Escuela de Química

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Misión Contribuir con el desarrollo integral de la sociedad costarricense en un marco de solidaridad y armonía con la naturaleza, por medio de su quehacer en investigación, extensión, docencia y producción, lo que permite la generación de conocimiento, la vinculación externa y la formación y actualización de profesionales en Enseñanza de la Química, Química y sus aplicaciones. Visión Es la Escuela de Química con liderazgo por su excelencia académica, innovación, y vocación de servicio en las áreas de Enseñanza de la Química, Química y sus aplicaciones. Goza de prestigio, a partir de una oferta académica (investigación, docencia, extensión y producción) actualizada, flexible y que responde a las necesidades emergentes del desarrollo nacional e internacional.

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Drone monitoring of volcanic lakes in Costa Rica: a new approach
(Canadian Science Publishing, 2023) Sibaja, José; Terada, Akihiko; Alfaro Solís, Rosa; Cambronero Luna, Mario; Umaña Castro, Danilo; Porras Ramírez, Daniel; Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Martínez Arroyo, Mariela; Godfrey, Ian; Martínez Cruz, María
For the first time ever, samples were collected from volcanic lake waters in Costa Rica using an unmanned aerial vehicle (drone), which represents a major achievement in human–machine interaction and innovation in the technology sector. A Matrice 600 Pro drone was used for remote sampling in the hyperacid crater lake of the Poás volcano, the mildly acidic Lake Botos, and the nearly neutral Lake Hule. A bailer bottle of 250 mL and a HOBO temperature probe, mounted on the drone, were deployed using a specially designed delivery retrieval system. A comparison was carried out relating to the geochemistry of lake water collected by drone as opposed to the hand-collected samples. The SO4 −2/Cl ratios of the two samples at Poás hyperacid crater lake were similar, (1.1 ± 0.2) on average, an indication of a lake with homogenous water composition. The Lake Hule showed a similar composition to that registered 20 years ago. The waters from Lake Botos showed some differences, which may be explained by the influence of springs at the bottom of the lake, but the Wilcoxon’s signed-rank test showed a good exhibit of a satisfactory level of similarity. Autonomous navigation proves to be very useful for faster, more efficient, reliable, and less hazardous sampling of volcanic lakes.
Elaboración del inventario de emisiones de gases efecto invernadero del cantón de San José
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2016) Quirós Fallas, Andrea; Herrera Murillo, Jorge
Se realizó el inventario de emisiones de gases efecto invernadero para los once distritos que conforman el cantón de San José, tomando como año base el 2011. Este cantón es una de las áreas geográficas del país con mayor densidad de construcciones en los diversos sectores tanto residencial como comercial e industrial, con gran cantidad de carreteras, vías férreas y aeropuerto, lo que lo convierte en una de las zonas de mayor movilidad comercial e industrial del país. Se cuantificaron las emisiones provenientes de las fuentes fijas, fuentes móviles y fuentes de área, bajo el desarrollo de un enfoque metodológico adaptado de las Guías del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) y el protocolo de gases efecto invernadero para ciudades del Instituto Mundial de Recursos (WRI, por sus siglas en inglés), el cual es un documento que refuerza las metodologías de cálculo de emisiones con un enfoque territorial. En total, durante el 2011, en el cantón de San José se generaron 820 295 ton de CO2 eq. Las fuentes más importantes fueron las fuentes móviles, las cuales fueron responsables del 84,7 % de las emisiones, mientras que las de área representaron un 13,9 % y las fijas provenientes de hornos y calderas del sector industrial aportan un 1,4 %. La tasa de emisiones per cápita para el cantón de San José fue de 2,5 ton CO2 eq/hab/año. Los distritos con la tasa de emisiones más alta fueron Uruca y Pavas, debido a su gran desarrollo industrial y residencial, esta demanda de recursos genera un aumento de la cantidad de emisiones con respecto al resto de distritos. Las fuentes pueden ser categorizadas de acuerdo con el alcance presentado, siendo las emisiones de tipo directo las que presentan la mayor contribución con un 90,9 % del inventario, mientras que las indirectas (alcance tipo II y III) representan el 9,1%. Paralelo a la necesidad de conservar los recursos, en conjunto con el compromiso de cumplir con los acuerdos internacionales, el inventario de las emisiones de los gases de efecto invernadero da como resultado la línea base sobre la cual los gobiernos locales establecen las medidas de adaptación y mitigación al cambio climático.
Groundwater age and recharge processes in a tropical volcanic aquifer
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2019) Montero Rodríguez, Irene; Sánchez Murillo, Ricardo
