que permitió reconocer la viabilidad territorial de las trayectorias del hábitat con la vocación territorial dominante. A partir de los resultados, se definieron tres tipologías estratégicas de manejo: conservación, asociada a áreas de nicho estable; restauración, orientada a zonas de pérdida inmediata y a largo plazo; y conservación preventiva y monitoreo, aplicada a áreas con potencial futuro de establecimiento.
Acceso Abierto
Evaluación de la viabilidad técnica de un catalizador basado en material aluminosilicatado de origen volcánico para la degradación de un colorante modelo mediante un proceso Fenton optimizado
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-19) Ruelas Zapata, Alexander
La contaminación hídrica generada por la industria textil representa un grave problema ambiental debido a la presencia de tintes recalcitrantes. La presente investigación tuvo como objetivo optimizar el proceso Fenton heterogéneo para la depuración de Azul de Metileno, utilizando un precursor mineral volcánico con propiedades zeolíticas de origen volcánico cargada con hierro. El estudio empleó un diseño experimental Box-Behnken para evaluar la influencia del pH, la concentración de H2O2, la concentración de catalizador y el tiempo de reacción. Todos los ensayos experimentales se llevaron a cabo bajo condiciones controladas de temperatura a 25 ± 0.5 °C. Los resultados óptimos alcanzaron un 98.40% de remoción bajo un pH de 3.86, una concentración de H2O2 de 25.76 mM y una concentración de catalizador de 1.92 g/L en un tiempo de 99.39 min. La cinética del proceso fue evaluada mediante los modelos de pseudo-primer y pseudo-segundo orden, observándose un mejor ajuste estadístico para el modelo de pseudo-primer orden (kap = 0.03046 min-1, R2 = 0.9538). En cuanto a la estabilidad y reutilización, el material mantuvo una retención de actividad superior al 87% tras cinco ciclos de uso sucesivos. Estos hallazgos demuestran la viabilidad técnica y la eficiencia del sistema propuesto para el tratamiento sostenible de efluentes industriales.
Acceso Abierto
Diseño de un prototipo optimizado mediante el diseño Box-Behnken para la depuración de aguas residuales del camal de Santa María de la Colina, Majes- Pedregal 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-12) Gallegos Ballon, Francisco Miguel; Ocola Huerta, Uriel Alexanders
La presente investigación aborda la crítica problemática ambiental y social generada por el camal municipal de Santa María de la Colina, en Majes-Pedregal. El vertido de sus aguas residuales sin tratamiento ha ocasionado una severa contaminación, caracterizada por una alta carga orgánica y sólidos en suspensión, derivando en olores fétidos y riesgos para la salud pública. El objetivo fue desarrollar y optimizar un prototipo a escala de laboratorio para la depuración de dichas aguas, empleando un sistema secuencial de coagulación-floculación y electrocoagulación. Para maximizar la eficiencia, se aplicó una Metodología de Superficie de Respuesta mediante un diseño Box-Behnken. La caracterización inicial confirmó la magnitud del problema, registrando una turbidez de 520 FTU y una concentración de oxígeno disuelto de 0.32 mg/L, indicativo de condiciones anóxicas. La optimización de la primera fase determinó las condiciones óptimas para la coagulación con Moringa oleifera (1100 mg/L y 35 minutos) , mientras que en la segunda se ajustaron los parámetros de electrocoagulación a 23 V y 60 minutos. Los resultados de la evaluación del prototipo integrado bajo estas condiciones óptimas fueron sumamente positivos. El sistema demostró una notable capacidad de depuración, logrando una remoción global de turbidez del 85.6%, al reducirla desde 520 FTU hasta un valor final de 75 FTU. De igual importancia fue la recuperación del estado del agua, evidenciada por el incremento del oxígeno disuelto de 0.32 mg/L a 2.35 mg/L , lo cual es fundamental para eliminar los malos olores y restaurar las condiciones aeróbicas. Estos hallazgos demuestran que el prototipo secuencial se perfila como una solución tecnológica robusta y efectiva para el saneamiento de las aguas residuales del camal, mejorando la calidad del efluente y la calidad de vida de la comunidad.
Acceso Abierto
Modelación espacio-temporal de floraciones de cianobacterias mediante teledetección en las represas altoandinas El Pañe y Aguada Blanca, Arequipa, durante el período 2018-2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-27) Capia Apaza, Leydy Ioryeliz; Machaca Sacaca, Jhon Edson
La eutrofización cultural representa una de las amenazas más críticas para la seguridad hídrica en los ecosistemas de agua dulce, afectando con especial severidad a los reservorios altoandinos de Arequipa, como las represas El Pañe y Aguada Blanca. Estos cuerpos de agua, naturalmente oligotróficos, poseen una vulnerabilidad extrema ante el incremento de nutrientes, lo que desencadena floraciones de cianobacterias peligrosas para la salud pública y la biodiversidad. Debido a que el monitoreo tradicional en campo es limitado por la inaccesibilidad y los altos costos, esta investigación desarrolla y valida una metodología de teledetección basada en un enfoque multi-índice (NDVI, NDWI y SIPI) utilizando sensores Landsat 8 y 9. El estudio aporta un diagnóstico técnico profundo sobre las capacidades y los límites de la vigilancia satelital en entornos de alta montaña. En la represa El Pañe, la metodología demostró ser una herramienta de alta fiabilidad operativa, alcanzando una Tasa de Detección del 80 por ciento y una consistencia interna casi perfecta con un Coeficiente Kappa de 0.8372. Mediante la prueba de Mann-Kendall, se validó matemáticamente una tendencia creciente y estadísticamente significativa de la biomasa algal, con un p-valor de 0.042 para el periodo 2018-2024, lo que permitió identificar hotspots o puntos críticos de riesgo en la zona lacustre. Un aporte científico fundamental de esta tesis fue la caracterización detallada del fenómeno de desacoplamiento óptico en la represa Aguada Blanca. El análisis demostró con precisión técnica cómo la carga de sedimentos inorgánicos o turbidez domina la firma espectral en este embalse, enmascarando la firma biológica de las cianobacterias. Este hallazgo no debe considerarse una limitación, sino un descubrimiento diagnóstico esencial que delimita las fronteras de aplicación de los sensores estándar y establece la base técnica necesaria para la futura integración de algoritmos específicos para aguas de alta complejidad óptica. La investigación concluye proporcionando una herramienta validada para la vigilancia operativa y la gestión preventiva del recurso hídrico en la región.
