10,871 research outputs found
Prediction of MJ rainfall season using CCA models
No full textThe prediction of the May-June (MJ) precipitation as the first peak of the rainy season is important in the Central American isthmus because wetter (drier) MJ seasons tend to be associated with early (late) onsets of the rainy season on the Pacific slope. Having a late start of the rains, followed by a drier season in MJ in conjunction with a deep Mid-Summer Drought (MSD), would affect significantly key socioeconomic sectors in the isthmus like hydropower generation, water supply for human consumption (as main cities in the isthmus are located on the Pacific slope) and
agriculture. Using 162 gauge stations, we built skillful Canonical Correlation Analysis (CCA) prediction models for MJ season as the first peak of the rainy season, using as predictands monthly rainfall accumulations and Standardized Precipitation Index (SPI) values over Central America. Sea Surface Temperature anomalies (SSTA) were used as predictors handling a domain bounded by 63° N-10° S and 152° E-15° W, along with the Palmer Drought Severity Index (PDSI) values covering the isthmus. Leading times from December to April were explored in the predictor fields. CCA models, using February´s SSTA and April´s PDSI showed significant skill values for the prediction of MJ accumulations and the SPI over an important portion of Central America. Models´ loadings showed that warmer (cooler) Eastern equatorial SSTAs in the Pacific along with cooler (warmer) SSTAs in the Tropical North Atlantic (TNA) during February, tend to be related with drier (wetter) conditions in almost all the isthmus during the next MJ season. It is suggested that Sea Surface Temperature (SST) mode could modulate MJ precipitation in Central America influencing the position of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) and the strength of the trade winds. Additionally, it was observed that drier (wetter) soil moisture (PDSI) in April tends to be related with drier (wetter) precipitation conditions in almost all the isthmus during next MJ season.Predecir la precipitación durante mayo-junio (MJ), como primer pico de la estación lluviosa en el istmo de América Central, es muy importante ya que se ha observado que condiciones más o menos húmedas durante MJ tienden a estar precedidas por inicios tempranos o tardíos de la época lluviosa. Un inicio tardío de las lluvias, por ejemplo, seguido de condiciones más secas que lo normal durante MJ y por un periodo posterior de veranillo o canícula intensa, puede afectar significativamente sectores socioeconómicos clave en el istmo como la generación hidroeléctrica, el
abastecimiento de agua potable o la agricultura. En este trabajo se usaron los datos de 162 estaciones pluviométricas para construir modelos predictivos para MJ como primer pico de la estación lluviosa, usando el Análisis de Correlación Canónica (ACC). Los aspectos a predecir durante MJ son los acumulados de lluvia y el Índice Normalizado de Precipitación (INP) en América Central. Se usaron dos campos como predictores. El primero fue las anomalías de la temperatura superficial del mar (TSM) observada en el dominio 63° N-10° S y 152° E-15° W. El segundo fue el Índice de Severidad de Sequía de Palmer (ISSP), cubriendo la totalidad del istmo. Se estudió el potencial predictivo de estos dos campos desde diciembre hasta abril. Los modelos del ACC, usando las anomalías de la TSM en febrero y el ISSP en abril, evidencian una buena habilidad predictiva de los acumulados y del INP durante MJ, en una región importante de América Central. Los resultados mostraron que condiciones más cálidas (frías) en las anomalías de la TSM del Pacífico ecuatorial del este, junto con condiciones más frías (más cálidas) en el Atlántico Tropical Norte durante febrero, tienden a estar correlacionadas con periodos más secos (húmedos) durante el siguiente bimestre de MJ en prácticamente todo el istmo. Lo anterior sugiere que la TSM podría modular la lluvia durante MJ en América Central al influenciar la posición de la Zona de Convergencia Inter-Tropical y la magnitud de los vientos alisios. En