La recarga de agua subterránea en acuíferos volcánicos altamente fracturados sigue siendo poco conocida en los trópicos húmedos. El rápido crecimiento demográfico y los cambios no regulados en el uso de la tierra dieron como resultado una extensa contaminación de las aguas superficiales y una gran dependencia de la extracción de aguas subterráneas en Costa Rica. Este estudio presenta un enfoque de trazadores múltiples que incluye isótopos estables, 3H/3He y gases nobles dentro del acuífero más importante del centro de Costa Rica. Se tomaron muestras de pozos y manantiales a través de un gradiente altitudinal (de 868 a 2,421 msnm), lo que resultó en edades aparentes relativamente jóvenes que oscilaron entre 1,4 ± 4,2 y 76,6 ± 9,9 años. Las relaciones R/RA (0,99 a 5,4) indicaron una señal de tipo MORB a través del acuífero. Las elevaciones potenciales de recarga oscilaron entre 1,703 ± 140 y 2,647 ± 147 msnm. con temperaturas de recarga que varían de 11.40 ± 0.24 ° C a 19.42 ± 0 .26 ° C, respectivamente. Las estimaciones de recarga oscilaron entre 129 ± 78 y 1,605 ± 196 mm/año con un valor promedio de 642 ± 117 mm/año, representando 20.1 ± 4.0% de la precipitación media anual total como recarga efectiva dentro del sistema de acuíferos Barva-Colima. Estos resultados pretenden guiar la selección de áreas de recarga críticas para mejorar la seguridad del agua y la sostenibilidad en Costa Rica.
Implementación de metodologías analíticas para la caracterización y el control de calidad del biodiesel en el Laboratorio de Investigación y Desarrollo, Recope
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2017) Rodríguez Salazar, Jéssica María; Sibaja Brenes, José Pablo
El Laboratorio de Investigación y Desarrollo de RECOPE, con la finalidad de asegurar el cumplimiento de la calidad del biodiesel producido en su planta piloto, así como de las muestras obtenidas de los laboratorios externos, desidió realizar la validación de los métodos de caracterización de las muestras del biodiesel, considerando el índice de acidez, el contenido de ésteres metílicos, la estabilidad a la oxidación, el punto de inflamación y la cantidad de cenizas sulfatadas. Dicha validación se desarrolló evaluando diferentes parámetros, como lo es la precisión, mediante la obtención de la desviación estándar de los datos para repetibilidad, además de un ANOVA y una comparación de la varianza por reproducibilidad, para la precisión intermedia. La evaluación de la repetibilidad se acepta para todos los métodos aplicados, a excepción de cenizas sulfatadas, ya que no se valida analizando éste parámetro. El análisis de la precisión intermedia para la acidez de biodiesel, se rechaza en base a la aplicación de un ANOVA, con una confianza del 99 %, sin embargo se obtiene una varianza por reproducibilidad de 0,007 mg KOH/g concordando con el criterio de aceptación, en el análisis del contenido de los ésteres metílicos se acepta la precisión intermedia, mediante la aplicación de un análisis de varianzas y comparación de la varianza por reproducibilidad, obteniendo un valor de 1,16 %. La presición intermedia en ambos análisis para la estabilidad a la oxidación, se rechaza utilizando un 99 % de confianza y se acepta a un 95 % para el análisis del punto de inflamación, además para éste último método se obtiene una varianza de reproducibilidad de 0,001 ºC acorde con el criterio de aceptación, por otra parte, en el análisis de cenizas sulfatadas se acepta la precisión intermedia a un 95 % de confianza, alcanzando una varianza de 0,000014 %, por lo tanto se acepta la precisión intermedia. Además de la precisión, la veracidad permitió dar trazabilidad a los resultados, donde por medio de pruebas de hipótesis de comparación de medias, se infirieron conclusiones y se verificaron los criterios de aceptación. Entre ellos, la veracidad de los métodos se aceptó exclusivamente para el análisis de las cenizas sulfatadas, por intercomparación con las mediciones realizadas por el CELEQ, por lo que para los restantes métodos fue necesario aplicar una corrección asociada a la medición, esta corrección se obtuvo a partir de la diferencia producida entre el valor real y el experimental, siendo así -0,081 mg KOH/ g para el método de acidez, -0,65 h para la estabilidad a la oxidación y + 9 ºC para el punto de inflamación. Por otro lado se establece una relación entre el valor real y el experimental para obtener la corrección de FAME, que dio como resultado 0,9760. La sensibilidad y la linealidad, se desarrollaron mediante el estudio de las pendientes de las curvas de calibración, elaboradas a partir de muestras de biodiesel, excluyendo los métodos de cenizas sulfatadas y el punto de inflamación. La robustez se analizó para el estudio de la acidez, así como para la estabilidad a la oxidación, comprobando la influencia del almacenamiento en los resultados. El límite de detección y de cuantificación, se evaluó para la acidez, la estabilidad a la oxidación y el contenido de los ésteres metílicos, proporcionando un indicador de los límites confiables de evaluación del analito.

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