Departamento de Física

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Análisis de la población de condrictios (Vertebrata: Chondrichthyes) de aguas demersales y profundas del Caribe centroamericano, a partir de faenas de prospección pesquera con redes de arrastre
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2014-12) BENAVIDES, ROSARIO; Brenes Rodríguez, Carlos L.; Márquez-Artavia, Amaru
Se describen la abundancia, riqueza, diversidad y distribución de las especies de condrictios de profundidad, capturadas en campaña de prospección pesquera del B/O Miguel Oliver en la plataforma y el talud continental de la costa Caribe de Centroamérica, entre el 3 de enero del 2011 y el 3 de febrero del 2011. Se utilizó una red tipo Lofoten para realizar arrastres de fondo de 30 minutos de duración cada uno, en 96 puntos de muestreo de los 25 transectos equidistantes. Se capturaron 28 especies, pertenecientes a 6 órdenes y 11 familias. Se describen 8 especies de rayas, 5 de quimeras y 15 de tiburones. La familia Squalidae mostró la mayor abundancia (n = 184), mayor riqueza (7 especies) y biomasa (222.6 kg, 58%), donde la especie dominante fue S. cubensis representada por un 37% en las capturas. El valor más alto del índice de diversidad de Shannon se obtuvo frente a las costas de Nicaragua (2.051). La distribución de las especies por temperatura y profundidad las ubica entre los 4 y 16ºC y entre los 20 y 1 000 m, respectivamente. Se reporta por primera vez en esta área la presencia de ocho especies: H. mirabilis, R. atlantica, D. profundorum, C. tesselatus, E. gracilispinis, E. carteri, G. springeri y H. perlo.
Análisis hidrográfico e ictiológico de las capturas realizadas con una red de trampa fija en la Laguna de Gandoca, Limón, Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2010-12) BENAVIDES, ROSARIO; Brenes Rodríguez, Carlos L.
Se realizó un estudio ictiológico de las capturas obtenidas con una red de trampa fija y un registro de las propiedades hidrológicas en la Laguna de Gandoca, Limón, entre abril del 2006 y julio del 2007. Se identificaron 13 especies pertenecientes a 10 familias. El 98% de las capturas estuvo conformado por cuatro especies de valor comercial: Centropomus pectinatus (77%), Eucinostomus gula (9%), Caranx latus (7%) y Stellifer colonensis (5%). C. pectinatus (róbalo) estuvo presente en todas las capturas. Para C. pectinatus, se determinó que la relación longitud total - peso se ajustó potencialmente a través de la ecuación Pt = 0.004Lt3.1848. La talla de primera madurez de los róbalos se determinó en 30 cm de longitud total. En el ciclo anual de las propiedades termohalinas superficiales, la temperatura máxima se registró en el mes de setiembre (32°C) y la mínima durante diciembre (25.5°C). La laguna exhibe sus mayores salinidades en octubre (21), mientras que las salinidades menores ocurrieron en julio y diciembre (1). Entre setiembre y noviembre, la influencia de la onda mareal se extendió hasta media laguna con salinidades de 20, mientras que en la parte más interna no excedió a 5. Los valores más altos de contenido de oxígeno se observaron entre setiembre y noviembre, cuando el aporte de agua dulce proveniente de las escorrentías es mínimo. Finalmente, las características espacio-temporales del campo salino tienen una influencia directa en la composición y distribución de la ictiofauna que habita en la laguna.
Características hidrográficas del sistema lagunar los micos-quemada en el Caribe hondureño
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2009-12) Brenes Rodríguez, Carlos L.; BENAVIDES, ROSARIO; Ballestero, Daniel; Ballestero Sakson, Daniel
Auspiciado por el Proyecto PREPAC (Plan Regional de Pesca y Acuicultura Continental) se realizó un levantamiento hidrográfico en 27 estaciones en el sistema lagunar Los Micos-Quemada en el litoral Caribe de Honduras. Los muestreos mensuales se extendieron de octubre del 2005 a mayo del 2006 y se determinaron la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto, la salinidad y la turbidez. La temperatura superficial osciló entre los 24.2 y 31.8°C, con variaciones temporales extremas del orden de los 7°C. Los valores más bajos se ubican al final y principio de año (octubre-febrero). La salinidad superficial presenta un marcado ciclo estacional, con valores superiores a 12 durante los meses secos en prácticamente todo el cuerpo de agua, mientras que en la época lluviosa (octubre a febrero) están alrededor de 6. Los valores de pH encontrados para el período de estudio se ubicaron entre los 7.8 y 8.7. Los valores más altos se localizan en la zona central del sistema lagunar y los más bajos en las zonas cercanas a las orillas. Los máximos valores de turbidez se observan en febrero y diciembre. La zona con aguas más claras se localiza en la región cercana a la Barra de Miami en el lado noroeste de la laguna. El oxígeno superficial varió entre 5.0 mg/L y 7.6 mg/L durante los meses de octubre a febrero. La variación temporal del oxígeno disuelto muestra que los máximos y mínimos para todo el período de estudio se localizaron en octubre y mayo, respectivamente.
