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Analíticas de aprendizaje como herramienta para la interpretación del efecto de la pandemia sobre la calificación final en la asignatura Química I de la Universidad Estatal a Distancia de Costa Rica
(Universidad Estatal a Distancia (Costa Rica), 2022) Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Villalobos-González, Wendy
Resumen. Debido a la Covid-19, las instituciones de educación deben migrar sus prácticas tradicionales a la modalidad virtual. Esto representa retos importantes en la planificación, mediación y evaluación de las asignaturas. Las analíticas de aprendizaje son un conjunto de herramientas innovadoras en el área pedagógica, en la que el uso de datos puede contribuir al mejoramiento de las asignaturas y políticas educativas. En este trabajo se pretende realizar una reflexión descriptiva de las analíticas de aprendizaje valorando el efecto de la pandemia en el aprovechamiento de la asignatura. Para esto, se realiza una investigación de tipo cuantitativo mediante el estudio de las calificaciones en la asignatura de Química I durante el periodo 2018-2021 en la UNED, Costa Rica. El aprovechamiento general de la asignatura experimenta un aumento en la calificación promedio durante el periodo 2020-2021; además, existen diferencias significativas entre los rendimientos de acuerdo con las regiones demográficas del país. Sin embargo, es necesario realizar esfuerzos que permitan medir la calidad del aprendizaje logrado en la asignatura y el grado de satisfacción de los estudiantes con lo alcanzado en la misma.
Canon ambiental por vertidos en Costa Rica como instrumento económico en la gestión de aguas residuales: un enfoque metodológico y de análisis de la situación actual
(Universidad Estatal a Distancia (UNED) (Costa Rica), 2019-06) Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Villalobos-González, Wendy
Resumen. Las aguas residuales constituyen una problemática mundial que atenta contra la salud de los ecosistemas hídricos y no es ajena para el estado costarricense. El manejo de aguas residuales en Costa Rica presenta un serio rezago, a pesar de esto, para el año 2017, existían 1769 puntos de vertido de agua residual aprobados por el estado. El reglamento del Cannon Ambiental por Vertidos (CAV) es un instrumento económico para la gestión de aguas residuales, que en principio, realiza una valoración económica de los daños ambientales ocasionados por los entes generadores al verter sus efluentes en los cuerpos de agua superficial, internalizando las externalidades negativas que esta actividad genera. Esta investigación presenta un análisis del diseño de la metodología empleada para la fijación de los montos de cobro en el CAV. Se determinó que desafortunadamente hoy en día, el cobro del CAV solo se realiza en función de los servicios ambientales prestados por los cuerpos receptores como sumidero de la carga contaminante (factores de descontaminación); existiendo una deficiencia en la estimación económica del canon, ya que no se considera la estimación económica de otros valores de usos y no usos del recurso natural. Además, se determinó que estos montos son relativamente bajos cuando se comparan contra las disposiciones de pago en otros países, haciendo aún más evidente la necesidad de incluir aquellas funciones ambientales afectadas y no contempladas en la metodología con la que se fijó el canon.
Compuestos orgánicos volátiles biogénicos: estado del arte sobre metodologías de muestreo y cuantificación de sus emisiones gaseosas
(Revista Tecnología en Marcha, 2024-10-01) Mora Barrantes, José Carlos
Resumen. Los compuestos orgánico volátiles biogénicos (COVB) son producidos por una gran diversidad de fuentes en los ecosistemas terrestres (flores, tallos, troncos, raíces, hojarasca, entre otros. Entre los diferentes tipos de COVB están los compuestos; terpenoides, oxigenados, alcanos, alquinos, haluros orgánicos, entre otros. La presente investigación realiza una descripción del estado del arte en relación con las diferentes metodologías aplicadas para el muestreo y cuantificación de los compuestos orgánicos volátiles biogénicos. El presente proyecto evaluó 20 diferentes investigaciones para las cuales se analizaron los COVB en diferentes ambientes (bosques, ciudades, plantas específicas, zonas agrícolas, flores, patógenos, ecosistemas mediterráneos, entre otros). Los resultados indican que existen varias técnicas utilizadas en la cuantificación de los COVB, siendo las dos técnicas analíticas que se utilizan mayormente las técnicas basadas en cromatografía de gases (GC), como cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), GC con detector de ionización de llama (GC-FID) y desorción térmica cromatografía de gases-espectrometría de masas (TD-GC-MS); y las técnicas fundamentadas en espectrometría de masas basada en ionización química suave, como espectrometría de masas de tubo de flujo de iones seleccionados (SIFT-MS) y espectrometría de masas de reacción de transferencia de protones (PTR-MS). Se concluye que la elección de las técnicas analíticas adecuadas para el análisis de COVB depende de los objetivos específicos del estudio, las características de la muestra y la sensibilidad requerida. Las técnicas basadas en GC, como GC-MS, GC-FID y TD-GC-MS, se utilizan para la identificación y cuantificación precisa de COVB en muestras complejas, mientras que la espectrometría de masas basada en ionización química suave, como SIFT-MS y PTR-MS, se utiliza en situaciones que requieren una respuesta en tiempo real y una alta sensibilidad.
