Tesis Doctorado
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Browsing Tesis Doctorado by Subject "AGUA limpia y saneamiento"
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Item Caracterización Hidroquímica de Cuencas Andinas con Énfasis en la Zona Semiárida de Chile(Universidad de Concepción, 2025) Duhalde Sáez, Denisse Javiera; Arumí Ribera, José LuisDada la importancia hidrológica de las cuencas de cabecera para los ecosistemas y las actividades humanas, comprender la dinámica hidroquímica de las cuencas de cabecera de montañas y la influencia de las características de las cuencas en la calidad del agua es esencial para diseñar estrategias de gestión eficaces. Especialmente relevante es la zona semiárida en Chile donde el abastecimiento hídrico proviene principalmente de las cuencas andinas. El objetivo principal de la presente tesis fue caracterizar la hidroquímica de cuencas andinas con énfasis en la zona semiárida de Chile. Como primer enfoque (Capitulo II) se abordó un análisis hidroquímico de largo plazo y baja frecuencia para un transecto de treinta cuencas, mediante la determinación de la relación caudal concentración (c-Q) de los ríos caracterizando los regímenes de exportación (enriquecimiento, dilución y constate) con la ley de potencia y los patrones de histéresis (sentido horario, sentido antihorario y no-histéresis). El patrón predominante para los iones mayores resultó ser dilución- antihorario y para Fe enriquecimiento-horario Además, para determinar la composición iónica del agua, se aplicó el diagrama de Stiff, y se identificó fuentes relevantes de aporte de solutos. Con estadísticos no paramétricos U de Mann-Whitney y δ de Cliff se analizó la relación entre características climáticas y de terreno con la relación c-Q. Para el segundo enfoque (Capítulo III), considerando el rol relevante de los humedales en la hidroquímica, se analizó, durante 37 años (verano), la relación entre la cobertura vegetal, la precipitación y la concentración de solutos en una cadena de doce humedales altoandinos del Santuario de la Naturaleza Estero Derecho, mediante los índices NDVI y NDMI obtenidos de los satélites Landsat-5 y Landsat-8. Se determinó correlación significativa entre ambos índices, la precipitación y parámetros de calidad del agua (CE, Cl, Mg, Na y Fe). El análisis de la cobertura vegetal de cada humedal mostró diferentes comportamientos, atribuibles a la altitud, la pendiente del terreno y los aportes hídricos adicionales de los arroyos. Finalmente, de manera integrada la investigación ha logrado resultados que ofrecen una caracterización de la dinámica hidroquímica de las cuencas andinas estudiadas y como factores naturales y antropogénicos influyen en el comportamiento de los parámetros de la calidad del agua. La relación identificada entre el comportamiento de los solutos, el índice de aridez y la cobertura vegetal permite, en un escenario de cambio climático, proyectar cambios en la hidroquímica de los ríos que sirvan de insumo para tomas de decisión en la gestión de cuencas. Considerando la amplitud del transecto (29°-35°S), la diversidad de condiciones de las diferentes cuencas, incluido el humedal de altura, esta investigación puede ser útil para estudios similares, en especial para cuencas montañas donde es habitual la escasez de datos. Se plantea proyecciones de estudios sobre la caracterización de fuentes específicas de los solutos, dinámica nival, aporte de aguas subterráneas y caracterización física y química de los sedimentos. El estudio de la cadena de humedales tuvo una aplicación directa a la comunidad ya que la información generada será considerada para actualizaciones del plan de manejo y educación ambiental del Santuario.Item Explorando fronteras en el reúso y valorización de aguas residuales agrícolas mediante bacterias lácticas antárticas: hacia nuevos enfoques para una economía circular(Universidad de Concepción, 2025) Herrera Vega, Olga del Carmen; Bruijn, Johannes deEl agua es un recurso vital no solo para la vida sino para el desarrollo sostenible. Por otro lado, el consumo de agua del sector pecuario es elevado y además produce grandes volúmenes de aguas residuales ricas en nutrientes. El reúso y valorización del agua residual pecuaria emerge como alternativa para la sostenibilidad ambiental y la preservación de los recursos naturales. En esta tesis se realizó una investigación sobre vías de tratamiento terciario de aguas residuales provenientes del sector pecuario, la reutilización del agua y la valorización de los nutrientes resultantes para diferentes aplicaciones. Los residuos concentrados obtenidos en los productos finales de este tratamiento demostraron poder ser valorizados mediante tratamientos adicionales con microorganismos, entre los cuales fue posible identificar bacterias lácticas no patógenas para el ser humano. Estas bacterias son altamente promisorias para la producción de bioproductos en la agroindustria y la industria farmacéutica, pero todavía exigen mayor investigación y desarrollo tecnológico para poder ser implementadas a nivel industrial. Como la Antártida es reconocida por albergar microorganismos adaptados a condiciones extremas, las bacterias lácticas presentes en el medio pueden tener muchas de sus aplicaciones y alcances potenciales que todavía no han sido explorados. En este estudio, se procedió al aislamiento e identificación de diferentes cepas de bacterias lácticas a partir de diversas matrices ambientales antárticas. Se identificaron especies como Lactobacillus brevis, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum, Pediococcus pentosaceus, Weissella confusa, Enterococcus durans y Enterococcus faecium. En particular, Weissella confusa presentó un alto nivel de tolerancia ambiental, creciendo óptimamente en 2-4% NaCl, 25-35°C y pH de 6,0 a 7,0. Una alta hidrofobicidad indica su potencial uso en la remediación biológica de suelos y aguas contaminadas. Por otro lado, se evaluó el potencial de diferentes cepas para ser utilizadas en la bioconversión de purines de cerdo cuando se mezclan con suero de queso, además de su posible uso con biofertilizante. La selección se basa en su potencial capacidad antimicrobiana, hidrofobicidad, producción de exopolisacáridos y demanda química de oxígeno. El producto de fermentación se sometió a análisis fisicoquímico y microbiológico y un ensayo de fitotoxicidad con semillas de rábano (Raphanus sativus). Como resultado, Pediococcus pentosaceus y Enterococcus faecium mostraron ser útiles para inhibir patógenos, producir exopolisacáridos y promover el crecimiento de las semillas de rábano. Los metabolitos bacterianos y la biodisponibilidad de nutrientes después de la fermentación pueden causar un efecto bioestimulante sobre las plantas, promoviendo su uso en la industria del biofertilizante. Finalmente, este estudio demostró que algunas de las bacterias lácticas presentes en la Antártida presentan alto potencial en la valorización de las aguas residuales agropecuarias. A partir de este estudio se podrían realizar más investigaciones que permitan optimizar la implementación de estas bacterias a nivel industrial para, de esta forma, poder hacer una economía circular más eficiente y sostenible.