Características termohalinas de las aguas costeras del Caribe sur de Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2015-12) Brenes Rodríguez, Carlos L.; BENAVIDES, ROSARIO
En agosto y noviembre del año 2012, se realizaron dos campañas hidrográficas en la zona costera del Ca ribe sur de Costa Rica, entre el Puerto de Limón y la Laguna de Gandoca. Se utilizó un CTD (perfilador de conductividad, temperatura y profundidad) en 43 estaciones para determinar la temperatura, salinidad y clorofila-a. Se encontró que las variaciones espaciales y temporales de la temperatura superficial fueron pequeñas, y los valores se ubicaron entre 28.6°C y 30°C. Asimismo, el rango de salinidades superficiales estuvo entre 33.3 y 35.2 UPS, y la distribución espacial de las concentraciones de clorofila-a en las aguas superficiales presentó un valor promedio de 0.64 mg m-3, con un valor máximo de 1.1 mg m-3 y un mínimo de 0.19 mg m-3. El campo vertical de temperatura se caracterizó por mostrar una capa de mezcla cálida (T ~ 29°C) en ambos meses de muestreo, la cual se extendió hasta los 60 m de profundidad en noviembre y menos de 10 m de profundidad en agosto. En ambos meses de muestreo a partir de la estructura vertical de las isotermas, se encontró un movimiento ciclónico (desde la superficie y hasta los 15 m de profundidad) en la región frente a Cahuita, y un movimiento anticiclónico a partir de los 20 m de profundidad en agosto, y 40 m de profundidad en noviembre. Se identificaron las masas de agua presentes en la columna de agua hasta las profundidades muestreadas: ASC, 0-80 m y ASS,> 80 m.
Desarrollo de herramientas metrológicas avanzadas para la caracterización de nanomateriales: aplicación a la síntesis sonoquímica de nanopartículas de plata
(Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2021) Calderón-Jiménez, Bryan
En la última década, el crecimiento de la innovación en el campo de la nanociencia y la nanotecnología ha sido exponencial. Específicamente, se han logrado avances notables en el desarrollo de nanomateriales de ingeniería. (Logothetidis, 2012). Muchas aplicaciones desarrolladas en la actualidad se han centrado en el desarrollo de nuevas tecnologías en los campos de la medicina, biotecnología, biomateriales, materiales compuestos, cerámicas, polímeros, alimentos, agricultura, energía, tecnología de la información, entre otros (Arruda et al., 2015, Hofmann-Amtenbrink, et al., 2015; Huang et al., 2015; Palmero, 2015; Berekaa, 2015). El desarrollo de la nanotecnología ha traído un crecimiento increíble en diferentes sectores económicos dedicados a la generación de nuevos productos que contienen nanomateriales para mejorar o proporcionar una mayor versatilidad y rendimiento de los productos comerciales (Logothetidis, 2012). Sin embargo, este crecimiento económico y tecnológico de la nanotecnología y nanociencia ha generado algunas preocupaciones sobre los posibles efectos adversos que podría generar el uso indiscriminado e incontrolado de los nanomateriales (Köhler & Som, et al., 2014; Hyeon, 2015) en el medio ambiente, la salud y seguridad (conocido como NanoEHS por sus siglas en inglés). Debido a lo anterior, esfuerzos en ciencia y tecnología en el campo de la nanociencia, la nanotecnología y la nanometrología pueden ayudar a aclarar y comprender con precisión los posibles efectos que estos materiales podrían tener en nuestro entorno (McShan et al., 2014; Ivask et al., 2014; Krishnaraja et al., 2015). En este contexto, en 2007, más de 400 publicaciones en el área de nanotoxicología presentaron una descripción deficiente de las propiedades físicas y químicas de los nanomateriales utilizados en estos estudios (Stefaniak et al., 2014). Asimismo, el 50% de las publicaciones sobre estudios genotóxicos proporcionan información insuficiente o nula sobre la nanocaracterización de los nanomateriales (Mody et al., 2009). Esta falta de nano-caracterización (Tiede et al., 2008) junto con otras necesidades metrológicas (validación de métodos, estimación de la incertidumbre, comparaciones interlaboratorio, entre otras) (Jorio y Dresselhous, 2014, Babick et al., 2016) impulsan la necesidad de contar con desarrollos científicotecnológicos en este campo que puedan mejorar y proporcionar precisión en las mediciones realizadas en la nanoescala. En este contexto, existe una gran necesidad de contar con herramientas tecnológicas que aumenten las capacidad de diversas técnicas analíticas para poder mejorar el procesamiento, visualización e inferencia de los resultados obtenidos en procesos de nano-caracterización de este tipo de materiales, dichas herramientas son necesarias para impulsar una mejor comprensión de los mecanismos de reacción y evolución asociados a la síntesis de nanopartículas (NPs) de alta relevancia y aplicabilidad como lo son las nanopartículas de plata (AgNPs). Específicamente, es importante desarrollar herramientas avanzadas que brinden y amplíen el cómo se interpretan, exploran, visualizan, procesan y analizan estadísticamente las mediciones realizadas en la nanoescala. Proporcionando con dichas herramientas una mejor comprensión de los proceso químicos y físicos envueltos en la nanoescala y a su vez ampliando sus capacidades analíticas asociadas con la medición a nanoescala. Todo