1.€€€€ INFORMACIÓN GENERAL. - … · ... aparece como una alternativa ... económica y...

1. INFORMACIÓN GENERAL.

TÍTULO:Caracterización del agua utilizada por la industria camaronera y desarrollo de alternativas de tratamiento basadas en procesos de oxidación avanzada para reducir la carga microbiana en efluentes.

ÁREA: DEPARTAMENTO:Biológica y Biomédica QUÍMICA

SECCIÓN DEPARTAMENTAL: INGENIERÍA AMBIENTAL

LÍNEA ESTRATÉGICA:

PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN:

Recursos Naturales, Biodiversidad y Geodiversidad

Recursos Hídricos

Fecha de Fin:05/01/2015 23/12/2015Fecha de Inicio:

DATOS DEL DIRECTOR DEL PROYECTO

NOMBRES Y APELLIDOS: Silvio David Aguilar Ramirez

IDENTIFICACIÓN: 0703596692 [email protected] ELECTRÓNICO:

ÁREAS DE CONOCIMIENTO DE ACUERDO A ORGANISMOS NACIONALES E INTERNACIONALES

SENESCYT

Actividad Científica Objetivo Socioeconómico Área Temática de I+D

OBJETIVOS DEL PLAN NACIONAL DEL BUEN VIVIR

11: Asegurar la Soberanía y Eficiencia de los Sectores Estratégicos para la Transformación Industrial y Tecnológica

Ingeniería y tecnología Control y protección del medio ambiente

Biodiversidad y Patrimonio Natural

UNESCO

Área Sub - Área

Servicios Protección del medio ambiente

Página 1 de 12

DIRECCIÓN GENERAL DE INVESTIGACIÓN Y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA

SEMILLEROS DE INVESTIGACION 2015

TIPO DE PROYECTO: Investigación

Contribuye a la iniciativa Smart Land: SI

Justifique ¿Por qué o en qué contribuye?

Si se considera que los proyectos de investigación desarrollados por la UTPL han estado enfocados principalmente en las provincias de Loja y Zamora Chinchipe, siendo escasa su intervención en la provincia de El Oro, esto ha ocasionado que la información generada por nuestra universidad no sea uniforme en la región sur del Ecuador que es el alcance, de la iniciativa Smart Land. Los datos que se generará con esta investigación, contribuirán a llenar los vacíos de información mediante el establecimiento de indicadores ambientales que permitan gestionar adecuadamente estas actividades y a su vez la toma de decisiones sobre el territorio, por otro lado se propone desarrollar una tecnología eficaz que ayudará a generar mayor productividad en particular a este sector y a la protección de los recursos naturales de esta zona

PRESUPUESTO TOTAL

8842.5

1.1 EQUIPO DEL PROYECTO

1.1.1 EQUIPO INTERNO

Nro. ROL TIPO IDENTIFICACIÓN NOMBRES Y APELLIDOS % DE PARTICIPACIÓN

1 Dirección Docente a tiempo completo

0703596692 SILVIO DAVID AGUILAR RAMIREZ

100

2 Participación Docente a tiempo completo

0104152970 JOSE RAMIRO MOROCHO CUENCA

25

3 Co - Dirección

Docente a tiempo completo

1102439237 MÓNICA JACQUELINE CISNEROS ABAD

25


1102160627 JOSE MIGUEL GUAMAN CARAGUAY

25

5 Participación Tesista pregrado

1104070634 DIAZ PARDO THALIA MONSERRATH

100

6 Participación Tesista pregrado

1104302599 DANIELA CRISTINA VALAREZO ARMIJOS

100


1104369242 MERCEDES ALEXANDRA VILLA ACHUPALLAS

25


1104493158 LORENA ELIZABETH BERMEO CASTILLO

25

Página 2 de 12



1.1.2 EQUIPO EXTERNO COOPERANTE

Nro. IDENTIFICACIÓN NOMBRES Y APELLIDOS ROL TIPO ENTIDADES DE COOPERACIÓN

1 28866625S Enrique Nebot Sanz Tutor / Asesor

Equipo externo perteneciente a otra Universidad, red u organismo nacional o internacional