forma adicional, se observó que condiciones más secas (húmedas) en la humedad del suelo (ISSP) durante abril, tendieron a estar relacionadas con periodos de lluvia más secos (húmedos) en casi todo el istmo durante el siguiente periodo de MJ.Universidad de Costa Rica/[805-B6-143]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B4-227]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B3-600]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-065]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A9-532]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de FísicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR
Cálculo y mapeo de la radiación solar directa y difusa en Costa Rica
No full textEl conocimiento de la radiación solar directa y difusa es de importancia fundamental en la valoración del potencial energético de Costa Rica, por lo que este trabajo está enfocado en el cálculo y en el trazado de mapas de contornos de la radiación solar directa y difusa basados en sesenta y dos estaciones radiométricas esparcidas en todo el territorio nacional. En el trazado de estos contornos se utilizaron valores experimentales y predichos de la radiación directa y difusa. Adicionalmente, se comparan la radiación solar directa y difusa durante la época seca y la época lluviosa en las seis regiones climáticas del país: Valle Central, Pacífico Norte, Pacífico Central, Pacífico Sur, Zona Norte y Vertiente del Caribe. Los niveles medios diarios observados de radiación directa oscilan entre 6.1 y 10.1 MJ/m2, con valores más altos en las secciones norte de la Vertiente del Pacífico, al oeste del Valle Central y en las cimas de las montañas más altas. Los valores más bajos coinciden con la Zona Norte y la Vertiente del Caribe. Los valores más altos de radiación difusa coinciden con la Zona Norte y el Pacífico Sur. Se observa un incremento de la radiación solar directa hasta de un 40% en los meses de la época seca.Knowledge of direct and diffuse solar radiation in the area is vital importance for the use of solar energy, since it is a prerequesite information for the assessment and design of solar energy system. The work presented here focus on calculation and plotting of contours values of direct and diffuse solar radiation maps based on sixty two scattered radiometric stations nation wide. In the plotting of these contours experimental and predicted values are used, these are compared with the period of dry and rainy season into the six main climate regions of Costa Rica: Central Valley, North Pacific, Central Pacific, South Pacific, North Zone and Caribbean Region. The observed daily mean levels of direct solar radiation oscillate between 6.1 and 10.1 MJ/m2 with higher values in the North Pacific, western part of the Central Valley and in the tops of the highest mountains. The lowest values agree with the North Zone and the Caribbean Region. The highest values of diffuse solar radiation agree with the North Zone and the South Pacific. It is observed an increase of 40% of the direct radiation during dry season months.Universidad Nacional, Costa RicaDepartamento de Físic
Evaluación del proceso de carbonización y las características del biochar de 16 especies creciendo en plantaciones de rápido crecimiento en Costa Rica
No full textTrabajo Final de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Forestal) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Forestal, 2019.En la actualidad hay un marcado interés en buscar procesos para aumentar la densidad energética de los materiales ya existentes y el proceso por pirólisis es uno de esos. El presente estudio determinó el rendimiento en producción de carbón y las características físico-químicas (densidad, dureza, contenido de humedad, poder calorífico, cenizas y volátiles y componentes químicos mediante un análisis elemental de contenido en carbono, nitrógeno, hidrógeno, azufre y oxígeno) del carbón producido a partir de 16 maderas de especies de rápido crecimiento utilizadas para reforestación en Costa Rica. Los resultados mostraron que el rendimiento varió entre 