Aplicación de energía solar en unidades productivas agropecuarias : como alternativa al cambio climático y la captura de carbono en Costa Rica : programa local piloto de energía renovable

En la actualidad se debe trabajar en la aplicación de energías limpias tales como energía solar, el uso de biomasa y otras fuentes renovables, como alternativa al cambio climático y la captura local de carbono, para mitigar el efecto de invernadero. El presente trabajo ha logrado diseñar, construir y comenzar a generar datos de interés que muestren el potencialidad de la energía solar en actividades agropecuarias en la región Huetar Norte y Chorotega de Costa Rica a través de sistemas de captación térmico de calentamiento de agua en sistemas termosifónicos y fotovoltaico para la generación de energía. Las unidades productivas en donde se están usando estos sistemas son: lecherías y plantas de producción de quesos. El uso de estos sistemas nos permiten lograr el autoconsumo en energía eléctrica, en la esterilización de equipos de ordeño, pasteurización de la leche, en los sistemas de iluminación, en equipos de refrigeración y por consiguiente bajar la factura de pago de electricidad en estas instalaciones productivas buscando sistemas más amigables con el ambiente y bajar la huella de carbono local y regional. Durante todo el período de trabajo se han monitoreado los parámetros climáticos tales como temperaturas (medias, mínimas y máximas), insolación, irradiación solar, que nos permitan correlacionar datos agroclimáticos con captación de energía solar. Los sistemas disponen de un equipo de transmisión de datos inalámbricos que registran a partir de termopares, el llenado y uso de la energía de los tanques térmicos con diferenciales de temperatura, así como de producción eléctrica y su uso. Se ofrecen los datos de correlación entre producción potencial de energía solar, factura eléctrica, en donde se visualiza la tendencia entre ambas variables, así como la comparación entre instalaciones con y sin el sistema, con sus respectivos modelos matemáticos. Estos sistemas finalmente nos acercan a una producción sostenible en Costa Rica, así como una reducción importante de la huella de carbono en la los sistemas de producción animal en el país.Fil: Araya Rodríguez, Freddy. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Sede Regional de San CarlosFil: Guzmán Hernández, Tomas. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Sede Regional de San CarlosFil: Moreira, Cristian. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Sede Regional de San Carlo

Desarrollo de una red de monitoreo por sensores remotos de la calidad de agua

A partir de la integración de tecnologías, se diseña una red de sensores cuyos datos son transferidos de manera remota a una estación central a partir de un sistema inalámbrico de transmisión, para el monitoreo de la calidad del agua

Valoración de las propiedades magnéticas en bioindicadores y en polvo urbano, como método alternativo para monitorear la contaminación atmosférica en zonas de flujo vehicular

Proyecto de Investigación y extensión. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Dirección de Proyectos. Escuela de Química, 2023Este proyecto cumple con el objetivo ODS 11: lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles. Meta 6: reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, incluso prestando especial atención a la calidad del aire y la gestión de los desechos municipales y de otro tipo.La contaminación atmosférica es uno de los problemas ambientales más serios a nivel mundial debido a sus efectos adversos en la salud pública. En Costa Rica, la mayoría de las emisiones contaminantes se debe a la creciente flota vehicular, que contienen partículas finas (PMs) y metales pesados (MPs). Los MPs son bioacumulables y no biodegradables. Varios de los contaminantes emitidos poseen propiedades magnéticas, cuya medición representa un mecanismo rápido alterno y de bajo costo para el monitoreo de la contaminación del aire. Los MPS se depositan en el suelo, polvo urbano o en material vegetal. El objetivo del proyecto fue generar una metodología novedosa fundamentada en las propiedades magnéticas en biomonitores y polvo urbano, como método alternativo para monitorear la contaminación atmosférica en zonas de flujo vehicular. Se seleccionaron muestras de hojas de un cítrico, laurel de la India, ciprés, casuarina; y polvo urbano, por un período de 2 años, en diferentes zonas, para analizar su contenido de metales pesados (hierro, cobre, plomo, cromo, níquel, vanadio, zinc y cadmio) por métodos químicos tradicionales y sus propiedades magnéticas. Posteriormente se determinó estadísticamente las posibles correlaciones entre los MPs y las respectivas mediciones magnéticas. Se encontraron correlaciones estadísticamente significativas entre las propiedades magnéticas y las sustancias químicas de las plantas estudiadas, para todos los MPs, excepto cadmio. Se confirmó que los análisis magnéticos se pueden utilizar para distinguir diferentes grados de contaminación del aire urbano

Elaboración de un modelo para predecir la vulnerabilidad de metales pesados en agua y sedimentos en distintas regiones del país