Impacto ambiental de diferentes sectores productivos de Costa Rica
(Tecnológico de Costa Rica (Costa Rica), 2021) Arce-Villalobos, Kelvin; Arias-Castro, Alejandro; Hernández-Ugalde, Karina; Mora-Barrantes, José Carlos; Sánchez-Gutiérrez, Rolando
Resumen. La Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) consiste en la identificación y valoración de los impactos potenciales de proyectos respecto a los componentes físicos, químicos, biológicos, culturales, económicos y sociales, con el fin de que mediante la planificación y la correcta toma de decisiones se desarrollen aquellas actuaciones más compatibles con el ambiente. Además, representa un mecanismo acondicionado a la realidad global actual, que permite el control y seguimiento de la gestión ambiental de forma integral. A pesar de ser una temática ampliamente desarrollada, en múltiples ocasiones su aplicación no es comprendida a plenitud ante la pluralidad de sectores productivos que contempla su aplicación, entre otros aspectos. En Costa Rica, el proceso de evaluación ambiental lo fiscaliza la Secretaría Técnica Nacional Ambiental (SETENA); entre los instrumentos de fiscalización se dispone del formulario ambiental denominado “Formulario D-1”, en el cual, el futuro desarrollador de la obra, actividad o proyecto evidencia los impactos ambientales y sociales a generar por parte de la actividad a desarrollar. En el presente trabajo de investigación se desarrolló una evaluación del impacto ambiental de diferentes sectores productivos en Costa Rica a partir de formularios D-1 ingresados a la SETENA durante los años 2018 y 2019. En total se analizaron 125 formularios de futuros proyectos a desarrollar. El sector industrial denominado “Explotación de minas y canteras” presenta el mayor valor de impacto ambiental (271,27). Por su parte el sector industrial con menor valor de impacto ambiental (94,64) corresponde a “Electricidad, gas y agua”.
Minerías artesanales para la extracción de oro mediante el uso de mercurio: Estado del arte del impacto ambiental en los medios agua, aire y suelo
(Tecnológico de Costa Rica (Costa Rica), 2019) Ramírez-Morales, Didier; Rodríguez-Artavia, Brenda; Sáenz- Vargas, Wendy; Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Villalobos-González, Wendy; Mora-Barrantes, Jose Carlos
Resumen. La minería artesanal a pequeña escala (MAPE), como economía de subsistencia, ha tenido un auge importante en los últimos años debido al aumento en el precio del oro, generando impactos ambientales y socioeconómicos. El uso de la técnica de extracción de oro con amalgamas de mercurio y descomposición térmica para la purificación del metal; genera al menos cinco problemas ambientales: degradación de la tierra, deforestación, contaminación y sedimentación de cursos de agua, contaminación atmosférica y degradación de la salud de la fauna y los seres humanos. La forma orgánica del mercurio es la más tóxica, puede bioacumularse y biomagnificarse a través de la cadena trófica. En el presente estudio se realiza una descripción del estado del arte de la MAPE a nivel mundial, así como sus implicaciones socioeconómicas y ambientales. Se determinó que la innovación en las técnicas utilizadas por la MAPE; ayudarían a la reducción y futura eliminación del uso del mercurio; así como la generación de regulaciones o leyes que garanticen la sostenibilidad ambiental y un adecuado desarrollo socioeconómico de los mineros artesanales y de pequeña escala.
