Ingeniería Ambiental

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Acceso Abierto
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.
Acceso Abierto
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.
Acceso Abierto
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.
Acceso Abierto
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 %.
Acceso Abierto
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.
Acceso Abierto
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.
Acceso Abierto
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.
Acceso Embargado
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.

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