Proyecto de investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Dirección de Proyectos, Escuela de Química, Escuela de Ingeniería en Seguridad Laboral e Higiene Ambiental, Área Académica del Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo, 2023Este proyecto cumple con el Objetivo ODS 3: asegurar una vida sana y promover el bienestar de todas las personas en todas las edades. Meta 9: reducir considerablemente el número de muertes y enfermedades producidas por productos químicos peligrosos y la contaminación del aire, el agua y el suelo.Costa Rica posee una riqueza hídrica, pero con contaminación alta. Destacan los metales pesados (MPs) por sus efectos adversos en la salud de personas, animales y plantas, su bioacumulación y no biodegradabilidad. El propósito de esta investigación fue evaluar su contenido en ríos y sedimentos y relacionarlo con diferentes usos del suelo, su textura y la época de monitoreo. Se muestrearon 26 sitios ubicados en diferentes zonas del país y se evaluó el contenido en plomo, cromo total, cadmio, mercurio, cobre, arsénico y níquel entre el 2017 al 2019. Prácticamente todos los sitios en ríos mostraron presencia de MPs y en algunos casos con niveles de toxicidad probable. Las excepciones fueron el Cd, el Pb y el As. En el caso de sedimentos, los niveles fueron de toxicidad no probable o indefinida, excepto el Cd. Se desarrollaron modelos predictivos de cada MPs en los ríos, pero los niveles de confiabilidad fueron inferiores al 42%. Los niveles de confiabilidad en los sedimentos fueron mejores y cabe destacar el Pb (70%), el Cr (73%), el As (71%), el Ni (74%) y el resto de los metales con niveles bajos de confiabilidad. Los modelos predictivos multivariados parecen indicar una correlación compleja, con variabilidad alta, que afectan estos niveles de confiabilidad. Sin embargo, las correlaciones bivariadas sí muestran niveles de confianza altos superiores al 95 %, el (90-95) % y el (80-90) % entre los distintos usos del suelo, su textura o su velocidad de infiltración, lo cual resalta la importancia de esta investigación.Costa Rica has water resources, but with high pollution. Heavy metals (MPs) stand out due to their adverse effects on the health of people, animals and plants, their non-biodegradability and bioaccumulation. The purpose of this research was to evaluate its content in rivers and sediments and relate it to different land uses, its texture and the monitoring period. Twenty-six sites located in different parts of the country were sampled and the content of lead, total chromium, cadmium, mercury, copper, arsenic and nickel was evaluated between 2017 and 2019. Practically all the sites in rivers showed the presence of PMs and in some cases with probable toxicity levels. The exceptions were Cd, Pb and As. In the case of sediments, the levels were of improbable or indefinite toxicity, except for Cd. Predictive models of each MPs in the rivers were developed, but the reliability levels were lower at 42%. The levels of reliability in the sediments were better and it is worth highlighting Pb (70%), Cr (73%), As (71%), Ni (74%) and the rest of the metals with low levels of reliability. Multivariate predictive models seem to indicate a complex correlation, with high variability, affecting these reliability levels. However, the bivariate correlations do show high confidence levels above 95 %, (90-95)% and (80-90) % between the different uses of the soil, its texture or its infiltration speed, which highlights the importance of this research

Uso de tecnología solar en actividades agropecuarias de la Región Huetar Norte de Costa Rica (Parte I y II)

Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2021Este manual se pretende mostrar los resultados de la aplicación de esta energía en sistemas de producción agropecuaria en la Región Huetar Norte de Costa Rica. Para ello se ha montado varios sistemas térmicos y uno fotovoltaico y se ha determinado su volumen de producción a través de un sistema computarizado de registro de datos. La primera parte del manual “Uso de tecnología solar en actividades agropecuarias de la Región Huetar Norte de Costa Rica. Manual Técnico” fue el resultado de los primeros proyectos de investigación y extensión desarrollados entre 2014 y 2017 por Grupo de Investigación en Sistemas Térmicos Solares para la Agricultura del Programa de Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo del Programa de Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo (Campus Tecnológico Local San Carlos, Instituto Tecnológico de Costa Rica), cuyos integrantes comenzaron a trabajar en la aplicación de la tecnología térmica solar en otras actividades agrícolas (secado, escaldado, entre otros) a partir de 2017. Esta segunda parte está compuesta por un compendio de artículos publicados en diferentes medios científicos, técnicos, divulgativos y memorias de eventos científicos y, también incluye algunos otros resultados producto del registro, la evaluación de los datos del funcionamiento de estos equipos y los planos de cada uno de los sistemas (Cuadro 1). El proyecto que dio inicio a la aplicación de sistemas solares en unidades de producción agrícola, especialmente en ganadería, se denominó “Implementación de tecnologías solares en actividades económicas agropecuarias en la zona Huetar Norte de Costa Rica. Programa local piloto”, el cual estuvo inscrito en el Programa de Regionalización Universitaria (PUR-CONARE) y que inició en 2014 en el Campus Tecnológico Local San Carlos (ITCR) y contó con un financiamiento de 10 millones de colones aportados por el ITCR. Ese proyecto, así como la experiencia generada por los investigadores, abrió la puerta para la ejecución de otros proyectos relacionados (cuadro 2) que lograron atraer más de 200 millones de colones de fondos externos (MAG- FITTACORI, INDER, Fundación CRUSA) para la utilización de energía solar en las actividades de pequeños y medianos productores agropecuarios y agroindustriales, comunidades, así como a cooperativas y asociaciones de productores legalmente constituidos principalmente en la región Huetar Norte de Costa Rica (Cuadro 3). Estos proyectos han permitido mejorar la calidad de los procesos de producción, tanto agrícola como agroindustrial, en los procesos de esterilización, pasteurización, secado y escaldado, el uso de sistemas limpios de producción y la mejora de las condiciones ambientales, por la reducción de la huella de carbono y de la emisión de gases de efecto de invernadero gracias a la transferencia de esta tecnología avanzadas a los procesos de producción rural del país, por lo que los productores de otras zonas del país (Dota, Zarcero, Pérez Zeledón y zona Sur, entre otras) reclamen la aplicación de estos sistemas. Esta vinculación academia-sector productivo-gobierno (instituciones públicas) han permitido la participación tanto de estudiantes costarricenses como de diferentes países, entre ellos España y México y, por medio de una propuesta robusta, solucionar problemas concretos de la práctica productiva de las pequeñas y medianas empresas o asociaciones, lo que constituye clave del éxito de estos proyectos. El grupo de investigación fue galardonado con el premio “National Energy Globe”, de la Fundación Energy Globe (Austria) en 2018 y 2019 por los proyectos “Sistemas solares térmicos para operaciones agrícolas” (Thermal solar systems for farming operations) y “Utilización de energía solar en el proceso de secado de productos agrícolas” (Use of solar energy in the drying process of agricultural products), respectivamente, con los cuales representaron al ITCR. Esperamos que el mismo sea de utilidad para técnicos, ingenieros, productores, empresas, y el sector público