40.73% (Enterolobium cyclocarpum) y 23,88% (Acacia mangium). Por otro lado, en las propiedades del carbón se determinó que el poder calorífico varió de 24,30 MJ/kg a 32,10 MJ/kg, mientras que las densidades del carbón variaron entre 0,15 g/cm3 y 0,40 g/cm3. En el contenido de humedad del carbón se observó valores de 2,66% a 7,92%. Para la resistencia en compresión paralela a fibra se determinó que la más baja fue de 19,07 kg/cm2 y el valor más alto fue de 82,92 kg/cm2. Las cenizas obtenidas variaron de 0,26% a 6,36%, mientras que para el contenido de la fracción de volátiles fue de 24,16% a 33,34%. Finalmente, el índice de combustibilidad fue el resultado con mayor variación de valores, oscilando entre 41,00 y 4 225,21. Cupressus lusitanica resultó ser la especie con el mayor potencial energético por su relación entre alto poder calorífico y densidad, y su bajo porcentaje en cenizas y contenido de humedad. Se concluyó que teniendo en cuenta las propiedades físico-químicas del carbón producido este se puede considerar como una alternativa para la comercialización de los residuos de las especies utilizada en la reforestación comercial en Costa Rica.At present there is a marked interest in looking for processes to increase the energy density of existing materials and the process by pyrolysis is one of those. In the present study, it determined the yield in coal production and the physical-chemical characteristics (density, hardness, moisture content, calorific value, ash and volatiles and chemical components through an elemental analysis of carbon, nitrogen, hydrogen, sulfur and oxygen) of the coal produced from 16 woods of fast-growing species used for reforestation in Costa Rica. The results showed that the yield varied between 40.73% (Enterolobium cyclocarpum) and 23.88% (Acacia mangium). On the other hand, in the properties of coal it was determined that the calorific value varied from 24.30 MJ / kg to 32.10 MJ / kg, while the coal densities ranged from 0.15 g/cm3 to 0.40 g/cm3. In the moisture content of the coal, values from 2.66% to 7.92% were observed. For the compression strength parallel to the fiber was determined that the lowest was 19.07 kg / cm2 and the highest value was 82.92 kg / cm2. The ashes obtained varied from 0.26% to 6.36%, while for the content of the volatile fraction it was from 24.16% to 33.34%. Finally, the combustibility index was the result with the greatest variation in values, ranging from 41.00 to 4.225.21. Cupressus lusitanica was the species with the highest energy potential due to its relationship between high calorific value and density, and its low percentage of ash and moisture content. It was concluded that taking into account the physico-chemical properties of the carbon produced this can be considered as an alternative for the commercialization of the waste of the species used in commercial reforestation in Costa Rica
Producción de biocombustibles en Costa Rica utilizando licuefacción hidrotérmica de biomasa: estimación preliminar de su potencial y huella de carbono
No full text[Objetivo] Estimar el potencial de producción de biocombustibles a partir de la licuefacción hidrotérmica (LHT) de residuos biomásicos en Costa Rica y su respectiva huella de carbono. [Metodología] Se estimó el potencial de generación de residuos de biomasa que pueden ser aprovechados para la producción de biocombustibles, mediante el proceso de LHT, utilizando informes de diferentes instituciones como el Ministerio de Agricultura y Ganadería, la Cámara de Avicultores, Acueductos y Alcantarillados, entre otros. Posteriormente, mediante modelos matemáticos que predicen el rendimiento de biocrudo, según el tipo de biomasa utilizado, se estimó el potencial de la posible producción de biocrudo y su respectivo mejoramiento a biodiésel y sus coproductos (biogasolina y biobúnker). Estos datos se compararon con el consumo actual de combustibles en Costa Rica. Por último, se calculó la huella de carbono del proceso de producción de estos biocombustibles utilizando la norma ISO 14067. [Resultados] Se obtuvo que Costa Rica posee, bajo las suposiciones de este