Ingeniería Ambiental

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Evaluación del nivel de ruido ambiental producido por el tránsito vehicular aplicando el software SoundPLAN y la percepción social en las principales zonas comerciales del distrito de Cayma
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-08) Chuctaya Laucata, Maria Milagros
La presente investigación tiene por objetivo determinar el nivel de ruido mediante el software SoundPLAN y compararlos con los datos obtenidos mediante el uso de un sonómetro en el horario diurno, asimismo, evaluar la percepción social en las principales zonas comerciales del distrito de Cayma. Para ello se identificaron 12 puntos de monitoreo de ruido ambiental seleccionados bajo la metodología de vías, se realizó el monitoreo de ruido ambiental según Protocolo Nacional de Ruido ambiental y se recolecto la información para el software SoundPLAN. Los resultados obtenidos indicaron que 6 puntos superaron los ECAs ubicados en la av. Ejército y la av. Trinidad Morán debido al alto flujo vehicular, las desviaciones de los resultados mediante el uso del sonómetro y el software se encontraron dentro de los ±3 dB, posteriormente se examinaron estadísticamente utilizando la matriz de correlación, determinando que las variables de vehículos son las más influyentes en los resultados para este modelo matemático RLS-90, sin embargo, el punto R-010 tuvo una excepción, debido al flujo vehicular mínimo y bajos niveles sonoros, esto podría deberse a que la fórmula RLS-90 no incorpora la corrección por distancia de vías, lo que afecta el valor del algoritmo que implementa SoundPLAN. Se desarrolló una encuesta a los comerciantes, donde se pudo concluir que dichos comerciantes se encuentran afectados por el ruido producida por la congestión vehicular ya que los altos niveles de ruido provocan dolor cabeza, estrés, irritación y disminución de la concentración en su centro de trabajo, es por ello que se planteó estrategias de mitigación impulsando SIT Arequipa, el uso de barreras acústicas y vegetales, la educación ambiental, la vigilancia y monitoreo en los puntos estratégicos donde superaron los Estándares de Calidad Ambiental.
Cambio en la distribución potencial de plantas representativas de la pradera andina bajo los escenarios climáticos SSP1-2.6, SSP3-7.0 y SSP5- 8.5 del IPCC
(Universidad Católica de Santa María, 2026-08-13) Yepez Garcia, Leonardo Matias
Los ecosistemas de la pradera andina exhiben una diversidad vegetal y niveles de endemismo excepcionales, desempeñando un papel fundamental en la provisión de servicios ecosistémicos que sustentan múltiples comunidades a lo largo de América del Sur. Sin embargo, estos ecosistemas enfrentan desafíos debido a los efectos del cambio climático y su impacto sobre la distribución de las especies. La presente investigación analiza la distribución potencial actual y futura de cinco taxa vegetales representativos de la pradera andina. Para esto, se utilizó el algoritmo de Arboles de Regresión Potenciados (BRT), para evaluar la idoneidad del hábitat bajo tres escenarios de las llamadas Trayectorias de Socioeconómicas Compartidas (SSP) del Grupo Intergubernamental de Expertos en el Cambio Climático (IPCC): SSP1-2.6 (emisiones bajas), SSP3-7.0 (emisiones moderadas) y SSP5-8.5 (emisiones intensas), con proyecciones para los años 2040 y 2070. Adicionalmente, se determinó el desplazamiento del centroide de distribución y se propuso un área de refugio climático. Los resultados demuestran una clara contracción de la superficie de alta idoneidad para la mayoría de los taxa evaluados, exceptuando a Stipa ichu. Dependiendo del escenario y la especie se esperan pérdidas de los núcleos de distribución de hasta un 51% para finales del siglo. Además, se demostró una tendencia hacia la migración altitudinal de los centros de distribución como respuesta al forzamiento radiativo en todos los taxa, confirmando el fenómeno de escalamiento hacia pisos climáticos superiores. Finalmente, se identificaron zonas de conservación prioritaria, basadas en la persistencia de las zonas de idoneidad alta en todos los horizontes climáticos. Este estudio proporciona información geoespacial relevante para la toma de acciones focalizadas en la conservación de especies vegetales representativas de la pradera andina y la mitigación de los efectos del cambio climático.
