Acta Nova

Análisis de exergía de un sistema solar de calentamiento y enfriamiento que utiliza materiales de cambio de fase. Proyecto PCMSOL

El presente trabajo está basado en la aplicación de un análisis de exergía al sistema de calefacción y refrigeración solar (específicamente en modo de refrigeración) actualmente implementado en el Centro de Investigación de Energía Solar CIESOL de la Universidad de Almería (España), con el fin de poder determinar un sistema más eficiente y evaluar el efecto de la introducción de materiales de cambio de fase (PCMs) al sistema de climatización. El análisis realizado dio como resultado que dicho sistema solar actual alcanza una eficiencia exergética máxima global de tan solo 6.6%, y que la introducción de los PCMs logra aumentar las capacidades de almacenamiento térmico del sistema, sin embargo, provoca una mínima disminución en la eficiencia exergética global a 6.5%. Así también, los resultados mostraron que, a diferencia de lo que refleja un análisis energético, los componentes que mayores irreversibilidades generan son los colectores solares, con casi el 90% de pérdidas del total captado. Consecuentemente, se realizó una propuesta de reducción de las irreversibilidades generadas por los componentes solares del sistema de climatización solar, incorporando el uso de paneles fotovoltaicos en vez de los colectores solares, esto mejora la eficiencia exergética global del sistema.

The present work is based on the application of an exergy analysis to the solar-assisted heating and cooling system (specifically in cooling mode) currentiy installed at the CIESOL Solar Energy Research Center of the Armeria University (Spain); in order to determine a more efficient system and to evaluate the effect of the phase change materials (PCMs) introduction into the heating and cooling systems. The analysis shows that the current solar system achieves an overall maximum exergy efficiency of 6.6%. In addition, the introduction of the PCMs manages to increase the thermal storage capacities of the system, however, it causes a slight decrease in the global exergy efficiency to 6.5%. The results also show that, unlike what an energy analysis reflects, the components that generate the greatest irreversibilities are the solar collectors, with almost 90% of the total exergy losses. Consequently, a proposal was made to reduce the irreversibilities generated by the solar thermal components of the system, incorporating the use of photovoltaic panels instead of solar collectors, this improves the overall exergy efficiency.

Una revisión de los enfoques transdisciplinarios para la co-creación de la soberanía alimentaria

Food sovereignty is a complex problem of sustainability, since it requires the active and effective participation of diverse communities of knowledge for the identification and implementation of relevant and sustainable solutions. It is a complex problem that cannot and should not be treated sectorial or unilaterally (e.g. from the academy or from the public sector). Otherwise the proposed solutions would be destined to an imminent failure. Transdisciplinarity is proposed as an approach to successfully deal with complex sustainability problems, since it allows transcending disciplines and sectors. There are few experiences about the co-creation of food sovereignty from a transdisciplinary approach at international and national level. This essay presents a case study in the Municipality of Tiraque about the co-creation of food sovereignty at two scales: municipal and communal level. Although the results are preliminary, there are already lessons from the field. The formation of collaborative and transdisciplinary research teams requires patience and time. Once the teams are formed, interesting dynamics emerge. Preliminary results show the importance of working with young people through agroecological schools and linking them with knowledge transfer networks such as the agroecological committee.

La soberanía alimentaria se constituye en un problema complejo de sostenibilidad, ya que requiere de la participación activa y efectiva de diversas comunidades de conocimiento para la identificación e implementación de soluciones pertinentes y sostenibles. La soberanía alimentaria es un problema complejo que no puede y no debe ser tratado de manera sectorial o unilateral (ej. desde la academia o desde el sector público). De lo contrario las soluciones planteadas estarían destinadas al fracaso inminente. La transdisciplina se plantea como un enfoque para lidiar exitosamente con problemas complejos de sostenibilidad, ya que permite trascender disciplinas y sectores. Existen pocas experiencias sobre la co-creación de soberanía alimentaria desde un enfoque transdisciplinario a nivel internacional y nacional. Este ensayo presenta un estudio de caso en el Municipio de Tiraque sobre la co-creación de la soberanía alimentaria a dos escalas: nivel municipal y comunal. Si bien los resultados son preliminares, ya se cuenta con lecciones aprendidas del trabajo de campo. La conformación de equipos colaborativos y transdisciplinarios de investigación requieren de paciencia y tiempo. Una vez conformados los equipos, emergen dinámicas interesantes. Resultados preliminares muestran la importancia de trabajar con la juventud a través de escuelas agroecológicas y vincularlas con redes de transferencia de conocimientos como el comité agroecologico.