estudio, un potencial de producción de biocrudo, biodiésel, biogasolina y biobúnker de 1 383 299 ton/año, 635 788 ton/año, 295 336 ton/año y 70 140 ton/año, respectivamente. Así mismo, se estimó que las huellas de carbono asociadas a la producción de biodiésel, biogasolina y biobúnker son 14,57 gCO2eq/MJ, 13,88 gCO2eq/MJ y 13,33 gCO2eq/MJ, correspondientemente. [Conclusiones] Se concluyó, bajo las suposiciones de este estudio, que en Costa Rica existe un potencial de reemplazo de combustibles fósiles del 71 %, 43 % y 76 % para biodiésel, biogasolina y biobúnker, comparativamente. También, se estimó que, por medio de esta tecnología (LHT) se podría reducir un 18 %, 36 % y 6 % la huella de carbono al utilizar biodiésel, biogasolina y biobúnker, respectivamente, en lugar de sus correspondientes combustibles fósiles
Análisis del Ciclo de Vida del proceso de recuperación de un panel fotovoltaico de silicio policristalino en Costa Rica
No full textProyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Ambiental) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Ambiental, 2016.Within the last years, solar photovoltaic industry has grown considerably and currently Costa Rica
does not have a waste management plan for photovoltaic panels. For this reason, the environmental
profile of recovering a module according to the management alternatives arrangements available
in Costa Rica for waste treatment was assessed. In order to achieve this, a polycrystalline silicon
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based photovoltaic panel was dismantled to characterize its materials. Once the materials were
characterized, an evaluation matrix was performed with variables that take into account the energy
and environmental point of view. According to the results obtained in the matrix, a Life Cycle
Assessment was performed in the SimaPro software, focusing on end-of-life phase. The study
shows that the recovery of materials would significantly contribute to reduce the environmental
profile of the end-of-life of polycrystalline modules. In total, the recovery of materials would
reduce the potential impact on climate change in the end-of-life from 1.43kg CO2 eq/m2 to -49.3kg
CO2 eq/m2 (approximate reduction of -50.73 kg CO2 eq/m2) and in terms of fossil fuels (oil) from
5.54MJ/m2 to -491.4MJ/m2 (approximate reduction of -496.94 MJ/m2). In Costa Rica there are
installed near 10544.24m2 of photovoltaic modules in the year 2015; if all the solar photovoltaic
capacity were recovered, the impact in climate change would be reduced by -534.91t CO2 eq, and
fossil depletion by -5.24TJInstituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Ingeniería Ambiental
Estimación de la carga de combustible presente en el sector El Hacha del Parque Nacional Guanacaste, Costa Rica
No full textThe Guanacaste Conservation Area (GCA) in Costa Rica, has a sector called El Hacha, where certain spots are vulnerable to forest fires, mainly due to anthropogenic causes. These sites present a savannah ecosystem, where two work areas were selected for the purpose of this research: one affected and the other unaffected by fire. The predominant tree vegetation in these areas is the nance (Byrsonima crassifolia) with a total of 22 individuals and raspaguacal (Curatella americana) with 131 individuals, while the rest corresponds to herbaceous graminoids (HG). The HG reach a degree of coverage of 95, 4 % in the unburned site, while in the burned site, bare soil predominates by 79,0 %. Regarding physicochemical properties, it is observed that the highest calorific value is possessed by raspaguacal with 17, 2 ± 0, 6 KJ g-1, followed by nance and HG. In contrast, the HG have the greatest capacity to lose moisture. They spread the flames at a lower speed, both horizontally and vertically, but for a longer period and with a low level of opacity, compared to the tree components. The estimated fuel load of both sites corresponds to 9149 MJ m-2 in the unaffected site and 1650 MJ m-2 in the site affected by the fire, being HG the greatest fire contribution factor in the El Hacha sector.El Área de Conservación