Valorización de biosólidos generados en plantas de tratamiento de aguas residuales para su uso óptimo como sustrato de enmiendas orgánicas en la recuperación de suelos degradados
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-08) Mendoza Saniz, Carolina Lucero; Quispe Ccallo, Nancy Elizabeth
La generación de biosólidos (BS) como subproducto de las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) representa una problemática ambiental debido a las limitaciones asociadas a su disposición final. En este contexto, los suelos degradados del Parque Industrial Río Seco (PIRS), en Arequipa, requieren alternativas sostenibles para su recuperación. Por ello, la investigación tuvo como objetivo valorizar los BS generados en la PTAR mediante la elaboración de enmiendas orgánicas destinadas a la rehabilitación de suelos degradados. La investigación se desarrolló bajo un enfoque experimental. Los BS fueron caracterizados y sometidos a un proceso de compostaje durante 90 días, evaluándose tratamientos con 10 %, 15 % y 20 % de BS. La calidad de las enmiendas se determinó mediante análisis, considerando la relación C/N como indicador de madurez. Posteriormente, las enmiendas fueron aplicadas en un suelo degradado del PIRS para evaluar la germinación de Helianthus annuus y la reducción de la concentración de Cr. Los datos obtenidos fueron analizados mediante ANOVA y las pruebas de Tukey y LSD de Fisher. Los resultados mostraron que los BS iniciales presentaron una relación C/N de 4.26, lo que evidenció baja estabilidad para su aplicación directa. Luego del compostaje, las enmiendas cumplieron con la NTP 201.208:2021, registrando valores de pH entre 7.14 y 8.22 y relaciones C/N entre 11.64 y 13.70. El tratamiento con 20 % de BS alcanzó el mayor grado de madurez, mientras que el tratamiento con 10 % presentó el mayor porcentaje de germinación a los 15 días. Asimismo, se obtuvo una remoción máxima de Cr de 43.40 % y una remoción promedio de 28.45 %. Se concluye que las enmiendas obtenidas son una alternativa viable para la rehabilitación de suelos degradados, al mejorar sus propiedades y contribuir a la reducción de Cr en el suelo.
Diseño de un reactor de lavado con surfactantes naturales para la recuperación de petróleo crudo en suelos contaminados
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-17) Arocutipa Chamana, Lucero Katrina; Velasquez Ccapa, Geraldine
La contaminación recurrente por derrames de petróleo en la Amazonía peruana exige el desarrollo de soluciones de remediación eficientes, dado que los métodos convencionales son insuficientes para crudos extrapesados. Esta investigación tuvo como objetivo principal diseñar y validar un reactor de lavado tipo batch a escala de laboratorio, utilizando una sinergia de agentes naturales (sustancias húmicas como surfactante y D-limoneno como biosolvente) para la recuperación de crudo en suelos contaminados. La metodología inició con la caracterización de un escenario de alta dificultad, simulando un suelo amazónico (pH 5,62, 34% arcilla) contaminado al 13,06 % HTP con crudo extrapesado (24.027 cP). Posteriormente, se implementó un Diseño Factorial Completo 24 para optimizar el proceso. El Análisis de Varianza (ANOVA) reveló que los cuatro factores (Cantidad de Surfactante, Tiempo de Agitación, Tiempo de Centrifugación y Cantidad de Limoneno) fueron estadísticamente significativos (p<0,05). El hallazgo más relevante fue la identificación de una fuerte interacción sinérgica (A*D) entre las sustancias húmicas y el D-limoneno, demostrando que ambos agentes se potencian mutuamente. Las condiciones óptimas identificadas (1.000 mL de surfactante, 60 min de agitación, 15 min de centrifugación y 6 mL de limoneno) se utilizaron para el diseño de un prototipo de 2,5 L con turbina Rushton y bafles, calculado para operar en régimen de transición (𝑅𝑒 = 49,33) a escala de laboratorio, donde el cizallamiento mecánico local promueve la separación. Finalmente, la validación del reactor en triplicado demostró una alta eficiencia de remoción promedio de 86,03% (DE=0,306), superando la meta de validación del 50%. Se concluye que el sistema diseñado es una solución tecnológicamente viable, reproducible y altamente eficiente para el tratamiento de suelos impactados por crudo extrapesado.
