Trabajos Finales de Graduación

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Calidad química, física y microbiológica del agua superficial en la microcuenca del río Poás
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Jiménez Jiménez, Marianela; Sánchez Gutiérrez, Rolando
Resumen. La microcuenca del río Poás exhibe algunas alteraciones en la calidad del agua superficial, por lo tanto, se optó por evaluar la calidad del recurso hídrico en la microcuenca mediante la aplicación de indicadores e índices de calidad del agua con el propósito de identificar los sitios de atención prioritaria y determinar el grado de afectación del recurso hídrico. Se estudiaron 9 sitios distribuidos de manera representativa en la microcuenca durante el período comprendido entre junio 2021 y enero del 2022, en el cual, se realizó una caracterización química, física y microbiológica del agua superficial. Los parámetros seleccionados son los que se contemplan en el Índice Holandés, en el Índice Fundación Nacional de Saneamiento y otros parámetros tales como las propiedades ópticas de la materia orgánica fluorescente. Se incluye el análisis del índice de fluorescencia, el índice de humificación y el índice de contribución biológica reciente, índices no contemplados en la normativa nacional de la calidad del agua superficial. El análisis estadístico inferencial evidencia que existen variaciones espaciales de la calidad del agua con respecto al sitio de muestreo y zona de la microcuenca. Los resultados revelan que los sitios de estudio ubicadas en la zona media y baja de la microcuenca presentaron niveles de contaminación mayores que la zona alta. Los sitios localizados en la zona baja del río Poás, en la zona media del río Prendas y en la parte baja del río Itiquis, se catalogaron como sitios de atención prioritaria, por consiguiente, se propone la creación de una red de monitoreo en la microcuenca del río Poás que incluyan los sitios enlistados. El monitoreo de los ríos contribuye a la generación de bases de resultados de calidad del agua que ayudan a los actores sociales a ejecutar acciones de remediación, mitigación o acciones que mejores la calidad del recurso hídrico. Además, se propone un plan de muestreo semestral, con propósito de recolectar datos durante la época lluviosa y la seca, mientras que el plan de análisis debe incluir los parámetros contemplados en el índice Holandés para la valoración de la calidad química y física del agua superficial, el parámetro microbiológico E. coli, nitrato, fósforo y algunos otros indicadores tales como las propiedades ópticas de la materia orgánica disuelta fluorescente. El estudio revela la importancia de utilizar parámetros físicos, químicos y microbiológicos complementarios para la clasificación inicial o reclasificación y el monitoreo de los cuerpos de agua superficial, debido a que los parámetros establecidos en la normativa nacional como indispensables para determinar la calidad del agua proporcionan información deficiente para la toma de decisiones sobre la gestión del recurso hídrico.
Proantocianidinas: metabolitos asociados a una sobreestimación en la cuantificación de fibra
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Vallejo Salas, María Alejandra; Muñoz Arrieta, Rodrigo
Resumen. La fibra es un componente alimenticio de importancia tanto para la nutrición humana, como para la animal, debido a los múltiples beneficios que aporta a la salud en términos fisiológicos y metabólicos. En las paredes celulares, existen ciertos compuestos, como las proantocianidinas, que se encuentran fuertemente asociadas a los componentes de la fibra. Debido a la naturaleza química y al ser compuestos altamente abundantes, las proantocianidinas no son extraídas en su totalidad durante los diferentes procesos de determinación de la fibra. Generalmente, dichos compuestos son omitidos en las distintas metodologías de determinación de la fibra. Cuando el contenido de estos compuestos es significativo, se pueden producir errores de sobreestimación en la concentración de la fibra. Investigaciones previas han demostrado la correlación existente entre las proantocianidinas presentes en los residuos de las distintas fibras y la cantidad de fibra total. La presente investigación tuvo como objetivo estudiar la relación entre el contenido de diferentes tipos de fibra (fibra dietética insoluble, fibra dietética soluble, fibra dietética total, fibra cruda, fibra detergente ácida y fibra detergente neutra) y las proantocianidinas extraíbles y no extraíbles presentes en el residuo de estas fibras, utilizando como matriz de estudio el tegumento de maní. Los resultados obtenidos mostraron la presencia de remanentes de proantocianidinas, mayoritariamente proantocianidinas no extraíbles, en los residuos de las fibras analizadas. Entre las fibras estudiadas, se observó una mayor concentración de proantocianidinas no extraíbles en los residuos de la fibra dietética insoluble con valores entre los (6,4-33,8) mg t-PAC/g de muestra seca, en la fibra dietética soluble con valores entre los (10,4-48,2) mg t-PAC/g de muestra seca y en la fibra detergente ácida con valores entre los (4,8-52,3) mg t-PAC/g de muestra seca de residuo de fibra. A partir de los resultados obtenidos, se identificaron correlaciones positivas entre las diferentes fibras y las proantocianidinas no extraíbles en sus residuos. Es importante destacar una correlación particularmente fuerte y positiva (p=0,792) entre la fibra detergente ácida y las proantocianidinas no asociadas a esta fibra. Los resultados obtenidos a partir de este estudio sugieren que las proantocianidinas pueden interferir en el reporte final de la fibra, llevando a una sobreestimación de su concentración. Como conclusión, las proantocianidinas podrían ser consideradas como una posible corrección para obtener determinaciones más precisas de la cantidad de fibra presente en los alimentos.
