Revista Digital Novasinergia

Evaluation of the quality of drinking water in the municipality of Vinto-Cochabamba-Bolivia

Resumen: La presencia de bacterias coliformes en el agua presenta una amenaza potencial a la salud pública, ya que puede incrementar el riesgo de enfermedades infecciosas en la población más vulnerable. El asunto resulta más complicado cuando se desconoce la calidad fisicoquímica y microbiológica del agua que se consume. El presente estudio tiene la finalidad de evaluar el estado actual de la calidad de agua de consumo en tres Organizaciones Territoriales de Base (OTB’s) del Municipio de Vinto-Cochabamba y la relación de dependencia de los parámetros microbiológicos con las OTB’s. Los análisis de laboratorio de 30 muestras tomadas en los diferentes domicilios (10 muestras por OTB) muestran el cumplimiento de los límites máximos permisibles de los parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad, alcalinidad y dureza) según la Norma Boliviana 512 (NB 512). Respecto a los parámetros microbiológicos para coliformes totales, de las 30 muestras analizadas solo 11 cumplieron con el límite máximo permisible, a diferencia del parámetro de coliformes termorresistentes, donde 25 de las 30 muestras cumplieron con el límite máximo permisible. Los parámetros microbiológicos fueron sometidos al análisis de chi-cuadrado, dando evidencia suficiente para afirmar con un 95% de confianza que los resultados de coliformes totales y termorresistentes no depende de la OTB (p=0.36). Al contrastar los resultados de agua de consumo domiciliario con la del agua suministrada, puede especularse que la contaminación de origen microbiológico ocurre ya sea en las tuberías de distribución, tanques domiciliarios y/o las prácticas de uso del agua de cada domicilio

Abstract:The presence of coliform bacteria in water presents a potential threat to public health, as it can increase the risk of infectious diseases in the most vulnerable population. The matter is more complicated when the physicochemical and microbiological quality of the water consumed is unknown. The purpose of this study is to evaluate the current state of the quality of drinking water in three Territorial Base Organizations (OTB’s) of the Municipality of Vinto-Cochabamba and the relationship of dependence of the microbiological parameters with the OTB’s. Laboratory analyzes of 30 samples taken from different homes (10 samples per OTB) show compliance with the maximum permissible limits of physicochemical parameters (pH, conductivity, alkalinity and hardness) according to Bolivian Standard 512 (NB 512). Regarding the microbiological parameters for total coliforms, of the 30 samples analyzed, only 11 met the maximum permissible limit, unlike the total coliform parameter, where 25 of the 30 samples met the maximum permissible limit. The microbiological parameters were subjected to chi-square analysis, providing sufficient evidence to affirm with 95% confidence that the results of total and heat-resistant coliforms do not depend on the OTB (p=0.36). By contrasting the results of household water consumption with that of water supplied, it can be speculated that contamination of microbiological origin occurs either in the distribution pipes, household tanks and/or the water use practices of each household.

Study of the behavior of the residential hourly consumption of drinking water in the Guano canton, El Rosario parish

Resumen:El presente estudio analiza los principales factores que tienen influencia en el consumo de agua potable, así como los patrones de consumo horario del recurso hídrico en zonas residenciales de la parroquia El Rosario. Se aplicó un estudio de caracterización urbanística por medio de fichas técnicas y análisis estadístico que denotan 3 estratificaciones en el sector (B, C y D). Se aplicaron encuestas para conocer factores que inciden en el consumo de agua potable y se realizó el registro horario de lecturas de 219 medidores de agua durante 24 horas los 7 días de la semana. El consumo de agua potable registrado presenta incrementos que tienen dependencia a factores como el número de usuarios que disponen del servicio, tipo de residencia, unidades sanitarias en uso y otras características externas. Se obtuvieron curvas de consumo horarias para cada red de distribución y los coeficientes de variación de consumo horario máximos y mínimos. Los caudales máximos ocurren a las 13h00 con 94.76 l/h y a las 19h00 con 73.46 l/h, el coeficiente máximo de variación de consumo horario (Kh_max) es de 3.44, valor que sobrepasa lo establecido en la normativa nacional vigente CPE INEN 5 (1992); los valores de los coeficientes máximos de cada barrio se presentan mediante digitalización georreferenciada.

