Trabajos Finales de Graduación

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Actitud ante la física y relación entre las técnicas didácticas que se utilizaron en las lecciones de ciencias en sétimo año, con el rendimiento académico en física de décimo año en el Colegio San Isidro, Heredia, Costa Rica.
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2001) García Carballo, Jessie Verónica
Son varias las opiniones desfavorables que externan muchos estudiantes de secundaria hacia la física. Teniendo ésta tal trascendencia en el progreso científico y tecnológico de las naciones, es fundamental hallar la raíz de dicha actitud con la finalidad de remediar la situación. Por otra parte, en el transcurso de la formación de docentes en las aulas universitarias, se hace énfasis en las técnicas didácticas como medio para conseguir los objetivos del proceso de enseñanza aprendizaje, pero ¿serán estas realmente decisivas en la consecución de dichos objetivos?, ¿permitirán efectivamente un buen desempeño en las asignaturas, específicamente en física?, o ¿será el rendimiento producto de interés y la responsabilidad propia de cada estudiante, en su afán de sacar adelante sus estudios independientemente de las técnicas que se utilicen? A estas y otras interrogantes responde el estudio que se muestra a continuación, con el propósito de ofrecer un aporte al cambio de la visión de cientos de jóvenes hacia la física, no solo en el colegio en estudio, sino a todas aquellas personas interesadas en este campo.
La creación de zonas de desarrollo próximo (ZDP) como estrategia de enseñanza-aprendizaje constructivista en la resolución de problemas lógico-matemáticos, en una clase de física del ciclo de educación diversificada de una institución pública costarricense.
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2006) Rojas Céspedes, Ronald; Alfaro Varela, Gilberto
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.
Desarrollo y caracterización de materiales poliméricos radiosensibles para aplicaciones dosimétricas
(Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación, 2020) Chacón Obando, David M; Valente, Mauro; Mattea, Facundo
El desarrollo acelerado y continuo de la radioterapia en las últimas décadas hapermitido, median técnicas de alta complejidad, lograr una mayor eficacia y potencialidad curativo de los tratamientos contra el cáncer. Sin embargo, la eficaciade cualquier tratamiento de radioterapia depende crucialmente de la capacidad de determinar correctamente la dosis absorbida. Por lo que, el desarrollo de las técnicas de radioterapia actuales requiere del desarrollo de metodologías de dosimetría que permitan principalmente obtener información de la distribución espacial de la dosis entregada en tres dimensiones. En este contexto, la dosimetría de gel polimérico es una alternativa no convencional, inherentemente tridimensional y con capacidad de registrar distribuciones espaciales de dosis con una alta resolución en un material tejido equivalente. La presente tesis pretende contribuir al conocimiento de este tipo de dosimetría no convencional, mediante el desarrollo, modificación e investigación de materiales poliméricos radiosensibles aplicando diferentes métodos de lectura de los mismos, enfocando principalmente su aplicación como herramientas potenciales en la validacióny control de calidad de técnicas de radioterapia avanzada. Para ello, se optimizó la elaboración y almacenamiento de los dos périmetros logrando obtener materiales con una buena reproducibilidad entre preparaciones diferentes. Los materiales se estudiaron mediante diferentes técnicas analíticas obteniendo la respuesta del material a la dosis e información directamente relacionada al grado de polimerización y la naturaleza del polímero formado. Además, se estudió y caracterizó un dosimetro de gel polimérico novedoso, que presentó una respuesta lineal entre 100 y 1000 Gy. Por otro lado, se estudiaron las propiedades radiológicas, relativas al agua, de diferentes dosimetros de gel polimérico para haces de fotones con energía en el rango de radiodiagnóstico y haces de protones con energías de aplicación clínica. Los resultados demostraron su alto grado de equivalencia al agua, lo que sustenta su potencial aplicación en este tipo de haces terapéuticos.