Acceso Abierto
Reducción de DBO5 y DQO utilizando la microalga Spirulina sp. como tratamiento secundario de la planta de tratamiento de aguas residuales en el distrito de Callalli, provincia de Caylloma, 2024.
(Universidad Católica de Santa María, 2026-03-25) Huachani Chullo, Yeselyn Yeisy; Laura Maldonado, Angela Belen
La creciente preocupación por la contaminación del agua en distintas regiones del mundo ha incentivado la búsqueda de alternativas más eficientes y sostenibles para el tratamiento de aguas residuales, la presente investigación tuvo como objetivo reducir los niveles de DBO₅ y DQO mediante el uso de Spirulina sp. como tratamiento secundario en la planta de tratamiento de aguas residuales del distrito de Callalli, el tratamiento de aguas residuales mediante procesos biológicos ha cobrado relevancia en los últimos años debido a su eficiencia, bajo costo y menor impacto ambiental en comparación con métodos tradicionales, la microalga Spirulina sp. mostró una destacada capacidad para absorber y eliminar contaminantes como la DBO₅ y la DQO, posicionándola como una opción viable para mejorar la calidad del agua tratada. El enfoque metodológico de la investigación fue de tipo experimental y aplicada, basado en el diseño de un tratamiento secundario con Spirulina sp.. Se llevaron a cabo ensayos en la planta de tratamiento de aguas residuales del distrito de Callalli, monitoreando periódicamente los niveles de DBO₅ y DQO antes y después de la aplicación del tratamiento. Se evaluaron diferentes concentraciones de Spirulina sp. y tiempos de exposición para determinar su efectividad, los resultados obtenidos evidenciaron una reducción significativa en ambos parámetros, en el caso de la DBO₅ (mg/L), se observó una disminución de 557.82 mg/L a 180.44 mg/L, lo que representa una reducción del 67.67%. Por otro lado, la DQO (mg/L) se redujo de 2756.12 mg/L a 2436.31 mg/L, equivalente a una disminución del 11.62%.,el tratamiento fue más eficaz frente a compuestos biodegradables que frente a sustancias químicas más resistentes a la oxidación, estos hallazgos indican que el uso de Spirulina sp. como agente biológico representa una estrategia efectiva para el tratamiento secundario de aguas residuales, contribuyendo de manera significativa a la mejora de la calidad del agua tratada.
Acceso Abierto
Evaluación del riesgo de deslizamientos mediante algoritmos de machine learning en el distrito de Quinistaquillas, Moquegua - 2024, para mejorar la prevención y gestión de desastres naturales
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-07) Yufra Ochoa, Bryan Alonso; Ramos Alegre, Luis Gerardo
El estudio titulado “Evaluación del riesgo de deslizamientos mediante algoritmos de Machine Learning en el distrito de Quinistaquillas, Moquegua – 2024” tuvo como propósito principal mejorar la prevención y gestión de desastres naturales en la zona. En los últimos años, Quinistaquillas ha presentado múltiples deslizamientos que pusieron en riesgo a la población, la agricultura y la infraestructura local, evidenciando la necesidad de utilizar tecnologías predictivas para fortalecer la gestión del riesgo y orientar la planificación territorial en áreas vulnerables. La investigación abordó la carencia de herramientas automatizadas de predicción espacial para anticipar deslizamientos con precisión a nivel distrital. Para ello, se aplicaron algoritmos de Machine Learning utilizando datos geoespaciales e imágenes satelitales multitemporales, especialmente imágenes Sentinel-2 L2A del periodo 2016–2023, junto con variables predictoras definidas de manera consistente como NDVI, NDWI, brillo, pendiente, tipo de suelo, uso de suelo y coordenadas espaciales. La orientación y la distancia a quebradas fueron empleadas como criterios auxiliares para la delimitación y caracterización espacial de las microcuencas, mas no como variables predictoras principales del entrenamiento de los modelos. Asimismo, se construyó una grilla regular que cubrió toda el área de estudio como base para el análisis espacial; sin embargo, el entrenamiento y la validación de los modelos se realizaron con un total de 3770 muestras etiquetadas, de las cuales 2827 registros (75 %) fueron destinados al entrenamiento y 943 registros (25 %) a la prueba. Los modelos implementados fueron Random Forest (RF) y Support Vector Machine (SVM). El modelo Random Forest presentó el mejor desempeño, alcanzando una precisión de 90 % para la clase de deslizamiento, una sensibilidad de 86 %, un F1-score de 0.88, una precisión general de 94 % y un índice Kappa de 0.88, lo que demuestra una mayor capacidad para identificar de manera confiable las zonas susceptibles a deslizamientos en comparación con el modelo SVM. En el tercer objetivo, la aplicación de los modelos entrenados sobre las microcuencas de las quebradas Volcán y Juinco permitió generar mapas de susceptibilidad que identificaron y clasificaron zonas con alto potencial de deslizamiento. Ambos modelos coincidieron en que las áreas de riesgo alto y muy alto se asocian principalmente a laderas con fuertes pendientes, baja cobertura vegetal y proximidad a drenajes; sin embargo, el modelo RF presentó delimitaciones más coherentes, mientras que el SVM mostró una distribución más dispersa. Se observaron patrones espaciales diferenciados: en Volcán, la mayor concentración de riesgo se ubica hacia el norte, mientras que en Juinco se localiza principalmente en las zonas noreste y sureste, reflejando dinámicas geológicas particulares. En conclusión, el uso de Machine Learning, especialmente mediante el modelo Random Forest, constituyó una herramienta eficaz y robusta para predecir zonas críticas de deslizamientos. Su integración con Sistemas de Información Geográfica (SIG) fortaleció la gestión preventiva y proporcionó información estratégica para la toma de decisiones orientadas a la prevención y gestión de desastres naturales en Quinistaquillas.
