Modeling chemical processes from a micro to a macro approach: closing the gap

Este trabajo trata sobre el modelado multiescala de procesos químicos. A pesar de la existencia de muy buenos modelos para procesos químicos desde el punto de vista macroscópico, estos pueden verse limitados por el uso de coeficientes de transporte y transferencia mal estimados que reducen la precisión para un buen desarrollo tecnológico. Incluso si los modelos se basan en relaciones fundamentales, existe una conexión poco clara entre su coeficiente de transporte y la dinámica molecular. Los modelos microscópicos pueden modelar varios fenómenos con extrema precisión, que tuvieron lugar en tamaños atómicos o moleculares. Sin embargo, se necesita mucho tiempo de cálculo para crear un vínculo entre la microescala y la macroescala. Por tanto, la forma de vincularlos no es directa y se estudia con detalle en este trabajo.This work deals with multiscale modeling of chemical processes. Despite the existence of very good models for chemical processes from a macroscopic point of view, these can be limited by the use of poorly estimated transport and transfer coefficients that reduce the precision for good technological development. Even if the models are based on fundamental relationships, there is an unclear connection between their transport coefficient and molecular dynamics. Microscopic models can model various phenomena with extreme precision, which took place at atomic or molecular sizes. However, it takes a lot of computation time to create a link between the microscale and the macroscale. Therefore, the way to link them is not direct and is studied in detail in this work

Trophic ecology and incidental consumption of microplastics in fish (Sciaenidae) and its relationship with environmental dynamics in Tumaco Bay, Colombian Pacific

La familia de peces Sciaenidae es importante para el comercio y la soberanía alimentaria de los habitantes de la bahía de Tumaco, en el Pacífico colombiano. Sin embargo, hay pocos estudios sobre sus hábitos tróficos en esta bahía. En ese contexto, en este estudio nos propusimos determinar la ecología trófica y la ingesta incidental de microplásticos en peces Sciaenidae, así como su relación con la dinámica ambiental en la bahía de Tumaco. Para ello se hicieron cuatros muestreos (2020-2021) con artes de pesca artesanales (anzuelo, changa, transmallo) y se capturaron 467 individuos para examinar el contenido estomacal de los peces. Los ítems alimentarios fueron pesados y clasificados. Se estimó para cada especie la preferencia de presa, la similitud y diferencias espaciotemporales en las dietas y la asociación entre la dieta y los factores ambientales. Se encontró que los crustáceos representaron un ítem alimentario de consumo constante (92 %) y de gran importancia (80 %) para la mayoría de las especies. Además, los mayores consumos de crustáceos se presentaron en la zona externa del estuario, asociada a una mayor salinidad, oxígeno disuelto y transparencia, lo que determina mayor abundancia y riqueza de este recurso. Por otro lado, se detectó la ingesta incidental de microplásticos en 30 ejemplares, pertenecientes a 10 especies (70 % de ellas de interés comercial). Se concluyó que en la bahía de Tumaco se aprovechan los crustáceos, un recurso alimenticio común y abundante, y se evidenció la presencia de microplásticos en los peces.The Sciaenidae fish family is important for trade and food sovereignty of the inhabitants of Tumaco Bay, in the Colombian Pacific. However, there are few studies on their trophic habits in this bay. In this context, in this study we set out to determine the trophic ecology and incidental ingestion of microplastics in Sciaenidae fish, as well as their relationship with the environmental dynamics in Tumaco Bay. To this end, four samplings were carried out (2020-2021) with artisanal fishing gear (hook, changa, trammel net) and 467 individuals were captured to examine the stomach contents of the fish. The food items were weighed and classified. Prey preference, spatiotemporal similarity and differences in diets, and the association between diet and environmental factors were estimated for each species. It was found that crustaceans represented a food item of constant consumption (92%) and of great importance (80%) for most species. Furthermore, the highest consumption of crustaceans occurred in the external area of ​​the estuary, associated with greater salinity, dissolved oxygen and transparency, which determines greater abundance and richness of this resource. On the other hand, the incidental ingestion of microplastics was detected in 30 specimens, belonging to 10 species (70% of them of commercial interest). It was concluded that crustaceans, a common and abundant food resource, are used in Tumaco Bay, and the presence of microplastics in fish was evident

