Tratamiento piloto para la inviabilización en puerto de especies invasoras del agua de lastre
El agua de lastre es un peso muerto requerido para la navegación de las embarcaciones. Estas se convierten en vectores de especies no-nativas, pudiendo causar problemas ecológicos, económicos y de salud pública. Esta investigación realizó ciencia aplicada en búsqueda de una solución en puerto para e...
- Autores:
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano
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- Expeditio: repositorio UTadeo
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12010/7475
- Palabra clave:
- Agua de lastre
Tratamiento
Esterilización
Química
Soluciones (Química)
Ingeniería química -- Trabajos de grado
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Autopurificación de corrientes
Ballast water
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El agua de lastre es un peso muerto requerido para la navegación de las embarcaciones. Estas se convierten en vectores de especies no-nativas, pudiendo causar problemas ecológicos, económicos y de salud pública. Esta investigación realizó ciencia aplicada en búsqueda de una solución en puerto para este problema. Para ello, se hizo un montaje experimental en un centro de testeo de agua de lastre (Países Bajos) y en el Rodadero, Santa Marta (Colombia), lugares influenciados por zonas portuarias a su alrededor. Inicialmente se analizó y caracterizó el agua marina natural del Caribe Colombiano en el Rodadero, teniendo en cuenta: conteos de bacterias (E. coli, Vibrio, Enterococcus), organismos viables de fitoplancton y zooplancton. Se seleccionó un tipo de tratamiento a partir un montaje experimental, datos poblacionales de fitoplancton, zooplancton y bacterias bajo condiciones de un control negativo y 7 tratamientos: desinfección solar (SRAD), radiación ultravioleta (UV), oxidante (H2O2) y los Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs): UV/H2O2, UV/TiO2, UV/TiO2/H2O2, and UV/TiO2/H2O2/RAD, cada uno con tres replicas. Se compararon los porcentajes de bacterioplancton organismos muertos después de 2, 4 y 6 horas de exposición a cada tratamiento, encontrando que, dependiendo del grupo de organismos, hay un tratamiento que logra mayor número de individuos muertos. Se encontró que la radiación solar y el H2O2 con [-31.6 a 80.9%] y [0 a 95.4%] de mortalidad respectivamente, no fueron tan eficientes como los PAOs UV/H2O2 y UV/TiO2/H2O2 con eficiencias de [91.26 a 100%] y [83.85 a 100%] respectivamente, proponiendo un diagrama de flujo que no puede prescindir del pretratamiento para retirar el zooplancton, además requiere un reactor anular UV/TiO2/H2O, para la implementación del PAO en los prototipos. Posteriormente, se evaluó el prototipo a escala laboratorio con agua natural en el Atlántico Norte, enriquecido con las poblaciones de Tetraselmis contracta y evaluando parámetros de diseño para posteriormente construir un prototipo piloto, portátil, y móvil de la tecnología desarrollada. Finalmente, se procedió a realizar un registro de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia. |
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Testing sample representativeness of a ballast water discharge and developing methods for indicative analysis. Final Report to the European Maritime Safety Agency, Lisboa, Portugal. Gracia A., Medellín-Mora J., Gil-Agudelo D.L. and V Puentes (eds.). 2011. Guía de las especies introducidas marinas y costeras de Colombia. INVEMAR, Serie de Publicaciones Especiales No. 23. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Bogotá, Colombia. 136 p. De Lange H. and Van Donk E. 2003. Effects of UVB-irradiated algae on life history traits of Daphnia pulex. Freshwater Biology 38 (3): 711-720. Leal J., Taborda A., Sandoval A. and Isaza O. 2011. Evaluación económica preliminar para la gestión de aguas de lastre en Colombia. Grupo de Investigación en Sistemas Marinos y Costeros, GISMAC y, Ecosistemas Lóticos, Insulares, Costeros y Estuarinos, ELICE. Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia. 88p. Lloyd´s Register. 2012. 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Suaréz V., Franco A. y M Cañon. 2007. El Microfitoplacton en los principales muelles de la Bahía de Cartagena, Caribe colombiano, vectores posibles de floraciones algales nocivas. Bol. Cient. CIOH 25:135-149. Tang F., Gadyshev M., Dubovskaya O., Kirillin G. and Grossart H. 2014. Zooplankton carcasses and non-predatory mortality in freshwater and inland sea environments. Journal of Plankton Research 36 (3): 597-612. Tauxe R., Mintz E. y Quick R. 1995. Epidemic Cholera in the New World: Translating Field Epidemiology into New Prevention Strategies. National Center for Infectious Diseases, Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta, Georgia, USA Emerging Infectious Diseases 1(4): 141-146. Tsolaki E. and Diamadopoulos E. 2009. Technologies for ballast water treatment: a review. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 85: 19–32. Velasco E. 2011.Resultados del estudio de aguas de lastre en la Bahía de Tumaco (Colombia) – El terminal de multiboyas Ecopetrol. 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Inicialmente se analizó y caracterizó el agua marina natural del Caribe Colombiano en el Rodadero, teniendo en cuenta: conteos de bacterias (E. coli, Vibrio, Enterococcus), organismos viables de fitoplancton y zooplancton. Se seleccionó un tipo de tratamiento a partir un montaje experimental, datos poblacionales de fitoplancton, zooplancton y bacterias bajo condiciones de un control negativo y 7 tratamientos: desinfección solar (SRAD), radiación ultravioleta (UV), oxidante (H2O2) y los Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs): UV/H2O2, UV/TiO2, UV/TiO2/H2O2, and UV/TiO2/H2O2/RAD, cada uno con tres replicas. Se compararon los porcentajes de bacterioplancton organismos muertos después de 2, 4 y 6 horas de exposición a cada tratamiento, encontrando que, dependiendo del grupo de organismos, hay un tratamiento que logra mayor número de individuos muertos. Se encontró que la radiación solar y el H2O2 con [-31.6 a 80.9%] y [0 a 95.4%] de mortalidad respectivamente, no fueron tan eficientes como los PAOs UV/H2O2 y UV/TiO2/H2O2 con eficiencias de [91.26 a 100%] y [83.85 a 100%] respectivamente, proponiendo un diagrama de flujo que no puede prescindir del pretratamiento para retirar el zooplancton, además requiere un reactor anular UV/TiO2/H2O, para la implementación del PAO en los prototipos. Posteriormente, se evaluó el prototipo a escala laboratorio con agua natural en el Atlántico Norte, enriquecido con las poblaciones de Tetraselmis contracta y evaluando parámetros de diseño para posteriormente construir un prototipo piloto, portátil, y móvil de la tecnología desarrollada. Finalmente, se procedió a realizar un registro de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia.Requerimientos de sistema: Adobe Acrobat ReaderShips’ ballast water is a dead weight required for safe navigation. This water becomes a vector for invasive species, which can cause ecological, economic and public health problems. This research carried out applied science in search of a port-based solution for this problem. For this, experimental assays were conducted in a ballast water test site in The Netherlands and in the Caribbean Sea (El Rodadero, Santa Marta, Colombia), two locations affected by international shipping. Initially, natural seawater was analyzed and characterized by quantifying numbers of bacteria (E. coli, Vibrio, Enterococcus) as well as viable organisms of phytoplankton and zooplankton, subjected to a negative control and 7 different treatments: Solar disinfection (SRAD), Ultraviolet radiation (UV), oxidant (H2O2) and Advanced Oxidation Processes (AOPs): UV/H2O2, UV/TiO2, UV/TiO2/H2O2, and UV/TiO2/H2O2/SRAD, each one with three replicates. The percentages of dead organisms were compared after 2, 4 and 6 hours of exposure to each treatment. Treatment efficiency defined as the percentage of dead individuals varied among treatments and depended on the group of organisms. In general, SRAD and H2O2 were less efficient in decrease organism numbers, with -31.6 to 80.9% and 0 to 95.4% mortality efficiency. On the other hand, the AOPs UV/H2O2 and UV/TiO2 achieved 91.3 to 100% and 83.85 to 100% efficiency respectively. Based on these results a process diagram is proposed, with a filter stage for zooplankton removal and considerations necessary for its later development. Subsequently, the selected treatment was evaluated with natural seawater from the North Atlantic, enriched with Tetraselmis contracta populations for evaluating design parameters to finally build a mobile prototype and file a patent request.Ingeniero Químico115 páginasimage/jepgspaUniversidad de Bogotá Jorge Tadeo LozanoIngeniería QuímicaFacultad de Ciencias Naturales e IngenieríaAgua de lastreTratamientoEsterilizaciónQuímicaSoluciones (Química)Ingeniería química -- Trabajos de gradoAgua - PurificaciónAutopurificación de corrientesBallast waterTreatmentTratamiento piloto para la inviabilización en puerto de especies invasoras del agua de lastreTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fAbierto (Texto Completo)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Ahrens M., Dorado-Roncancio J., López M., Rodríguez C. and Vidal L. 2010. Biodiversidad exótica: presencia de especies marinas no-nativas introducidas por el tráfico marítimo en puertos colombianos. Biota Colombiana 12 (2). 