Acceso Abierto
Evaluación de un modelo electroquímico para la remoción de Cd y Pb de suelos en condiciones simuladas de pasivos mineros – Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-21) Zaravia Vasquez, Amilkar Aldahir
La presente investigación se desarrolló en el contexto de la problemática ambiental que generan los pasivos mineros en la región de Arequipa, donde los suelos presentan concentraciones elevadas de plomo (Pb) y cadmio (Cd), que representan un grave riesgo para la salud humana y el equilibrio ecológico. Frente a la limitada eficacia y los altos costos de las técnicas convencionales, se propuso diseñar y evaluar un modelo electroquímico a escala de laboratorio capaz de reducir significativamente la concentración de estos contaminantes, sentando las bases para una futura integración con sistemas de energía fotovoltaica como alternativa sostenible y económicamente viable. El objetivo general de la investigación consistió en diseñar un modelo electroquímico para reducir las concentraciones de Cd y Pb en suelos contaminados por pasivos ambientales mineros en la ciudad de Arequipa. De este objetivo se derivaron metas específicas orientadas a simular escenarios de alta contaminación preparando suelos con concentraciones controladas, evaluar el efecto del voltaje aplicado (10 V y 20 V) y del tiempo de tratamiento (24 y 36 horas) sobre la eficiencia de remoción, determinar la combinación de parámetros que optimice el proceso y validar estadísticamente la efectividad del modelo propuesto. La metodología empleada se basó en un diseño experimental factorial 2x2, donde se analizaron como variables independientes el voltaje y el tiempo de aplicación, y como variables de respuesta los porcentajes de remoción de Pb y Cd. Los ensayos se realizaron en celdas electroquímicas con suelos preparados artificialmente. Posteriormente, se efectuó el análisis estadístico de los resultados mediante pruebas de ANOVA y LSD para establecer la significancia de los factores estudiados y la confiabilidad del modelo. Los resultados obtenidos demostraron que la aplicación de 20V durante 36 horas fue el tratamiento más eficaz, alcanzando eficiencias de remoción máximas de 87.7% para el plomo y 87.0% para el cadmio. Se comprobó que el incremento del voltaje y del tiempo de tratamiento influyó positivamente en la reducción de contaminantes, mientras que la validación estadística confirmó la relevancia del modelo electroquímico diseñado. En conclusión, este estudio evidenció que la electrorremediación constituye una alternativa innovadora y efectiva para la rehabilitación de suelos contaminados por pasivos ambientales mineros, aportando una base técnica que puede contribuir al desarrollo de estrategias de recuperación ambiental sostenibles en la región.
Acceso Abierto
Comparación nutricional de la cucaracha Periplaneta americana alimentada con residuos orgánicos como alternativa sostenible para alimentación animal
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-14) Huanca Quispe, Maria de los Angeles; Ruggirello Casani, Oriett Aurora
En los últimos años, la búsqueda de alternativas sostenibles para la producción de insumos destinados a la alimentación animal ha impulsado el estudio de especies capaces de transformar residuos orgánicos en biomasa de alto valor nutritivo. En ese contexto, Periplaneta americana se presenta como un organismo con potencial para convertir residuos domésticos en proteína y minerales aprovechables. El presente estudio tuvo como finalidad comparar el contenido nutricional de Periplaneta americana alimentada con residuos orgánicos, evaluando su potencial como alternativa sostenible para la alimentación animal. Se trabajó con cuatro muestras: M1 (población silvestre), M2 (primer linaje), M3 (segundo linaje) y M4 (suplemento comercial de referencia). Primero se buscó determinar la configuración experimental adecuada para el crecimiento de P. americana, confirmando condiciones sanitarias óptimas mediante un análisis microbiológico que registró <0.18 NMP/g de coliformes fecales, lo que aseguró la inocuidad del procedimiento. Luego, se procedió a analizar la eficiencia de residuos sólidos en biomasa observándose un incremento gradual en la eficiencia alcanzando valores de 0.70 % y 26.70 %. Posteriormente, se analizó la variabilidad nutricional entre linajes, evidenciándose un incremento proteico desde 262.6 g/kg (M1) hasta 290.9 g/kg (M3); junto con aumentos notables en potasio, fósforo, magnesio, cobre, hierro y zinc. Finalmente, la comparación frente al suplemento comercial mostró que las muestras M1–M3 presentaron contenidos proteicos significativamente superiores al del M4 (73.7 g/kg) al igual que en el resto de minerales. Los resultados indican que P. americana alimentada con residuos orgánicos constituye una alternativa viable y nutricionalmente competitiva, capaz de transformar desechos domésticos en una biomasa de alto valor para la alimentación animal.
