Plan piloto de capacitación sobre el desarrollo de la oratoria, dirigido a los maestros y maestras de primaria (I y II ciclo), que respondan a los problemas de expresión oral de los niños y niñas, de 5 centros educativos del cantón Central de Cartago.

Diseño de un modelo práctico de coordinación interinstitucional para apoyar el fortalecimiento de la producción sostenible en la Región Huetar Norte

Propuesta metodológica para la determinación de caudal ambiental en una cuenca piloto en el marco del proceso de otorgamiento de concesiones de agua (río Birrís). 

El proyecto propuesto sobre caudal ambiental responde a una necesidad presente en el proceso de otorgamiento de concesiones de agua que se lleva a cabo en Costa Rica a cargo de la Dirección de Agua del Ministerio de Ambiente y Energía. En Costa Rica el caudal ambiental se calcula como un 10% del aforo caudal medio del río. Este porcentaje ha carecido de fundamento científico en relación con las condiciones fluviales aptas para preservar los ecosistemas presentes en los cauces. Las concesiones de agua para los diferentes usos han provocado un impacto ambiental que se ve reflejado en las condiciones de disponibilidad del recurso hídrico en algunos puntos vulnerables del país, así como en las condiciones fisicoquímicas y ecológicas de los cauces. En el caso del río Birrís, se concesiona un 20% del caudal para uso consuntivo como producción agrícola, humano y riego, y el restante se utiliza para la generación hidroeléctrica. Debido a la baja calidad de sus aguas a la fecha no existen especies indicadoras lo que imposibilita el uso de enfoques que tomen en cuenta los ecosistemas para generar curvas de preferencia ya que los estudios biológicos concluyeron que no existen indicadores de caudal en el río Birrís. El presente trabajo utilizó un enfoque hidrológico para determinar el caudal ambiental del río Birrís usando la metodología de curva de duración de caudales. Se basa en el análisis de series de datos de clima obtenidas por 10 años y series de caudales diarios con un periodo de tres años.

Título: Determinación de Impactos inmediatos y a largo plazo sobre la dinámica en el hábitat acuático disponible comparando las condiciones en cola de embalse, el trayecto crítico y aguas abajo de la restitución del Proyecto Hidroeléctrico del río Pirrís

Las represas para generación hidroeléctrica son infraestructuras que benefician al país, por ser una fuente de generación de electricidad potencialmente amigable con el ambiente. Además, benefician a las comunidades que las rodean por las actividades económicas y productivas que se pueden desarrollar gracias a ellas. No obstante, son una intervención antrópica que, dependiendo del manejo, podrán genera impactos socio-ambientales y ecológicos importantes debido al cambio de la hidrología y morfología del río. El Proyecto Hidroeléctrico Pirrís (P.H. Pirrís) se ubica propiamente en el cauce principal, aprovechando el recurso hídrico de una quinta parte de la cuenca y no se cuenta con estudios sobre los posibles impactos que se podrían estar generando sobre esta cuenca. Por lo que, este proyecto pretende analizar la dinámica en el hábitat acuático comparando las condiciones en la cola del embalse de la represa, el trayecto crítico y aguas abajo de la restitución en el P.H Pirrís. Para ello será necesario evaluar los regímenes de caudal en estos tres puntos tanto en el escenario actual como de cambio climático, por el efecto potencial que tiene esta variación global del clima en los sistemas acuáticos de los ríos. Estos serán la base para la simulación de hábitat con el fin de obtener las curvas de áreas útiles ponderadas (WUA-Q) de las especies indicadoras. De esta manera el proyecto espera ser un recurso técnico útil para las entidades públicas y privadas para la toma de decisiones en cuanto a la ejecución de estructuras hidráulicas que alteran el carácter dinámico natural de los ríos.

Palabras clave: recurso hídrico; simulación de hábitat; cambio climático

• Periodo de ejecución: Julio 2022 - Julio 2024.
• Área: Ciencias naturales
• Subárea: Ciencias biológicas

Producción de enmiendas carbono neutro utilizando alternativas de saneamiento para recuperar y conservar el suelo.