Abstract:This study analyzes the main factors that influence drinking water consumption, as well as the hourly water consumption patterns in residential areas of El Rosario parish. A study of urban characterization was applied by means of technical data sheets and statistical analysis that showed 3 stratifications in the sector (B, C and D). Surveys were conducted to determine the factors that affect drinking water consumption, and an hourly record was made of readings of 219 water meters 24 hours a day, 7 days a week. The consumption of drinking water recorded showed increases that depend on factors such as the number of users who have the service, type of residence, sanitary units in use and other external characteristics. Hourly consumption curves were obtained for each distribution network and the coefficients of variation of maximum and minimum hourly consumption. The maximum flows occur at 13h00 with 94.76 l/h and at 19h00 with 73.46 l/h, the maximum coefficient of variation of hourly consumption (Kh_max) is 3.44, a value that exceeds that established in the current national regulation CPE INEN 5 (1992); the values of the maximum coefficients of each neighborhood are presented through georeferenced digitalization.

Removal of cadmium in water samples from the El Macho estuary, Machala-Ecuador, using polyurethane foam activated with silver nanoparticles as an adsorbent

Resumen:La demanda creciente del sector vivienda en la ciudad de Machala-Ecuador convirtió a las invasiones en el modelo común de crecimiento desorganizado de esta ciudad, donde utilizan el estero “El Macho” para la eliminación de desechos y aguas negras. Estudios preliminares respecto al contenido de metales pesados en este estero concluyen que las concentraciones de metales como el cadmio son superiores a los límites establecidos en la normativa del Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente. En la presente investigación se evaluó la remoción de cadmio de muestras de aguas del estero “El Macho” utilizando espuma de poliuretano activada con nanopartículas de plata como adsorbente. Para la recolección de los datos de adsorción se diseñó de un reactor tubular vertical, utilizando 1,560 g de adsorbente de poliuretano modificado con nanopartículas de plata, pH 8 y tamaño de la espuma de poliuretano de forma cubica de 0,5 cm de lado. Se cuantificó las concentraciones de cadmio mediante espectroscopia de absorción atómica, en muestras de aguas del Estero antes y después de su paso por el reactor. Se concluye que la espuma de poliuretano activada con nanopartículas de plata, como adsorbente, alcanzó un porcentaje de remoción de 48,75% y, por lo tanto, es efectivo para el tratamiento de aguas contaminadas con cadmio.

Abstract:The growing demand of the housing sector in the city of Machala-Ecuador turned invasions into the common model of disorganized growth of this city, where they use the “El Macho” estuary for the disposal of waste and sewage. Preliminary studies regarding the content of heavy metals in this estuary conclude that the concentrations of metals such as cadmium are higher than the limits established in the regulations of the Unified Text of Secondary Legislation of the Ministry of the Environment. In the present investigation, the removal of cadmium from water samples of the “El Macho” estuary was evaluated using polyurethane foam activated with silver nanoparticles as an adsorbent. To collect adsorption data, a vertical tubular reactor was designed, using 1,560 g of polyurethane adsorbent modified with silver nanoparticles, pH 8 and cubic-shaped polyurethane foam size of 0.5 cm of side. Cadmium concentrations were quantified by atomic absorption spectroscopy in samples of Estero water before and after passing through the reactor. It is concluded that the polyurethane foam activated with silver nanoparticles, as an adsorbent, reached a removal percentage of 48.75% and therefore, it is effective for the treatment of water contaminated with cadmium.

Evaluation of soil organic carbon content in three ecosystems of the Arenillas Ecological Reserve