Nanotransportadores de ácidos nucleicos a base de complejos polímero-fosfolípidos
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Badilla Núñez, Jeffry; Rojas Carrillo, Óscar
Resumen. Los recientemente avances tecnológicos y científicos buscan el desarrollo de nuevos vehículos que permitan el transporte, protección y liberación de moléculas bioactivas que resulten eficaces y seguros para aun posible tratamiento terapéutico. En el presente trabajo de investigación se desarrolló un nanosistema a base de biopolímero y fosfolípidos, el cual tiene gran potencial en la vehiculación de los ácidos nucleicos. Primeramente, se prepararon mezclas de los fosfolípidos 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC) y N- (carbonil-metoxipolietilenglicol 2000) -1,2-diestearoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina, sal sódica (PE 18:0/18:0-PEG 2000 o PE-PEG2000) a diferentes relaciones molares en buffer de ácido hidroxietilpiperazinetanosulfónico (HEPES) y se caracterizaron respecto a tamaño de partícula y potencial zeta por la técnica de dispersión de luz dinámica (DLS). Los resultados obtenidos muestran tamaños entre 125 y 175 nm y un potencial zeta entre -11 y -15 mV. Estos resultados se complementaron por medio de las técnicas de microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Paralelamente, se formularon complejos de quitosano y ácido desoxirribonucleico (ADN) a diferentes relaciones nitrógeno: fósforo (N:P), los cuales se caracterizaron por medio de DLS, registrando tamaños de partícula entre 100 y 450 nm, así como cargas superficiales entre -5 y 38 mV dependiendo de variables como el pH y relación N:P. Finalmente, basados en la interacción electrostática entre el complejo quitosano/ADN y fosfolípidos, se obtuvieron complejos modificados superficialmente con una capa fosfolipídica. Las nanopartículas modificadas registraron un tamaño entre 200 y 400 nm, el cual fue medido por medio de DLS y complementado con el resultado obtenido por AFM. La carga superficial de los complejos macromoleculares resultó entre 0 y +30 mV. Los resultados obtenidos por la técnica de electroforesis en gel de agarosa indican una adecuada estabilidad de los complejos a diferentes condiciones de pH y fuerza iónica. Subsecuentemente, se observa que la eficiencia de transfección aumenta conforme se aumenta la relación N:P de los complejos quitosano: ADN. La adición de fosfolípidos a los complejos macromoleculares indica un aumento en la eficiencia de transfección sobre células HeLa llegando a valores cercanos al 20%. Finalmente se puede notar una alta viabilidad celular por parte de todos los complejos formulados.
Estudio del comportamiento de la radiación incidente en los alrededores del cráter del Volcán Poás ante las emisiones de gases y su influencia en la vegetación
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Carvajal Méndez, María José; Sibaja Brenes, José Pablo
Evaluación de la capacidad entrecruzante de las proantocianidinas provenientes de frutos de cas (Psidium Friedrichsthalianum) sobre matrices de colágeno para la regeneración de tejidos
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Rojas Chinchilla, María Valeria; Muñoz Arrieta, Rodrigo
Estudio del efecto de un proceso de fermentación en estado sólido sobre el valor nutricional y la digestibilidad de la broza de café
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Vargas Jiménez, José Gabriel; Villegas Peñaranda, Luis Roberto
Resumen. El uso de técnicas de biorrefinería permite revalorizar desechos agroindustriales, compuestos en su mayoría por material lignocelulósico. Los subproductos del beneficiado de café, como la broza, son un abundante residuo agroindustrial en Costa Rica, ya que el café es el tercer producto con mayor exportación del sector agrícola en el país. Esta broza de café no cuenta con ninguna aplicación comercial, y su disposición inadecuada arraiga consigo problemas ambientales; no obstante, cuenta con un considerable potencial para ser empleada como suplemento alimenticio para animales, con ayuda de un proceso fermentativo. En la presente investigación, se realizó un proceso de fermentación en fase sólida a la broza de café, empleando el hongo Fusarium venenatum. Por lo tanto, se llevó a cabo una fermentación preliminar en broza de café, pretratada con una extracción con agua a 60ºC, por un periodo de 60 días y posteriormente se repitió el proceso con una duración de 30 días, empleando broza extraída y sin extraer, ambas suplementadas con un medio rico en nitrógeno. Se evaluaron los parámetros de proteína, digestibilidad in vitro y la composición de fibras: neutro detergente (carbohidratos no fibrosos), acido detergente (hemicelulosa), digeribles en ácido sulfúrico 72% (celulosa) y lignina. Se observó que el hongo no cuenta con la capacidad enzimática para degradar la lignina, pero sí para consumir las demás fracciones de fibra. El aumento proporcional de lignina en la muestra ocasiona una disminución en el porcentaje de digestibilidad in vitro de la misma, por lo que el material fermentado no cuenta con buenas características en calidad nutricional para rumiantes. Adicionalmente, se evaluó la composición química del extracto acuoso de broza y del extracto acuoso de una muestra fermentada por 17 días de broza sin extraer. Se contrastó por UHPLC-DAD con varios estándares de compuestos típicos encontrados en el café; sin embargo, solo se correlacionó con presencia de cafeína, en concentraciones de 0.760 ± 0.025 % y 0.880 ± 0.019 % respectivamente. Así mismo, se evaluó el contenido polifenólico total de ambos extractos por Folin-Ciocalteu, obteniendo un valor de 1.04 ± 0.03 % y 1.06 ± 0.01 % respectivamente. Estos resultados indicaron que el hongo no degrada ni la cafeína ni los taninos presentes en la broza, siendo ambos considerados compuestos antinutricionales en animales y, por ende, son otro factor que disminuye la digestibilidad del material si este no recibe un pretratado para remover estos compuestos.