14 p.Alekseev V., Makrushin A. and Hwang J. 2010. Does the survivorship of activated resting stages in toxic environments provide cues for ballast water treatment? Marine Pollution Bulletin 61(4-6): 254–258.Baptiste M.P., Castaño N., Cárdenas D., Gutiérrez F.P., Gil D.L. and Lasso C.A. (eds). 2010. Análisis de riesgo y propuesta de categorización de especies introducidas para Colombia. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt, Colombia. 200 p.Carney K., Basurko O., Pazouk K., Marsham S., Delany J., Desai D., Anile A. and Mesbahi E. 2013. Difficulties in obtaining representative samples for compliance with the Ballast Water Management Convention. Marine Pollution Bulletin 68 (12:99-105.CIOH. 2013. Aplicativo de agua de lastre on-line: http://www.cioh.org.co/. 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Final Report to the European Maritime Safety Agency, Lisboa, Portugal.Gracia A., Medellín-Mora J., Gil-Agudelo D.L. and V Puentes (eds.). 2011. Guía de las especies introducidas marinas y costeras de Colombia. INVEMAR, Serie de Publicaciones Especiales No. 23. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Bogotá, Colombia. 136 p.De Lange H. and Van Donk E. 2003. Effects of UVB-irradiated algae on life history traits of Daphnia pulex. Freshwater Biology 38 (3): 711-720.Leal J., Taborda A., Sandoval A. and Isaza O. 2011. Evaluación económica preliminar para la gestión de aguas de lastre en Colombia. Grupo de Investigación en Sistemas Marinos y Costeros, GISMAC y, Ecosistemas Lóticos, Insulares, Costeros y Estuarinos, ELICE. Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia. 88p.Lloyd´s Register. 2012. Ballast water treatment technology Update, Lloyd's Register Group, Life Matters 9 p.Min. Defensa Nacional. 2012. Resolución Número 0477. Ministerio de Defensa Nacional. Dirección General Marítima. Colombia septiembre de 2012, 11 p.NSF International. 2010. Generic Protocol for the Verification of Ballast Water Treatment Technology. U.S. Environmental Protection Agency. United States, 156 p.OMI. 2004. Convenio internacional para el control y la gestión del agua de lastre y los sedimentos de los buques. Conferencia internacional sobre la gestión del agua. Organización Marítima Internacional.OMI. 2014. Aplicación del convenio internacional para el control y la gestión del agua de lastre y los sedimentos de los buques, Resolución A.1088 (28). Adoptada el 4 de diciembre de 2013.Pereira N. and Brinati L. 2012. Onshore ballast water treatment: A viable option for major ports. Marine Pollution Bulletin 64 (11): 2296–2304.Pulgarin C. and Rengifo J. 2010. Photocatalytic activity of N, S co-doped and Ndoped commercial anatase TiO2 powders towards phenol oxidation and E. coli inactivation under simulated solar light irradiation. Solar Energy 84 (1): 37 – 43.Rondón S., Vanegas T. and P Tigreros. 2003. Sampling ballast water for pathogens: The Colombian approach. First International workshop on guidelines and standards for ballast water sampling. Rio de Janeiro, Brasil. GloBallast Monograph Series (9): 46-55.Romero L., Grau R. and Romero D. 2013. Estudio del dispositivo para el tratamiento de Aguas de lastre. Proyecto final de carrera, Universitat Politècnica de Catalunya, España, 153 p.Ruiz G., Carlton J., Grosholz E. and Hines H. 1997. Global Invasions of Marine and Estuarine Habitats by Non-Indigenous Species: Mechanisms, Extent, and Consequences. Amer. Zool. 37: 621-632.Seebens H., Gastner M. and Blasius B. 2013. The risk of marine bioinvasion caused by global shipping. Ecology letters 16(6): 782-790.Suaréz V., Franco A. y M Cañon. 2007. El Microfitoplacton en los principales muelles de la Bahía de Cartagena, Caribe colombiano, vectores posibles de floraciones algales nocivas. Bol. Cient. CIOH 25:135-149.Tang F., Gadyshev M., Dubovskaya O., Kirillin G. and Grossart H. 2014. Zooplankton carcasses and non-predatory mortality in freshwater and inland sea environments. Journal of Plankton Research 36 (3): 597-612.Tauxe R., Mintz E. y Quick R. 1995. Epidemic Cholera in the New World: Translating Field Epidemiology into New Prevention Strategies. National Center for Infectious Diseases, Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta, Georgia, USA Emerging Infectious Diseases 1(4): 141-146.Tsolaki E. and Diamadopoulos E. 2009. Technologies for ballast water treatment: a review. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 85: 19–32.Velasco E. 2011.Resultados del estudio de aguas de lastre en la Bahía de Tumaco (Colombia) – El terminal de multiboyas Ecopetrol. Boletín Científico CIOH 29: 146157.Wijnolst N. and Wergeland T. 2009. Shipping innovation. 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