lo anterior, destaca la necesidad imperativa de investigar y desarrollar herramientas metrológicas avanzadas que permitan una asignación confiable de las propiedades de los nanoobjetos que se utilizarán más adelante en una variedad de campos de investigación y productos comerciales (Stefaniak et al. , 2014; Roebben et al., 2013). Específicamente, dichos avances deben ir enfocados a técnicas analíticas relevantes por su aplicabilidad y versatilidad, como lo son la espectrometría ultravioleta-visible (UV-Vis) y la espectrometría de plasma de acoplamiento inductivo de partícula única (spICP-MS). Estas técnicas aún presentan desafíos científicos, tecnológicos y metrológicos para el cálculo, procesamiento de datos y visualización de las mediciones realizadas para la caracterización de nanomateriales. En el mismo contexto, pese a los avances existentes en el área de síntesis química de AgNPs, todavía es necesario desarrollar nuevas rutas de síntesis que permitan conferir propiedades físicas, químicas y metrológicas necesarias para que este tipo de NPs puedan usarse como materiales de referencia en las mediciones realizadas en la nanoescala. La falta de materiales de referencia en la nanoescala limita la veracidad de las conclusiones en el campo de la nanotecnología y la nanociencia. (Nano Risk Framework, 2007). Actualmente, solo unos pocos materiales de referencia están disponibles comercialmente en la nanoescala, lo que indica la necesidad de investigar en esta dirección. Específicamente, en el caso de los AgNPs, que son las NPs más utilizadas en la formulación de productos comerciales (Vance, 2015), solo se han desarrollado 3 materiales de referencia (Menzel, 2013; Klein, 2013; NIST, 2015) en todo el mundo, que presentan diferencias en su caracterización, estabilización y ámbito de aplicación. Sin embargo, en la actualidad se ha investigado poco sobre nuevas rutas de síntesis de AgNPs que permitan desarrollar aplicaciones metrológicas. Pese a lo anterior, la síntesis sonoquímica de AgNPs podría ofrecer ciertas ventajas para desarrollar dichas aplicaciones, ya que este tipo de procesos sonoquímicos presenta ciertas ventajas en comparación con los métodos químicos convencionales debido a que proveen: rápida velocidad de reacción, condiciones controlables de reacción, simplicidad y seguridad de la técnica, obtención de formas esféricas y uniformes, distribuciones monomodales, además de conferir alta pureza a los nanomateriales (Mousavi & Ghasemi, 2010). Por otra parte, algunos estudios sugieren la posibilidad de generar NPs con pequeño diámetro y alta área superficial (Vasileva et al., 2011; Darroudi et al., 2011; Gupta et al., 2013). Todas estas características confieren a esta técnica el suficiente potencial para obtener AgNPs con las suficientes propiedades químicas y físicas para ser empleadas como material de referencia. De lo anterior, uno de los aspectos más relevantes es el cómo poder brindar una alta estabilización de los núcleos metálicos cuando estos se encuentran dispersos en un medio líquido altamente polar como lo es el agua. Por lo tanto, todo lo anterior deja patente la necesidad de continuar desarrollando herramientas tecnológicas avanzadas para comprender, procesar y estudiar las propiedades de los nanomateriales, específicamente las propiedades asociadas con los AgNP en la nanoescala, así como la imperativa necesidad de explorar una nueva ruta de síntesis sonoquímica de AgNPs para generar NPs con mayor estabilidad en medio acuoso.
Description of chlorophyll a spatial distribution, temperature and salinity on the continental shelf and slope of the Central American Caribbean
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2017-01) Brenes Rodríguez, Carlos L.; BENAVIDES, ROSARIO; Loza Álvarez, Sandra
Con la coordinación regional de la Organización del Sector Pesquero y Acuícola del Istmo Centroamericano (OS-PESCA), se llevó a cabo del 3 de enero al 3 de febrero del año 2011 una campaña de prospección pesquera sobre la plataforma y el talud continentales del Caribe centroamericano, a bordo del B/I Miguel Oliver. En 76 estaciones hidrográficas se determinaron la temperatura, salinidad y se estimó la concentración de clorofila a través de un fluoró-metro incorporado al CTD. La temperatura superficial varió entre 25 y 27°C y la salinidad en ese mismo nivel presentó valores entre 32.5 (Panamá) y 35.5 (Belice). La profundidad de la termoclina mostró una tendencia descendente de sur a norte localizándose entre los 140 y 155 m. Los valores para la concentración de clorofila a a se encuentran en el rango 0.01-1.01 mg m-3. La distribución de la clorofila a integrada en la capa de 0 a 150 m registró el valor más alto en las aguas panameñas (25.25 mg m-2), mientras la zona de Belice presentó el valor más bajo (6.05 mg m-2). Dos máximos de clorofila a (zona de mezcla y estrato termoclino) caracterizan la zona sur del Caribe centroamericano (Costa Rica y Panamá) y un único máximo ubicado cerca de los 90 m sobresale en la distribución vertical de dicha variable entre Nicaragua y Belice. La concentración de clorofila a promedio para todas las estaciones fue de 0.3 mg m-3, de modo que en la plataforma y el talud continentales predominan en general condiciones oligotróficas.