Acceso Abierto
Evaluación de la calidad del aire según el índice nacional de calidad de aire (PM10 - PM2.5) en el distrito de Socabaya durante el periodo 2023-2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-14) Hatamare Vargas, Harold Hernan
La calidad del aire del distrito Socabaya fue analizada utilizando varias técnicas y métodos. Se usaron registros de concentración de material particulado PM10 y PM2.5 de la Estación de Monitoreo Ambiental Automática GRIMM EDM 180 localizada en la Institución Educativa Corazón de Jesús. Este dispositivo de monitoreo proporciona datos confiables de la situación atmosférica de la zona de estudio. Para su evaluación se consideraron los datos registrados entre julio de 2023 hasta junio de 2024. De esta evaluación se determinó la condición del aire del distrito, y se compararon los resultados con los criterios establecidos del INCA y el AQI de la Agencia estadounidense EPA. Socabaya ha medido la calidad del aire en el nivel recomendado para el período de informe. Los resultados de monitoreo de la calidad del aire han establecido ahora una línea de base para posteriores evaluaciones ambientales y el monitoreo de los cambios en la calidad del aire dentro del distrito. Los resultados de este monitoreo en Socabaya se reportaron al Programa INCA y han indicado que los niveles de calidad del aire PM10 y PM2.5 están en la categoría moderada, mientras que el AQ) ha reportado que la calidad del aire está en esa misma categoría. Los resultados del análisis indicaron que los niveles de PM10 entre julio a septiembre de 2023, como en junio de 2024, superaron los niveles establecidos en los Estándares de Calidad Ambiental contenidos en el Decreto Supremo No. 003-2017-MINAM. Por otro lado, durante el mismo período, los niveles de PM2.5 identificados se mantuvieron dentro de los niveles de cumplimiento establecidos por la normativa vigente. Los elevados niveles de PM10 que se registran en algunos meses, ponen de manifiesto que la región estudiada es ambientalmente vulnerable, debido a que el aire se encuentra expuesto a fuentes diversas de contaminación, tanto de origen natural como de origen antrópico, lo que se traduce en deterioro de la calidad del aire y un riesgo potencial para la salud de la población del distrito de Socabaya. El estudio también incluyó un modelo predictor simple, a partir de las series de tiempo, usando la técnica de promedio móvil, con la finalidad de estimar el comportamiento futuro que podrían tener las concentraciones de PM10 y PM2.5 en el lapso de tres años. Considerando los episodios de mala calidad del aire que se registran con frecuencia, se incluyeron propuestas de manejo ambiental para disminuir la contaminación. Dado que estos episodios son un riesgo para la salud de la población, se sugiere la creación de un sistema de alerta temprana referente al INCA. Se proponen también medidas de control que disminuirían la resuspensión del polvo urbano, contribuyendo a la reducción de la contaminación por partículas en el aire.
Acceso Abierto
Análisis de microplásticos y metales totales en suelos agrícolas y su correlación con el tipo de riego aplicado en la localidad de El Pedregal, provincia de Caylloma, Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2026-03-23) Guerra Surco, Jhoselyne Valeria
La presencia de microplásticos y metales totales en suelos agrícolas es un problema que afecta directamente a la calidad de suelo, la productividad y la seguridad alimenticia. En el presente estudio evaluó la influencia del tipo de riego en acumulación con microplásticos y metales totales en los suelos agrícolas en la localidad de El Pedregal, Caylloma, Arequipa, zona que predomina la producción agrícola. El objetivo es correlacionar lo contaminantes con el tipo de riego de la zona. Se seleccionó 3 parcelas por cada tipo de riego (aspersión y goteo), recolectando 3 muestras por parcela con la extracción de 5 submuestras, analizando microplásticos mediante el proceso de digestión, separación por densidad, decantación y filtración para ser observados por el estereoscopio, mientras que los metales totales se cuantificaron por el método de ICP-MS. Los resultados demostraron que, existe mayor presencia de microplásticos y de metales totales (As, Ba, Ca, Cu, F, K, Na, Sn, y Zn) en el riego por goteo. Las correlaciones entre microplásticos y metales totales; son positivas moderadas en riego por goteo Cadmio (r = 0.667), Arsénico (r = 0.515), Boro (r = 0.502) y Silicio (r = 0.41), negativas moderadas y altas son Fósforo (r = -0.758), Zinc (r = -0.724) y Estroncio (r = -0.306); mientras que, correlaciones muy débiles o débiles en riego por aspersión, como Aluminio (r = -0.092), Cobre (r = -0.017) y Magnesio (r = 0.042). Concluyendo que el tipo de riego influye de manera significativa en la movilidad, distribución y absorción de contaminantes (microplásticos y metales totales) en suelos agrícolas.