Estudio comparativo del efecto hipoglicemiante y analgésico de cuatros especies de plantas: Justicia spicigera, Justicia secunda (insulina) y dos variedades de Momordica charantia (Sorosí y Bitter Melon) empleadas en medicina tradicional para tratamiento de la diabetes tipo II
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Steller Navarro, Anyolett; Carballo Arce, Ana Francis
Resumen. Se realizaron extractos alcohólicos de 4 plantas distintas, Justicia spicigera, Justicia secunda y dos especies de Momordica chanrantia, estos extractos se utilizaron para realizar una caracterización fitoquímica, con la finalidad de encontrar metabolitos secundarios principales y determinar las diferencias químicas entre Justicia spicigera y Justicia secunda, debido a que popularmente se les conoce con el mismo nombre común, insulina, y ambas son utilizadas para el tratamiento de la diabetes tipo II en la medicina tradicional; y las diferencias químicas entre las dos especies de Momordica charantia, Bitter melon y Sosori, que tienen el mismo nombre científico pero popularmente se les conoce con distinto nombre común y visualmente son distintas, encontrando mayores diferencias en el fruto. Los extractos de las plantas se utilizaron para realizar la prueba de actividad inhibitoria sobre la formación de productos de glicación avanzada, conocidos como AGE’s por sus siglas en inglés, que sería la prueba in vitro, esta se realizó para determinar si los extractos tienen propiedades hipoglucemiantes, mediante el metabolismo inhibición AGE’s, encontrando que 2 de los 4 extractos dieron resultados positivos para esta prueba, J. spicigera y J. secunda. Para confirmar la actividad hipoglucemiante de los extractos, se realizaron también pruebas in vivo, utilizando ratas con diabetes tipo II inducida por la administración intraperitoneal de STZ (streptozotocina), obteniendo resultados positivos para 3 de los 4 extractos, J. spicigera, J. secunda y M. charantia en la variedad conocida como Bitter melon; en todos los casos se obtuvieron los mejores resultados al administrar dosis de 100 mg/kg de peso. Además, se realizó la evaluación del efecto antialodínico o analgésico, en ratas con un moldeo noenatal de diabetes tipo II inducida por la administración intraperitoneal de STZ, los resultados obtenidos indican que los 4 extractos tienen efecto analgésico, sin embargo, se obtuvo un efecto con bajo porcentaje de analgesia y de poca duración; para esta evaluación se utilizaron los extractos de las plantas administrando una dosis de 100 mg/kg de peso del animal.
Quimioprospección de la resina de la flor de Clusia valerioi (Standl.) y su relación con la composición química de propóleos de una región de la zona sur de Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Segura Víquez, Andrea; Soto-Fallas, Roy; Borbón Alpízar Henry; Valdés Díaz, Sandra; Umaña Rojas Eduardo; Zamora Fallas, Luis G.; Sánchez Chaves, Luis; Fallas Matamoros, Natalia; Montenegro Hidalgo, Víctor M.; Alfaro-Alarcon, Alejandro; Guevara González, Mariana; Romero Vega, Luis; Loaiza Montoya Randall; Picado Canales, Natalín; Barrantes Murillo, Erika; Soto Fallas, Roy
Resumen. Los propóleos son subproductos apícolas elaborados por abejas del género Apis mellífera y de otras especies, que presentan muchos tipos de bioactividad. Su origen y composición puede relacionarse con el entorno botánico del sitio de anidación de las abejas, tal es el caso de la planta Clusia valerioi (Standl.), especie endémica de Costa Rica, cuya flor produce una resina utilizada por las abejas que la visitan para la producción de propóleos. Lo anterior implica la posibilidad de establecer una trazabilidad de la composición química de la resina de la flor de C. valerioi (Standl.) y de los propóleos recolectados de apiarios ubicados en la Zona Sur de Costa Rica, en términos de relacionar la presencia de compuestos tipo flavonoides, ácidos fenólicos y del tipo benzofenonas policíclicas polipreniladas (nemorosona) en ambos tipos de matrices, para la identificación de posibles biomarcadores activos para futuros estudios. Extractos metanólicos de muestras de propóleos de ocho apiarios visitados y extractos etanólicos de resina floral de C. valerioi (Standl.) de cuatro sitios cercanos a dos de estos apiarios, muestreados en la zona de Coto Brus (Costa Rica), fueron analizados y derivatizados con técnicas de HPTLC estableciéndose la presencia de 3 marcadores químicos importantes (compuestos A, B y C), a partir de análisis de espectros de resonancia magnética nuclear de protones (1H-NMR) y carbono-13 (13C-RMN), espectros de absorción y cromatografías para 16 extractos de propóleos, resinas y flores C. valerioi (Standl.). Se identificó el compuesto A como un compuesto derivado de los terpenos, el compuesto B como nemorosona y el compuesto C como un derivado de los flavonoides del tipo flavonol o flavonona.