Beyond hippos: Evidence of an introduced deer in Colombia

Los mamíferos invasores en Sudamérica representan más del 18 % de los casos a nivel mundial, que incluyen desde roedores pequeños hasta especies de gran tamaño como los venados e hipopótamos. En Colombia los cerdos (Sus scrofa) son los mamíferos exóticos de gran tamaño que se consideran bien establecidos, principalmente en la Orinoquía. Otro caso es el de los hipopótamos (Hippopotamus amphibius), que han aumentado su área de presencia en la cuenca media y baja del río Magdalena en la zona interandina. En mayo de 2022, a partir de observaciones directas e indirectas (fotografías y vídeos) de individuos vivos y de un esqueleto parcial, se documentó la presencia de un ciervo manchado exótico en la misma área de los hipopótamos. El patrón de manchas en las fotografías de los individuos adultos (ausente en ciervos nativos) y juveniles, así como la forma de las astas, permitieron confirmar que se trataba del chital (Axis axis), una especie originaria de Asia. Al comparar el esqueleto con el de especímenes de venado de cola blanca Odocoileus, la especie de ciervo nativa de mayor tamaño en Colombia, se encontró que el de Axis era un tercio más grande, lo que corroboró la identificación. Según habitantes locales, el número de Axis ha aumentado y se han visto grupos de hasta de 18 individuos. Esta es la primera vez que se documenta la presencia de venados exóticos en Colombia, lo que puede impactar la regeneración natural y desplazar competitivamente otros herbívoros nativos. En ese sentido, la mitigación y el control de su población debe ser prioritaria, toda vez que su establecimiento y dispersión pueden ser cripticos.Invasive mammals in South America account for more than 18% of cases worldwide, ranging from small rodents to large species such as deer and hippopotamuses. In Colombia, pigs ( Sus scrofa ) are the largest exotic mammals considered well-established, mainly in the Orinoquia region. Another case is that of hippopotamuses ( Hippopotamus amphibius ), which have increased their presence in the middle and lower Magdalena River basin in the inter-Andean zone. In May 2022, based on direct and indirect observations (photographs and videos) of live individuals and a partial skeleton, the presence of an exotic spotted deer was documented in the same area as the hippopotamuses. The spotting pattern in the photographs of adult (absent in native deer) and juvenile individuals, as well as the shape of the antlers, confirmed that it was the chital ( Axis axis ), a species native to Asia. When the skeleton was compared with specimens of the white-tailed deer Odocoileus , the largest native deer species in Colombia, the axis deer was found to be one-third larger, corroborating the identification. According to local residents, axis deer numbers have increased, with groups of up to 18 individuals seen. This is the first documented presence of exotic deer in Colombia, which can impact natural regeneration and competitively displace other native herbivores. Therefore, population mitigation and control should be a priority, as their establishment and dispersal can be cryptic