Acceso Abierto
Diseño de un tren de tratamiento mediante la aplicación de un biofiltro y fitorremediación para el tratamiento de las aguas destinadas al riego en el distrito de Cuchumbaya, 2024.
(Universidad Católica de Santa María, 2025-11-27) Delgado Viza, Betsy Jaqueline; Cruz Coaquira, Edwin Joseph
La contaminación del agua por parámetros fisicoquímicos y metales pesados en el Distrito de Cuchumbaya (Moquegua) representa un grave problema ambiental que impacta negativamente la agricultura, la ganadería y la salud de las comunidades. Este estudio propone un diseño de tren de tratamiento basado en la fitorremediación con Jacinto de Agua (Eichhornia crassipes) y un biofiltro compuesto por carbón activado, cascarilla de arroz y piedra pómez, para tratar aguas residuales destinadas al riego agrícola. Se desarrolló un plan de muestreo durante la temporada húmeda (septiembre a noviembre), siguiendo la metodología del ANA (2016), para evaluar la concentración de contaminantes. Posteriormente, se aplicó la fitorremediación con 15 plantas de Jacinto de Agua durante 15 días, seguida del paso del agua tratada a través del biofiltro. Los resultados indicaron una remoción efectiva de oxígeno disuelto, DBO, berilio (Be), cadmio (Cd), cromo (Cr) y manganeso (Mn). Sin embargo, se registró un aumento en pH, arsénico (As), selenio (Se), aceites y grasas, así como inconsistencias en la remoción de boro (B), litio (Li), magnesio (Mg), plomo (Pb), zinc (Zn) y bario (Ba). Se concluye que el tren de tratamiento es recomendable principalmente para reducir Be, Cd, Cr y Mn en aguas residuales.
Acceso Abierto
Evaluación de la eficiencia de un sistema de tratamiento electrocoagulación-fenton en la remoción de carga orgánica de aguas residuales sintéticas tipo lácteo.
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-07) Dávila Lazo, Julinho Gianpol
La industria láctea genera efluentes con una elevada carga orgánica, representando un significativo desafío ambiental. Esta investigación evaluó, a escala de laboratorio, la eficiencia de un tren de tratamiento que integra secuencialmente la electrocoagulación (EC) y la reacción Fenton para la depuración de aguas residuales sintéticas (ARS) de tipo lácteo. La metodología se basó en la optimización de cada proceso mediante la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM). Para la etapa de EC, se optimizaron el voltaje aplicado y el tiempo de operación para maximizar la remoción de turbidez, mientras que para la reacción Fenton se optimizaron las dosis de H₂O₂ y Fe²⁺ para maximizar la remoción de Demanda Química de Oxígeno (DQO). Finalmente, se validó el sistema integrado operando bajo las condiciones óptimas encontradas. Los resultados determinaron que las condiciones óptimas para la EC fueron 28.1 V y 58.6 minutos, y para la reacción Fenton, 1903.1 mg/L de H₂O₂ y 148.1 mg/L de Fe²⁺. En la fase de validación, el sistema secuencial alcanzó una eficiencia de remoción global de DQO del 96.7%, produciendo un efluente final que cumple con los Límites Máximos Permisibles de la normativa peruana. Se concluye que la alta eficiencia del sistema se debe a un efecto sinérgico, en el cual la electrocoagulación actúa como un pretratamiento robusto que acondiciona el efluente, potenciando la capacidad oxidativa de la subsiguiente reacción Fenton.
Acceso Abierto
Gestión sostenible de tratamiento de residuos orgánicos diseñando una planta de compostaje en el Distrito de Yarabamba, Arequipa 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-03-18) Navarrete Valdivia, Maricarmen
El objetivo de esta investigación fue diseñar una planta de compostaje para la gestión sostenible de tratamiento de residuos orgánicos en el Distrito de Yarabamba – Arequipa 2025. Se trata de una investigación de enfoque cuantitativo, tipo básico, nivel descriptivo y diseño no experimental. La información se recabó de fuente primaria y secundaria con las técnicas del análisis documental y los instrumentos fichas de análisis. La Municipalidad de Yarabamba posee unas pozas de compostaje provisionales y bastante limitados. El material orgánico se recoge una vez por semana de cocinas y jardines domésticos, restaurantes, establecimientos comerciales, instituciones y espacios públicos, el cual, se deposita de manera indiscriminada en el botadero de la ciudad. Son 1352 familias que generan un promedio de 0.360 kgs de residuos por día, de los cuales el 62% es material orgánico dando como resultado la producción de 2264.32 kgs de residuos orgánicos diarios. El compost que actualmente se produce es rico en algunos componentes y deficiente y hasta dañino en otros por falta de adecuado tratamiento. Atendiendo a la mencionada situación se ha diseñado una planta que compostaje en un área de 1222.56 m2 con la construcción de espacios adecuados para el tratamiento de los residuos orgánicos, se implementará herramientas y maquinarias con un costo económico de s/ 257600.00. Además, se ampliará la recolección de residuos orgánicos y se ofrecerá un tratamiento técnico de los residuos para su adecuada maduración. El impacto ambiental del proyecto se ha medido utilizando la Matriz Conesa que hace uso de la apreciación objetiva de expertos en todas las fases del proyecto que son construcción, funcionamiento y cierre. En el funcionamiento de la planta se tiene en cuenta la sostenibilidad económica porque ofrece superávits económicos a la municipalidad, tiene sostenibilidad social porque genera fuetes de trabajo y sobre todo ayuda a la conformación de una cultura del buen uso de los recursos naturales y favorece plenamente a la sostenibilidad ambiental.