Establecimiento de un método de cromatografía de capa fina de alta resolución (HPTLC) para la determinación de Cannabidiol (CBD) en matrices comerciales presentes en el mercado nacional
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Morales Alfaro, Keilor; Carballo Arce, Ana Francis
Resumen. En los últimos años, la formulación y comercialización de productos derivados de cáñamo ha presentado un incremento debido a las propiedades terapéuticas y fisiológicas atribuidas a los fitocompuestos contenidos en la planta, entre los cuales destaca el cannabidiol (CBD) por su actividad en el sistema endocannabinoide humano. Por lo tanto, debido al aumento en la demanda de este tipo de productos, surge la necesidad de disponer de técnicas analíticas adecuadas para brindar controles de calidad a estos productos. En el presente trabajo, se implementó una metodología para la determinación del contenido de CBD en productos derivados de cáñamo por cromatografía de capa fina de alta resolución (HPTLC), para lo cual, se evaluaron los parámetros de desempeño de estabilidad, límites de detección y cuantificación, ámbito, linealidad, especificidad, precisión intermedia, repetibilidad y exactitud. Por su parte, durante la implementación de metodología analítica se analizaron muestras comerciales de aceites enriquecidos con extracto de cáñamo para estudiar el comportamiento de la metodología bajo su uso previsto. De la misma forma, se elaboraron una serie de protocolos y procedimientos para la verificación del correcto desempeño de la técnica y la futura oferta del servicio de análisis. Entre los principales resultados obtenidos se encuentran el cumplimiento satisfactorio de los criterios de aceptación definidos para los parámetros de desempeño evaluados y la detección de que el 80 % de muestras analizadas presentaban diferencias superiores al ± 10 % de la cantidad de CBD descrita por el fabricante en el etiquetado del producto. Adicionalmente se realizó la identificación preliminar de otros fitocannabinoides contenidos en las muestras comerciales analizadas (e.g., CBN y CBG), la confirmación de la presencia de Δ9-THC en líquidos para cigarrillos electrónicos elaborados con CBD, así como el análisis de aceites con CBD cuyo extracto de cáñamo fue aislado del material vegetal dentro del territorio nacional, donde para estas últimas la concentración de CBD no fue detectable. Con base en los resultados obtenidos, se establece que el método implementado presenta un comportamiento adecuado para la cuantificación de CBD en aceites enriquecidos con extracto de cáñamo por HPTLC. Por su parte, considerando las discrepancias observadas entre la información declarada por los fabricantes en el etiquetado de estos productos y los hallazgos experimentales adquiridos, se evidencia la necesidad de realizar un control de los productos comerciales derivados de cáñamo disponibles en el mercado nacional.
Propuesta de las condiciones favorables de la radiación incidente y la calidad del agua de la Quebrada azufre para el cultivo de fresas por hidroponía en el sector de Vara Blanca de Heredia
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Afú Méndez, Christopher; Sibaja Brenes, José Pablo
Resumen. Las fresas comerciales (Fragaria x ananassa) son un fruto muy reconocido y cosechado en Costa Rica, en donde la búsqueda de la mejora de la calidad es constante. Por eso, se está estudiando la importancia de la radiación artificial y la calidad del agua, debido a que se ha demostrado que estos son factores importantes que alteran las propiedades de estos frutos. Este proyecto de investigación tuvo como objetivo evaluar los factores de radiación incidente y calidad del agua de riego en el proceso productivo de fresas como insumos para la optimización de las propiedades fisicoquímicas y el tamaño de las fresas, por medio de hidroponía en el sector de Vara Blanca de Heredia. Para cumplir este objetivo se analizó inicialmente los parámetros del agua de la Quebrada Azufre, mediante el sistema holandés y NSF, además se determinó su calidad mediante el Reglamento Nº 33903 de Costa Rica, en donde estos parámetros confirmaron la presencia de contaminantes, obteniendo una clasificación de un agua "No utilizable" para las frutas de frutas que son ingeridas sin eliminación de la cáscara, según el reglamento costarricense. Posteriormente, se analizó el efecto que poseen los invernaderos y los diferentes tipos de radiación incidente en el crecimiento y las propiedades de las fresas, para luego realizar un análisis financiero que asegurara un costo-beneficio positivo al implementar luces LED industriales en la parcela. Estos los resultados confirmaron que los invernaderos permitieron la reducción de la radiación solar directa en más de un 50 % en la parcela. Sin embargo, los resultados no mostraron diferencias significativas en la radiación artificial entre las zonas evaluadas. Asimismo, el análisis financiero sugiere que la instalación de radiación artificial puede generar ganancias a pesar de la alta inversión inicial. Finalmente, se realizaron análisis fisicoquímicos en las fresas para evaluar si existen diferencias significativas en el tamaño y las propiedades de las fresas, al exponerse a distintos tipos de radiación incidente en donde se obtuvo un incremento de hasta 64 % en las concentraciones de antocianinas totales en fresas pero sin una diferencia significativa en la variación de las concentraciones de azúcares y polifenoles totales utilizando radiación artificial, en donde se sugiere el uso de bombillos LED para optimizar estas propiedades fisicoquímicas.
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.
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.