Gestión ambiental sostenible para la disposición final de los residuos sólidos municipales en la provincia de Camaná, Arequipa 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-02) Segovia Walde, Felix Fernando
La presente investigación tuvo como objetivo general proponer un plan de Gestión Ambiental sostenible de la disposición final de los residuos sólidos en la provincia de Camaná, Arequipa, 2024. La metodología tiene fue de enfoque cualitativo y cuantitativo, nivel explicativa y diseño no experimental. El estudio consistió en la caracterización de residuos sólidos domiciliarios, comercial y especiales, evaluando tres alternativas para la ubicación del relleno sanitario, su dimensionamiento comprende la infraestructura de disposición final y una planta de valorización, evaluando los impactos ambientales asociados a su operación. Los resultados evidenciaron una generación total de 13.35 toneladas diarias y una generación per cápita municipal de 1.07 kg/hab./día, con predominio de residuos orgánicos (50.27%) y una alta humedad promedio (71.33%), lo que sustenta la implementación de compostaje. Se identificó la Quebrada de Corralones como el emplazamiento óptimo, proyectándose un relleno sanitario semimecanizado con una vida útil de 10 años bajo el método de trincheras. El diseño técnico especificó una densidad de compactación de 0.5 kg/m³ sobre una densidad in situ de 128.40 kg/m³. El diseño contempló celdas con taludes 3:1, cobertura diaria de 20 cm y cobertura final de 0.60 cm, un sistema de impermeabilización con geomembrana HDPE de 1.5 mm, drenaje interno con tuberías perforadas para captación de lixiviados, poza de almacenamiento y drenaje pluvial perimetral. Además, se proyectó una generación promedio anual de 234.73 m³ de lixiviados y una producción estimada de 10,156.17 m³/año de metano, incorporando un sistema de captación y control de biogás. Se concluye que la propuesta formulada es técnica, ambiental y operativamente viable, permitiendo mejorar la disposición final y la valorización orgánica e inorgánica de los residuos sólidos en la provincia.
Diseño de un banco de semillas para la conservación de especies arbustivas y arbóreas del bosque de Polylepis de Cacayaco, Chiguata - Arequipa 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-15) Caytano Chavez, Leonardo Enrique; Morán Gonzales, Diego Fernando
Ante la problemática de la degradación progresiva del bosque de Polylepis de Cacayaco, ubicado en el distrito de Chiguata, Arequipa, ocasionada por factores como la expansión agropecuaria, el sobrepastoreo, los incendios forestales y los efectos del cambio climático, es necesaria la implementación de estrategias de conservación que aseguren la preservación del material genético forestal altoandino. En ese contexto, la presente investigación se centra en el diseño de un banco de semillas para la conservación ex situ de especies arbustivas y arbóreas. Para ello, se desarrolló una caracterización técnica, climatológica y edafológica preliminar del área de estudio. Los resultados evidenciaron que la zona posee una temperatura máxima promedio de 20.48 °C, una temperatura mínima promedio de 6.03 °C y una precipitación promedio de 1.06 mm/día, acompañado de un porcentaje de humedad del 22%. Por otro lado, dentro de los resultados edafológicos, se destaca un suelo muy pobre en materia orgánica que varía entre el 1 y el 3%, junto con un porcentaje de porosidad leve. Seguidamente, se identificó, registró y analizó morfológicamente la flora presente en la zona. Los resultados revelaron 26 especies con periodos de fructificación que abarcan todo el año y con varios tipos de fruto, los cuales varían entre aquenios, legumbres, bayas y polifolículos. No obstante, todas comparten la característica de poseer semillas de tipo ortodoxa. Después, establecieron métodos y parámetros técnicos para la recolección, transporte, limpieza, desecación, almacenamiento, registro y germinación de las semillas, siguiendo los estándares internacionales de conservación ex situ, adaptándolos a las condiciones locales. Posteriormente, se elaboró el diseño integral del banco de semillas, definiendo y delimitando áreas operativas. Finalmente, como complemento al diseño arquitectónico, se elaboró un plan de sostenibilidad preliminar enfocado en el diagnóstico estratégico del banco de semillas para garantizar operatividad, la viabilidad genética y su permanencia a largo plazo, con el fin de plantear manuales operativos, control de inventarios, monitoreos, entre otros. El plan en el análisis incorpora una matriz de identificación y evaluación de riesgos, identificando amenazas como la pérdida de diversidad genética, fallas críticas en equipos y debilidades organizativas. Por otra parte, se realizó un análisis FODA, donde se identifican las fortalezas como el diseño técnico especializado y debilidades como su dependencia financiera inicial, así como indicadores de desempeño y visión a largo plazo.