Resumen: Las Reservas Ecológicas, son la base primordial para la subsistencia de la biodiversidad, desempeñan funciones cruciales para el mantenimiento de los ecosistemas, especialmente, en la preservación de los servicios ecosistémicos de regulación del clima y suministro de agua. Determinar la capacidad de acumulación del COS en tres ecosistemas de la Reserva Ecológica Arenillas (REAR) y la influencia que tienen con los factores de profundidad y el tipo de suelo, fue el objetivo de la investigación. Se partió de la hipótesis que dichos factores ejercen un efecto sobre las propiedades físicas-químicas del suelo, provocando la variabilidad del carbono. Se establecieron 14 unidades de muestreo para los tres ecosistemas; 1) Intervenido, 2) Bosque deciduo y 3) Bosque arbustal deciduo, se extrajo de cada unidad dos muestras de suelo a profundidades de (0-10 y 10-30 cm), dando un total de 28 muestras. Los resultados revelaron diferencias significativas entre los tres tipos de ecosistemas, permitiendo afirmar que, en la REAR, el contenido de COS es mayor en el ecosistema de Bosque deciduo, que en los denominados Bosque arbustal deciduo y la zona Intervenida. Así mismo, los suelos del tipo Alfisol y Entisol en el Bosque deciduo presentaron la mayor capacidad de almacenamiento de COS, siendo la capa superficial la de mayor acumulación en los tres ecosistemas. Se concluyó que las bajas precipitaciones, el aumento de la temperatura y la esporádica vegetación producida por actividades antrópicas, afectan el almacenamiento de COS, limitando la prestación de servicios ecosistémicos relacionados con la captura de carbono edáfico.

Abstract: Ecological Reserves are the primary basis for the subsistence of biodiversity, they play crucial roles in the maintenance of ecosystems, especially in the preservation of ecosystem services of climate regulation and water supply. The objective of the research was to determine the accumulation capacity of COS in three ecosystems of the Arenillas Ecological Reserve (REAR) and the influence of depth factors and soil type. It was hypothesized that these factors exert an effect on the physical-chemical properties of the soil, causing carbon variability. Fourteen sampling units were established for the three ecosystems; 1) Intervened, 2) Deciduous Forest and 3) Deciduous shrub forest, two soil samples were extracted from each unit at depths of (0-10 and 10-30 cm), giving a total of 28 samples. The results revealed significant differences between the three types of ecosystems, allowing us to affirm that, in the REAR, the COS content is higher in the deciduous forest ecosystem than in the deciduous shrub forest and the Intermediate zone. Likewise, Alfisol and Entisol soils in the deciduous forest had the highest COS storage capacity, being the surface layer the one with the highest accumulation in the three ecosystems. It was concluded that low precipitation, increased temperature and sporadic vegetation produced by anthropic activities affect COS storage, limiting the provision of ecosystem services related to soil carbon sequestration.

Multi-temporal analysis of land use change in the Zarumilla river basin: Projections to 2040

Resumen: La cuenca binacional del río Zarumilla es un lugar con gran diversidad de especies y es de gran importancia para la economía de Perú y Ecuador. Estos factores socioeconómicos pueden traer consigo cambios en la distribución de las coberturas del suelo, los cuales afectan de manera negativa los ecosistemas. El presente estudio tiene como objetivo evaluar los cambios de cobertura y uso de suelo durante el periodo 1992-2022 y construir una proyección al año 2040 siguiendo las tendencias de uso actuales y su patrón histórico. Se usaron mapas de cobertura y uso de suelo de los años 1992 y 2022, así como información georreferenciada que fue usada para encontrar los factores condicionantes para el cambio de suelo. El modelo de prospección se basó en la implementación de cadenas de Markov y autómatas celulares usando factores condicionantes para construir una proyección más precisa. Los resultados obtenidos reflejan una pérdida neta de 11378 hectáreas de bosque durante el periodo 1992-2022, ocurriendo el 87.7% de esta pérdida en el lado ecuatoriano de la cuenca. A este ritmo se puede prospectar una pérdida de bosque de 10552 hectáreas para el periodo 2022-2040, de igual manera prevista principalmente en el lado ecuatoriano. El modelo prospectivo también resalta que los principales cambios se producirán en áreas de baja altitud y en proximidad a fuentes hídricas y carreteras. Esta es una pérdida alarmante de bosque nativo, la cual se puede evitar mediante la creación de políticas de desarrollo sostenible y programas de ordenamiento territorial.