Estimaciones de vapor de agua precipitable utilizando GPS en Costa Rica: una comparación con el sondeo atmosférico y espectrómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS)
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2019-07) Campos Arias, María Polleth; Esquivel Hernández, Germain
La cuantificación del vapor de agua en regiones tropicales como Centroamérica es necesaria para 17 estimar la influencia del cambio climático en su distribución y la formación de precipitaciones. Este trabajo de 18 informes diarios de estimaciones diarias de vapor de agua precipitable (PWV) utilizando datos de retardo del Sistema de Posicionamiento Global 19 (GPS) sobre la región del Pacífico de Costa Rica durante 2017. Las mediciones PWV 20 del GPS se compararon con los datos del sondeo atmosférico y del espectrómetro de imágenes de resolución moderada 21 (MODIS). Cuando se calculó el PWV GPS, se encontraron sesgos relativamente pequeños entre las 22 temperaturas atmosféricas medias (Tm) del sondeo atmosférico y la ecuación de Bevis. Las 23 fluctuaciones estacionales del PWV fueron controladas por dos de los principales procesos de circulación en Centro 24 América: los vientos alisios del noreste y la migración latitudinal de la Zona de Convergencia Intertropical 25 (ITCZ). No se encontraron diferencias estadísticas significativas para MODIS Terra durante la temporada seca de 26 con respecto a los cálculos basados en GPS (p > 0.05). Un modelo de regresión lineal múltiple 27 construido sobre la base de variables meteorológicas superficiales puede predecir las mediciones basadas en GPS 28 con un sesgo relativo promedio de 0,02 a 0,19 mm/día (R2 a 0,597). Estos primeros resultados prometen 29 para incorporar aplicaciones meteorológicas basadas en GPS en Centroamérica, donde las 30 condiciones climáticas prevalecientes ofrecen un escenario único para estudiar la influencia de los insumos de humedad marítima en 31 el vapor de agua estacional Distribución.
Evaluación de las propiedades coagulantes y floculantes de hidrolizados de quitosano para la remoción de turbiedad en agua
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2019-09) Álvarez Thuel, Diego; Herrera Núñez, Jacqueline
La capacidad coagulante y floculante del quitosano de diferentes pesos moleculares fue determinada en la remoción de turbiedad en aguas superficiales y residuales. El uso de este material reviste importancia porque el camarón corresponde a una de las especies de mayor captura en Costa Rica, lo que provoca grandes desechos de cáscara de camarón que no es aprovechado para obtener productos de valor agregado. Por lo tanto, se realizó la síntesis de quitosano a partir de la quitina; biopolímero derivado de la cáscara del camarón. A partir de la desacetilación parcial de la quitina se obtiene el quitosano, un biopolímero compuesto por unidades β-1,4-D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina, distribuidos al azar y unidos por un enlace glicosídico. El quitosano fue caracterizado mediante la obtención del peso molecular por viscosimetría y el grado de desacetilación por medio de la titulación potenciométrica. El quitosano obtenido, de 250 kDa y con un grado de desacetilación del 79,5%, fue sometido a tres reacciones de hidrólisis química, utilizando ácido clorhídrico de tres concentraciones diferentes, de 0,5 mol/L; 0,75 mol/L y 1,0 mol/L, en donde se obtuvieron hidrolizados de 169 kDa, 88 kDa y 55 kDa respectivamente. Posteriormente, se realizaron pruebas de jarras variando la turbiedad en agua destilada con diferentes dosis de caolín en un rango de pH de 5,0 a 7,5 y a tres diferentes turbiedades de 10 NTU, 50 NTU y 100 NTU. Se ensayó la capacidad coagulante y floculante para el quitosano obtenido a partir de la quitina, los tres hidrolizados y un quitosano comercial. Las muestras de agua tratadas a 50 NTU, presentaron el mayor porcentaje de remoción de turbiedad en todos los cinco quitosanos a un pH de 5,0 con un valor promedio de 86%; conforme se aumentó el pH hasta 7,5 el porcentaje de remoción disminuyó hasta un 78%. Los quitosanos de peso molecular de 250 kDa y 169 kDa presentaron un porcentaje de remoción promedio de turbiedad mayor al 90% en un rango de pH desde 5,0 hasta 7,5 a una turbiedad de 50 NTU. Posteriormente, se realizó una prueba de jarras para remover una muestra de agua superficial del río Pirro de turbiedad 15,5 NTU. Mediante una dosis optima 1,0 mg/L del quitosano de peso molecular medio de 250 kDa, se logró una remoción de turbiedad de un 76,6% a un pH de 7,09 obteniéndose un valor por debajo de la norma nacional según el decreto ejecutivo número 38924-S para el Reglamento para la Calidad de Agua Potable. Los quitosanos ensayados, en un amplio rango de pesos moleculares, presentaron propiedades coagulantes y floculantes en agua sintética en un rango de turbiedades de 10 NTU, 50 NTU y 100 NTU y en pH de 5,0 a 7,5 obteniendo mejores resultados a pH de 5,0 y 5,5 debido a la interacción entre el grupo amino protonado del quitosano y el coloide. Además, su capacidad de coagulación y floculación fue demostrada en una muestra real de agua de río.