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)
Diseño de una metodología para evaluar el manejo sostenible de los bosques naturales de la Zona Norte, Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2021) Salas Garita, Cynthia; Soliño Millán, Mario; Ortiz Malavassi, Edgar
A partir de un conjunto de indicadores de referencia, se diseñó una herramienta para la evaluación “ex post” de la sostenibilidad de unidades de bosques naturales manejados en Costa Rica. Este conjunto se desarrolló utilizando una estructura jerárquica de principios, criterios e indicadores de sostenibilidad. La lista de referencia resultante consta de 5 principios, 12 criterios y 30 indicadores, clasificados como esenciales por un grupo de expertos en manejo forestal en Costa Rica. El conjunto de indicadores permite estudiar las dimensiones y atributos que delimitan la sostenibilidad de los ecosistemas. El procedimiento de selección y la probable contribución de este conjunto al manejo forestal aborda, en primer lugar, las condiciones económicas, sociales, ecosistémicas e institucionales de Costa Rica. Sin embargo, el conjunto de indicadores es útil para otras regiones del mundo, previa adaptación de los umbrales a las condiciones locales del ecosistema. Adicionalmente, la dimensión ecosistémica (productividad, estabilidad, adaptabilidad) se ratifica como condición de primer orden para la sostenibilidad, pero los expertos refuerzan la idea de que la dimensión institucional (equidad y gobernanza) es un desafío para la evaluación de la sostenibilidad.
Diseño de una serie de módulos de cinemática, para la enseñanza de las ciencias asistida por computadora, con énfasis en física, para la sección 7-5 del Liceo UNESCO, Pérez Zeledón utilizando Micromundos©
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2006-11) Sibaja Godínez, Shirley; Vargas Esquivel, Ronald
Existen diversas opiniones acerca de la enseñanza de las Ciencias, específicamente en el campo de la Física, que es una materia complicada. Se utiliza muchos números, fórmulas, y los contenidos son abstractos y difíciles de explicar, lo que dificulta su compresión Debido a lo anterior surge la necesidad de buscar nuevos medios y métodos para facilitar la comprensión de temas abstractos con el objetivo de que el aprendizaje sea más significativo y duradero. Por lo mencionado anteriormente el presente proyecto tiene como finalidad diseñar y aplicar una metodología de enseñanza asistida por computadora y utilizando un programa de computación. Además, que permita desarrollar la enseñanza de Ciencias con mayores recursos audiovisuales que faciliten explicar algunos conceptos abstractos de la Física y desarrollar una clase más dinámica, creativa, participativa y atractiva a los estudiantes.
Diversidad microbiana asociada a chenopodiaceae Halotolerantes: Análisis comparativo de comunidades microbianas de suelo, de rizósferas y de microorganismos endofíticos en Suaeda spp y Atriplex spp
(Universidad Nacional, Costa Rica, 2020-03-02) Ruiz Font, Angélica del Carmen; Lucero, Mary
Los microbios asociados a las plantas pueden ayudar a mediar tal estrés seco y salino. Nosotros analizaron las comunidades microbianas de la rizosfera, el suelo y la hojarasca asociadas con dos plantas de quenópodos adaptados a la solución salina, Suaeda mexicana, del centro de México y Atriplex canescens, de la región del desierto de Chihuahua de los Estados Unidos. Con el fin de caracterizar la comunidad microbiana cultivable, se tomaron muestras de suelo y hojarasca procesado y analizado mediante métodos tradicionales de enchapado de superficie. Las muestras se sembraron en dieciséis medios de cultivo diferentes: R2A modificado; Casaminoácidos; BHAP; PDA; TYA y YCED. Cada medio contenía 4% o 10% de NaCl (p / v) y se ajustó a pH neutro o básico. Células de 43 cepas, seleccionadas como representantes de los aislados cultivados, se lisaron por congelación-ebullición y directamente aplicado a mezclas de PCR. La amplificación de los fragmentos de rADN 16S se llevó a cabo utilizando los pares de cebadores F984GC-R1378 para bacterias e ITS1F-ITS4 para el único hongo aislar. Las secuencias obtenidas de los productos de PCR obtenidos a partir de aislamientos de Atriplex se homólogo a secuencias de los géneros bacterianos Penibacillus, Streptomyces, Promicromonospora, Rhodococcus, Bacillus y Pseudomonas, y el hongo género Aspergillus. Secuencias homólogas al género Artrhobacter, Streptomyces, Nocardia, Cellulosimicrobium, Pseudomonas y Bacillus fueron amplificado a partir de aislados de Suaeda. El ADN total se extrajo de muestras de suelo y hojarasca en diferentes estaciones (invierno y primavera). Uso de un cebador universal bacteriano 16S, codificado con etiqueta Se utilizó FLX Amplicon Pyrosequencing (TEFAP) para evaluar la diversidad microbiana. Cada uno de los aislamientos se utilizó para la inoculación de cultivos axénicos Se evaluó la promoción del crecimiento de plantas de semillero y plantas de semillero de amaranto spp.