Propuesta de estrategias de restauración ecológica en áreas afectadas por extracción de áridos en Punata (Cochabamba, Bolivia)

La extracción de áridos en el Abanico de Punata generó cambios muy notables en el paisaje local, siendo los impactos más sobresalientes la pérdida de vegetación y formación de superficies desnudas. Debido a la disminución de la cobertura vegetal, los suelos pierden su capacidad de retención de humedad en las capas superficiales, a este proceso se denomina desertificación, que no es otra cosa que volver una zona más seca (ya sea por condiciones climáticas o antrópicas). En el abanico aluvial de Punata predomina la época seca sobre la época de lluvias; existe una gran cantidad de pozos, lo cual, sumado al incremento de superficies desnudas ocasionado por la extracción de áridos, provocan el que los recursos hídricos disminuyan, contribuyendo al proceso de desertificación. Debido a la degradación y destrucción de ecosistemas en las áreas afectadas por extracción de áridos, se propone la restauración ecológica de estas zonas, la cual contribuirá a la recuperación de la vegetación combinándola con actividades antrópicas locales. De esta forma se reducirán los impactos derivados de la extracción de áridos.

The extraction of arids in the Punata alluvial fan has generated very remarkable changes in the local landscape, being the impacts most outstandings the loss of vegetation and the formation of bare surfaces. Due to the diminution of vegetation cover, soils lose their capacity for retention of humidity in the superficial layers. This process is known as desertification, situation in which an area of latid becomes a desert, usually losing its vegetation, water sources and wildlife (by climatic or anthropic conditions). In the Punata alluvial fan, dry season predominates over the rainy season; there is a lot of wells in the zone and, there is an increase of bare surfaces caused by the extraction of arids. AU of these factors imply a decrease on water resources, contributing to the desertification process. Due to the destruction and degradation of ecosystems in areas affected by the extraction of arids, an ecological restoration of these zone is proposed, which will contribute to the recovery of the vegetation by combining it with local anthropic activities. In this way, the impacts derived from the extraction of arids would be reduced.

Plaguicidas químicos usados en el cultivo de soya en el Departamento de Santa Cruz, Bolivia: riesgos para la salud humana y toxicidad ambiental

La presente investigación caracteriza los plaguicidas químicos utilizados en el cultivo agroindustrial de soya en el municipio de San Pedro del Departamento de Santa Cruz de la Sierra. Se realizó el estudio durante dos campañas en el periodo 2016 en el municipio de San Pedro, ya que es el municipio con mayor superficie cultivada con soya en Bolivia. La región tiene dos campañas agrícolas. Para el levantamiento de datos se optó por un enfoque de métodos mixtos: entrevistas abiertas (30), mapas parlantes (9) y flujos de proceso (9). Se contó con la participación de diversos actores clave en la producción de soya en zona de estudio. Los resultados muestran que en una hectárea de soya anualmente se aplican más de 35 kg de productos químicos (plaguicidas y otros insumos agrícolas) con diferentes grados de toxicidad. Encontramos que se emplean caldos compuestos hasta con 11 diferentes productos, siendo aplicados entre 6 a 13 veces en toda la etapa fenológica del cultivo. En el periodo de estudio se utilizaron en total 64 marcas de plaguicidas químicos de uso agrícola (PQUA). En total se han identificado 19 ingredientes activos que son clasificados como Plaguicidas Altamente Peligrosos (PAPs). Estos resultados muestran que los ecosistemas y los seres humanos están expuestos a serios riesgos. Es en tal sentido que se desarrollan una serie de recomendaciones, entre ellas potenciar la agroecológía como práctica, movimiento social y ciencia, y retirar los PAPs del mercado.

The goal of this research was to characterize pesticides in the soybean agro-industrial food system in the municipality of San Pedro, in the Department of Santa Cruz de la Sierra. The study was conducted during two campaigns in 2016 in San Pedro, the municipality with the largest soybean area in Bolivia. The region features two cropping cycles per year. For the data collection, a mixed methods approach was chosen: open interviews (30), participatory maps (9) and process flows (9). Different key actors of soybean production participated in the study. The results show that in one year, more than 35 kg ha-1 of agricultural pesticides (pesticides and other agricultural inputs) are applied with different degrees of toxicity. We found that mixtures of up to 11 products being applied between 6 and 13 times throughout the phenological stage of the soy crop. During the study period, 64 chemical pesticide products were identified, from which a total of 19 active ingredients are classified as Highly Hazardous Pesticides (HHPs). The results show that ecosystems and human beings are exposed to serious risks from hazardous pesticides in the San Pedro Department. Drawing on these results, we make a series of recommendations, among them the broad support of agroecology as a practice, a social movement and a science, and withdraw HHPs from the market.