Elaboración de una herramienta de formulación de fertilizantes líquidos foliares comerciales con 100% real de quelatamiento
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2014-10) Murillo Castillo, Giordana; Piedra Marín, Gilberto
Los fertilizantes son sustancias empleadas para suplir a la planta con los nutrientes que no se encuentran disponibles en el suelo, y así llevar a cabo sus funciones. La absorción de micro elementos (Ca2+, Mg2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+ y Zn2+) se favorece al utilizar agentes quelatantes que facilitan atravesar la cutícula de las plantas. La formulación de fertilizantes considera factores como: criterios de nutrición vegetal, interacciones entre nutrientes, temperatura de aplicación en el campo, entre otros. El proceso de producción de los mismos se basa en mezclar masas de materias primas en un tanque de mezclado, el cual contiene cierto volumen de agua. El proceso de producción es relativamente sencillo, pero la formulación de fertilizantes quelatados es un tema de difícil comprensión, por lo que usualmente se utilizan cantidades empíricas de quelatantes. Una formulación incorrecta implica excesos o falta del quelatante lo cual conlleva efectos sobre la economía de la empresa, plantaciones y el ambiente. Asimismo, a nivel internacional existen regulaciones que contemplan el etiquetado e información que se debe incluir. Sin embargo, en Costa Rica el sistema de etiquetado no exige que se indique el porcentaje quelatado, únicamente la concentración de nutrientes. Debido a esto, se decidió elaborar una herramienta que permita formular fertilizantes con la idea de garantizar 100 % de quelatamiento. Dicha herramienta tiene el propósito de ayudar tanto a los formuladores como al Ministerio de Agricultura y Ganadería como parte de sus labores de control, así como ayudar al usuario a evaluar la calidad de los productos. Para elaborar dicha herramienta se revisó la información consignada en las etiquetas de los fertilizantes foliares comercializados en el país, y se determinaron los ámbitos de concentración de los cationes Ca2+, Mg2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+ y Zn2+. Para esto se realizó un inventario con diferentes fertilizantes foliares de venta en el país. Asimismo, se tomaron en cuenta parámetros como solubilidad de materias primas y equivalencia estequiométrica. Posteriormente, se utilizaron materias primas como fuente de los cationes (Ca2+, Mg2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+ y Zn2+) y quelatantes (EDTA, ácido cítrico y glutamato) para determinar la solubilidad del complejo formado. Se determinó la pureza de estas materias primas mediante absorción atómica, titulación complejométrica y gravimetría. A la vez, se determinó la solubilidad en agua de las diferentes materias primas a 0 °C y 25 °C. Para determinar la solubilidad de los quelatos, se consideró la formación del sulfato de sodio decahidratado, como posible subproducto de la mezcla, y se calcularon las masas equivalentes de quelatantes y sales requeridas para inducir la precipitación del quelato formado o del sulfato de sodio. Esto se evaluó a 0 °C y 25 °C. Con base en los resultados obtenidos se elaboró una base de datos, la cual alimenta la herramienta informática. La aplicación se desarrolló en Visual Basic .NET. La herramienta indica las cantidades, en kilogramos (kg), de materias primas que se requieren para la formulación del fertilizante. Además, de acuerdo con los valores de solubilidad, indica si la formulación es adecuada o si se presentaría precipitación. Aún cuando fue posible desarrollar la aplicación, se determina que no es posible lograr un 100 % de quelatamiento bajo este esquema. Existe una limitante definida por la solubilidad de las diferentes materias primas en la mezcla. Al mismo tiempo, no se considera la influencia del pH en el porcentaje de quelatamiento o la relación que debe existir entre pH, porcentaje de quelatamiento y estabilidad en un cultivo.
Síntesis y caracterización de análogos de sesamol para evaluar su actividad inhibitoria de la enzima citocromo p450 y su posible utilización como sinergista en combinación con plaguicidas
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2017-07) Carranza Marchena, David; Carballo Arce, Ana Francis
El presente proyecto busca la disminución de la cantidad de plaguicida utilizados actualmente en el país por los productores de alimentos. Costa Rica es el país que tiene mayor consumo de plaguicida mundialmente y esto presenta un gran riesgo tanto a la salud humana como al ambiente. Además, el actual proyecto persigue, indirectamente, colocar de nuevo en el mercado plaguicidas que presenten menor riesgo a la salud y que se habían descontinuado por la resistencia desarrollada por las plagas. Para lograr este objetivo, se llevó a cabo la síntesis de dos análogos sulfonados a partir de sesamol, para ser evaluados como sinergistas en combinación con los plaguicidas de distintos tipos, ya sea insecticidas, nematicidas, rodenticidas, etc. Estos compuestos tienen la capacidad de inhibir la enzima CYP3A4 la cual se encarga de hidrolizar los compuestos exógenos y de esta forma se pueden excretar mediante la orina, al inhabilitar esta función enzimática, la concentración del plaguicida en la sangre del organismo objetivo se alcanza rápidamente y éste muere con una menor cantidad de plaguicida aplicado en el cultivo. Sin embargo, ésta no es una idea revolucionaria, ya existen ciertos agentes sinérgicos. El más utilizado es el piperonil butóxido, el cual, presenta alto riesgo para la salud con efectos agudos y crónicos, por lo que se busca reemplazarlo. Se obtuvieron dos productos inhibidores que se caracterizaron espectroscópicamente. Se evaluó su actividad inhibitoria de ambos análogos los cuales se denotaron como compuestos 24 y 25. La actividad inhibitoria media (IC50) reportada para estos compuestos fue de 0,13 mol/L y 0,085 mol/L respectivamente. Los resultados de la actividad inhibitoria reportados fueron los más altos dentro de los compuestos que se han evaluado para esta misma actividad por los encargados relacionados a este proyecto. Se realizó un análisis estructura-actividad y se utilizó uno de los cinco parámetros de Lipinski (Log P), y otro de sus variaciones (Refractividad Molar), se encontró que los compuestos 24 y 25, para el parámetro de Log P, tienen valores de 4,95 y 4,60 respectivamente por lo que están dentro del rango establecido por estas reglas (menor a 5). De igual forma se obtuvo la refractividad molar de ambos compuestos, para el compuesto 24 se obtuvo un valor de 116 cm3/mol y el compuesto 25 tuvo un valor de 111 cm3/mol, ambos valores son inferiores a 130 cm3/mol, el cual es el establecido como el límite superior por el conjunto de reglas mencionado anteriormente. Con estos resultados se determinó que ambos compuestos tendrían una eficiente y eficaz actividad inhibitoria, lo que nos llevaría a un futuro proyecto, el cual consistiría en un análisis in vivo de los análogos sintetizados.