Efecto de campos electromagnéticos inducidos a baja intensidad sobre procesos morfo-fisiológicos y de productividad de Zea mays L. var Porva, como alternativa tecnológica sostenible para la producción agrícola
(Tecnológico de Costa Rica, 2023) Suárez Rivero, Deivis; Guzmán Hernández, Tomas J.; Héctor Ardisana, Eduardo F.; Galvis Vanegas, Jesús A.
Al analizar la problemática del sector primario agrícola, se puede observar que la calidad de las semillas botánicas como material de propagación se convierte en una limitante productiva. Uno de los principales problemas que se registra en la literatura especializada en materia de propagación por semilla botánica es la dormancia seminal, lo que impacta al agricultor en el momento de siembra, puesto que tendrá que utilizar más semillas para la misma superficie o tendrá menor número de plantas por unidad de superficie. En el anterior contexto, este proyecto buscó evaluar el efecto que generan los campos electromagnéticos inducidos sobre las variables de crecimiento, desarrollo y productividad de plantas de Zea mays L. var Porva como alternativa tecnológica sostenible para la producción agrícola de este cultivo. Para ello, las semillas se sometieron, previo a la siembra, a tres intensidades de campo electromagnético (23, 70 y 118 µT) con cuatro tiempos de exposición (1, 3 y 5 horas diarias por 15 días y exposición permanente durante los 15 días), dejando un grupo control sin exposición a campos electromagnéticos. Se analizaron variables relacionadas con el proceso de germinación, entre ellas el porcentaje de germinación, la germinación diaria y acumulada, altura (cm), longitud de la raíz (cm), masa fresca aérea y de la raíz (g), así como masa seca aérea y de las raíces (g). Las variables anteriormente mencionadas se determinaron en dos momentos, exceptúan las relacionadas a la germinación, para determinar indicadores fisiológicos que describen el desarrollo del cultivo (Tasa de Crecimiento Relativo – TCR, Tasa de Asimilación Neta – TAN, Índice de Área Foliar – IAF, Tasa de Crecimiento de Cultivo – TCC, Tasa Absoluta de Crecimiento – TAC, Duración de Área Foliar – DAF y Área Foliar Especifica - AFE). Por otra parte, con la finalidad de caracterizar la producción, se evaluaron las características morfológicas de la mazorca y frutos (peso de la mazorca con amero, peso de tusa, peso de frutos y número de hileras), así mismo se extrajo el almidón del maíz para su caracterización por Microscopia Electrónica de Barrido, análisis cristalográfico por difracción de Rayos X, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y Viscosidad Aparente. Se realizó la prueba de normalidad de Shapiro-Wilk y de Levene, esta última para establecer la homogeneidad de la varianza y así proceder al ANOVA. Finalmente se realizaron pruebas de rangos múltiples para establecer el comportamiento de las variables en comparación con el control. En todos los casos se empleó el software SPSS. En el anterior contexto experimental se evidencia que el proceso de germinación se vio estimulado por la aplicación de los campos electromagnéticos a intensidad media (70 µT), pero a sus más altos tiempos de exposición (300ˈ y Permanente durante 15 días), presentándose una conducta similar para germinación diaria, dinámica de germinación, longitud de la raíz y altura de la planta, similar a lo ocurrido la síntesis de pigmentos, biomasa fresca y seca, con exposición a 70 µT por 180ˈ, con su consiguiente reflejo en los indicadores fisiológicos evaluados, difiriendo siempre del control. Por otra parte, en materia de rendimiento del cultivo, los análisis estadísticos reflejan un mejor comportamiento de todas las variables analizadas para la exposición a 118 µT por 300ˈ y Permanente durante 15 días, difiriendo significativamente en la mayoría de las variables que componen este. Así mismo, en materia de variables de calidad del almidón extraído del maíz, es de resaltar que esta no se vio afectada al ser comparada con el control para ninguno de las pruebas efectuadas.