Acceso Abierto
Análisis del estado del ecosistema de bofedales para conocer el nivel de fragmentación dentro de la Reserva Nacional de Salinas y Aguada Blanca al 2048
(Universidad Católica de Santa María, 2026-03-12) Vallenas Yrigoyen, Maria Fernanda; Zenteno Calderon, Angela Paulina
El presente estudio analizó el estado del ecosistema de bofedales dentro de la Reserva Nacional de Salinas y Aguada Blanca (RNSAB) entre los años 2000 y 2024, y su proyección dinámica al 2048, con el propósito de conocer el nivel de fragmentación del paisaje. Se emplearon imágenes satelitales Landsat procesadas en Google Earth Engine para elaborar mosaicos multitemporales y mapas de cobertura de suelo. El uso de clasificación supervisada permitió identificar los cambios en el ecosistema de bofedal, además la modelación prospectiva en MOLUSCE, aplicando el algoritmo CA-ANN, permitió estimar la tendencia de cambio al 2048 y con ello calcular las métricas de fragmentación mediante la herramienta FRAGSTATS, logrando así caracterizar la estructura espacial y el grado de fragmentación. Los resultados mostraron una reducción del área de bofedales en 8.7 % entre 2000 y 2024, acompañada por un incremento del número y densidad de parches (NP y PD) y una disminución del índice de conectividad (CONNECT). El índice de forma del paisaje (LSI) evidenció un incremento de la irregularidad de los bordes, mientras que el índice de fragmentación (LFI) mostró una transición desde un nivel bajo en el 2000 (0.43) a un nivel moderado en 2024 (0.60). Por otro lado, la proyección al 2048 sugiere la continuidad de este proceso, con una fragmentación moderada-alta (LFI=0.57) y una pérdida potencial de conectividad si las presiones actuales se mantienen. En conjunto, los resultados reflejan un proceso gradual de la degradación estructural y pérdida de integridad ecológica del ecosistema de bofedales, lo que resalta la necesidad de implementar medidas urgentes de conservación y restauración.
Acceso Abierto
Gestion de residuos solidos organicos generados en la asociacion mercado Metropolitano de Productores y Mayoristas Andres Avelino Cáceres para la produccion de compost en el distrito de Jose Luis Bustamante y Rivero Arequipa 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2025-12-11) Ore Puma, Bryan Gean Franco
La investigación tuvo como objetivo principal evaluar la gestión de los residuos sólidos orgánicos generados en la Asociación Mercado Metropolitano de Productores y Mayoristas Andrés Avelino Cáceres, con el fin de proponer un modelo de valorización sostenible mediante compostaje. Se desarrolló un diagnóstico exhaustivo que permitió determinar que el mercado genera en promedio 28,500 kilogramos de residuos diarios, de los cuales aproximadamente el 75 % corresponde a fracciones orgánicas, principalmente restos de frutas, verduras y alimentos perecibles. Estos resultados confirmaron el potencial de aprovechamiento de dichos residuos. Asimismo, se aplicaron las etapas de la gestión integral de residuos sólidos orgánicos, comprendiendo la generación, segregación, almacenamiento temporal, recolección selectiva, tratamiento, aprovechamiento, disposición final, educación ambiental y monitoreo. Como propuesta de valorización, se diseñó un plan piloto de compostaje a desarrollarse en un terreno municipal cercano al mercado, cuya viabilidad fue confirmada mediante un estudio preliminar de suelos, meteorología, hidrología y geología, que mostró condiciones favorables para la implementación. El modelo de compostaje propuesto incluye las fases de recepción de residuos, conformación de pilas, control de parámetros físicos y químicos, y obtención de compost maduro como abono agrícola, reduciendo el volumen de residuos destinados a disposición final y promoviendo la economía circular en el distrito. En conclusión, la investigación cumplió con los objetivos planteados al diagnosticar la situación actual y plantear una alternativa técnica y ambientalmente viable que contribuye a la sostenibilidad urbana.