UNIVERSIDAD DE CADIZ

2 75163424E Javier Moreno Andrés Participación



3 31210265R Asunción Acevedo Merino Tutor / Asesor



1.1.3 EQUIPO EXTERNO A CONTRATAR:

Nro.PERFIL

REQUERIDO FUNCIÓN

PRICIPALES ACTIVIDADES

A DESARROLLAR

TIEMPO CONTRAT

ACION(meses)

NÚMERO DE PERSONAL

A CONTRATAR

DE TENER PERSONAL RECOMENDADO, LO PUEDE

INCLUIR

IDENTIFICACIÓN NOMBRES Y APELLIDOS

1.2 ENTIDADES DE COOPERACIÓN:

PERSONA DE CONTACTO

Nro. NOMBRE DE LA ENTIDAD NOMBRES Y APELLIDOS CORREO ELECTRÓNICO

TELÉFONOS

1 UNIVERSIDAD DE CADIZ

Por Definir Por Definir Por Definir

2 UNIVERSIDAD DE GRANADA

Por Definir Por Definir Por Definir

Página 3 de 12



2. INFORMACIÓN TÉCNICA DEL PROYECTO.

RESUMEN EN ESPAÑOL DEL PROYECTO

En el sur del Ecuador, la siembra y cosecha de camarón es una de las principales actividades productivas con fines de exportación que han contribuido a mejorar la situación socioeconómica de la región y del país. La exportación de camarón se ha constituido en uno de los rubros importantes y en la provincia de El Oro es donde se cosecha un 40% de todo el crustáceo que exporta Ecuador. No obstante esta actividad no ha sido ampliamente investigada en cuanto tratamiento del recurso hídrico, por lo que es necesario que lleve asociado un control de sus aguas en todo el proceso productivo y así también el tratamiento de los vertidos generados que se caracterizan por tener una alta carga contaminante, principalmente de origen biológico. Por otro lado, los potenciales impactos asociados a enfermedades del camarón, así como el impacto en la salud pública hacen de especial importancia la necesidad de implantar un tratamiento de las aguas de desinfección; que a su vez pueda servir para degradar los diferentes compuestos orgánicos generados por esta actividad.

Este trabajo de investigación se centra en la evaluación de tecnologías de desinfección para tratar las aguas del sector acuícola, mediante tratamientos con luz ultravioleta y procesos de oxidación avanzada; se plantearán varios tratamientos, se realizarán ensayos en distintos reactores y con diferentes microorganismos indicadores, se probará la eficacia de estos en una matriz de agua marina para, finalmente, sentar las bases para el posterior planteamiento de un proyecto de mayor envergadura que pueda evaluar y tratar el ciclo integral del agua dentro de la industria camaronera del sur del Ecuador y contribuir tanto a la parte científica como tecnológica con resultados y técnicas viables de tratamiento de aguas en el sector acuícola del país, concretamente en la provincia de el Oro.

PALABRAS CLAVES

Procesos Oxidación Avanzada, Acuicultura, Desinfección

Página 4 de 12



INTRODUCCIÓN:

En la provincia de El Oro se cosecha un 40% de todo el crustáceo que exporta el país, Este incremento de la industria camaronera está generando afecciones al medio ambiente, así como impactos directos e indirectos en poblados cercanos a las granjas de producción de camarón. La necesidad de controlar la calidad del agua, utilizada en sistemas acuícolas, como en sus vertidos para minimizar el impacto derivado; valiéndose de tecnología de tratamiento de aguas y optimizando recursos. La calidad del agua es un factor muy importante en el proceso productivo y la expansión de sistemas acuícolas, por lo que es necesario aplicar metodologías de tratamiento y desinfección, que reduzcan la carga bacteriana en los suministros de agua, o que eviten el desarrollo de ¿blooms¿ de microorganismos potencialmente patógenos que afecten al proceso productivo, al medio ambiente y la salud humana.Las descargas de los efluentes pueden contener varios tipos principales de contaminantes: nutrientes, drogas, antibióticos y microorganismos patógenos. El monto total de contaminantes en las descargas de piscinas y laboratorios se incrementa con la intensidad de las operaciones, a todo ello hay que sumar la importancia de la contaminación microbiológica: por un lado como una causa importante de enfermedades y por consecuente, pérdidas económicas en la industria del camarón; sin olvidar la alta carga contaminante del vertido final, que constituye un peligro potencial para la salud humana. Como ejemplo de esto se puede citar el caso del Bacilo del cólera (Vibrio cholerae), bacteria que perjudica tanto a la producción acuícola como a la salud humana, causando un perjuicio tanto a las especies autóctonas como a las actividades humanas a gran escala.El resultado puede ser una rápida declinación de la calidad del agua y la dispersión de enfermedades. Existen evidencias crecientes de que los impactos ambientales de la acuicultura del camarón tienen un papel significativo en el brote de enfermedades que están afectando a las camaroneras en Asia y Latinoamérica. El estrés resultante de la exposición a condiciones deficientes en el medio ambiente, debilita al camarón y lo vuelve más sensible a enfermedades.Los tratamientos destinados al agua de mar se encuentran poco desarrollados en la actualidad, por ello muchas investigaciones actuales se centran en el desarrollo de tecnologías de desinfección de aguas marinas. La desinfección por radiación ultravioleta (UV) aparece como una alternativa segura, eficaz, económica y ecológica frente a otros métodos para el tratamiento de aguas potables y residuales, así como la fotocatálisis con TiO2 y la fotólisis con H2O2. En estas se combina el efecto germicida de la radiación UV con la generación de radicales libres que atacan a los organismos vivos. Estos radicales no implican problemas ambientales, pues su tiempo de vida es muy corto, consumiéndose inmediatamente después de generarse y en cierta medida reducen el uso de biocidas químicos.

OBJETIVOS:

GENERALES

El objetivo principal de este proyecto será asentar las bases para la posterior ejecución de un proyecto de mayor envergadura que pueda evaluar y tratar el ciclo integral del agua dentro de la industria camaronera del sur del Ecuador.

ESPECIFICOS

1. Caracterización del agua en la industria camaronera.

2. Optimizar y evaluar diferentes tecnologías de tratamiento para aguas del sector acuícola.

Página 5 de 12



METODOLOGÍA:

Objetivo 1: Caracterización de aguas.

Se escogerá una piscifactoría dedicada al cultivo de camarón en la provincia del Oro, con el objetivo de realizar diferentes muestreos a lo largo del año (según la etapa productiva del mismo), y hacer un estudio preliminar de caracterización de todo el agua de proceso. Se recolectarán varias muestras en diferentes puntos de la planta, así como en diferentes épocas del año.

Una vez recolectadas las muestras se analizarán y se identificarán parámetros físico-químicos y microbiológicos en cada etapa del proceso, para de esta forma caracterizar y evaluar los requerimientos del agua de entrada, así como la carga contaminante acumulada al final del proceso.

Todos los análisis de caracterización se realizarán en el laboratorio acreditado de aguas de la sección de Ingeniería Ambiental de la UTPL y de acuerdo a la metodología estandarizada (APHA, 1998).

Objetivo 2: Optimizar y evaluar diferentes tecnologías de tratamiento.

Se escogerán diferentes tecnologías de tratamiento basados en procesos de oxidación avanzada y se realizarán ensayos a escala de laboratorio con las tecnologías escogidas para diseñar el método experimental así como obtener unos primeros resultados en tratamiento de aguas marinas con destino a acuicultura.