Abstract: The binational basin of the Zarumilla River is a place with great species diversity and is particularly important to the economy of Peru and Ecuador. These socioeconomic factors can lead to changes in land cover distribution, which negatively affect ecosystems. The present study aims to evaluate changes in land cover and use during the period 1992-2022 and to generate a projection for the year 2040 following current usage trends and historical patterns. Land cover and use maps from 1992 and 2022 were used, along with georeferenced information that was employed to identify the conditioning factors for land change. The prospection model was based on the implementation of Markov chains and cellular automata using conditioning factors to build a more accurate projection. The results obtained reflect a net loss of 11378 hectares of forest during the period 1992-2022, with 87.7% of this loss occurring on the Ecuadorian side of the watershed. At this rate, a forest loss of 10552 hectares can be projected for the period 2022-2040, similarly projected mainly on the Ecuadorian side. The projection model also highlights that the main changes will occur in low-altitude areas and in proximity to water sources and roads. This is an alarming loss of native forest, which can be avoided through the creation of sustainable development policies and land-use planning programs.

Factors of the emerging online learning modality affecting Ecuador's higher education system.

Resumen: La pandemia por COVID-19 influyó en el proceso de educación superior generando una transición entre la modalidad presencial a la modalidad en línea-emergente en la que se identificaron varias dificultades para el acceso debido a la inequidad, problemas tecnológicos, crisis de salud y económica a nivel mundial, y en Ecuador a nivel de docentes y estudiantes. El descubrimiento de conocimiento en bases de datos de KDD - Educacional, el análisis de técnicas de minería de datos de clasificación y agrupación, y el complemento de análisis de datos con la inteligencia de negocios determinaron los factores desde la perspectiva de la institución, del docente y de los estudiantes que inciden en el proceso de educación en línea, donde se demuestra además, la importancia del modelo de educación, la metodología del proceso de enseñanza aprendizaje, el entorno de aprendizaje y el bienestar de los docentes y estudiantes que garantizan una educación superior en línea de calidad con igualdad de oportunidades en el acceso.

Abstract: The COVID-19 pandemic significantly impacted higher education, forcing a rapid transition from face-to-face modality to the emerging online learning modality. This transition exposed several challenges, including, inequitable access to technology, global health and economic crisis, and specific difficulties faced by both teachers and students in Ecuador. Knowledge discovery in KDD - Educational databases, the analysis of classification and clustering data mining techniques and the complement of data analysis with business intelligence determined the factors from the perspective of the institution, teachers and students that influence the online education process. In addition, the importance of the education model, the teaching-learning process methodology, the learning environment, and the well-being of teachers and students that guarantee quality online higher education with equal access opportunities is demonstrated.

Resolution of mathematical problems mediated by an educational video game

Resumen: La investigación determinó el efecto de la mediación de un videojuego educativo en el fortalecimiento de la resolución de problemas de matemáticas. El método cuantitativo con alcance descriptivo fue aplicado. La muestra fue no probabilística con 20 estudiantes de la Institución Educativa San Jorge, en la vereda Las Damas, Municipio de Purificación, Departamento de Tolima. Las variables estudiadas fueron: desempeño en resolución de problemas, mecánicas y percepción del videojuego. La encuesta inicial reflejó que un 90% no poseían habilidades matemáticas básicas y tenían una percepción negativa del área. Entonces, fue diseñada una estrategia educativa con un videojuego denominado Corredor Matemático de Pensamiento Variacional (Comapeva), en tercera persona con Unity 3D, Adobe Ilustrator y Autodesk 3d. Fue protagonizado por Comaco: joven aventurero que superó retos matemáticos. El guion narrativo combinó elementos del constructivismo, Aprendizaje Basado en Retos (ABR) y modelo instruccional ADDIE (Análisis, Diseño, Desarrollo, Implementación y Evaluación). La herramienta fue implementada con el apoyo de los docentes. Con el videojuego el 100% de los estudiantes resolvieron retos con diversas estrategias. Disminuyó un 21% el tiempo de desarrollo de los problemas, y un 33% las solicitudes de apoyo del docente. La concentración, atención, memoria, agilidad mental, interpretación y análisis fueron fortalecidas. El videojuego facilitó la construcción de conocimientos en matemáticas de forma sustancial. En consecuencia, fue innovador, motivador y permitió la trasformación de prácticas educativas según las necesidades de aprendizaje.