Determinación de parámetros genéticos de Melina (Gmelina arborea Roxb.) en Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2020-12) Hernández Castro, William; Murillo Gamboa, Olman
La Gmelina arborea (melina) es una especie forestal que se ha consolidado como la segunda especie exótica más utilizada en Costa Rica, principalmente por la versatilidad de su madera, fácil trabajabilidad, adaptación a diversas condiciones de sitio y rápido crecimiento. El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el comportamiento de clones G. arborea en condiciones de suelo ácidos. Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar, con seis repeticiones, 29 clones y cinco testigos, con un distanciamiento de 4 m x 4m. Se realizó un análisis del suelo, para conocer las características físicas y químicas del suelo. Se calcularon parámetros genéticos a diferentes edades, para las variables diámetro a la altura del pecho (DAP), altura y volumen comercial, utilizando el software SELEGEN, el cual se basa en el método REML/BLUP, además, se realizaron correlaciones genéticas entre las variables evaluadas. Los resultados del análisis del suelo reflejaron deficiencias nutricionales a nivel de varios elementos esenciales para el desarrollo de la melina, así como un pH menor a 5.5, altos contenidos de hierro (Fe) y saturación de aluminio (Al) elevado. Con relación a los parámetros genéticos los resultados obtenidos reflejan que los mayores coeficientes de heredabilidad individual y heredabilidad media del clon se presentan a la edad de 4.5 años, donde el DAP es el carácter que presentó mayores valores. Las correlaciones genéticas reflejan altos porcentajes de correlación a partir de los 3.5 años, entre las variables DAP-volumen comercial. Con base al ranking genético, se evidencian 10 clones que se comportan como los que mejor se adaptaron a las condiciones de sitio, presentando mayores crecimientos en las variables dasométricas, con ganancias genéticas dentro del rango de 12.7% y 28%, comparadas con la media general del ensayo y el material utilizado como testigo. Se concluye que existe material genético con potencial para adaptarse a condiciones de suelos con características limitantes.
Dinámica y estructura poblacional del camarón de aguas someras Penaeus (Farfantepenaeus) notialis, en el Caribe colombiano con fines de manejo y conservación
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2021) Ramírez Aristizábal, Argiro de Jesús; Paramo Granados, Jorge Enrique
The Penaeus (Farfantepenaeus) notialis species supports the industrial shallow-water shrimp fishery in the Colombian Caribbean. Since 1986 a state of overexploitation was reached, worsened in 1996, leading to a drastic reduction in the fishing effort as of 2006. The present investigation was carried out to determine the population dynamics and structure of this fishery and to make suitable recommendations for a good administration of marine resources. For this reason, monthly samplings of the fishery were conducted on board for one year (June 2012 to May 2013) as well as a fishing prospecting cruise in the entire fishing area in the Colombian Caribbean for 25 days (September 2013). From the monthly samplings, using the size structure and analysis of modal progressions, biological and fishing parameters were calculated as input data for the application of the analytical lengthstructured models (predictive model of Jones and prospective model of Thompson and Bell) to estimate the Maximum Sustainable Yield - MSY and the Maximum Economic Yield - MEY. With the data from the fishing prospecting cruise and applying geostatistical methods, the distribution of the size structure and the instantaneous biomass in the entire Colombian Caribbean were estimated to determine the MSY. In the same way, the Mean Maturity Sizes - MMS for both sexes were calculated and analyzes of the abundances and sizes were conducted considering the environmental variables: temperature (°C), salinity (psu), depth (m), and distance of coast in nautical miles (nm)
Elaboración de un libro de texto que desarrolle los contenidos de química inorgánica para décimo y undécimo año del ciclo diversificado del sistema educativo costarricense
(Universidad Nacional (Costa Rica), 1991) Bejarano Molina, Carmen María; Torres Salas, María Isabel
El enfoque de la nueva política curricular que plantea el Ministerio de Educación Pública en los programas de estudio responde a las necesidades educativas detectadas en el ámbito nacional. En el área de las ciencias los nuevos programas estimulan el proceso de enseñanza y aprendizaje en forma dinámica, que favorezca la manipulación, la experimentación y la inferencia de los principios básicos por parte de los alumnos. Como parte de este proceso y debido a que no hay un libro de texto congruente en este nuevo enfoque, se estimó conveniente elaborará uno, que desarrolle los contenidos de Química Inorgánica de una forma clara y sencilla, introduciendo una metodología activa, con un enfoque de los concreto y lo abstracto.
Estimación económico - ecológica de deuda ecológica: caso de estudio de las zonas adyacentes a la zona protectora Cerros de la Carpintera en el Valle Central de Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2019-03-28) Aguilar González, Bernardo; Guzmán Hernández, Tomás