Deciphering the footprint of Emil Grosse from Germany to Brazil: a brief review

After the German geologist Emil Jakob Grosse concluded his work as head of the General Geological Commission of Colombia in April 1931, he lived and worked between Germany and Brazil, where his record has been largely unknown to the present date. In this contribution, we document some historical aspects of his life and briefly review Emil Grosse’s trajectory from Germany to Brazil. The oldest record of Emil Grosse in Brazil dates from August 20, 1936, when he worked at the “Fábrica mine” until 1939. The Fábrica mine contains an iron deposit located southeast of the São Francisco Craton in what is now known as Quadrilátero Ferrífero, within the municipality of Ouro Preto. Grosse worked in a hematite ore site located in a banded iron formation (BIF), but there is no record of him having worked in the coal deposits. Years after, in 1946, the Fábrica mine changed owners and name to Ferteco, a subsidiary of the German corporation Industriegewerkschaft Bergbau, with headquarters in Bochum, Germany, where Grosse possibly worked to validate the deposit. In the 1940s, Grosse lived between the steelworks town of Peine, Germany, and Belo Horizonte, Brazil. There is a record of his trip in the middle of the Second World War on October 26, 1942. In 1946, his work on the Fábrica mine was finally published in Volume XI (No. 62) of the Brazilian journal Mineração e Metalurgia. Later, on August 18, 1949, Grosse obtained his permanent visa through the mediation of the Brazilian Military Mission and the German control council. Finally, he settled in Würzburg, Germany, where in 1971, he died at the age of 91.Después de finalizar su trabajo como jefe de la Comisión Geológica General de Colombia en abril de 1931, el geólogo alemán Emil Jakob Grosse vivió y trabajó entre Alemania y Brasil, donde el registro de su presencia se había perdido hasta la actualidad. En este estudio documentamos algunos aspectos históricos de su vida y elaboramos una breve reseña de sus viajes entre Alemania y Brasil. El registro más antiguo de Emil Grosse en Brasil data del 20 de agosto de 1936, en la mina Fábrica donde trabajó hasta 1939. La mina Fábrica contiene un depósito de hierro situado al sureste del Cratón São Francisco, en lo que ahora se conoce como Quadrilátero Ferrífero, dentro del municipio de Ouro Preto. Grosse trabajó en un depósito de hematita localizado en una formación de hierro bandeado (BIF), pero no se tiene registro de que haya trabajado en los depósitos de carbón de la zona. Después de 1946 la mina Fábrica cambió de propietario y de nombre, a Ferteco (abreviación portuguesa de hierro y carbón), que era una subsidiaria de la corporación alemana Industriegewerkschaft Bergbau, con sede en Bochum, Alemania Occidental, donde Grosse probablemente trabajaba para validar el depósito. En la década de 1940, Grosse vivió entre la ciudad de Peine, en Alemania, conocida por su industria siderúrgica, y Belo Horizonte, Brasil, donde hay un registro de su viaje en plena Segunda Guerra Mundial, el 26 de octubre de 1942. En 1946 el estudio que realizaba en la mina Fábrica finalmente se publicó en el volumen XI (N° 62) de la revista brasileña Mineração e Metalurgia. Posteriormente, el 18 de agosto de 1949, Grosse obtuvo su visa permanente por intermediación de la misión militar brasileña y el consejo de control alemán. En la posguerra se estableció en Wurzburgo, Alemania, donde en 1971 falleció a la edad de 91 años

Analysis of the distribution and abundance of two species of cat's claw (Uncaria sp.) based on the knowledge of Tikuna indigenous communities in the southern Colombian Amazon.

Uncaria guianensis (Aublet) J.F. Gmel and U. tomentosa (Willd. ex Roemer & Schultes) D.C., commonly known as cat’s claw, are species with medicinal and commercial value in the Amazon region. Given the intensive extraction of forest resources for commercialization in the region, the distribution and abundance of these species there should be determined. So far, the environmental and edaphic conditions influencing Uncaria tomentosa growth and density are better known than those of U. guianensis. Besides, cat’s claw species distribution in the Colombian Amazon has not been sufficiently studied. In this context, the present study was conducted in two indigenous Tikuna communities together with local experts to make the botanical identification of the two Uncariaspecies. Visits were made to register the landscapes and soils where these plants grow. We found that U. guianensis has a higher distribution and abundance in the southern Colombian Amazon than U. tomentosa. Both species grow in flooded alluvial areas with Entisol-type soils and dryland Oxisol-type soils. U. tomentosa grows especially in primary and secondary forest Oxisol soils on drylands. Our findings suggest that none of these two species have a homogeneous distribution in the region, which explains why their use varies from one area to the other.Uncaria guianensis (Aublet) J.F. Gmel y U. tomentosa (Willd. ex Roemer & Schultes) D.C., conocidas popularmente con el nombre de uña de gato, son especies con valor medicinal y comercial en la región amazónica. Dado que este recurso se extrae del medio natural para su comercialización, es importante determinar su distribución y abundancia en la región. Hay más información sobre las condiciones ambientales y edáficas que influyen en el crecimiento y densidad de U. tomentosaque de U. guianensis y, en general, el conocimiento sobre su distribución es limitado. En ese contexto, conjuntamente con conocedores locales de dos comunidades indígenas Tikuna, se hizo la identificación botánica de las dos especies, así como recorridos para reconocer los paisajes y suelos donde crecen. Se encontró que U. guianensis tiene una distribución más amplia y mayor abundancia en el sur de la Amazonia colombiana que U. tomentosa, ya que crece tanto en áreas inundables aluviales con suelos de tipo Entisol, como en zonas de tierra firme con suelos de tipo Oxisol. U. tomentosa crece solo en tierra firme, en suelos de tipo Oxisol de bosque primario y secundario. Los resultados sugieren que no existe una distribución homogénea de las dos especies en la Amazonia, lo que explica que una de las dos especies sea más usada en ciertas zonas que en otras

Adjustment of gas transfer velocity models in the tropical Andean reservoir Porce III