Relationship Between Wood Color Parameters Measured by the CIELab System and Extractive and Phenol Content in Acacia mangium and Vochysia guatemalensis from Fast-Growth Plantations
(Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI) (Suiza), 2012) Moya, Róger; Soto-Fallas, Roy; Jiménez Bonilla, Pablo; Tenorio, Carolina
Abstract. The heterogeneity of color distribution between sapwood and heartwood limits the market for wood from fast-growth plantations of tropical species. Wood color is associated with wood extractives contents. This study presents the relationship between wood color parameters measured by the CIELab color system and total amount of extractives and phenolic-type extractives in ethanol-toluene and hot water extracts of wood from two fast-growth plantation species. The results demonstrated that the difference in sapwood and hardwood color in Vochysia guatemalensis and Acacia mangium is caused by lower concentrations of extractives in sapwood of both species. Additionally, variations in total extractive and phenolic content have different effects on the color parameters (L*, a* and b*) of both species studied. In Vochysia guatemalensis wood, parameter L* decreases as total extractive and phenolic content increases; however, parameter a* increases as the content of extractives and phenols increases. In Acacia mangium, the amount of phenols showed no relationship with the color parameters. The ethanol-toluene total extractive content, however, shows a relationship with several color parameters. An increase in the content of total extractives in water and ethanol-toluene increases parameter a*, but decreases parameter L*.
Spatially distributed tracer-aided modelling to explore water and isotope transport, storage and mixing in a pristine, humid tropical catchment
(Wiley (Estados Unidos), 2018) Dehaspe, Joni; Birkel, Christian; Tetzlaff, Doerthe; Sanchez-Murillo, Ricardo; Durán‐Quesada, Ana María; Soulsby, Chris
Abstract. Rapidly transforming headwater catchments in the humid tropics provide important resources for drinking water, irrigation, hydropower, and ecosystem connectivity. However, such resources for downstream use remain unstudied. To improve understanding of the behaviour and influence of pristine rainforests on water and tracer fluxes, we adapted the relatively parsimonious, spatially distributed tracer-aided rainfall–runoff (STARR) model using event-based stable isotope data for the 3.2-km2 San Lorencito catchment in Costa Rica. STARR was used to simulate rainforest interception of water and stable isotopes, which showed a significant isotopic enrichment in throughfall compared with gross rainfall. Acceptable concurrent simulations of discharge (Kling–Gupta efficiency [KGE] ~0.8) and stable isotopes in stream water (KGE ~0.6) at high spatial (10 m) and temporal (hourly) resolution indicated a rapidly responding system. Around 90% of average annual streamflow (2,099 mm) was composed of quick, near-surface runoff components, whereas only ~10% originated from groundwater in deeper layers. Simulated actual evapotranspiration (ET) from interception and soil storage were low (~420 mm/year) due to high relative humidity (average 96%) and cloud cover limiting radiation inputs. Modelling suggested a highly variable groundwater storage (~10 to 500 mm) in this steep, fractured volcanic catchment that sustains dry season baseflows. This groundwater is concentrated in riparian areas as an alluvial–colluvial aquifer connected to the stream. This was supported by rainfall–runoff isotope simulations, showing a “flashy” stream response to rainfall with only a moderate damping effect and a constant isotope signature from deeper groundwater (~400-mm additional mixing volume) during baseflow. The work serves as a first attempt to apply a spatially distributed tracer-aided model to a tropical rainforest environment exploring the hydrological functioning of a steep, fractured-volcanic catchment. We also highlight limitations and propose a roadmap for future data collection and spatially distributed tracer-aided model development in tropical headwater catchments.