Con el crecimiento de la urbanización en América Latina, muchas comunidades urbano marginales se encuentran en áreas que en un principio fueron reservadas para proteger los servicios ecosistémicos de importancia para esas ciudades. Con el fin de encontrar alternativas para este dilema socio-ecológico, este trabajo amplía la aplicabilidad del concepto de Deuda Ecológica a un rango extendido de situaciones de injusticia ambiental en estas áreas protegidas. Se enfoca en el caso de la Zona Protectora La Carpintera (ZPLC) en Costa Rica, en la parte alta de la Cuenca del Río Grande de Tárcoles, la más importante para usos humanos en el país. En esta, ubica un proceso de inequidad o injusticia ambiental originado en condiciones limitantes de la calidad de vida de los habitantes de comunidades pobres como Río Azul, Linda Vista y otras que se originan en una historia de manejo inadecuado de la riqueza natural del área, en las regulaciones de conservación y en la actitud de la institucionalidad a cargo de los aspectos de infraestructura, ambientales, políticos, económicos y sociales en el área. A estas limitantes se contraponen los privilegios derivados de externalidades positivas proveídas por el área que benefician la calidad de vida de comunidades afluentes que rodean el área protegida. Para caracterizar, deconstruir y buscar alternativas para estas injusticias, esta tesis busca desarrollar un modelo de medición novedoso para Costa Rica y proponer un proceso participativo de seguimiento que permita utilizar la información generada con el fin de atenderlas. La tesis utiliza una metodología de Economía Ecológica y Ecología Política con tres componentes. Adapta el concepto de Deuda Ecológica al conflicto ecológico distributivo en examen, promoviendo un enfoque de derechos. Caracteriza la historia socio-ecológica de la ZPLC usando este marco partiendo de los procesos de población relacionados al establecimiento del botadero de Río Azul y el establecimiento del área protegida en los años 70 hasta la aprobación e implementación del Plan de Manejo en esta década. Las inequidades incluyen el celo de los grandes propietarios y la institucionalidad por la presencia de las comunidades marginales que en su visión atentan contra la provisión de servicios ambientales por la ZP: Más allá, este trabajo adopta un marco multilingüe (biofísico, monetario y cualitativo) de valoración para estimar la magnitud e importancia estadística de la Deuda Ecológica que tienen las comunidades deudoras. Las metodologías usadas para este efecto incluyen una estimación comparativa de las huellas ecológicas comunitarias. Asimismo, incluyen una estimación mediante el método de precios hedónicos de la importancia para el precio de las viviendas en las comunidades deudoras del servicio de vista no remunerado a la ZPLC. Los resultados presentan una deconstrucción identificando los componentes esenciales del conflicto (actores, contexto geográfico) y caracterizan las inequidades examinadas haciendo una evaluación de justicia distributiva y una evaluación compensatoria. Las comunidades deudoras muestran niveles de sobregiro por Huella Ecológica de un 7% mientras que las comunidades acreedoras tienen un superávit de más de un 20%. Entretanto, los valores fiscales de las propiedades que se benefician de las externalidades positivas no compensadas de la ZP en las comunidades deudoras, como el servicio de vista, son sustancialmente mayores en comparación de los de las acreedoras. Estas últimas ven los valores de sus inmuebles afectados por las restricciones normativas e institucionales que caracterizan la habitación dentro de un área protegida. El servicio de vista resulta significativo como factor que afecta los precios de los inmuebles en las comunidades deudoras, beneficiándolas con una diferencia de precio comparativa de $99 por m2 de construcción (cerca de $30.000 por inmueble). Estos resultados pueden contribuir a encontrar formas de compensar y reducir esta Deuda Ecológica, haciendo que la conservación en la ZPLC sea más sostenible y justa. Algunas soluciones viables pueden incluir la implementación de acciones de mejoramiento de la calidad de vida de estas comunidades con el fin de resguardar entre otros el servicio de vista a partir de los recursos generados por el impuesto territorial que se cobra ya. Las reacciones y disponibilidad al seguimiento mediante un proceso participativo multicriterial recomendado por parte de los actores participantes en el taller de presentación de resultados confirman la utilidad de los resultados.
Estructura del fitoplancton en las épocas seca y lluviosa en el golfo de Papagayo, Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2018-07) Loza Álvarez, Sandra; BENAVIDES, ROSARIO; Brenes Rodríguez, Carlos L.; Ballestero Sakson, Daniel
Con el propósito de estudiar la estructura de la comunidad fitoplanctónica en el golfo de Papagayo, se realizaron 2 muestreos en febrero y junio del 2017, y se analizó adicionalmente información hidrográfica. Su composición estuvo dominada, en ambas épocas, por diatomeas, dinoflagelados, cianobacterias y flagelados. La fracción de diatomeas aportó mayoritariamente a la estructura del fitoplancton con 41 taxa, luego los dinoflagelados con 20. En las diatomeas, los géneros más abundantes y con mayor frecuencia de aparición fueron Rhizosolenia sp., Guinardia sp. y Thalassiosira sp. En los dinoflagelados, Tripos furca predominó en la estación 20 en Bahía Culebra y resultó frecuente Gyrodiniumspirale, así como los géneros Gymnodinium sp., Gyro dinium sp. y Amphidinium sp. Las cianobacterias estuvieron representadas, principalmente, por formas chroocoides de los géneros Anacystis sp. y Chroococcus sp., al igual que las haptoficeas y los flagelados, por los coccolitoforidos y el género Chrysocromulina sp., respectivamente. En febrero, la concentración fitoplanctónica varió entre 326 y 1063 cél mL-1, y en junio entre 653 y 1041 cél mL-1, con características mesotróficas en ambas épocas. La hidrografía estuvo regulada por el ciclo anual de precipitaciones y el afloramiento estacional costero de Papagayo. En febrero, respecto a octubre, la temperatura superficial descendió 3°C, la salinidad ascendió 2 y la concentración de clorofila-a aumentó en 0.5 mg .m-3. Aguas más cálidas, menos salinas y con menores concentraciones de clorofila-a en octubre (T > 29°C, S < 32.2, Chl-a < 0.5 mg m-3) contrastan con lo observado en febrero.