Primeramente se diseñarán y construirán reactores basados en luz UV, pudiendo de esta forma aplicar varios métodos como la fotocatálisis o fotólisis, existiendo la posibilidad de agregar un tratamiento con ozono. Para probar la efectividad de dichas tecnologías nos centraremos en la desinfección (como componente principal de tratamiento y que abarca tanto el efluente de entrada como de salida) con indicadores bacterianos Escherichia coli y Enterococcus faecium, indicadores microbiológicos de contaminación fecal. De la misma forma existe la posibilidad de, una vez caracterizada el agua de la planta, aplicar dichos tratamientos a microorganismos propios de la planta.

Se realizará la puesta a punto de los métodos de detección bacterianos así como el diseño experimental de los ensayos a escala de laboratorio. Todos los ensayos tendrán lugar partiendo de las condiciones más puras (con agua destilada contaminada con cepas puras de bacterias), para posteriormente usar agua de mar sintética y por último agua marina de la zona de estudio.

Se caracterizará en todos los casos la cinética de inactivación, persiguiendo optimizar las variables más relevantes en cada caso. Los parámetros y variables relativos a la calidad del agua se analizarán siguiendo la metodología estandarizada.

Página 6 de 12



RESULTADOS POR OBJETIVOS:RESULTADOS POR OBJETIVOS:

1.- Obtener la línea base del estado actual de la calidad del agua del sector camaronero de la provincia del Oro en Ecuador: determinando el grado de degradación de las aguas y el posible impacto derivados de los vertidos asociados a esta actividad.

2.- Optimización de un tratamiento para desinfección en agua marina que sea eficaz y sostenible.

3.- Desarrollo de una tesis a nivel de pregrado con la escuela de Ingeniería Química.

4.- Publicación en una revista científica especializada en el tema abordado.

5.- Posible comunicación científica en congresos internacionales; facilitando la difusión de los resultados, no solo en el sector académico-científico, sino también en el mundo industrial.

6. Fomentar las relaciones interinstitucionales entre la UCA (Universidad de Cádiz, España) y UTPL.

Página 7 de 12



CRONOGRAMA:

ACTIVIDAD FECHA INICIO FECHA FIN

Elab. banco referencias bib. 1/5/2015 12:00:00 AM 12/7/2015 12:00:00 AM

Muestreo y caracterización 2/7/2015 12:00:00 AM 9/30/2015 12:00:00 AM

Selección area de estudio 1/5/2015 12:00:00 AM 12/7/2015 12:00:00 AM

Diseño ensayos laboratorio 2/9/2015 12:00:00 AM 4/30/2015 12:00:00 AM

Puesta en marcha reactores 2/16/2015 12:00:00 AM 4/30/2015 12:00:00 AM

Ensayos de desinfección 4/13/2015 12:00:00 AM 8/31/2015 12:00:00 AM

Resultados y validación 9/1/2015 12:00:00 AM 10/1/2015 12:00:00 AM

Publicación-difusión resultado 10/1/2015 12:00:00 AM 12/23/2015 12:00:00 AM

El objetivo principal de este proyecto será asentar las bases para la posterior ejecución de un proyecto de mayor envergadura que pueda evaluar y tratar el ciclo integral del agua dentro de la industria camaronera del sur del Ecuador.

1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

1. Caracterización del agua en la industria camaronera. 1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

2. Optimizar y evaluar diferentes tecnologías de tratamiento para aguas del sector acuícola.

1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

1.- Obtener la línea base del estado actual de la calidad del agua del sector camaronero de la provincia del Oro en Ecuador: determinando el grado de degradación de las aguas y el posible impacto derivados de los vertidos asociados a esta actividad.

1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

2.- Optimización de un tratamiento para desinfección en agua marina que sea eficaz y sostenible.

1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

5.- Posible comunicación científica en congresos internacionales; facilitando la difusión de los resultados, no solo en el sector académico-científico, sino también en el mundo industrial.

1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

3.- Desarrollo de una tesis a nivel de pregrado con la escuela de Ingeniería Química.