Evaluación ecológica de bofedales mediante monitoreo in situ y teledetección para la elaboración de estrategias de conservación en la Comunidad Campesina de Choqñihuaqui, Condesuyos - Arequipa 2023
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-05) Miranda Vasquez, Judith Erika; Yepez Ramos, Karoll Marilia
Los bofedales son ecosistemas altoandinos de vital importancia, ya que actúan como reservorios de agua, reguladores hídricos y sumideros de carbono. En la comunidad campesina de Choqñihuaqui (Condesuyos, Arequipa), este ecosistema cumple un rol clave, aunque se encuentra bajo presión por el sobrepastoreo y la degradación de sus servicios. Es así como se realizó una evaluación in situ de la condición ecológica de dos bofedales mediante la aplicación de la guía aprobada por el Ministerio del Ambiente. No obstante, este tipo de evaluaciones suelen ser costosas y con limitada representatividad espacial. Una alternativa fue la aplicación del algoritmo Random Forest (RF) para la identificación de la cobertura del bofedal estudiado y la evaluación del estado de conservación con un índice ponderado de teledetección. Ello incluyó una evaluación de la vegetación (vigorosidad), erosión y humedad del suelo que fue validado estadísticamente aprovechando la información recolectada en campo. Finalmente, se obtuvo una precisión del 96% para la clasificación de coberturas con el algoritmo RF. La matriz de Saaty para el análisis jerárquico indicó una relación coherente (0.0817) para las tres clases (vigorosidad, erosión y humedad), el r22 entre el monitoreo de campo y el índice propuesto fue de 0.58 por efecto de un valor atípico, al descartarse este aumentó a 0.93. Los resultados indican una predominancia de bofedales muy bien conservados (1547.12 ha), seguidos por aquellos en buena conservación (23.46 ha) y, en menor medida, por los de conservación media (0.02 ha). Con base en los resultados obtenidos, se plantearon lineamientos orientados a la conservación de los bofedales, que consideran el manejo sostenible de los pastizales, la gestión adecuada del recurso hídrico y ganadero, así como la sensibilización de la comunidad sobre la importancia de estos ecosistemas.
Propuesta de diseño de una planta de tratamiento mediante un sistema MBBR en el centro minero SOTRAMI S.A
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-17) Urrutia Calsina, Jhosselym Geraldine
La presente investigación aborda la problemática de la contaminación en la Quebrada Santa Ana, causada por el vertimiento de aguas residuales domésticas provenientes del centro minero Sotrami S.A. Estas aguas residuales, al ser descargadas sin un tratamiento adecuado, superan los Límites Máximos Permisibles (LMP) establecidos por la normativa peruana, lo que representa una amenaza significativa para los recursos hídricos y la biodiversidad de la región. El objetivo principal de esta investigación fue diseñar una planta de tratamiento de aguas residuales utilizando un sistema MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) para el centro minero Sotrami S.A. Para lograr este objetivo, se realizaron diversos análisis y cálculos para dimensionar adecuadamente el sistema, garantizando su eficiencia en la remoción de contaminantes. El caudal de agua residual generado en la planta fue de 120 m³/día, y los parámetros claves analizados incluyeron la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), que inicialmente era de 250 mg/L, y la Demanda Química de Oxígeno (DQO), que era de 500 mg/L. La implementación del sistema MBBR mostró resultados positivos significativos. Tras el tratamiento, la DBO5 se redujo a 30 mg/L y la DQO a 75 mg/L, cumpliendo con los límites establecidos por la normativa. Además, los niveles de nitrógeno total, que inicialmente eran de 349 mg/L, se redujeron a 10 mg/L, y el fósforo total disminuyó de 108 mg/L a 1.5 mg/L. También se observó una remoción efectiva de metales pesados, con el aluminio reduciéndose de 17.08 mg/L a 0.15 mg/L. En conclusión, la implementación del sistema MBBR en la planta de tratamiento de aguas residuales del centro minero Sotrami S.A. se ha demostrado como una solución eficaz y viable. Este sistema no solo logra cumplir con los estándares ambientales, sino que también mejora significativamente la calidad del agua tratada, contribuyendo a la protección de los recursos hídricos y la biodiversidad de la región. Los resultados obtenidos refuerzan la viabilidad de este sistema para ser utilizado en otras operaciones mineras con condiciones similares, ofreciendo un enfoque sostenible para la gestión de aguas residuales.