Generación de un modelo de monitoreo de la contaminación atmosférica por metales pesados en zonas de flujo vehicular, basado en las propiedades magnéticas de biomonitores y polvo urbano
(Tecnológico de Costa Rica, 2023) Salazar Rojas, Teresa; Calvo Brenes, Guillermo; Cejudo Ruiz, Fredy Rubén; Gutiérrez Soto, Marco Vinicio
La contaminación atmosférica urbana es uno de los problemas medioambientales más serios a los que se enfrenta la humanidad ante el rápido crecimiento económico y demográfico. Los efectos en la salud asociados a la contaminación atmosférica están relacionados con problemas respiratorios, principalmente correlacionados con la exposición temporal a material particulado (PM, siglas en inglés), especialmente las más finas (PM con diámetro ≤ 2.5 µm), que provocan lesiones cardiopulmonares y difusión sistémica. Entre los diferentes componentes del PM se encuentran los metales pesados (MPs), los cuales son especialmente peligrosos para los seres vivos ya que se bioacumulan, causando importantes efectos negativos sobre el bienestar humano y el medio ambiente. Esta tesis tuvo como objetivo establecer un modelo para predecir las concentraciones de MPs en hojas y polvo de carretera, a través de las mediciones de sus propiedades magnéticas. Para ello, se usó algoritmos de aprendizaje automático, la regresión lineal automática (MLR, siglas en inglés) y de soporte de vectorial automático (SVM, siglas en inglés) para establecer modelos de predicción de MPs basados en las propiedades magnéticas del PM depositado en hojas y polvo de la carretera. Se hizo un muestreo de polvo de carreteras y hojas de dos especies comunes de tipo perenne (Cupressus lusitánica y Casuarina equisetifolia) durante dos años en la Gran Área Metropolitana (GAM) de Costa Rica. Los resultados mostraron tanto en la etapa de entrenamiento como en la de prueba, que las concentraciones de Fe, Cu, Cr, V y Zn fueron bien estimadas por los modelos de predicción SVM, con valores R2 ajustados > 0.7 y las concentraciones de Pb y Ni fueron estimados con menor precisión, con valores R2 ajustados < 0.7. El modelo de SVM que estimó mejor la concentración de MPs a partir de propiedades magnéticas fue el que se obtuvo de las hojas de C. equisetifolia, en comparación con C. lusitanica y el polvo de la carretera, mostrando valores R2 ajustados más altos y error medio absoluto (MAE) y el error medio cuadrático (RMSE), más bajos. Es posible establecer un modelo de SVM en la GAM de Costa Rica para determinar indirectamente la concentración de elementos en material particulado depositado en hojas mediante el uso de propiedades magnéticas, permitiendo disminuir los costos, tiempos y generación de desechos para el monitoreo de MPs en las áreas urbanas.
Impacto de concentraciones ambientalmente relevantes de nanopartículas de plata en la comunidad microbiana del suelo
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2021) Montes de Oca-Vásquez, Gabriela; Vega Baudrit, José Roberto
La nanotecnología es un área de la ciencia emergente que involucra la ingeniería de partículas nanométricas de diversos materiales (Khare et al., 2014). De acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés), la nanotecnología se define como "la creación y uso de estructuras, dispositivos y sistemas que tienen propiedades y funciones novedosas debido a su pequeño tamaño". Estas partículas y estructuras moleculares tienen dimensiones en el rango nanométrico (típicamente entre 1 y 100 nm en al menos una dimensión) (Hobson, 2011). Es debido a esta escala que los materiales pueden adquirir propiedades físicas y químicas diferentes a las que tienen en la escala macroscópica (Ivask et al., 2014; Tortella et al., 2020), como propiedades ópticas, electrónicas, antimicrobianas, magnéticas y catalíticas (Capek, 2006). Debido a estas características la producción global de las nanopartículas (NPs) continúa aumentando, y se han utilizado en numerosos productos comerciales con diversas aplicaciones industriales (Sharma et al., 2019; Tortella et al., 2020). Se han utilizado en el área agrícola, como fertilizantes y pesticidas (Madbouly et al., 2017), en el área médica (Her et al., 2017), principalmente con el desarrollo de NPs para la liberación controlada de fármacos (Pang et al., 2019), en el desarrollo de dispositivos de diagnóstico médico (McNamara & Tofail, 2015), además, de su uso para mejorar las imágenes médicas (Ryan et al., 2019). Asimismo, las NPs se han utilizado en dispositivos electrónicos (Khanra et al., 2018), en cosméticos (de la Calle et al., 2017), en la nanoremediación (Moustafa, 2017), en el sector agroalimentario (Dasgupta et al., 2017), entre otros.