En los embalses se producen gases de efecto invernadero por la descomposición microbiana de la materia orgánica en los sedimentos o de otros procesos bioquímicos en la columna de agua y la superficie. Estos gases se emiten a la atmósfera por distintas vías. Concretamente los flujos difusivos dependen de la diferencia de concentración entre el agua y la atmósfera y la velocidad de transferencia de los gases (k) controlada por forzantes hidrodinámicos que alteran la turbulencia en la superficie del agua. El forzante más reconocido de control de la k es la velocidad del viento (U). Numerosos modelos empíricos relacionan estas variables, la mayoría basados en embalses situados en altitudes altas y medias, aunque algunos suelen replicarse en distintos ambientes y latitudes, incluso en sistemas tropicales. Aquí medimos directamente los flujos difusivos de metano en el embalse tropical andino Porce III utilizando cámaras flotantes y las concentraciones del gas por cromatografía de gases. La k se estimó a partir de la ley de difusión o primera ley de Fick y la U en una estación meteorológica ubicada sobre la superficie del embalse para verificar la aplicabilidad de los modelos de velocidad de transferencia de gases propuestos en función de la velocidad del viento en un embalse tropical andino. Los resultados revelaron que dichos modelos, propuestos para lagos y embalses, subestimaron la k en el embalse Porce III.Greenhouse gases are produced inside reservoirs due to the microbial decomposition of organic matter in the sediments and other biochemical processes in the water column and the surface. These gases are emitted to the atmosphere through different flow pathways. Diffusive fluxes depend on the difference in their concentration in the water and the atmosphere and the gas transfer rate (k), controlled, in turn, by hydrodynamic forces that alter turbulence on the water surface. The most widely recognized force controlling k is wind speed (U). Numerous empirical models relate both variables (k = f (U)), most based on reservoirs located in high and mid-latitudes. However, some have been widely replicated in different environments and latitudes, even in tropical systems. Here, we measured the methane diffusive fluxes in the tropical Andean reservoir Porce III using floating chambers and gas chromatographic measurements for gas concentrations. k was estimated from the diffusion law, i.e., Fick’s first law, and U from a meteorological station located on the reservoir surface. Our objective was to verify the applicability of the proposed gas transfer rate models as a function of wind speed in a tropical Andean reservoir. The results revealed that most models in the literature for lakes and reservoirs underestimated k in the Porce III reservoir

Evolution of the geocentric theory of the Sun's motion and its use in the first circumnavigation of the world

El objeto de esta comunicación es poner de relieve la incidencia de la teoría solar de Hiparco-Ptolomeo en la predicción de la ubicación del Sol, que se constituyó luego en una técnica de posicionamiento usada por los marineros del Renacimiento, en particular en la expedición de Magallanes-Elcano, primera en circunnavegar el mundo. Se describen también las modificaciones de forma que recibió dicha teoría a lo largo de la Edad Media y las tablas del Sol que fueron elaboradas a partir de ella. Se analizan, en particular, las tablas de Abraham Zacuto y se discute su efecto en las efemérides solares que surgieron a comienzos del siglo XVIThe purpose of this communication is to highlight the impact of the solar theory of Hipparchus-Ptolemy on predicting the position of the Sun, which later became a positioning technique used by Renaissance sailors, particularly during the Magellan-Elcano expedition that completed the first circumnavigation of the world. The modifications the theory underwent during the Middle Ages and the solar tables developed from it are also described. In particular, the tables of Abraham Zacut and their effect on the solar ephemerides that emerged at the beginning of the 16th century are analyzed and discussed

Theoretical study of the structural stability and electronic properties of the perovskite Sr2MnSbO6

Las propiedades estructurales y electrónicas de la perovskita Sr2MnSbO6 en sus fases cúbica (Fm-3m) y tetragonales (I4m y P/4mnc) han sido determinadas usando el método de Ondas Planas Aumentadas y Linealizadas con potencial completo (FP-LAPW), dentro del formalismo de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Los efectos de intercambio y correlación fueron tratados usando la aproximación de Gradiente Generalizado e incluyendo el termino de Hubbard (GGA+U), con el objeto de describir la fuerte repulsión electrónica in situ entre los electrones d-Mn localizados. La estabilidad estructural fue determinada ajustando los valores para la energía total, a la ecuación de estado de Murnaghan. Los valores para los parámetros estructurales están de acuerdo con resultados experimentales reportados en la literatura. El estudio de las propiedades electrónicas realizado mediante la representación de las densidades de estados para las dos polarizaciones de espín, muestra que el compuesto presenta un comportamiento semimetálico.The structural and electronic properties of the Sr2MnSbO6 perovskite in its cubic (Fm-3m) and tetragonal (I4m and P/4mnc) phases have been determined using the Full Potential Linearized and Augmented Plane Wave (FP-LAPW) method, within the formalism of Density Functional Theory (DFT). The exchange and correlation effects were treated using the Generalized Gradient approximation and including the Hubbard term (GGA+U), in order to describe the strong in situ electronic repulsion between the localized d-Mn electrons. Structural stability was determined by adjusting the values ​​for the total energy to the Murnaghan equation of state. The values ​​for the structural parameters are in agreement with experimental results reported in the literature. The study of the electronic properties carried out by representing the densities of states for the two spin polarizations shows that the compound presents a semimetallic behavior