Evaluación de la dispersión de contaminantes atmosféricos industriales y su impacto en la salud pública mediante modelos de tamizaje y herramientas de la OMS en el sector del Parque Industrial, Arequipa, 2024-2026
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-03) Pelinco Barreda, Mickaela Del Carmen; Ramos Huisa, Yanely Isabel
La presente investigación evaluó la dispersión de contaminantes atmosféricos industriales y su impacto sanitario en el sector del Parque Industrial de Arequipa durante el periodo 2024-2026. El estudio, de tipo aplicado y nivel descriptivo-explicativo, integró el modelamiento físico mediante el software AERSCREEN con la herramienta epidemiológica AirQ+ de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Se construyó un inventario de emisiones basado en factores de emisión EPA AP-42, identificando al clúster papelero y textil como la principal fuente de carga contaminante debido al uso de Petróleo Residual 500. Los resultados indicaron que, si bien el dióxido de azufre (SO₂) cumple con los Estándares de Calidad Ambiental (ECA), el material particulado (PM₁₀) alcanzó una concentración acumulada crítica de 110,0 microgramos por metro cúbico (resultado de sumar el nivel de fondo urbano de 82,0 μg/m³ con el aporte industrial máximo de 28,0 μg/m³), superando el límite legal nacional. Este impacto se localiza en un radio inferior a 500 metros de las fuentes emisoras debido al efecto de succión mecánica o downwash. En el ámbito sanitario, se identificó una carga de enfermedad total en la cuenca de 1077 DALYs para mortalidad adulta. Mediante un análisis de prorrateo por contribución de masa (28/110 μg/m³, equivalente al 25.5 %), se determinó que la responsabilidad específica del clúster industrial es de 27 casos anuales de mortalidad en exceso y 275 años de vida ajustados por discapacidad (DALYs), operando como un factor incremental crítico sobre una base urbana saturada. Se concluye que la transición energética hacia gas natural constituye la mejor Tecnología Disponible (BAT) para mitigar esta carga de enfermedad.
Diseño de un sistema de gestión ambiental basado en la norma ISO 14001:2015 para el cumplimiento de estándares ambientales en la empresa DyP Steel Masters E.I.R.L.
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-30) Luza Uchasara, Thalia Melissa
La presente investigación tuvo como objetivo diseñar una propuesta de Sistema de Gestión Ambiental (SGA) basado en la Norma ISO 14001:2015 para la empresa D&P Steel Masters E.I.R.L., dedicada a la fabricación de productos metálicos estructurales y comercialización de materiales de construcción en Arequipa. El estudio respondió a la necesidad de fortalecer el control de aspectos e impactos ambientales, mejorar la trazabilidad operativa y establecer instrumentos de gestión orientados al cumplimiento de obligaciones ambientales y a la mejora continua. La investigación fue de tipo propositiva con sustento descriptivo, con enfoque cuantitativo, apoyo documental, observacional y semicuantitativo, y diseño no experimental de corte transversal. El diagnóstico ambiental se desarrolló mediante revisión documental, observación directa, Análisis de Ciclo de Vida (ACV) con alcance puerta a puerta, modelamiento en SimaPro, matriz de Leopold adaptada y evaluación de requisitos vinculados a la Norma ISO 14001:2015. La unidad funcional fue una tonelada de producto metálico estructural terminado. Los resultados evidenciaron un ingreso de 1,176 kg de acero estructural por tonelada producida, con una merma estimada de 176 kg/t. Asimismo, se determinó un consumo energético de 419.8 kWh/t y emisiones indirectas de 91.5 kg CO₂ eq./t asociadas al uso de electricidad. Los aspectos ambientales significativos priorizados fueron el consumo energético, humos de soldadura, residuos peligrosos, fluidos de corte, ruido y manejo de sustancias. A partir de ello, se diseñaron seis procedimientos operativos estándar, un plan anual de capacitación ambiental y siete indicadores de desempeño ambiental. Se concluye que el SGA propuesto constituye una alternativa técnica viable para fortalecer el control operacional, la gestión documental, el cumplimiento ambiental y la mejora continua de la empresa.