En servisios administrados por ASADAS, Equipo interuniversitario busca mejorar calidad de agua de consumo humano

Contribuir con el desarrollo y el mejoramiento de la calidad de vida de los habitantes de la Región Huetar Norte, por medio del incremento de la competitividad a través de la gestión ambiental en los recursos hídricos, es el objetivo principal del proyecto interuniversitario denominado Modelo de gestión ambiental para acueductos rurales y red de monitoreo de la calidad del agua, que inició en el año 2009 y fi nalizará en el 2012. Este proyecto se desarrolla en la provincia de Alajuela y concretamente en el cantón de San Carlos, en los distritos en los cuales los servicios de agua de consumo humano son administrados por una Asociación Administradora de Acueducto Rural, mejor conocida como ASADA

Efectos de la actividad humana en la cuenca del río San Carlos

Se analizó el efecto de las actividades agropecuarias en los recursos hídricos de la cuenca del río San Carlos, ubicado en la región noreste de Costa Rica, cuyo uso es fundamentalmente agropecuario. Los indicadores utilizados fueron: ph, temperatura, fosfatos, nitratos, oxígeno disuelto, sólidos totales, coliformes fecales y totales. Se determinó cuáles son los plaguicidas más utilizados y su impacto en el recurso hídrico; se verificó el arrastre de fertilizantes y partículas sólidas del suelo producto de la escorrentía superficial como consecuencia de las altas precipitaciones en zonas de explotación ganadera y cultivos, principalmente de caña de azúcar, piña, cítricos. Se encontró que existe una alta relación entre el nivel de las precipitaciones y la presencia de contaminantes en el cauce principal y cauces secundarios de la cuenca

Estudio fisicoquímico de los afluentes del río San Carlos

Luego de un estudio de dos años en el cauce principal del río San Carlos, ubicado en la zona norte de Costa Rica, en el que se analizó la presencia de contaminación química, se desarrolló entre los años 2001 y 2002 un proceso de análisis en los afluentes principales. Se encontraron, en algunos sectores, altos niveles de fosfatos y nitratos

Efectos de la actividad humana en la cuenca del río San Carlos

Se analizó el efecto de las actividades agropecuarias en los recursos hídricos de la cuenca del río San Carlos, ubicado en la región noreste de Costa Rica, cuyo uso es fundamentalmente agropecuario. Los indicadores utilizados fueron: ph, temperatura, fosfatos, nitratos, oxígeno disuelto, sólidos totales, coliformes fecales y totales. Se determinó cuáles son los plaguicidas más utilizados y su impacto en el recurso hídrico; se verificó el arrastre de fertilizantes y partículas sólidas del suelo producto de la escorrentía superficial como consecuencia de las altas precipitaciones en zonas de explotación ganadera y cultivos, principalmente de caña de azúcar, piña, cítricos. Se encontró que existe una alta relación entre el nivel de las precipitaciones y la presencia de contaminantes en el cauce principal y cauces secundarios de la cuenca

Estudio fisicoquímico de los afluentes del río San Carlos

Luego de un estudio de dos años en el cauce principal del río San Carlos, ubicado en la zona norte de Costa Rica, en el que se analizó la presencia de contaminación química, se desarrolló entre los años 2001 y 2002 un proceso de análisis en los afluentes principales. Se encontraron, en algunos sectores, altos niveles de fosfatos y nitratos