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.
Estrategias didácticas y evaluativas en las ciencias experimentales para la potencialización de las habilidades de pensamiento crítico, resolución de problemas, creatividad e innovación, en ciencias de noveno año, en el circuito 01 de la Dirección Regional Educativa de Heredia en el 2017
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2018) Cubero Jiménez, Anyela; Jiménez Salazar, Andreina; Quesada Vargas, Roberto; Jiménez Sánchez, Susana
Esta investigación tuvo como propósito diseñar estrategias didácticas y evaluativas en las Ciencias experimentales para la promoción de las habilidades de pensamiento crítico, resolución de problemas, creatividad e innovación, en Ciencias de Noveno año. La investigación responde a un estudio de tipo fenomenológico de corte cualitativo dominante con elementos cuantitativos; para la recolección de información se utilizaron cuestionarios a docentes y estudiantes en cuanto a la mediación pedagógica, cuestionarios a docentes sobre la evaluación de las habilidades, entrevista semiestructurada para docentes sobre mediación pedagógica y evaluación, por último, estudios de caso para estudiantes. Los principales resultados muestran que la estrategia didáctica considerada por los docentes más adecuada para promover las tres habilidades abordadas en la presente investigación son los estudios de caso, sin embargo, es la que en la actualidad menos aplican en sus lecciones. En cuanto a la evaluación, se encontró que los docentes incorporan actividades y procesos evaluativos que fomentan las habilidades, sin embargo, mencionan que el modelo educativo actual no les permite abordarlo como un proceso. Las conclusiones indican que los estudiantes no lograron alcanzar los indicadores propuestos por el MEP para el nivel de Noveno año, ya que, poseen escasa o poca presencia en el desarrollo de las habilidades, y se encontró una gran problemática y preocupación en cuanto a la escasa o nula capacitación a los docentes en cuanto a la incorporación de la nueva Política. Entre las principales recomendaciones se sugiere: a) al MEP aumentar capacitaciones a docentes y procurar reducir el número de estudiantes en cada aula; b) a los docentes investigar la metodología de la indagación para poder abordarla, tanto en la mediación como en la evaluación; y c) a la carrera de enseñanza de las Ciencias de la UNA (y de otras universidades) incluir en su malla curricular formación sobre habilidades y su planificación didáctica.