1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

4.- Publicación en una revista científica especializada en el tema abordado. 1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

6. Fomentar las relaciones interinstitucionales entre la UCA (Universidad de Cádiz, España) y UTPL.

1/1/0001 12:00:00 AM 1/1/0001 12:00:00 AM

Página 8 de 12



BIBLIOGRAFÍA:

Agustina, T. E., Ang, H. M., & Vareek, V. K. (2005). A review of synergistic effect of photocatalysis and ozonation on wastewater treatment. ¿ C: Photochemistry Reviews, 6(4), 264¿273. Bravo, E. (2003). Caso 2: la industria camaronera en ecuador 1. Acción Ecológica, 1¿11.Dinamarca, C. A. S. (2001). Efluentes y balance de nutrientes en piscinas camaroneras con diferentes prácticas de manejo. Escuela Superior Politecnica Del Litoral.Durazno, C., Jiménez, D., & Moral, C. (2008). Caracterización y Propuesta Técnica de la Acuicultura en el Sector de Arenilla , Provincia de El Oro.FAO. (2014). El estado mundial de la pesca y la acuicultura. Oportunidades y Desafíos.Jorquera, M. A., Valencia, G., Eguchi, M., Katayose, M., & Riquelme, C. (2002). Disinfection of seawater for hatchery aquaculture systems using electrolytic water treatment. Aquaculture, 207(3-4), 213¿224.Krom, M. D., Ben David, A., Ingall, E. D., Benning, L. G., Clerici, S., Bottrell, S., ¿ van Rijn, J. (2014). Bacterially mediated removal of phosphorus and cycling of nitrate and sulfate in the waste stream of a ¿zero-discharge¿ recirculating mariculture system. Water Research, 56, 109¿21. Lomelí-Ortega, C. O., & Martínez-Díaz, S. F. (2014). Phage therapy against Vibrio parahaemolyticus infection in the whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei) larvae. Aquaculture, 434, 208¿211. Nebot Sanz, E., Salcedo Dávila, I., Andrade Balao, J. a, & Quiroga Alonso, J. M. (2007). Modelling of reactivation after UV disinfection: effect of UV-C dose on subsequent photoreactivation and dark repair. Water Research, 41(14), 3141¿51. Pardo, S., & Soriano, E. (2006). TRATAMIENTO DE EFLUENTES¿: UNA VÍA PARA LA ACUICULTURA, (1), 20¿29. Penru, Y., Guastalli, A. R., Esplugas, S., & Baig, S. (2012). Application of UV and UV/H2O2 to seawater: Disinfection and natural organic matter removal. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 233, 40¿45. Romero-Martínez, L., Moreno-Andrés, J., Acevedo-Merino, A., & Nebot, E. (2014). Improvement of ballast water disinfection using a photocatalytic (UV-C + TiO 2 ) flow-through reactor for saltwater treatment. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, (89), 1203¿1210. Rubio, D., Nebot, E., Casanueva, J. F., & Pulgarin, C. (2013). Comparative effect of simulated solar light, UV, UV/H2O2 and photo-Fenton treatment (UV-Vis/H2O2/Fe2+,3+) in the Escherichia coli inactivation in artificial seawater. Water Research, 47(16), 6367¿79. Singh, S., Ebeling, J., & Wheaton, F. (1999). Water quality trials in four recirculating aquacultural system configurations. Aquacultural Engineering, 20(2), 75¿84. Van Rijn, J. (2013). Waste treatment in recirculating aquaculture systems. Aquacultural Engineering, 53, 49¿56.

Página 9 de 12



2.8 OBSERVACIONES:

El presente proyecto solicitado se presenta junto con otro semilla en la misma zona de estudio, con el fin de complementar los impactos de camaroneras en la zona de el Oro. Complementando de esta forma los aspectos ingenieriles y tecnológicos junto con los de conservación y restauración del departamento de Ciencias Naturales.

Por otro lado, cabe destacar la colaboración de personal del departamento de Tecnologías del Medio Ambiente de la Universidad de Cádiz (España), fomentando las relaciones institucionales y reforzando la viabilidad y futuro del presente proyecto.