La degradación del suelo afecta la productividad del país, pone en riesgo la seguridad del agua y afecta la calidad de vida de los habitantes. En medio de un confuso marco de acción, actividades como la quema incontrolada de residuos agrícolas en el campo, el vertido clandestino de lodos y residuos sépticos en ríos, entre otras malas prácticas, sumadas a una inexistente legislación para el diseño y construcción de tanques sépticos, facilitan directa e indirectamente la liberación al medio de patógenos, contaminantes atmosféricos nocivos y gases con efecto invernadero, como el metano y el óxido nitroso. Adicionalmente, existe un serio deterioro de los suelos en Costa Rica como resultado del crecimiento descontrolado de los sectores productivos, la desertificación y el uso intensivo de la tierra (CADETI 2000).

El suelo es el principal sumidero de carbono en la litosfera y su capacidad de retenerlo se ve disminuida con su degradación. Alrededor del mundo el suelo contieneaproximadamente 2000 billonesdetoneladasdecarbonoenvariasformas simultáneamente. Cerca de 300 billones de toneladas pueden ser encontradas en materia orgánica en varios grados de descomposición dependiendo de la temperatura y las condiciones del suelo. Las altas temperaturas medias y humedad presentes en el país lo hacen especialmente susceptible al proceso de degradación. Ello repercute negativamente en la meta que tiene el país de mitigar la producción de los gases de efecto invernadero y alcanzar la carbono neutralidad (Kowollik, 2014). La investigación, así como la voluntad política y la educación con un cambio en la cultura, son algunas acciones inmediatas que deben tomarse para evitar disminuir la degradación y procurar un ambiente más limpio.

Costa Rica cuenta de forma casi generalizada (71%) con sistemas individuales de saneamiento para el agua residual doméstica, conocidos como tanques sépticos. Sin embargo, a causa de la ausencia de un marco regulatorio sobre su diseño y construcción, estos han representado desde hace varios años uno de los principales factores de riesgo y focos de contaminación. Medidas sanitarias de bajo costo, como el saneamiento seco de heces humanas, y la mezcla con biocarbón para la producción de Terrapreta (enmiendas tipo carbono neutro), representan una oportunidad de mejora para reducir el impacto ambiental de nutrientes y patógenos, y sirven como un medio para mitigar los gases con aporte al efecto invernadero. La obtención de enmiendas para aumentar la fertilidad y productividad de los suelos, resultado de la integración del saneamiento ecológico y la mezcla de biomasas carbonizadas de la madera, son una oportunidad ambiental y de rentabilidad económica.

Producción y caracterización de biocarbonesa partir de residuos agroindustriales en la región Atlántica, con potencial de uso para la protección ambiental.

La búsqueda de materiales versátiles que puedan llegar a cubrir necesidades ambientales importantes dentro de procesos agrícolas es de suma importancia a nivel mundial. En la zona Caribe de Costa Rica no es la excepción, donde una gran parte de la actividad económica está relacionada con el sector agropecuario. El biocarbón es un material con bajo costo de producción y con una amplia gama de aplicaciones agropecuarias, dentro de las que destacan la producción de mejoradores de suelos, para la remoción de contaminantes y la liberación lenta de nutrientes.

Además, de que la elaboración de los biocarbones permite la valorización de residuos que se generan dentro de los mismos sistemas productivos y, por sus características fisicoquímicas como material adsorbente se convierte en una alternativa viable dentro de la región. Algunos biocarbones podrían servir como adsorbentes de plaguicidas, evitando que parte de ellos sean arrastrados en aguas residuales hacia suelos y cuerpos de agua.