Evaluación de la capacidad adsorbente de bentonita inmovilizada en perlas de alginato de calcio para arsénico en agua sintética empleando el método de superficie de respuesta Box Behnken para optimización
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-30) Huaman Saavedra, Jaime Miguel
El arsénico es un contaminante presente en aguas naturales que representa un riesgo significativo para la salud pública. El presente trabajo evaluó la capacidad adsorbente de bentonita inmovilizada en perlas de alginato de calcio para la remoción de arsénico en agua sintética, empleando la metodología de superficie de respuesta con diseño Box-Behnken para optimizar el proceso de adsorción. Se establecieron como variables independientes la dosis de adsorbente, el tiempo de contacto y la velocidad de agitación, y como variable de respuesta el porcentaje de remoción de arsénico. Según el diseño Box-Behnken, se asignaron como niveles mínimo y máximo 2 y 4 g/L de dosis de adsorbente, 30 y 90 min de tiempo de contacto, y 150 y 250 RPM de velocidad de agitación. Se realizaron 17 ensayos con muestras sintéticas de arsénico a una concentración de 2 ppm, con volúmenes de 30 mL extraídos de una solución madre de 1000 mL. Esta concentración corresponde al doble del límite permitido por la legislación peruana (0,01 mg/L). Como control, la bentonita activada sin inmovilizar alcanzó una remoción máxima de 31,29 %, mientras que las perlas de alginato con bentonita inmovilizada lograron un máximo de 99,94 %, evidenciando una mejora sustancial en la capacidad de remoción. Mediante el análisis en el software Design Expert, se determinó que la velocidad de agitación fue la variable con mayor influencia sobre el porcentaje de remoción. Con base en esto, la optimización se orientó a reducir el tiempo de contacto y la dosis de adsorbente sin afectar la eficiencia, obteniéndose las condiciones óptimas con una dosis de 2 g/L, un tiempo de contacto de 30 min y una velocidad de agitación de 195,5 RPM, alcanzando una remoción máxima de 99,94 %.
Evaluación de la eficiencia de un tratamiento fotocatalítico heterogéneo con nanopartículas de TiO2 en la depuración de aguas residuales del proceso de teñido de fibras naturales de la industria textil de Arequipa.
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-10) Quispe Rosas, Danitza Alexia; Valencia Vera, Jhandery Estefany
La industria textil representa una de las principales fuentes de contaminación hídrica debido a la descarga de efluentes con alta carga de colorantes, materia orgánica y compuestos recalcitrantes. En este contexto, la presente investigación evaluó la eficiencia de un tratamiento fotocatalítico heterogéneo empleando nanopartículas de TiO₂ para el tratamiento de aguas residuales generadas en el proceso de teñido de fibras naturales en la ciudad de Arequipa, desarrollándose a escala de laboratorio. Las NPs-TiO₂ fueron sintetizadas mediante el método sol-gel y aplicadas bajo distintas condiciones de pH y tiempo de irradiación UV. Los resultados evidenciaron que, a pH 3, 1 g/L de NPs-TiO₂ y 240 minutos, se alcanzó una remoción del 98.92% en color y del 87.64% en la Demanda Química de Oxígeno (DQO), demostrando alta eficiencia en la degradación de contaminantes orgánicos. El análisis estadístico confirmó que la concentración del fotocatalizador y el tiempo de irradiación son las variables más influyentes, mientras que condiciones ácidas favorecen la actividad fotocatalítica y permiten reducir la dosis de NPs-TiO₂ sin comprometer la eficiencia. La evaluación ecotoxicológica mediante bioensayos con Daphnia magna y Lactuca sativa L. mostró una reducción significativa de la toxicidad del efluente tratado, aunque se identificaron efectos residuales en concentraciones elevadas. En relación con el marco normativo, el efluente tratado cumple con los límites establecidos por la normativa nacional (D.S. N°010-2019-VIVIENDA), aunque presenta limitaciones frente a estándares internacionales más exigentes como ZDHC, evidenciando brechas regulatorias y la necesidad de adoptar enfoques preventivos. En conclusión, la fotocatálisis heterogénea con NPs-TiO₂ es un tratamiento eficiente y prometedor, con potencial de integración en sistemas de tratamiento más sostenibles.