Estructura biológica y calidad ambiental de las turberas del Cerro de la Muerte en Costa Rica: conservación y adaptación a la variabilidad climática
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Gastezzi Arias, Paola; Pérez-Quezada, Jorge
Resumen. Las turberas son un tipo de humedal que tiene una capa de turba almacenada de forma natural en su superficie. La turba es la acumulación de la materia orgánica (MO) formada por la descomposición producida por plantas como el musgo Sphagnum spp y otras plantas adaptadas a vivir en condiciones de saturación permanente de agua, con reducido oxígeno y poca disponibilidad de nutrientes. Son reconocidas por jugar un papel vital en mantener el carbono orgánico en el suelo, en la regulación del agua y favorecer la conservación de la biodiversidad. Esta investigación tuvo como objetivo analizar la estructura biológica y la calidad ambiental de las turberas del Cerro de la Muerte mediante el uso de indicadores biológicos y fisicoquímicos, para el fortalecimiento de su conservación y adaptación a la variabilidad climática. Se evaluaron ocho turberas ubicadas en el parque Nacional Tapantí Macizo de la Muerte y la Reserva Biológica Cerro Vueltas, a diferentes altitudes que van desde los 2400 a 3100 m.s.n.m. En cada una de las turberas se utilizaron bioindicadores como las aves para el monitoreo del ecosistema y los macroinvertebrados acuáticos y parámetros fisicoquímicos (oxígeno, pH, conductividad, temperatura, entre otros parámetros), para conocer la calidad del agua. Además, se estudió el suelo para conocer sus características y composición. Esta investigación generó tres manuscritos como producto de los objetivos específicos planteados. El primer artículo denominado: Distribución altitudinal de la riqueza y diversidad de aves en las turberas de altura en Costa Rica. En el que se logró identificar 75 especies (25 familias, 11 órdenes), se encontró la mayor diversidad (H'=3,12) y riqueza de aves (49 especies observadas y 56 esperadas) en turberas a 2400 metros de altitud, y la menor a 2600 y 2800 m.s.n.m. Un 43 % de las especies son endémicas, el 34 % residentes y el 14 % migrantes latitudinales. Se demostró que las turberas podrían presentar cambios estructurales debido a las variaciones en los patrones de lluvias. El segundo artículo denominado: Composición de los macroinvertebrados según la calidad del agua en turberas de altura, Costa Rica, evaluó la variación en la composición de macroinvertebrados acuáticos según parámetros fisicoquímicos del agua. La relación de los macroinvertebrados como indicadores de la calidad del agua se debe a que son sensibles a los cambios en las condiciones del entorno acuático, su presencia y abundancia están estrechamente ligadas a la calidad del agua y la salud del ecosistema acuático. Se registraron 10 familias y siete géneros. Las familias más representativas fueron Chironomidae y Limnephilidae. La calidad del agua se clasificó según el ICA-NSF como "calidad media" y como "calidad regular a mala" según el BMWP-CR, y el tercer manuscrito denominado: Las turberas de altura del Parque Nacional. Tapantí en Costa Rica: caracterización e importancia del suelo turboso, caracterizó el suelo con el fin de conocer el contenido de MO y de carbono en el suelo turboso. Se demostró que los suelos en las turberas poseen un 32.9 % de carbono y el de MO fue 7.1 % en la Turbera 3 con respecto a las otras turberas, mientras que la relación C/N fue mayor en la Turbera 1 con una relación de 22.3 %. Los resultados destacan la importancia de las turberas para mantener la biodiversidad endémica y cumplir con su rol ecosistémico de las tierras altas, que contribuye a mitigar los efectos de la variabilidad climática, debido a su capacidad de almacenar agua y carbono en el suelo. Por lo tanto, es fundamental estudiar y monitorear las turberas a largo plazo, especialmente debido al papel crucial que desempeñan en la provisión de servicios ecosistémicos importantes. Las turberas de altura son ecosistemas frágiles que mantienen la biodiversidad y procesos ecológicos esenciales para las tierras altas de Costa Rica. No obstante, la variabilidad climática puede afectar las características fisicoquímicas del agua y el suelo, el procesamiento de la MO, el contenido de carbono y nutrientes en el suelo, la formación de la turba y la biodiversidad de las turberas. La información producida en este estudio aporta un valioso insumo de datos biológicos y ecológicos, que permite comprender su función y su rol frente a la variabilidad climática. Además, esta información sirve para demostrar la pertinencia de reforzar la inclusión de las turberas de altura en estrategias locales de adaptación climática, dado que constituyen un enfoque novedoso debido a la función que desempeñan como reservorios de agua y carbono, y sitios de alto endemismo de especies claves en las turberas de altura.