El objetivo del proyecto es la evaluación de biocarbón de origen agrícola, para su potencial utilización en la zona Huetar Atlántica en aplicaciones de control ambiental. Esto con el fin de producir un material que tenga un valor agregado para la comunidad, desde la perspectiva agroambiental, generando conocimientos valiosos que se puedan integrar en etapas posteriores dentro de los procesos productivos de cada emprendimiento de esta zona ya que mucho del conocimiento generado a nivel nacional ha estado dirigido hacia otras regiones del país. En Costa Rica, ha existido un crecimiento en el uso de plaguicidas durante los últimos años, siendo considerado como uno de los mayores importadores de estos, desde 1997. La zona Caribe es un consumidor de plaguicidas importante, y grandes cantidades han sido encontrados tanto en el suelo como cuerpos de agua (Chaves et al., 2007; Vindas et al., 2014; Echeverría-Sáenz et al., 2012). Por esto, la utilización de alternativas eco amigables y de bajo costo es importante para combatir la presencia de estos productos en el ambiente, por lo que la alternativa de la utilización de biocarbones como opción a la resolución de esta problemática, resulta ser una opción sumamente atractiva para evaluar.

Evaluación de la contaminación y el riesgo por metales pesados generados por la industria cementera en Agua Caliente de Cartago. 

El material particulado en suspensión en la atmósfera (PM), es uno de los contaminantes del aire y las PM más finas están relacionados con lesiones cardiopulmonares y difusión sistémica. La fuente de este tipo de contaminante atmosférica está relacionada principalmente con actividades industriales, la fabricación de materiales de construcción y las emisiones del tránsito en carreteras. Su presencia en el aire no solo es importante por ser la causa de diferentes enfermedades en las personas, sino también porque son excelentes acumuladores y transportadores de metales pesados (MPs), que provienen de diferentes fuentes y se movilizan a través de grandes distancias por el aire. Los MPs son bioacumulables en las cadenas tróficas, son no biodegradables y representan un peligro potencial a la salud en animales, plantas y el hombre y su presencia organismo humano está asociado con afecciones de diversa índole.

Las fábricas de cemento utilizan en su proceso combustibles fósiles como fuente primaria de calentamiento; pero también sustancias líquidas combustibles y sólidos inflamables, como plásticos y llantas, con el fin de reducir su alto costo energético. Estos combustibles son fuentes importantes de contaminantes orgánicos, inorgánicos, PM y una variedad grande de MPs. Este tipo de contaminación no es ajeno a nuestro país y los vecinos de Agua Caliente, cercanos a la fábrica de cemento HOLCIM, han reportado problemas de contaminación por más de una década, en los cuales se ha visto involucrado el Ministerio de Salud. A pesar de ello, los problemas persisten tanto para los habitantes de la zona como para los pequeños agricultores ubicados en la cercanía a la fábrica.

El objetivo de esta investigación es medir los niveles de contaminación de MPs a distintas distancias de la fábrica Holcim utilizando métodos químicos de análisis tradicionales, así como métodos proxi de bajo costo, como lo es la medición de propiedades magnéticas en biomonitores. Los resultados y experiencia obtenidos en un proyecto anterior nos confirman que el uso de plantas, polvo urbano y el suelo superficial han demostrado ser un medio adecuado para la recolección y análisis de MPs provenientes del aire. También nos permitirá determinar los diferentes niveles de riesgo que exista con relación a la distancia a la fábrica, tanto para la población urbano como para los agricultores y sus productos con contaminantes que se trasladan a la cadena alimentaria. Con estos resultados, el Ministerio de Salud tendría información pertinente que le permita un trabajo conjunto con la empresa cementera para encontrar soluciones adecuadas que reduzcan este tipo de contaminación que atenta contra la salud humana y vegetal. Este proyecto es importante porque está relacionado con el cumplimiento de metas ODS que el país ha adquirido con organismos internacionales. Específicamente los objetivos 3, 11 y 12; sus metas 3.9, 11.6, 12.4, 12.6 y 12.8 y sus indicadores 3.9.1, 11.6.2, 12.4.1,12.6.1 y 12.8.1.

Lixiviación de contaminantes en los suelos agrícolas y urbanos en la zona de protección de la naciente La Misión, Tierra Blanca de Cartago.