Abstract: The research considers the effect of the mediation of an educational video game in strengthening mathematics problem solving. The quantitative method with a descriptive scope was applied. The sample was non-probabilistic with 20 students from the San Jorge Educational Institution, in Las Damas village, Municipality of Purificación, Department of Tolima. The variables studied were problem-solving performance, game mechanics, and videogame perception. The initial survey showed that 90% of the students did not have basic mathematical skills and had a negative perception of the subject area. Therefore, an educational strategy was then designed using a video game called the Variational Thinking Mathematical Corridor (Comapeva). The game was developed in third person using Unity 3D, Adobe Illustrator, and Autodesk 3d. It starred Comaco: a young adventurer who overcame mathematical challenges. The narrative script combined elements of constructivism, Challenge-Based Learning (CBL) and instructional model ADDIE (Analysis, Design, Development, Implementation and Evaluation). The tool was implemented with the support of the teachers. With the video game, 100% of the students were able to solve challenges using various strategies. Problem development time decreased by 21%, and teacher support requests decreased by 33%. Concentration, attention, memory, mental agility, interpretation, and analysis skills were all strengthened. The video game facilitated the construction of knowledge in mathematics in a substantial way. Consequently, the video game was found to be innovative and motivating, and it allowed for the transformation of educational practices according to the students' learning needs.

Development of a model to estimate the modulus of elasticity of concrete using fuzzy logic

Resumen: El hormigón es el material principal utilizado en la construcción en Ecuador. Para su diseño, se consideran dos características: la resistencia a la compresión y el módulo de elasticidad. El módulo de elasticidad se calcula convencionalmente en relación con la resistencia a la compresión, mediante ecuaciones establecidas en códigos de diseño. Sin embargo, investigaciones han demostrado que estas ecuaciones no reflejan con precisión la realidad en Ecuador, ya que el módulo de elasticidad no solo depende de la resistencia a la compresión, sino también de otras variables como el origen del agregado, el tipo de cemento, el proceso de producción, entre otros. En este estudio, se desarrolla un modelo que utiliza la teoría de lógica difusa para estimar el módulo de elasticidad. Se emplea un sistema de inferencia lógica ANFIS (Adaptive Neuro Fuzzy Inference Systems), utilizando datos previos de ensayos de laboratorio como conocimiento previo para crear funciones de membresía (FMs) y reglas difusas del tipo condicional (If-Then) para estimar nuevos datos del módulo de elasticidad. Además de la resistencia a la compresión, se consideran otras variables importantes en la determinación del módulo de elasticidad. Los resultados son favorables, con un coeficiente de correlación R2=0.988 y una desviación estándar S=0.097, lo que indica que el sistema de inferencia lógica (SIL) es capaz de desarrollar un modelo único que permite considerar todas las variables que influyen en la determinación del módulo de elasticidad y proporcionar valores confiables.

Abstract: Concrete is the most frequently used construction material in Ecuador. Two characteristics considered for its design are compressive strength and modulus of elasticity. The latter is conventionally calculated in relation to the former using equations established in design codes. However, research has shown that these equations do not accurately reflect the reality in Ecuador, as the modulus of elasticity depends not only on compressive strength but also on other variables such as aggregate origin, type of cement, production process, among others. In this study, a model using fuzzy logic is developed to estimate the modulus of elasticity by applying an ANFIS (Adaptive Neuro Fuzzy Inference Systems) logical inference system. Previous laboratory test data are used as prior knowledge to create membership functions (MFs) and fuzzy conditional rules (If-Then) to estimate new modulus of elasticity. In addition to compressive strength, other important variables are considered in the determination of the modulus of elasticity. The results are favorable, with a correlation coefficient R2=0.988 and a standard deviation S=0.097, indicating that the logical inference system (LIS) is capable of developing a unique model that allows considering all variables that influence the determination of the modulus of elasticity and providing reliable results.