Tracing Groundwater-Surface Water Interactions in a Volcanic Maar Lake Using Stable Isotopes and 222Rn
(Universidad Nacional Costa Rica, 2024-12-09) Esquivel Hernández, Germain; Montealegre Viales, Emanuel; Sánchez‐Gutiérrez, Rolando; Villalobos‐Forbes, Mario; Pérez‐Salazar, Roy; Sánchez‐Murillo, Ricardo; Mena‐Rivera, Leonardo; Birkel, Christian; Ortega, Lucía
Isotope hydrological studies to understand groundwater-surface water interactions in tropical, high-elevation catchments are limited. These interactions are important in controlling lake water residence time, aqueous biogeochemistry, and water availability for downstream communities and ecosystems. To better comprehend the complexity of spatio-temporal variations in the aquifer-lake domain in tropical volcanic regions, a multi-tracer approach including water and inorganic carbon stable isotopes (δ2H, δ18O, δ13CDIC), hydrochemistry, and 222Rn was applied in Lake Hule, northern Costa Rica. Seasonal isotope mass balance calculations using lake, stream, precipitation, and groundwater compositions were supplemented with local hydrometeorological information. Evaporation to inflow ratios (E/I) revealed a small variability between the dry (December–April) and wet seasons (May–November), with relatively low evaporation losses, 2.9 ± 1.0 % and 3.2 ± 1.8 %, respectively. Bayesian end-member analysis indicated that annual inputs from groundwater, precipitation, and runoff represented 61.3 ± 8.1%, 24.4 ± 8.4, and 14.3 ± 5.9% of total lake inflow, respectively. Temporal variations of δ13CDIC confirmed the key role volcanic carbonate buffering plays in this lake and indicated greater CO2 degassing from groundwater sources in the wet season. This tracer-aided assessment in a volcanic lake maar of northern Costa Rica provides evidence of previously unknown groundwater-surface water interactions and illustrates the application of isotopic tools for estimating water balances and seasonal variability of groundwater discharge into natural lakes across the volcanic front of Central America.
Tropical precipitation anomalies and d‐excess evolution during El Niño 2014‐16
(Wiley (Estados Unidos), 2017) Sánchez‐Murillo, Ricardo; Durán‐Quesada, Ana M.; Birkel, Christian; Esquivel‐Hernández, Germain; Boll, Jan
Abstract. The last 2014-16 El Niño event was among the three strongest episodes on record. El Niño considerably changes annual and seasonal precipitation across the tropics. Here, we present a unique stable isotope data set of daily precipitation collected in Costa Rica prior to, during, and after El Niño 2014-16, in combination with Lagrangian moisture source and precipitation anomaly diagnostics. δ2H composition ranged from -129.4 to +18.1 (‰) while δ18O ranged from -17.3 to +1.0 (‰). No significant difference was observed among δ18O (P=0.186) and δ2H (P=0.664) mean annual compositions. However, mean annual d-excess showed a significant decreasing trend (from +13.3 to +8.7 ‰) (P<0.001) with values ranging from +26.6 to -13.9 ‰ prior to and during the El Niño evolution. The latter decrease in d-excess can be partly explained by an enhanced moisture flux convergence across the southeastern Caribbean Sea coupled with moisture transport from northern South America by means of an increased Caribbean Low Level Jet regime. During 2014-15, precipitation deficit across the Pacific domain averaged 46% resulting in a very severe drought; while a 94% precipitation surplus was observed in the Caribbean domain. Understanding these regional moisture transport mechanisms during a strong El Niño event may contribute to a) better understanding of precipitation anomalies in the tropics and b) re-evaluate past stable isotope interpretations of ENSO events in paleoclimatic archives within the Central America region.
Understanding water resources in Latin America and the Caribbean region using environmental tracers
(Research Outreach (Reino Unido), 2021) Soto, David X.; Sanchez-Murillo, Ricardo
Abstract. With approximately 660 million inhabitants, Latin America and the Caribbean region finds itself vulnerable to decreasing water availability in a changing climate. Increasing temperatures and abrupt land use changes, if not addressed, will continue the decline in surface water quality and quantity, thereby forcing greater dependence on groundwater extraction. Advancing studies into the availability, replenishment rates and quality of (ground) water are required if the problem is to be tackled. Dr Soto, formerly at the UK Centre for Ecology and Hydrology in Lancaster (UK), and Dr Sánchez-Murillo from Universidad Nacional, Costa Rica’s Stable Isotopes Research Group, have been taking up the challenge.

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