Los procesos físicos, químicos y biológicos del suelo, están interrelacionados y gobiernan el transporte y destino de químicos tales como fertilizantes, agroquímicos y micro contaminantes orgánicos. Optimizar el uso de fertilizantes nitrogenados generando alertas tempranas por medio del monitoreo de nitratos a 1 metro de profundidad utilizando lisímetros de succión en suelos agrícolas o comprender el proceso de adsorción/desorción de micro contaminantes orgánicos en suelos urbanos es primordial para garantizar la protección de las aguas subterráneas. Se estima que en Costa Rica la mayoría del agua para consumo humano proviene de los acuíferos.

El suelo tiene capacidad de filtrar y biorremediar el agua de contaminantes, su capacidad está limitada por condiciones meteorológicas como la precipitación y la evaporación. De conformidad con propiedades físicas del suelo, como la porosidad, conectividad y el contenido de agua, que pueden proveer información sobre la dirección y magnitud del transporte convectivo de los
químicos. A medida que los solutos se mueven en el suelo, su concentración cambia como resultado de la dispersión, determinada por las propiedades fisicoquímicas del químico y la superficie activa de partículas, la estructura de los poros del suelo, el contenido de agua y la velocidad del agua. Los químicos también pueden retenerse en el suelo mediante procesos de
adsorción. La persistencia del químico depende de la tasa de degradación sujeta a procesos de hidrólisis o biodegradación.

En el mundo, el manejo de los fertilizantes nitrogenados ha sido controversial, dada la alta movilidad del nitrato en el suelo y a la discusión sobre posibles implicaciones en la salud. Cuando la concentración del agua subterránea excede 50 mg/L NO3-; por norma los acueductos clausuran las fuentes de agua, lo cual tiene implicaciones sociopolíticas que conducen al desabastecimiento de agua. Esto ocurre en Costa Rica, así como en el exterior. Por su parte los micro contaminantes orgánicos, derivados del uso de fármacos han sido menos estudiados.

Por lo anterior, el presente proyecto tiene el objetivo de describir el proceso de transporte y destino de nitratos y micro contaminantes orgánicos en la zona vadosa de un suelo agrícola y un suelo urbano en La Misión, Tierra Blanca de Cartago. Este estudio es financiado por CONICIT y servirá para el establecimiento de campos para el monitoreo permanente de la lixiviación de contaminantes en varios suelos de Costa Rica.

Obtención de materiales porosos producidos a partir de biopolímeros extraídos de residuos agroindustriales para aplicaciones biomédicas.

Los polisacáridos como el almidón, la celulosa y el carragenato son compuestos orgánicos, biodegradables, de producción sostenible y de bajo costo, obtenidos en muchas ocasiones a partir de residuos agroindustriales. La extracción de biopolímeros se motiva por la creciente demanda del mercado, y la provincia de Cartago tiene 1004 de las 1554 fincas que se dedican al cultivo de de papa en Costa Rica, por lo que, alternativas de que generen valor agregado a dicho producto es de interés para la región.

La micro estructuración de estos materiales permite la fabricación de complejos tridimensionales y biocompatibles que han sido evaluadas como sistemas para la colonización celular in vitro. La síntesis de estas estructuras responde a una necesidad en la búsqueda de estrategias de reparación tisular eficientes. Estos sistemas de andamios tridimensionales inteligentes permiten, además, controlar propiedades biofísicas y bioquímicas, mediante su modificación con materiales conductores y moléculas aniónicas de estimulación celular, de manera que se module el entorno extracelular a través de la estimulación mecánica, eléctrica y bioquímica, impulsando la reprogramación molecular de las células cultivadas en el andamio y favoreciendo su diferenciación a un tejido de interés para su posterior reparación.

En esta propuesta de investigación, se optimizará la síntesis de andamios porosos tridimensionales basados en polisacáridos extraídos a partir de residuos agroindustriales de la zona agrícola de la provincia de Cartago, los cuales serán modificados con un polímero conductor para explorar su aplicación durante la liberación de dosis terapéuticas de biomoléculas que podrían contribuir en la estimulación de células madre mesenquimales humanas, como paso inicial para la síntesis de tejido óseo in vitro y terapias de reparación tisular.