Evaluación de la calidad del agua superficial utilizando bioindicadores en la microcuenca Las Chichiguas, Jinotega, Nicaragua
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2012) Juárez Martínez, María Encarnación; Orozco, Martha; Rueda, Ricardo; Calvo, Julio
Resumen. Nicaragua, ha iniciado una Gestión Integrada de Recursos Hídricos (GIRH) bajo el enfoque de cuencas hidrográficas que mediante la concertación y cooperación entre los diferentes grupos de interés trabajan por el desarrollo local y la protección de los recursos naturales. El presente estudio se llevó a cabo en la microcuenca Las Chichiguas, ubicada en el municipio de La Concordia del departamento de Jinotega, categorizada como área prioritaria dentro de la cuenca del Río San Juan, básicamente por estar ubicada en la parte alta y presentar problemática ambiental y social. El objetivo del estudio fue de actualizar el diagnóstico ambiental sobre el estado del agua superficial en la microcuenca a través de bioindicadores y parámetros físico-químicos, durante el año hidrológico 2009-2010 e indagar la percepción comunitaria local frente a la situación actual, conservación y uso sostenible de los recursos hídricos. Los resultados del diagnóstico demuestran que existe una relación estrecha entre uso de suelo, estado del bosque de galería, percepción ambiental y calidad de agua. Todos los valores de los parámetros físico-químicos son aceptables para agua potable. Sin embargo, para consumo humano no pueden ser utilizadas por los altos valores de coliformes totales y fecales obtenidos. Los métodos biológicos utilizados muestran que el uso de suelo que contamina más el agua, es pasto a diferencia de café bajo sombra y granos básicos que es el que reporta aguas de mejor calidad. La participación de los actores locales en la identificación de las principales amenazas a los recursos hídricos superficiales, desarrolla el proceso de persuasión que coadyuva a la gestión integral de los recursos hídricos ya que se logró formular el plan de acción 2010-2013 después de la aplicación de los métodos hipotético-deductivo e investigación acción participativa.
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.
Global Magnetohydrodynamic Waves in Stably Stratified Rotating Layers
(University of Leeds UK, 2017-08-23) Márquez-Artavia, Xiomara; Tobias, Stevem E; Jones, Christopher
The 2D shallow water approximation in magnetohydrodynamics is solved, numerically and analytically, for a perfectly conducting fluid on a rotating sphere with a basic state for the toroidal magnetic field: Bφ = B0 sin θ. The results are given in terms of the parameters ϵ = 4Ω^2R^2/gH0 and α^2 = v^2/4Ω^2R^2, where Ω is the rotation rate, R is the radius, g is the gravity, H0 is the height of the layer and v is the Alfvén speed. Five types of solution have been found: Magneto-inertial gravity waves (MIG), Kelvin waves, fast and slow magnetic Rossby waves and a slow anomalous mode travelling westward. A comprehensive numerical study describes the modes in a full range of parameters. As α → 0, the eigenfunctions are the Associated Legendre polynomials, if ϵ → 0. When ϵ→ ∞ the eigenfunctions describing MIG and Fast magnetic Rossby waves are defined by the parabolic cylinder functions for waves confined to the equator. The slow magnetic Rossby waves are not equatorially trapped. When α ≥ 0.5 there is a transition for magnetic Rossby waves. The slow and fast modes coalesce and an unstable mode emerges, but only when the azimuthal wavenumber m = 1. After this transition point (α = 0.5) the fast magnetic Rossby waves turn into subalfv´enic waves and tend to be trapped at the poles. As α → ∞, the MIG waves become equatorially trapped Alfv´en waves. These modes are always stable. The slow and fast magnetic Rossby waves (real and complex) are polar trapped with eigenfunctions described by Laguerre polynomials multiplied by a factor that gives the confinement. The antisymmetric configuration for the field Bφ = B0 sin θ cos θ, produces similar results to the previous case but the main difference is that the slow magnetic Rossby waves are absent. Also, magnetic Rossby waves become unstable for certain values of α and ϵ, then become real again by interacting with another mode and so on, weaving a net. On the other hand, when α is large, there is a critical layer which absorbs the MIG waves.
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.

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