Propuesta de un índice compuesto de sostenibilidad para un sistema de valorización de residuos bajo el enfoque de economía circular en un caso de estudio de sistema de valorización de viruta de cuero – Pieles del Sur E.I.R.L.
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-12) Supo Supo, Allison Lisset
Este estudio propone un Índice Compuesto de Sostenibilidad (ICS) diseñado para cerrar la brecha de implementación técnica en la medición micro-operativa de sistemas de valorización residuos bajo el enfoque de economía circular, alineándose con la Hoja de Ruta Nacional de Economía Circular (HRNEC). El caso de estudio se centra en el sistema de valorización de viruta de cuero en la empresa Pieles del Sur S.R.L., una MyPime que requiere métricas adaptadas al criterio de proporcionalidad vigente para mejorar su competitividad y acceso a finanzas verdes. El ICS integra los aspectos ambiental, económico y social de la sostenibilidad, bajo los principios rectores de la NTP-ISO 59004:2024, proporcionando una evaluación comprensiva del desempeño operativo y datos trazables que permiten a la industria alimentar indicadores macro-país como el Ratio de variación de la Productividad Material (VPM). Los indicadores seleccionados se basaron en un marco conceptual de escala operacional y de madurez de sostenibilidad principiante-intermedia, enfocándose en la manufactura, valorización de residuos y principios de economía circular. Los indicadores fueron asociados en tres subíndices de sostenibilidad y finalmente agregados en un indicador integral de desempeño. Esto fue aplicado de modo que se ponderó cada indicador sobre el índice general de sostenibilidad usando el Proceso Analitico Jerarquico (AHP). El caso de estudio empleado para validar el ICS fue modelado haciendo uso del software SuperPro Designer de Intelligen para obtener la proyección a un año. Los resultados del caso de estudio revelaron un logro del 0.69 sobre 1 en términos de avance hacia objetivos sostenibles, con desempeño ambiental (0.45) como el área crítica de mejora debido a la intensidad energética del proceso, mientras que los otros pilares social(0.75) y económico (0.87) validan la viabilidad del modelo bajo un enfoque de sostenibilidad flexible. Se concluye que el índice es una herramienta funcional y replicable para la toma de decisiones estratégicas, contribuyendo a mitigar el riesgo de pérdida del PBI nacional estimado por inacción frente al cambio climático.
Eficiencia del quitosano y policloruro de aluminio en la remoción turbidez y sólidos suspendidos totales en aguas residuales municipales de la ciudad de Puno
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-13) Sanizo Quiroz, Franco Enmanuel; Rodriguez Yauri, Stephani Dennis
La presente investigación evaluó la eficiencia del quitosano, obtenido a partir de escamas de trucha arcoíris “Oncorhynchus mykiss” y del policloruro de aluminio (PAC) en la remoción de turbidez y sólidos suspendidos totales (SST) de aguas residuales municipales de la ciudad de Puno, a fin de identificar alternativas de tratamiento sostenibles. Para ello, se realizó una caracterización inicial del afluente perteneciente a la laguna de oxidación ‘’El Espinar’’. El quitosano fue elaborado mediante un proceso químico heterogéneo basado en la despigmentación, desproteinización, desmineralización y desacetilación. Posteriormente, se efectuaron pruebas de coagulación-floculación mediante pruebas de jarras para determinar las dosis optimas y porcentajes de remoción de cada coagulante, aplicados de forma individual y combinada. Adicionalmente, se analizaron el pH, temperatura, Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5) y coliformes termotolerantes para compararlos con los Límites Máximos Permisibles (LMP) establecidos para efluentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR). Los resultados revelaron que el quitosano obtuvo una eficiencia considerable en la remoción de turbidez y SST, alcanzando valores comparables a los del PAC. No obstante, el PAC mostró mayores porcentajes de remoción en la mayoría de los tratamientos. Por lo tanto, se concluye que el PAC fue el coagulante más eficaz en la remoción de turbidez y SST; no obstante, el quitosano elaborado a partir de escamas de trucha arcoíris constituye una alternativa sostenible y viable para el tratamiento de aguas residuales municipales. Su aplicación podría contribuir a mejorar la eficiencia de los sistemas de tratamiento y a promover practicas buenas prácticas ambientales.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

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