Analysis of the size effect on the flexural behavior of concrete elements reinforced with plastic fibers

Resumen: La influencia del efecto tamaño en las propiedades mecánicas del hormigón es una interrogante estudiada hace varias décadas, sin embargo, las investigaciones no permiten tener una idea clara de cómo este fenómeno afecta en las propiedades mecánicas de hormigones reforzados con fibras. La presente investigación describe la influencia del efecto tamaño en el comportamiento a flexión de hormigón reforzado con fibras de polipropileno. Para el análisis se diseñó hormigón simple reforzado con macro fibras sintéticas de polipropileno (HRFP) con 3 y 6 kg/m3 de fibras. Se elaboraron probetas prismáticas tipo vigas con tres tamaños diferente 100x100x350 mm, 100x200x650 mm y 100x300x950 mm, mismas que se ensayaron a flexión en 4 puntos. Se realizaron gráficas esfuerzo vs deflexión y se calculó el coeficiente de orientación en el plano de fractura. Los resultados indican que tanto la resistencia máxima alcanzada en el límite de proporcionalidad como las resistencias residuales post fisuración disminuyen al aumentar el tamaño de la probeta, demostrando la influencia del efecto tamaño.

Abstract: The influence of the size effect on the mechanical properties of concrete is a question studied several decades ago, however, research does not allow us to have a clear idea of how this phenomenon affects the mechanical properties of fiber-reinforced concrete. The present investigation describes the influence of the size effect on the flexural behavior of concrete reinforced with polypropylene fibers. For the analysis, simple concrete reinforced with macro synthetic polypropylene fibers (HRFP) with 3 and 6 kg/m3 of fibers was designed. Prismatic beam-type specimens were made with three different sizes: 100x100x350 mm, 100x200x650 mm and 100x300x950 mm, which were tested in 4-point bending. Stress vs. deflection graphs were made and the orientation coefficient in the fracture plane was calculated. The results indicate that both the maximum resistance reached at the limit of proportionality and the post-cracking residual resistance decrease with increasing specimen size, demonstrating the influence of the size effect.

Strategies for improving schedule performance on construction projects

Resumen: La ejecución de proyectos de construcción, a menudo presenta obstáculos y desviaciones, lo que genera incumplimientos. La necesidad de mejorar la gestión del desempeño del cronograma es crucial para el cumplimiento de las metas del proyecto. Este trabajo tuvo como objetivo identificar los factores clave del desempeño del cronograma en proyectos de construcción con el propósito de plantear estrategias de mejora. Se elaboró un cuestionario de escala con 54 factores seleccionados a partir de la literatura, el cual fue aplicado a profesionales que se desenvuelven en proyectos de construcción en el Perú. Posteriormente se aplicó el estadístico de análisis factorial a las respuestas de los encuestados en 2 conjuntos de datos: factores de éxito y fracaso. El análisis agrupó por separado en 6 factores comunes de éxito y 7 factores comunes de fracaso. Para identificar los factores clave se llevó a cabo una segunda encuesta en base a los factores comunes y se clasificó utilizando el Índice de Importancia Relativa. Los resultados revelaron cómo los 3 primeros factores de éxito clasificados a: compromiso de los involucrados del proyecto, competencia del gerente de proyecto y competencia del propietario. Los factores de fracaso encontrados fueron: conflicto entre los involucrados del proyecto, falta de conocimiento del gerente del proyecto y la incompetencia del propietario. Se plantearon estrategias de mejora, que pueden ser empleados por los involucrados, principalmente por los gerentes, pues en estos profesionales recae la toma de decisiones, por ello, es necesario invertir tiempo y experiencia para resolver los problemas del desempeño del cronograma.

Abstract: The execution of construction projects often presents obstacles and deviations, which generate non-compliance. The need to improve schedule performance management is crucial to meeting project goals. This work aimed to identify the key factors of schedule performance in construction projects with the purpose of proposing improvement strategies. A scale questionnaire was developed with 54 factors selected from the literature, which was applied to professionals who work in construction projects in Peru. Subsequently, the factor analysis statistic was applied to the responses of the participants in 2 sets of data: success and failure factors. The analysis grouped separately into 6 common success factors and 7 common failure factors. To identify the key factors, a second survey was carried out based on the common factors and classified using the Relative Importance Index. The results revealed how the top 3 success factors classified as: commitment of those involved in the project, competence of the project manager and competence of the owner. The failure factors found were: conflict between those involved in the project, lack of knowledge of the project manager and the incompetence of the owner. Improvement strategies were proposed, which can be used by those involved, mainly by managers, since decision-making falls on these professionals, therefore, it is necessary to invest time and experience to resolve schedule performance problems.