Inducción de variabilidad genética en una variedad comercial de arroz (Oryza sativa) mediante el uso de radiación gama a partir de la selección in vitro de mutantes tolerantes a ariloxifenoxipropionatos para su uso en el fitomejoramiento del cultivo
(Tecnológico de Costa Rica, 2023) Hernandez Soto, Alejandro; Abdelnour Esquivel, Ana; Valdez Melara, Marta; Echeverría Beirut, Fabián
El principio de mejoramiento genético basado en mutaciones consiste en generar cambios hereditarios en el ADN mediante agentes externos. La mutagénesis inducida mediante radiación gamma ofrece una alternativa para desarrollar líneas de arroz resistentes al estrés biótico y abiótico al acelerar el proceso de mutación espontánea y aumentar el conjunto de variantes alélicas disponibles para la mejora genética. En el presente trabajo se exploran las bases técnicas para lograr la mutagénesis in vitro mediante radiación gamma (60Co) con el rasgo de tolerancia al ariloxifenoxipropionato Fluazifop-P-Butil como modelo para crear variabilidad en una variedad local de arroz Lazarroz FL. El primer parámetro estandarizado que se logró fue la radiosensibilidad de los callos embriogénicos. La dosis letal 30 se calculó a partir de 1680 callos con exposición de gradiente de 0-120 Gy en 81,8 Gy (77,507-86,403). El segundo parámetro fue la sensibilidad a los ariloxifenoxipropionatos como agente de selección. La dosis letal media fue de 6,93 mg / L (0,425 mg / L - 15,743 mg / L, R2 = 0,402, 1000n) para callos y la dosis letal media de 3.771mg / L (R2 = 1, 290n) para plantas in vitro. La secuenciación del gen diana ACCasa2 y las secuencias de control matK, rbcL con el pre-identificador NCBI MZ558337, MZ558334, MZ558335, demostraron que la variedad comercial utilizada tiene ausencia de mutaciones. El sistema se ejecutó con 60Gy en callo embriogénico, regeneración, preselección a 5mg/L y selección final a 5mg/L de Fluazifop-P-Butil. Lo anterior resultó en un único mutante putativo tolerante a partir de 8000 vitroplantas regeneradas. La línea tolerante presentó una tasa de mutación aproximada de 1/1000pb en el gen blanco ACC2 (T2222I/T2222M) y en los controles matK, rbcL. Es posible que la mutación en el gen blanco ACC2 esté vinculada a la tolerancia, sin embargo, no se puede descartar otros mecanismos no evaluados. El trabajo exploró el uso de semilla como tejido de partida para la radiación in vitro, lo que permitió una exposición de 50-350Gy, y un incremento en el número de mutantes putativos de 31. Un método alterno para generar mutaciones con mayor precisión es mediante CRISPR-Cas9, el proyecto exploró la técnica en levaduras de un gen homólogo de arroz como modelo para proveer tolerancia a salinidad. Se logró una mutación en el gen NTH2, nth2 1271_1272delTA, lo que incrementó la tolerancia de la levadura al estrés salino con capacidad de crecimiento a 0.8M NaCl a una tasa de 0.2179 ± 0.0061 h−1 en comparación con la silvestre de 0.1580 ± 0.0009 h−1.
Lepidochelys olivacea status and its relationship with nest management on the eastern coast in the Pacifico of Guatemala
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2021) Morales Mérida, Berta Alejandra; Cortés Gómez, Adriana A.; Godfrey, Matthew H.
Marine turtles are reptiles that have lived in the Earth’s oceans and nested on the beaches starting several million years ago and also have coexisted with coastal communities since humans colonized beach areas across the world. In recent decades, with increased recognition of biodiversity loss and animal extinction, scientists have focused their research on different conservations strategies for various taxa. Marine turtles, with their global distribution and widespread occurrence in various regions, have also been the focus of conservation research and planning. Marine turtles spend the majority of their lives in the oceans, except for brief periods associated with reproduction: when females emerge from the ocean to lay eggs in the sand on open beaches, and when successfully developed hatchlings emerge from their nests and scramble to the ocean. As beaches are important habitat for sea turtles, they often are protected globally, with different conservation methods, and strategies of nest protection have emerged. In Guatemala, nest depredation by people (also referred to as poaching) has been identified as a threat to sea turtles since the early 1970s. This problem has led the authorities to establish an exclusive conservation strategy that focused on protected beach enclosures called hatcheries, in which sea turtle eggs are reburied for protection and ensure a higher hatching success (CONAP, 2015). In this system, people collect eggs from freshly laid sea turtles on various beaches. The egg collectors are required to deliver a “conservation quota” of 20% of the eggs found in the nest to an officially registered hatchery. In exchange, they are allowed to keep or sell the remaining eggs for human consumption or other purposes (CONAP, 2018). This system applies only to the marine turtle Lepidochelys olivacea, considered the most abundant and constant nesting species in the Pacific of Guatemala. Commercialization of eggs of other species is illegal under federal law.
Medición y predicción de la radiación solar global ultravioleta (0.295-0.385 μm) en condiciones de cielos claros y sin nubes
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2008) Wright, Jaime
Los valores de la radiación solar global ultravioleta fueron medidos con un radiómetro ultravioleta y también predichos con un modelo espectral atmosférico. Los valores obtenidos con el modelo espectral atmosférico, que se basa físicamente, fueron analizados y comparados con los valores experimentales medidos in situ. Las medidas fueron realizadas para diferentes ángulos cenitales en condiciones de cielos claros en Heredia, Costa Rica. Los datos de entrada necesarios incluyen latitud, altitud, albedo superficial, distancia Tierra-Sol, así como características atmosféricas: turbiedad atmosférica, agua precipitable y ozono atmosférico. La comparación entre los valores medidos y predichos dio resultados satisfactorios.
Medidas topográficas en superficies atómicamente planas en condiciones ambiente mediante un microscopio de efecto túnel, un enfoque didáctico
(Universidad Nacional de Costa Rica, 2019-01-31) Delgado Jiménez, Lilliana; Chacón-Vargas, Sofía; Sabater-Piqueres, Carlos; Sáenz-Arce, Giovanni
Uno de los grandes avances en la nanotecnología fue el desarrollo del microscopio de efecto túnel, herramienta que ha permitido poder manipular átomos, moléculas, estudiar el transporte electrónico en un solo átomo e incluso la obtención de imágenes con precisión atómica en superficies eléctricamente conductoras. En este artículo describimos el microscopio de efecto túnel, su funcionamiento, una metodología de calibración y cómo medir topografía de superficies planas con una resolución atómica en condiciones ambiente. Todo ello desde un punto de vista didáctico para los nuevos usuarios o investigadores no familiarizados con la técnica. Dependiendo del tipo de medida y calibración, se usaron dos tipos de muestras conductoras, el oro orientado en la dirección cristalográfica (111) y el grafito pirolítico altamente orientado (HOPG).