Evaluación de los desechos Agrícolas de ñame (Dioscorea alata) como fuente para la extracción de fructanas con posibles aplicaciones alimenticias
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2015-11) Aguilar Solano, Alejandro J.; Esquivel Alfaro, Marianelly
Este trabajo propone una estrategia que potencialice la utilización de los residuos de ñame, para la búsqueda de nuevos materiales con un valor agregado mayor, como lo es el caso de las fructanas, las cuales son polisacáridos de fructosa y forman parte del contenido de fibra dietética del tubérculo, que poseen aplicaciones alimenticias, por ejemplo como sustitutos de azúcar. En la investigación se realizó un muestreo en la región Huetar Norte de Costa Rica para la obtención de ñame (Dioscorea alata) de rechazo, donde se tomó sustrato de distintas localidades, incluidos sectores como Los Chiles, Upala y Guatuso. El sustrato fue caracterizado físicoquímicamente, para lo cual se realizaron análisis de humedad, ceniza, grasa, proteína, solubilidad en agua caliente y fría, así como determinaciones de carbohidratos totales, que presentaron valores máximos de carbohidratos del 25 % y contenido de fibra dietética total en un ámbito de 2,9 % a 7,2 %. Estos porcentajes están relacionados con el contenido de fructanas, por lo que son valores determinantes en el presente estudio. La investigación permitió el desarrollo de un método de extracción y cuantificación de las fructanas en medio acuoso, evaluando tres factores de extracción (lotes de obtención del sustrato, temperatura y tiempo). Se determinó el contenido de inulina en los extractos, realizando una técnica de hidrólisis enzimática, donde los resultados mostraron valores en un ámbito de 0,22 % a 3,8 %. Además, se realizó una caracterización térmica de las fructanas, donde se determinó que la temperatura de descomposición es de 330 ºC, por lo que es posible utilizar estos compuestos en procesos alimenticios. Por último, mediante la técnica de GPC se estableció que las fructanas extraídas son de cadena corta, al poseer masas moleculares de 1500 Da e inferiores. Se concluye que es posible extraer, cuantificar y caracterizar las inulinas obtenidas a partir del ñame de rechazo de la zona Huetar Norte de Costa Rica, de la especie Dioscorea alata; con el potencial de utilizarlas para posibles aplicaciones alimenticias, gracias a las características prebióticas que poseen estos compuestos.
Evaluación del contenido de cromo, plomo y mercurio en cementos hidráulicos de uso general comercializados en Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2016-02) Venegas Padilla, Jimmy Alejandro; Sibaja Brenes, Jose Pablo
El presente trabajo detalla la evaluación del contenido de cromo, plomo y mercurio en cementos hidráulicos de uso general comercializados en Costa Rica. El muestreo de los cementos se realizó en el GAM y el proceso de homogenización, cuarteo y toma de muestra fue siguiendo los lineamientos de la norma UNE-EN 196-7. Las propiedades físicas de densidad y finura en los cementos muestreados se determinaron con los métodos ASTM C188 y ASTM C430, respectivamente. Los componentes químicos mayoritarios presentes en los cementos se determinaron por medio de XRF por el método de perla, mientras que la concentración de Cr se determinó por la técnica de FAAS, el mercurio por la técnica de CVAAS y la de Pb por las técnicas de FAAS y GFAAS (UNE-EN ISO 15586). La validación del método FAAS para los elementos cromo y plomo se realizó en el ámbito de (0,1– 0,5) mg/kg para el Cr y de (0,4 – 1,0) mg/kg para el Pb, respectivamente. El cemento fue digerido por medio del método de digestión ácida en multi-etapas asistida por microondas (1era etapa HNO3 al 70 % m/m, 2da etapa HF al 48 5 m/m + HCl al 36,6 % m/m, 3era etapa HBO3 al 5 % m/v). El método de digestión al ser un pretratamiento indispensable para poder cuantificar de forma confiable el Cr y el Pb en el cemento, se sometió a una evaluación de desempeño utilizando muestras de cemento enriquecidas. Los cementos presentaron valores de densidad entre 2,84 g/cm3 y 2,99 g/cm3, mientras que los residuos retenidos en la malla de 45 μm fueron inferiores al 7 %. La linealidad de los métodos FAAS, GFAAS y CVAAS se comprobó por medio del análisis de la bondad de ajuste del modelo lineal a través del coeficiente de Pearson. La homocedasticidad y heterocedasticidad de las varianzas del modelo de OLS y WLS se determinaron empleando la prueba de Bartlett. El sesgo en la matriz acuosa enriquecida fue de - 0,3 %, + 0,6 %, + 0,28 % y - 0,22 % para Pb, Cr y Hg, respectivamente. Los LOD alcanzados fueron de 0,016 mg/kg en Pb, 0,020 mg/kg en Cr y 0,14 mg/l en Hg, mientras que los LOQ logrados fueron de 0,062 mg/kg Pb, 0,048 mg/kg Cr y 0,43 mg/l. El método de digestión ácida en multi-etapas asistido por microondas mostró capacidad para disolver en 3,5 h muestras de 0,5 g de cemento Tipo UG-RTCR sin presencia de particulado, y alcanzar recuperaciones del 90,54 % para Cr, del 106,49 % para Pb y de 99,76 % para Hg. El error por efecto matriz del cemento sobre la técnica FAAS utilizando corrección de fondo fue de - 9 % para Cr y de + 6 % para Pb, mientras que sin la corrección de fondo fue de - 16 % para Cr y + 16 % para Pb. Las muestras de cemento procedentes de la misma empresa manufacturera presentaron uniformidad en sus características físico-químicas. Los parámetros de desempeño validados para las técnicas analíticas de FAAS, GFAAS y CVAAS permitieron cuantificar la concentración de Cr, Pb y Hg en muestras de cemento digeridas con un alto grado de confianza. Los cementos hidráulicos de uso general analizados presentaron concentraciones en masa de Cr, Pb y Hg inferiores a 24 mg/kg, 9 mg/kg y 0,15 mg/kg, respectivamente. El contenido de Pb y Cr en las muestras de cemento fue inferior al límite máximo reglamentado, mientras que el contenido de Hg, en las muestras, fue superior al límite máximo estipulado en la tabla 3 del reglamento RTCR 383:2004.
