Las líneas de investigación en este eje de conocimiento son:

Hidrología

Costa Rica es uno de los países más ricos en recurso hídrico en Centroamérica, con una densa red de cuencas de donde se extrae agua principalmente para el consumo humano, para la industria, para sector el agrícola y para proyectos hidrológicos. En el campo de la hidrología se desarrolla investigación en la planificación y evaluación de recursos hídricos, evaluación del cambio climático y sus efectos en la ecología y el recurso hídrico.  

La cuenca alta del río Toro, localizada en el noroeste de Costa Rica, juega un papel importante en el suministro de agua para generación eléctrica a nivel nacional, lo que representa
aproximadamente un 10% de la producción hidroeléctrica del país.

Para el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), un conocimiento detallado de los procesos hidrológicos de la cuenca es vital en la operación y proyección del potencial hidroeléctrico. Por esta razón, el TEC ha iniciado un estudio hidrológico que cuantifique la respuesta de la cuenca alta del río Toro a la precipitación, al tiempo que se desarrollan balances hidrológicos con diversas resoluciones temporales que puedan ser utilizados para optimizar el esquema de generación eléctrica en la cuenca.

Prevención y mitigación de inundaciones

Por otra parte, el TEC se enfoca en la modelación hidrodinámica y morfológica de los ríos para minimizar y controlar el impacto por inundaciones y arrastre de sedimentos, principalmente en la zona de la Vertiente Atlántica de Costa Rica, la región más afectada por derrumbes e inundaciones en la temporada de huracanes. Con esta investigación se busca lograr un mayor entendimiento del comportamiento de los ríos al evaluar la hidrodinámica y el transporte de sedimentos en su parte baja e identificar condiciones críticas de flujo y sedimentos. Esto permitirá generar posibles soluciones ante escenarios basados en ocurrencia de eventos extremos, así como medidas para una adecuada gestión de cuencas.

Entre los estudios realizados se incluye la cuantificación de la erosión hídrica en función de diferentes técnicas de mecanización agrícola para minimizar la contaminación del agua por
sedimentos en la parte alta de la cuenca del río Reventazón. Con esta información se busca crear un modelo explicativo de transporte de sedimentos y cuantificar el costo-beneficio de las técnicas de mecanizado para los productores. También se capacita a los productores y
operadores de la maquinaria sobre las formas adecuadas de aplicación de la mecanización en
las labores.

Además, el TEC se ha especializado cada vez más en el diseño de sistemas de monitoreo de variables climatológicas a nivel nacional. La información obtenida permite inferir modificaciones hidrológicas en la cuenca alta del río Tempisque causadas por cambio climático. Se cuenta con una red de sensores distribuida en parcelas de estadios diferentes, así como estaciones meteorológicas y de monitoreo de caudal en diferentes afluentes del río. Este proyecto se desarrolla en forma simultánea en el bosque seco de México y Brasil con el objetivo de tener elementos que permitan tomar decisiones a nivel mesoamericano.

Potabilización y tratamiento de aguas

En el tema de potabilización y tratamiento de aguas, el TEC ha establecido programas de
saneamiento ambiental en las comunidades junto con gobiernos locales y comunidades encargadas de acueductos rurales. Se busca promover el uso eficiente del recurso hídrico y su gestión  incluyendo captación, tratamiento y distribución, y el monitoreo de la calidad del agua para consumo humano y de aguas residuales. Para ello, se colabora con las comunidades realizando estudios de factibilidad del recurso hídrico para el abastecimiento de agua potable por medio de acueductos comunales y se evalúa el funcionamiento de tanques sépticos para su optimización con miras a disminuir el impacto por contaminación de las aguas residuales.

Calidad del agua

También se investiga en la implementación de dispositivos de bajo costo para la detección de contaminantes y el tratamiento de aguas residuales, así como formas de detección alternativas. Ejemplos de estas actividades son el desarrollo de un dispositivo de cuantificación continua del ion nitrato, sistemas de remoción de arsénico basados en adsorbentes, así como el uso de nanotecnología para modificar electrodos para la detección de pesticidas y la remoción de arsénico.