Acceso Abierto
Diseño de un relleno sanitario semimecanizado para el control de los gases de efecto invernadero (GEI) y estrategias de compensación ambiental con infraestructura natural en el distrito de Majes, Arequipa - 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2025-12-29) Huacca Andia, Miluska Fabiola; Montes Begazo, Tiffany Maria
El presente proyecto surge a partir de la problemática de la inadecuada disposición final de residuos sólidos en el distrito de Majes, esta situación genera impactos ambientales negativos, entre ellos la emisión de gases de efecto invernadero y la degradación del entorno. El objetivo de este proyecto es diseñar un relleno sanitario semimecanizado para el control de los gases de efecto invernadero (GEI) y estrategias de compensación ambiental con infraestructura natural en el distrito de Majes. La metodología utilizada en el diseño de dicha infraestructura se basa en dos guías: Guía para el diseño y construcción de infraestructuras para disposición final de residuos sólidos municipales y la guía de diseño, construcción, operación, mantenimiento y cierre de relleno sanitario mecanizado. A partir de la evaluación realizada, se seleccionó la Alternativa 1, el diseño contempla un área aproximada de 22 ha, que albergará dos trincheras y dos plataformas destinadas a la disposición de los residuos sólidos generados durante los 10 años de su vida útil. Asimismo, se han proyectado celdas diarias con dimensiones de 15 m de largo, 3.88 m de ancho y 2.5 m de profundidad, además de áreas administrativas conformadas por garita de seguridad, dormitorios, almacén, servicios higiénicos y zona de pesaje. Finalmente, como medida estratégica de compensación ambiental mediante infraestructura natural, se propone la implementación de un cerco vivo conformado por Acacia macracantha y Schinus molle, especies seleccionadas por su alta adaptabilidad a condiciones áridas, tolerancia a suelos con bajo contenido de materia orgánica y notable eficiencia en la captura de CO₂. En total, se proyecta la plantación de 551 individuos de Schinus molle, que en conjunto capturaran un promedio de 147,12 Tn de CO₂ a lo largo de su ciclo de vida, y 535 individuos de Acacia macracantha, que alcanzarían aproximadamente 4,376.3 toneladas de CO₂ a lo largo de su ciclo de vida. La incorporación de esta infraestructura natural refuerza la sostenibilidad del proyecto y constituye un aporte significativo a la mitigación de los gases de efecto invernadero generados durante la operación del relleno sanitario semimecanizado
Acceso Abierto
Evaluación ecotoxicoproteómica y riesgo ecotoxicológico del boro en el modelo acuático Danio rerio “Pez Cebra”
(Universidad Católica de Santa María, 2025-12-05) Campana Fuentes, Paola Candelaria; Cota Ramos, Astrid Yanira
La investigación se llevó cabo en los laboratorios de investigación de la Universidad Catolica de Santa María de Arequipa y se evaluó la aproximación ecotoxicoproteómica y el riesgo ambiental del boro en el organismo modelo acuático Danio rerio "pez cebra”. Se realizó un bioensayo agudo (96 h) con el organismo modelo Danio rerio “pez cebra” con tres dosis de boro (4, 8 y 12 mg/L) y un control con agua declorinada y se determinaron valores porcentuales de los efectos letales y subletales diariamente, además de índices ecotóxicos, al final del bioensayo se extrajo el hígado para la evaluación de aproximación proteómica por electroforesis bidimensional (SDS-PAGE 2D). Los resultados determinan que Danio rerio, no registró efectos letales (mortalidad) por exposición a diferentes tratamientos de boro (4, 8 y 12 mg/L), pero sí genero dos efectos subletales; hipoactividad con 53.57 ± 31.68% y escape al fondo con 57.14 ± 43.64% en el tratamiento mayor de 12 mg/L de boro. El cociente de riesgo (QR) calculado, indica que el boro, para los dos efectos subletales evaluados en el organismo modelo Danio rerio, corresponden a un riesgo medio. La evaluación de la aproximación ecotoxiproteómica de hígado de Danio rerio “pez cebra”, determina la ausencia o no expresión de dos enzimas hepáticas en los organismos modelo expuestos a boro (4, 8 y 12 mg/L), la Gamma-glutamil transferasa (GGT) y Aspartato aminotransferasa (AST), moléculas orgánicas que son biomarcadores de detoxificacion, acción antioxidante y de daño hepático. Predecimos que la presencia excesiva y constante de boro en ecosistemas acuáticos, puede llevar a la muerte a los organismos en un corto tiempo.
Acceso Abierto
Elaboración de adoquines ecoamigables mediante el reciclaje de plásticos farmacéuticos y residuos de curtiembres para la sostenibilidad del sector construcción en Arequipa – 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2025-11-24) Burga Prado, Katherine Sophia; Lazo Jimenez, Daniela Alejandra
Esta investigación detalla la elaboración de adoquines ecoamigables aprovechando plástico procedente de residuos farmacéuticos junto con residuos orgánicos de la industria de curtiembre empleados como adhesivo natural evaluándose para ello tres tamaños distintos de muestras mediante un total de 27 pruebas experimentales donde se variaron las proporciones de plástico reciclado colágeno extraído y arena gruesa utilizando específicamente las combinaciones 75%- 25% 50%-50% y 25%-75%. Los resultados obtenidos demostraron consistentemente que los adoquines fabricados con la mayor proporción de plástico correspondiente al 75% alcanzaron los valores más altos de resistencia a la compresión llegando hasta 268.16 kg/cm² en el caso de los adoquines de tamaño pequeño mientras que aquellos con la menor proporción del 25% registraron una resistencia inferior situada en 232.97 kg/cm² y en lo referente a la densidad se observó que los adoquines con 75% de plástico mostraron una densidad máxima de 1530 kg/m³ lo cual representa una reducción muy significativa si se compara con la densidad típica de los adoquines convencionales de cemento que es de 2250 kg/m³ para el tamaño pequeño permitiendo este enfoque obtener un producto final notablemente más ligero pero aun así resistente característica que lo hace potencialmente adecuado para su uso en zonas sísmicas gracias a su menor peso y posible mayor durabilidad. Adicionalmente se constató que el colágeno extraído de los residuos de curtiembre funcionó mejorando la cohesión entre los distintos materiales componentes proporcionando una mayor adhesión interna mientras que la arena gruesa incorporada contribuyó a la resistencia mecánica general del adoquín ayudando a generar un material más robusto sin por ello sacrificar la ventaja de su ligereza comparativa