Assessment of the impact of acidification on the water quality of the Quilcayhuanca stream, Ancash, Peru

El retroceso glaciar expone rocas sulfuradas y promueve la meteorización in situ, por lo que pueden presentarse condiciones de pH ácido y altas concentraciones de metales en el agua, los sedimentos y el suelo. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de la acidificación debida al retroceso glaciar en la calidad del agua de la quebrada Quilcayhuanca en Áncash, Perú, utilizando la planta Lemna minor y el cladócero Daphnia magna en ensayos de ecotoxicidad. Se determinaron en siete puntos de muestreo los parámetros físico-químicos y la toxicidad del agua superficial (AS) y del elutriado del sedimento (ES) mediante bioensayos con L. minor y D. magna. En los análisis físicoquímicos se obtuvo un pH ≤4, una conductividad eléctrica (CE) de 380 μS/cm y una turbidez de 113 UNT. Las concentraciones de cadmio (Cd), plomo (Pb), Níquel (Ni) y zinc (Zn) superaron el estándar de calidad ambiental (ECA) para agua de Perú, en tanto que las de As, Cd, cobre (Cu), Pb y Zn superaron la normativa canadiense de sedimentos, y la de Cd y As, el ECA para suelo de Perú. Se determinaron los valores de la concentración de AS y ES, con una clorosis de ≤6,25 % y 12,5 %, respectivamente, (confirmar con los autores) y del efecto por exposición al contaminante (NOEC); se registró la formación de hojas nuevas y el número total de frondas de L. minor en los siete puntos de muestreo, así como el peso seco de L. minor en uno de los puntos. En el ensayo con D. magna se determinó una concentración efectiva media para la inmovilidad (CE50-48h) de 43,55 % a 51,14%, y una concentración letal media (CL50-48h) de 50 % a 57,66 % en los ensayos con ES y AS. La ecotoxicidad en el AS y el ES debida al retroceso glaciar de la quebrada Quilcayhuanca se asoció con el pH y la presencia de metales pesados.Glacial retreat exposes sulfide rocks and promotes in situ weathering , which can lead to acidic pH conditions and high metal concentrations in water, sediments and soil. The objective of this study was to evaluate the impact of acidification due to glacial retreat on the water quality of the Quilcayhuanca stream in Ancash, Peru, using the plant Lemna minor and the cladoceran Daphnia magna in ecotoxicity assays. The physicochemical parameters and toxicity of surface water (SW) and sediment elutriate (SE) were determined at seven sampling points by bioassays with L. minor and D. magna . Physicochemical analyses obtained a pH ≤4, an electrical conductivity (EC) of 380 μS/cm and a turbidity of 113 NTU. Concentrations of cadmium (Cd), lead (Pb), nickel (Ni), and zinc (Zn) exceeded the environmental quality standard (EQS) for water in Peru, while those of As, Cd, copper (Cu), Pb, and Zn exceeded the Canadian sediment standard, and those of Cd and As exceeded the EQS for Peruvian soil. Concentrations of AS and ES were determined, with chlorosis of ≤6.25% and 12.5%, respectively, (confirm with the authors), and the effect of exposure to the contaminant (NOEC); new leaf formation and total number of fronds of L. minor were recorded at the seven sampling points, as well as the dry weight of L. minor at one of the points. In the D. magna trial, a mean effective concentration for immobility (EC 50-48h ) of 43.55% to 51.14% and a mean lethal concentration (LC 50-48h ) of 50% to 57.66% were determined in the ES and AS trials. Ecotoxicity in AS and ES due to glacial retreat in the Quilcayhuanca ravine was associated with pH and the presence of heavy metals