Método de estudio socioambiental para la ordenación del territorio en la Cordillera Alux de Guatemala
(Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo (DOCINADE), 2019) Ortega Montalván, Ileana Lizette
La presente investigación se realizó en la Reserva Forestal Protectora de Manantiales Cordillera Alux en Guatemala y se trabajó con los poblados de Mixco, San Juan Sacatepéquez, San Lucas Sacatepéquez, San Pedro Sacatepéquez y Santiago Sacatepéquez. El estudio de valores actitudes y comportamiento se efectuó en el municipio de San Lucas Sacatepéquez, se trabajó con una muestra de 369 personas y los datos se recogieron en el año 2014. Sobre la percepción de la comunidad hacia el ambiente se determinó que los pobladores poseían un nivel bajo de conocimientos sobre la conservación del área protegida y del recurso forestal; únicamente alrededor del 50% mostró interés por involucarse en movimientos o participar en la resolución de problemas ambientales. Este resultado se identifica como una limitante con la que se debe trabajar en los programas de educación ambiental, con el objetivo de tomar acciones positivas para su conservación. Se estudió la tendencia espacial de crecimiento y el cambio del uso del suelo con una proyección de las áreas pobladas al 2030, para antecederse a circunstancias que se deberán considerar en la planificación urbana. Se encontró que la evolución de la estructura en los centros poblados desde su fundación hasta hoy, pasó de una trama tradicional de las comunidades españolas a convertirse en ciudades fragmentadas. El análisis espacial, a través de la fotointerpretación de imágenes satelitales Landsat TM, mostró el cambio de cobertura del uso de suelo, la evolución de los centros poblados y la expansión de las áreas urbanas. Entre los factores que más influyen en la dinámica territorial ambiental de los asentamientos, está la cercanía a la ciudad capital, lo que ha provocado la conurbación. La simulación sobre el escenario futuro al 2030, siguiendo la tendencia actual, muestra cambios de cobertura, avance del crecimiento urbano y la reducción del área boscosa, aspectos fundamentales a considerar en la planificación del territorio y en la toma de medidas preventivas. La investigación concluye con la propuesta de un método para utilizar en los análisis sobre el uso del suelo en áreas protegidas que se encuentran habitadas desde antes de ser declaradas como tales. La finalidad es determinar el impacto que ha tenido el cambio en el uso del suelo en las tendencias de configuración de la zona. Además, es una herramienta auxiliar en la planificación territorial.
Rasgos hidrográficos y batimétricos del Refugio Nacional de Vida Silvestre Ostional y áreas adyacentes, Guanacaste, Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2012-12) Brenes Rodríguez, Carlos L.; Márquez-Artavia, Amaru; Quirós, Warner; BENAVIDES, ROSARIO
Entre el 6 y el 11 de febrero del 2012, se realizó un levantamiento hidrográfico y batimétrico en la región situada entre Punta Guiones y Cuajiniquil, en el Pacífico norte de Costa Rica. Las temperaturas superficiales se ubicaron entre los 25.5 y 27.5°C, y el rango salino superficial estuvo entre 33.2 y 33.8 PSU. La termoclina se localizó a los 20 m en el extremo norte de la región, mientras que en el extremo sur, desde Ostional hasta Guiones, se observó ligeramente más profunda, alrededor de los 25 m. El espesor de la capa de mezcla fue de 10 m en toda el área estudiada. Dos giros, uno ciclónico y otro anticiclónico, se registraron en la región frente a Ostional. Los estratos superficiales estuvieron ocupados por el Agua Superficial Tropical (AST), con salinidades inferiores a 34 PSU y temperaturas superiores a 26°C, y los niveles intermedios (~ 50 m), por el Agua Subsuperficial Subtropical (ASS), caracterizada por un núcleo salino cercano a las 35 PSU. La batimetría de la región muestra isóbatas paralelas a la costa, con una elevación alrededor de los 20 m de profundidad en el extremo sur de la zona estudiada. El grado de inclinación o pendientes no sobrepasaron los 14.5°.
Understanding Space Weather: Solar Cycles and Magnetic Rossby Waves
(Universidad Nacional de Costa Rica, 2019-07-31) Márquez-Artavia, Xiomara
El objetivo de esta investigación es explorar si existe una relación entre las ondas magnéticas de Rossby rápidas o lentas y ciertas observaciones de la actividad solar de largo y muy largo plazo (meses, años, décadas...). El artículo intenta mostrar si los periodos de esas ondas y sus características corresponden a los valores de duración los ciclos de Rieger, Haly, o bien cuasiperiodos de llamaradas y eyecciones de masa coronal. Se inicia con una revisión bibliográfica y un resumen de los resultados de una tesis doctoral que resuelve completamente el modelo matemático en cuestión, con las ecuaciones derivadas de ese trabajo previo, se calcula los periodos de las ondas que serán comparados con las observaciones. Estos resultados teóricos sugieren que cierta actividad solar podría deberse a las ondas magnéticas de Rossby, originadas en el interior del Sol, específicamente en la tacoclina. Las ondas lentas se proponen ligadas a las periodicidades de largo y muy largo plazo y las ondas rápidas de Rossby se asocian con periodicidades de unos años a meses. El estudio de estas perturbaciones de Rossby y sus propiedades, sin duda, va a ayudar a comprender el origen y las características del campo magnético del Sol.

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