Acceso Abierto
Diseño de una Compostera Inteligente utilizando IoT en un sistema aeróbico para la obtención de sustrato natural a partir de residuos domiciliarios alimentado con energía solar fotovoltaica - Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2025-12-28) Ramos Soncco, Jack Anthony; Vilca Quispe, Meelyn Lizbeth
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo diseñar una compostera inteligente con IoT, alimentada por energía solar fotovoltaica, para acelerar proceso del compostaje a base de residuos orgánicos domiciliarios y obtener un sustrato natural de buena calidad. La metodología presenta un diseño cuasi-experimental y un nivel de investigación aplicada con un enfoque mixto, se encuentra orientado a evaluar el efecto del monitoreo y control automatizado de los parámetros del compost sobre su calidad final. Su desarrollo consta de cuatro etapas: i) Recopilación y análisis de información teórica sobre los parámetros fisicoquímicos óptimos del compostaje; ii) Diseñó la estructura física y conceptual del contenedor inteligente; iii) Integración de los componentes electrónicos y mecánicos a la compostera conectado a una plataforma IoT; iv) Elaboración del compostaje inteligente monitoreando las variables en tiempo real. Los resultados demostraron que, el prototipo de compostera inteligente con tecnología IoT permitió mantener un proceso de compostaje aeróbico, estable y eficiente, evidenciado por la ausencia de olores, lixiviados y gases de efecto invernadero. Los parámetros de temperatura y humedad se mantuvieron dentro de los recomendados por la literatura, registrándose valores entre 25 °C y 59.2 °C y una humedad promedio del 51.57 %, los cuales aseguraron condiciones favorables para la actividad microbiana. En el monitoreo de gases se detectaron concentraciones ínfimas de H₂S, CH₄, y no se registraron concentraciones de CO, lo que demostró un proceso aeróbico controlado y sin contaminación externa; además, se encontró una relación inversa entre O₂ y CO₂ lo que evidenció una respiración microbiana activa durante el proceso. El compost final presentó una relación C/N final de 28.6, indicando madurez biológica completa, y contenidos de N (1.65 %), P (0.81 %) y K (1.22 %), dentro de los estándares de calidad establecidos por la FAO y la NTP 201.208:2021 – Fertilizantes, clasificándose como un abono orgánico de buena calidad, apto para su uso agrícola y ornamental. El proceso tuvo una duración de 45 días, reduciendo el tiempo de compostaje tradicional cerca de un 50 %. Desde el enfoque económico, la simulación de una compostera de 6 m³ con capacidad para procesar 1.2 toneladas por ciclo permitió proyectar una producción anual de 7.2 toneladas de compost, generando un ingreso estimado de S/. 10 857.34 y un VPN positivo de S/. 8 092.06, demostrando su viabilidad técnica, económica y ambiental. Además, su implementación podría evitar la disposición inadecuada de más de 14 toneladas de residuos orgánicos al año.
Acceso Abierto
Propuesta de adaptación a la influencia del cambio climático en el incremento de plagas de cebolla (Allium cepa L.) en la provincia de Arequipa durante el periodo 2008 - 2023
(Universidad Católica de Santa María, 2025-11-28) Herrera Rivera, Alfredo Alonso; Mayhuire del Carpio, Jorge Alonso
El cambio climático, caracterizado principalmente por el aumento de la temperatura y la intensificación de fenómenos extremos como sequías y olas de calor, afecta significativamente a la agricultura al alterar variables climáticas clave para el desarrollo de los cultivos y la dinámica de plagas. Con el fin de identificar esta influencia en la provincia de Arequipa, se analizaron datos de temperatura, precipitación y humedad relativa ofrecidos por el SENAMHI y procesados mediante ArcGIS con interpolación IDW para determinar la evolución de estos parámetros de forma espaciotemporal desde 2008 hasta 2023. Asimismo, se revisó información bibliográfica y datos de SENASA sobre plagas de cebolla (Alium cepa L.) durante el mismo periodo de tiempo con el fin de comparar las condiciones propicias para la proliferación de estas plagas en un escenario de cambio climático. El análisis climático mostró un incremento progresivo de la temperatura media anual y una reducción e irregularidad de las precipitaciones, junto con una disminución de la estacionalidad de la humedad. Estas condiciones favorecen la aparición y persistencia de diversas plagas, especialmente aquellas asociadas a ambientes cálidos y con humedad moderada a elevada, como Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani y Erwinia carotovora, así como hongos que requieren humedad relativa superior al 70% y temperaturas altas, como Oidium y Cladosporium allii. Por otra parte, la combinación de altas temperaturas y baja humedad, registrada en años recientes, favorece la proliferación de insectos como Thrips tabaci, que se reproducen rápidamente en climas cálidos y secos. En conjunto, estos cambios climáticos no solo alteran la fenología agrícola, sino que amplían las ventanas de actividad y dispersión de plagas, incrementando el riesgo sanitario para los cultivos de cebolla en la provincia. En base a esta información se propone un plan de adaptación que contempla el uso de semillas saludables, eliminación de plantas enfermas, limpieza de campos, control de riego, manejo de malezas y regulación de insectos vectores, con el objetivo de mitigar los efectos del cambio climático en la producción de cebolla.

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