Zonificación ecológica: Unidades Ambientales Integradas (UAIs) como herramienta base de diagnóstico y gestión

La investigación y gestión de los ecosistemas o ambiente en general se apoya en una etapa de caracterización y diagnóstico inicial que asiente y centre sobre la realidad concreta a los proyectos, evaluaciones, medidas o construcciones. El enfoque predominante hasta el momento en Bolivia ha sido considerar esta etapa base de la gestión ambiental como una colección de datos o listas que no llegan nunca a integrarse o a entenderse como un sistema de elementos interactuantes e interdependientes. Consideramos que el problema subyacente es la carencia o falta de uso de unidades ecológicas de análisis, diseñadas de forma que su construcción conceptual y operativa facilite de forma comprensible la integración natural de los componentes fundamentales del ambiente explicativos de la estructura, funcionamiento y diferenciación geográfica de los ecosistemas. En este trabajo, a partir de una breve revisión conceptual de los principales antecedentes y tendencias actuales sobre esta temática, se propone un esquema o protocolo para la identificación, construcción y delimitación de unidades ambientales integradas (UAIs), incluyendo las fuentes y herramientas para llevar a cabo este proceso. El concepto y uso de estas unidades es de naturaleza multiescalar en función de su aplicación concreta, enfocándose como una integración de las variables fundamentales que explican la variabilidad y funcionamiento de los ecosistemas: bioclima, geoformas, litología, suelos, vegetación y cobertura de usos humanos. El resultado son unidades que permiten la zonificación consistente del espacio geográfico en entidades homogéneas y extrapolables, que se comportan de forma análoga respecto al diagnóstico y gestión del ambiente.

Research and management of the ecosystems is supported by a strong characterization and initial diagnosis stage that assents and focuses the projects, evaluations, measures or constructions on the concrete environmental reality. The predominant approach so far in Bolivia has been to consider this basic stage of environmental management as a collection of data or lists that never come to be integrated or understood as a system of interacting and interdependent elements. We consider that the underlying problem is the lack of ecological analysis units designed in such a way that their conceptual and operative construction comprehensibly facilitates the natural integration of the fundamental components of the environment that explain the structure, functioning and geographical differentiation of the ecosystems. In this work, from a brief conceptual review of the main antecedents and current trends on this subject, an easy scheme or protocol is proposed for the identification, construction and delimitation of integrated environmental units (IEUs), including useful sources and tools to carry out this process. The concept and use of these units is multiscalar in nature according to their specific application, focusing as an integration of the fundamental variables that explain the variability and functioning of ecosystems: bioclimate, geoforms, lithology, soils, vegetation and human uses coverage. The result are units that allow to the consistent zoning of geographic space into homogeneous and extrapolable entities, that behave in analogous way to the environment diagnosis and management.

El biocarbón aplicado al suelo retiene agua y nutrientes en los valles interandinos del Departamento de Cochabamba, Bolivia

La agricultura de los valles templados en los Andes bolivianos está enfrentando graves desafíos en cuanto a las actuales condiciones de sus suelos y alteraciones climáticas en el futuro. Estas obligan ajustes en el uso de los recursos básicos, agua y suelo, y adaptaciones en la práctica agrícola en general. El estudio presente examina si la incorporación de biocarbón puede mejorar la calidad del suelo y a la vez prevenir la degradación. Las mediciones se llevaron a cabo entre marzo y julio de 2019 en una parcela agro forestal, que se implementó para el estudio presente en Mollesnejta, Cochabamba. Los tratamientos de biocarbón fueron divididos en dos grupos experimentales con 10 réplicas por grupo. El grupo 1 tenía una dosis de 25,6 kg biocarbón por m3 y el grupo 2 se caracterizaba por la doble cantidad, 51,6 kg m-3. Para evaluar el éxito de esta práctica se escogió medir la humedad, el contenido de nitrógeno tanto como el pH y la capacidad de intercambio catiónico. En comparación con el grupo control, los dos grupos con biocarbón evidenciaron efectos positivos sobre las condiciones edáficas: el biocarbón aumentó el pH, la capacidad potencial de intercambio catiónico y el contenido no solo de agua sino también de nitrógeno total. Hubo un aumento significativo (p<0.05) en el contenido del nitrógeno total y en el caso de la humedad fue incluso altamente significativo (p<0,001). Para estos resultados muy positivos se plantearon explicaciones que se referían principalmente a las propiedades estructurales y químicas del biocarbón.