Guanacaste (ACG) en Costa Rica, posee un sector llamado El Hacha, el cual presenta sitios vulnerables a incendios forestales, principalmente por causas antropogénicas. Los sitios presentan un ecosistema de sabana, donde se seleccionaron dos áreas de trabajo, una con afectación y otra sin afectación por incendio. La vegetación arbórea predominante en las áreas son el nance (Byrsonima crassifolia) con un total de 22 individuos y el raspaguacal (Curatella americana) con 131 individuos, mientras que el resto corresponde a herbáceas graminoides (HG). Las HG llegan a alcanzar un grado de cobertura de 95,4 % en el sitio sin quemar, mientras que en el sitio quemado predomina el suelo desnudo en 79,0 %. En cuanto a las propiedades fisicoquímicas, se obtiene que el poder calorífico mayor lo posee el raspaguacal con 17,2 ± 0,6 KJ g-1, seguido por el nance y las HG. En contraposición, las HG tienen la mayor capacidad de perder humedad, pero propagan las llamas a menor velocidad, tanto a nivel horizontal como vertical, pero por más tiempo y con un nivel más bajo de opacidad que los componentes arbóreos. La carga de combustible estimada de ambos sitios se estima en 9149 MJ m-2 en el sitio sin afectación y 1650 MJ m-2 para el sitio afectado por el incendio, siendo las HG el factor de mayor aporte en el sector El Hacha
Biofuels production in Costa Rica utilizing hydrothermal liquefaction of biomass: preliminary estimation of its potential and carbon footprint
No full textEl objetivo de esta investigación fue estimar el potencial de producción de biocombustibles a partir de la licuefacción hidrotérmica (LHT) de residuos biomásicos en Costa Rica y su respectiva huella de carbono. Para ello se estimó el potencial de generación de residuos de biomasa que pueden ser aprovechados para la producción de biocombustibles mediante el proceso de LHT utilizando informes de diferentes instituciones como el Ministerio de Agricultura y Ganadería, la Cámara de Avicultores, Acueductos y Alcantarillados, entre otros. Posteriormente, mediante modelos matemáticos que predicen el rendimiento de biocrudo según el tipo de biomasa utilizado, se estimó el potencial de la posible producción de biocrudo y su respectivo mejoramiento a biodiésel y sus co- productos (biogasolina y biobúnker). Estos datos se compararon con el consumo actual de combustibles en Costa Rica. Por último, se calculó la huella de carbono del proceso de producción de estos biocombustibles utilizando la norma ISO 14067. Se obtuvo que Costa Rica posee, bajo las suposiciones de este estudio, un potencial de producción de biocrudo, biodiésel, biogasolina y biobúnker de 1 383 299 ton/año, 635 788 ton/año, 295 336 ton/año y 70 140 ton/año, respectivamente. Así mismo, se estimó que las huellas de carbono asociadas a la producción de biodiésel, biogasolina y biobúnker son 14,57 gCO2eq/MJ, 13,88 gCO2eq/MJ y 13,33 gCO2eq/MJ, respectivamente. Se concluyó, bajo las suposiciones de este estudio, que en Costa Rica existe un potencial de reemplazo de combustibles fósiles del 71 %, 43 % y 76 % para biodiésel, biogasolina y biobúnker, respectivamente. También, se estimó que por medio de esta tecnología (LHT) se podría reducir un 18 %, 36 % y 6 % la huella de carbono al utilizar biodiésel, biogasolina y biobunker, respectivamente, en lugar de sus correspondientes combustibles fósiles.[Objective] Estimate the production potential of biofuels from the hydrothermal liquefaction (HTL)
of biomass residues in Costa Rica and their respective carbon footprint. [Methodology] The
generation potential of biomass residues suitable to produce biofuels through the HTL process was
estimated using reports from different institutions such as the Ministry of Agriculture and Livestock,
Chamber of Poultry Farmers, Aqueducts and Sewers, among others. Then, using mathematical
models that predict the biocrude yield according to the type of biomass being used, the production
potential of biocrude and its respective upgrade to biodiesel and its co-products (biogasoline and
biobunker) was estimated. These results were compared with current fuel consumption in Costa Rica.
