Estimación del coeficiente de partición y modelación de organismos indicadores de patógenos en ríos

"La presente tesis de maestría propone combinar mediciones experimentales y la modelación matemática para determinar con menor incertidumbre y de forma más precisa la tasa global de decaimiento. Primero se propone una metodología para la estimación del coeficiente de partición de manera experim...

Full description

Autores:
Sánchez Cárdenas, Natalia
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2017
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/34317
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/34317
Palabra clave:
Contaminación de ríos - Mediciones - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia)
Bacterias coliformes - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia)
Calidad del agua - Mediciones - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia)
Calidad del agua - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia) - Modelos matemáticos
Sedimentación - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia)
Ingeniería
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description "La presente tesis de maestría propone combinar mediciones experimentales y la modelación matemática para determinar con menor incertidumbre y de forma más precisa la tasa global de decaimiento. Primero se propone una metodología para la estimación del coeficiente de partición de manera experimental, aplicada directamente a bacterias coliformes y la especie E.coli en ríos de montaña. Adicionalmente, se plantea tomar los datos en campo de radiación solar, salinidad y temperatura, para poder determinar la tasa global de decaimiento. Para lo anterior, se realizan dos campañas de calidad del agua en el río Teusacá, tomando el tramo de 4.2 kilómetros comprendido desde la confluencia de la quebrada Simayá y un puente intermedio en la nueva urbanización de Macadamia del Río. Posteriormente, se implementa el modelo acoplado de transporte y decaimiento MDLC-ADZ (Camacho y Lees, 2000) para organismos patógenos y sólidos suspendidos. Para el proceso de calibración se utilizan los valores experimentales del coeficiente de partición y se recopilan datos disponibles de calidad de agua en el río Teusacá. En este trabajo se demuestra que al utilizar un coeficiente de partición a partir de ensayos de laboratorio y 3 parámetros calibrados, se obtiene una buena representación de los datos observados de bacterias coliformes totales y E.coli con coeficientes de determinación de Nash R2 de 0.9. No obstante, se presentan limitaciones en reducir la incertidumbre paramétrica del modelo. Así mismo, se realiza una comparación entre la tasa de decaimiento medida de forma directa y la obtenida a partir de la validación del modelo acoplado con 3 parámetros calibrados y el coeficiente de partición experimental. En ambos casos se obtienen valores muy similares y se encuentra que el modelo puede alcanzar una eficiencia máxima (R2=0.99) con parámetros medidos directamente y una radiación estimada de forma teórica."--Tomado del Formato de Documento de Grado.
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Primero se propone una metodología para la estimación del coeficiente de partición de manera experimental, aplicada directamente a bacterias coliformes y la especie E.coli en ríos de montaña. Adicionalmente, se plantea tomar los datos en campo de radiación solar, salinidad y temperatura, para poder determinar la tasa global de decaimiento. Para lo anterior, se realizan dos campañas de calidad del agua en el río Teusacá, tomando el tramo de 4.2 kilómetros comprendido desde la confluencia de la quebrada Simayá y un puente intermedio en la nueva urbanización de Macadamia del Río. Posteriormente, se implementa el modelo acoplado de transporte y decaimiento MDLC-ADZ (Camacho y Lees, 2000) para organismos patógenos y sólidos suspendidos. Para el proceso de calibración se utilizan los valores experimentales del coeficiente de partición y se recopilan datos disponibles de calidad de agua en el río Teusacá. En este trabajo se demuestra que al utilizar un coeficiente de partición a partir de ensayos de laboratorio y 3 parámetros calibrados, se obtiene una buena representación de los datos observados de bacterias coliformes totales y E.coli con coeficientes de determinación de Nash R2 de 0.9. No obstante, se presentan limitaciones en reducir la incertidumbre paramétrica del modelo. Así mismo, se realiza una comparación entre la tasa de decaimiento medida de forma directa y la obtenida a partir de la validación del modelo acoplado con 3 parámetros calibrados y el coeficiente de partición experimental. En ambos casos se obtienen valores muy similares y se encuentra que el modelo puede alcanzar una eficiencia máxima (R2=0.99) con parámetros medidos directamente y una radiación estimada de forma teórica."--Tomado del Formato de Documento de Grado."This investigation proposes to combine experimental measurements and mathematical modeling to determine, with lower uncertainty and in a more accurately way, the global rate of decay. First, a methodology for the estimation of the partition coefficient in an experimental way, applied directly to coliform bacteria and to the E. coli species in mountain rivers, is proposed. Additionally, field data for solar radiation, salinity and temperature is recorded, in order to determine the global rate of decay. For the above, two water quality campaigns are carried out on the Teusacá River, taking the 4.2-kilometer stretch comprised from the confluence of the creek of Simayá and an intermediate bridge in the new urbanization Macadamia del Río. Subsequently, the MDLC-ADZ transport and decay model (Camacho and Lees, 2000) for pathogenic organisms and suspended solids is implemented. For the calibration process, the experimental values of the coefficient are used and available water quality data are collected in the Teusacá River. In this work it is demonstrated that when using a partition coefficient from laboratory tests and three calibrated parameters, a good representation of the observed data of total coliform bacteria and E. coli, with Nash R2 determination coefficients of 0.9, is obtained. However, there are limitations in the reduction of the parametric uncertainty of the model. Likewise, a comparison is made between the decay rate measured directly and the one obtained from the validation of the coupled model with three calibrated parameters and the partition coefficient estimated from laboratory trials. In both cases, the values of the decay rates were found to be very similar. Additionally, a maximum efficiency (R2 =0.99) of the model was obtained with parameters measured directly and the radiation estimated in a theoretical way."--Tomado del Formato de Documento de Grado.Magíster en Ingeniería AmbientalMaestría195 hojasapplication/pdfspaUniandesMaestría en Ingeniería AmbientalFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Civil y Ambientalinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaEstimación del coeficiente de partición y modelación de organismos indicadores de patógenos en ríosTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMContaminación de ríos - Mediciones - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia)Bacterias coliformes - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia)Calidad del agua - Mediciones - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia)Calidad del agua - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia) - Modelos matemáticosSedimentación - Investigaciones - Teusacá (Río, Colombia)IngenieríaPublicationhttps://scholar.google.es/citations?user=cbW7giMAAAAJvirtual::8915-10000-0001-6066-7673virtual::8915-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000189391virtual::8915-1f23c0812-c75e-4f5a-a9d2-40321b1f1a16virtual::8915-1f23c0812-c75e-4f5a-a9d2-40321b1f1a16virtual::8915-1THUMBNAILu807360.pdf.jpgu807360.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6061https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/f4ed8847-5abb-4f93-b074-6b390d849a0d/downloadb34e3075f3f55a5d790de5259cbf35e6MD55ORIGINALu807360.pdfapplication/pdf6818955https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/fd675f56-96b3-433c-a17a-e9a87e8b3bd0/download0903e9d49203f6b5487392ef7e0f49b0MD51TEXTu807360.pdf.txtu807360.pdf.txtExtracted texttext/plain373144https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/0c577828-2169-4c12-b18f-402383294666/downloadb4e82eaf6b044a528ce060b7b77331e2MD541992/34317oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/343172024-03-13 13:48:08.138https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co