The agriculture of the temperate valleys in the Bolivian Andes faces severe challenges concerning actual soil conditions and climate alterations in the future. These oblige adjustments in the use of the basic resources water and soil plus adaptations of the agricultural practice in general. The present study examines whether the incorporation of biochar into soils is able to meliorate the local soil quality and prevent degradation processes. Soil humidity, total nitrogen content and basic soil parameters were chosen as indicators for possible effects of the proposed treatment. The measurements took place between March and July of 2019 in an agroforestry parcel, which was implemented for the scientific purpose of this study in the research centre Mollesnejta in Cochabamba, Bolivia. The biochar treatments were divided into two groups of each 10 replications. Group 1 had a dosage of 25.8 kg biochar per m3, while the amendment of group 2 was the double, 51.6 kg m-3. In comparison to the control group both showed positive effects due to the biochar amendments on soil conditioris: Biochar increased soil pH, potential cation exchange capacity, soil moisture and total nitrogen content. The effect on the last-mentioned parameter was significant (p < 0.05) and in the case of the biochar effect on soil water content highly significant (p < 0.001). The results showed clearly positive effects of biochar on soil physical and chemical conditions. They were discussed and mainly explained by the structural properties of biochar, such as its high porosity and particular surface chemistry.

Percepciones sobre riesgo, vulnerabilidad y estrategias de resiliencia ante un evento climático extremo en la Cuenca Taquiña

Los procesos de adaptación a los ecosistemas y las transformaciones del medio se observan a través de estrategias de resiliencia, éstas son importantes de comprender cómo la gente mitiga los impactos, especialmente en una zona de alto riesgo por los asentamientos humanos, la actividad productiva que agrava la situación de vulnerabilidad y el riesgo para la existencia de la diversidad. Nuestro punto de partida fue las percepciones de la gente sobre el riesgo ante un evento climático extremo, por desborde del Río Taquiña y las estrategias de resiliencia familiares e institucionales para hacer frente a los riesgos y la identificación del factor de riesgo ante la situación de vulnerabilidad de las familias que habitan en esta parte de la Cuenca. El objetivo de la investigación ha sido interpretar las percepciones de los vecinos de la Cuenca Taquiña sobre el riesgo y las estrategias de resiliencia, frente a la situación de vulnerabilidad en la que viven, debido al cambio climático y a la relación ser humano - naturaleza, como parte de la adaptación y transformación del medio. Esta investigación ha sido de tipo descriptivo y exploratorio, a través del acercamiento a la forma de vida familiar en una zona de riesgo. El método etnográfico ha sido aplicado como una concepción y práctica de conocimiento que busca comprender los fenómenos socio-culturales, partiendo desde la perspectiva de los actores sociales. Los principales resultados: a) existe asentamiento humano cercano al rio porque no hay claridad sobre la franja de seguridad en la zona, pese a la normativa ambiental al respecto y porque es incontrolable el ritmo acelerado del crecimiento poblacional; b) no existen políticas de manejo de cuenca, ni acciones de las instituciones de desarrollo para preservar a través de medidas estructurales los asentamientos; c), "la montaña está rajada" por culpa de las acciones humanas de los de "arriba". La zona de estudio, respecto al aluvión tiene un grado de riesgo 7,00 que es alto, se percibe que las autoridades no prestan debida importancia y en base a las vulnerabilidades identificadas se requiere construir un Plan de Gestión de Riesgos que reduzca al mínimo el impacto del cambio climático en el sistema de la zona afectada.

The processes of adaptation to the ecosystems and the transformations of the environment are observed through resilience strategies, these are important to understand how people mitigate the impacts, especially in an area of high risk by human settlements, the aggravating productive activity the situation of vulnerability and the risk for the existence of diversity. Our starting point is people's perceptions of risk in the face of an extreme climate event, due to the overflow of the Taquiña River and family and institutional resilience strategies to address risks and identify the risk factor in the situation of vulnerability of the families that inhabit this part of the Basin. The objective of the research has been to interpret the perceptions of the residents of the Taquiña Basin about risk and resilience strategies, in the face of the situation of vulnerability in which they live, due to climate change and the human-nature relationship, as part of the adaptation and transformation of the environment. This research has been descriptive and exploratory, through the approach to the family way of life in a risk zone. The ethnographic method has been applied as a conception and practice of knowledge that seeks to understand socio-cultural phenomena, starting from the perspective of social actors. The main results: a) there is human settlement close to the river because there is no clarity about the security strip in the area, despite environmental regulations in this regard and because the accelerated pace of population growth is uncontrollable; b) there are no watershed management policies, nor actions of development institutions to preserve the settlements through structural measures; c), "the mountain is cracked" because of the human actions of the "up". The study area, with respect to the flood, has a 7.00 degree of risk that is high, it is perceived that the authorities do not pay due importance and based on the identified vulnerabilities it is necessary to build a Risk Management Plan that minimizes the impact of climate change on the system of the affected area.