Finally, the carbon footprint for the production process of these biofuels was calculated using the ISO
14067 standard [Results] It was found that Costa Rica has, under the assumptions of this study, a
production potential of biocrude, biodiesel, biogasoline, and biobunker of 1 383 299 tons/year, 635
788 tons/year, 295 336 tons/year, and 70 140 tons/year, respectively. In addition, it was estimated
that the carbon footprints associated with the production of biodiesel, biogasoline, and biobunker are
14,57 gCO2eq/MJ, 13,88 gCO2eq/MJ, and 13,33 gCO2eq/MJ, respectively. [Conclusions] Under the
assumptions of this study, it was concluded that Costa Rica has a potential replacement of fossil fuels
of 71 %, 43 % and 76 % for biodiesel, biogasoline, and biobunker, respectively. Also, it was estimated
that by developing this technology (LHT), the carbon footprint could be reduced by 18 %, 36 %, and
6 % when using biodiesel, biogasoline, and biobunker, respectively, instead of the corresponding
fossil fuels.Universidad de Costa Rica/[325-B9-032]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ingeniería::Facultad de Ingeniería::Escuela de Ingeniería QuímicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Sociales::Centro de Investigación Observatorio del Desarrollo (CIOdD
Elaboración de una declaración ambiental de producto para un Tablamel Premium de Maderas Cultivadas de Costa Rica
No full textProyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Ambiental) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Química, 2018The implementation of policies for the mitigation of climate change promotes the use of environmental strategies to obtain products with greater sustainability. In the case of the European Union (EU), by 2020 it is required that all exported products present an Environmental Product Declaration (EPD). In Costa Rica, 25,1% of total timber production is due to the construction sector and 18,9% to exportation of raw and sawed timber, which implies that the country requires the development of technical capacities for the preparation of EPD. For the elaboration of the EPD, a Life Cycle Analysis (LCA) was required, for which the methodology stipulated by ISO 14025, ISO 14040, ISO 14044 and the Product Category Rule (PCR) for products of wood for structural and architectural use for North America A CPC 31-NAICS 321 were followed. The scope defined for the LCA was from the cradle to the gate considering the life cycle stages of seedling production, forestry operations, wood processing and transportation to the point of sale. The results of the DAP to produce a Premium Wooden Panel in Maderas Cultivadas de Costa Rica were 10,6 kg CO2 eq for climate change potential, 0,016 kg SO2 eq for acidification, 0,00082 kg N eq for eutrophication, 0,011 kg NMVOC for potential of formation of photochemical oxidants, 5,33 E-07 kg CFC-11 eq for depletion of the ozone layer, 0,036 m3 for water depletion potential and a total primary energy consumption of 100,47 MJ. It was determined that the environmental hot spots were the intensive use of nitrogen fertilizers, the production of heat for drying process, electricity consumption and the use of diesel. The carbon fixation in the finished product showed a result of 41,76 kg CO2 which allows a differentiation in the market in contrast with alternative materials for construction. The comparison with other studies indicated that there is no similarity in the impact of environmental impact per stage of the life cycle, except for the carbon footprint. The main challenge identified for the elaboration of eco-labels in the forestry sector was that there is no market that requests the demand for wood products with environmental quality certificates for which the economic feasibility for implementation is zero.Maderas Cultivadas de Costa Ric
Self-compression of 4.9 µm pulses to sub-40 fs with 2 mJ energy in Zinc Sulfide
No full textNonlinear self-compression of few-cycle multi-mJ pulses at 4.9 µm in ZnS is presented. 80 fs input pulses are compressed to 37 fs with 2.1 mJ energy at a 1 kHz repetition rate. © 2024 The Author(s
Organisational and occupational risk factors associated with work related injuries among public hospital employees in Costa Rica
No full textAims: To explore the relation between occupational and organisational factors and work related injuries (WRI) among public hospital employees in Costa Rica.Methods: A cross-sectional survey was conducted among a stratified random sample of 1000 employees from 10 of the 29 public hospitals in Costa Rica. A previously validated, self-administered questionnaire which included occupational and organisational factors and sociodemographic variables was used. From the final eligible sample ( n = 859), a total of 842 ( response rate 98%) questionnaires were returned; 475 workers were analysed after excluding not-at-risk workers and incomplete questionnaires. WRI were computed for the past six months.Results: Workers exposed to chemicals (RR = 1.36) and physical hazards ( RR = 1.26) had higher WRI rate ratios than non-exposed workers. Employees reporting job tasks that interfered with safety practices ( RR = 1.46), and a lack of safety training ( RR = 1.41) had higher WRI rate ratios than their counterparts. Low levels of safety climate ( RR = 1.51) and safety practices ( RR = 1.27) were individually associated with an increased risk of WRI. Also, when evaluated jointly, low levels of both safety climate and safety practices showed the highest association with WRI ( RR = 1.92).Conclusions: When evaluated independently, most of the occupational exposures and organisational factors investigated were significantly correlated with an increased injury risk. As expected, some of these associations disappeared when evaluated jointly. Exposure to chemical and physical hazards, lack of safety training, and low levels of safety climate and safety practices remained significant risk factors for WRI. These results will be important to consider in developing future prevention interventions in this setting
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