Identificación de un principio presente en las hojas de Satureja viminea (Lamiaceae)
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2007) Zúñiga Moreno, Harold; Murillo Masis, Renato
La planta Satureja viminea, también conocida como Micromeria viminea Urb y M. obovata Venth entre los principales sinónimos (Morton, 1981) y conocida en nuestro país como menta; pertenece a la familia Lamiaceae, que incluye entre 250 géneros y entre 3200-6500 especies que son caracterizadas como hierbas aromáticas. Están distribuidas por todo el mundo, pero particularmente representadas en áreas tropicales y el mediterráneo; el uso popular que se les da normalmente es para tratar el asma, diarrea, indigestión, nauseas, dolores musculares y reumatismo (Damien, 2004). A esta familia pertenece la planta utilizada en esta investigación: Satureja viminea, por el interés en su actividad biológica y uso en medicina tradicional. El estudio fitoquímico de esta especie manifestó la presencia de una sustancia importante, de estructura fenólica derivada del ácido cinámico, el compuesto 5,7- dihidroxicinamato de 3”,5”-dihidroxifenilo La purificación e identificación del compuesto químico anterior se logró empleando técnicas convencionales como cromatografía en capa fina (CCF), cromatografía de columna de presión media (CCP) y espectroscopia de FT-IR, UV, NMR ('H y '*C).
Evaluación de la concentración de aldehídos en el aire de la Reserva Biológica Monteverde y del Campus Omar Dengo de la Universidad Nacional, durante la época seca y la lluviosa
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2016-06) Salazar López, Brenda; Valdés González, Juan
Se determinó la concentración de seis aldehídos en muestras de aire en el Sendero de Investigación de la Reserva Biológica Monteverde (RBM) y en el Campus Omar Dengo de la Universidad Nacional. El muestreo se realizó desde el 9 de abril del 2015 hasta el 19 de junio del 2015, durante la época seca y la transición a la época lluviosa. Las muestras de aire se tomaron con cartuchos de adsorción, recubiertos con la 2,4-dinitrofenilhidrazina (2,4-DNFH) y fueron analizadas por cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC), con un detector ultravioleta visible. La validación del método de análisis mostró linealidad con valores de r2 ≥ 0,9998 en cada curva de calibración y porcentajes de desvío relativo menores al 5%. El porcentaje de recuperación para cada aldehído estuvo entre el ámbito de 95% y 100%, los límites de detección estuvieron por encima de 0,008 mg/L y los límites de cuantificación por encima de 0,017 mg/L. Los resultados mostraron que el acetaldehído fue el carbonilo más abundante en la zona de Heredia durante el primer periodo de muestreo (73,570 μg/m3), seguido del propanal (59,163 μg/m3) y el hexanal (56,101 μg/m3), mientras que el formaldehído, el butanal y el heptanal tuvieron las menores concentraciones. Durante el segundo periodo de muestreo, el acetaldehído fue el carbonilo más abundante (61,296 μg/m3), seguido del propanal (43,483 μg/m3) y el hexanal (30,399 μg/m3). El formaldehído, el butanal y el heptanal tuvieron las menores concentraciones. En la zona de la RBM, el propanal fue el aldehído más abundante en el primer periodo de muestreo (22,618 μg/m3), seguido del acetaldehído (8,269 μg/m3) y del butanal (7,154 μg/m3). En el segundo periodo de muestreo, el butanal tuvo la mayor concentración (4,682 μg/m3), seguido del propanal (2,371 μg/m3) y del acetaldehído (2,354 μg/m3). El formaldehído, el hexanal y el heptanal tuvieron las menores concentraciones en ambos periodos. Las concentraciones totales de los compuestos carbonílicos muestreados en Heredia fueron de 2 a 53 veces mayores que las encontradas en la RBM, debido a que la primera zona es urbana, con alto flujo vehicular, mientras que la segunda, boscosa rural, con mínima influencia antropogénica.

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