El grupo de investigación de la Universidad de Cádiz lleva trabajando en el tratamiento de aguas marinas desde el año 1999. Fundamentalmente se ha trabajado en el tratamiento de aguas de refrigeración de centrales térmicas, para mitigar el problema de fouling que se da en los tubos de los condensadores de las centrales térmicas costeras. Se han ensayado, optimizado y modelizado diversos tratamientos de tipo químico mediante el uso de sustancias como hipoclorito sódico, ácido peracético, aminas alifáticas e iones cobre. Sin embargo, estos tratamientos, aunque son eficaces, presentan la dificultad de que suponen el consumo y posterior vertido de grandes cantidades de sustancias tóxicas.

Paralelamente a estos trabajos se han desarrollado investigaciones sobre el empleo de la radiación UV para la desinfección de aguas residuales urbanas, habiéndose alcanzado un significativo conocimiento de esta técnica mediante el manejo de plantas piloto e industriales.

Se han desarrollado modelos que calculan la dosis de radiación aplicada y los efectos de la misma sobre los microorganismos del agua tratada en función de las condiciones de operación y de las características del agua.

Asimismo, se tiene experiencia en la caracterización de la calidad ambiental del agua de mar, lo que es imprescindible a la hora de diseñar un tratamiento adecuado de este tipo de agua.También se tiene la necesaria base en la evaluación de la toxicidad de estos tratamientos sobre la biota marina.

REFERENCIAS DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN (UCA):Acevedo, A., et al. (2005). ¿Dilution and autodepuration processes in a coastal system affected by urban wastewaters discharges: case study of the Iro River estuary (southwestern Spain)¿. Ciencias Marinas, 31 (1B), 221-230Nebot, E. et al. (2007). ¿Modelling of reactivation after UV disinfection: Effect of UV-C dose on subsequent photoreactivation and dark repair¿. Water Research. Vol 41/14, pp 3141-3151Romero-Martínez, L., Moreno-Andrés, J., Acevedo-Merino, A., & Nebot, E. (2014). Improvement of ballast water disinfection using a photocatalytic (UV-C + TiO 2 ) flow-through reactor for saltwater treatment. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, (89), 1203¿1210.

3. PRESUPUESTO.

3.1 RESUMEN

ÍTEM VALOR

Viáticos y Subsistencias/Internacional 150

Gastos Varios 400

Viáticos y Subsistencias/Nacional 800

Materiales/Suministros/Reactivos 2700

Equipos/Infraestructura/Bibliografía 2200

Página 10 de 12



Capacitación 300

Total de Costos Directos 6550

Total de Costos Indirectos 2292.5

Total Presupuesto 8842.5

3.2 DETALLE

ÍTEM SUBITEM DESCRIPCION CANTIDAD VALOR TOTAL V. AÑO1

Viáticos y Subsistencias/Nacional

Viáticos Nacionales + pasajes terrestres y aéreos+trámites de visa

salida campo 8 50 400 400

Viáticos y Subsistencias/Nacional

Alquiler de vehículos

monitoreo 5 80 400 400

Viáticos y Subsistencias/Internacional

Viáticos internacionales

internacionales 1 150 150 150

Capacitación Inscripciones a congresos +cursos+seminarios+talleres

capacitación 1 300 300 300

Materiales/Suministros/Reactivos

Reactivos Reactivos análisis

1 2700 2700 2700

Gastos Varios Otros gastos gastos varios 1 400 400 400

Equipos/Infraestructura/Bibliografía

Equipos reactor 2 1000 2000 2000

Equipos/Infraestructura/Bibliografía

Bibliografía adquisición de texto

1 200 200 200

INVESTIGADOR: AUTORIZADO POR:


DIRECCIÓN ADMINISTRATIVA FINANCIERA

Nombre: Silvio David Aguilar Ramirez

Página 11 de 12



de 12



1.€€€€ INFORMACIÓN GENERAL. - … · ... aparece como una alternativa ... económica y...

Documents

Transcript of 1.€€€€ INFORMACIÓN GENERAL. - … · ... aparece como una alternativa ... económica y...