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La humedad del suelo es uno de los principales factores que afectan la productividad agrícola, la seguridad alimentaria y la disponibilidad de recursos hídricos. En este contexto, la Espectroscopía de Rayos Gamma Proximal (ERGP) se presenta como una herramienta prometedora para la estimación de la humedad del suelo a escala de campo de manera continua y en tiempo real, siendo a su vez no destructiva, no invasiva y con alta precisión. Sin embargo, su uso aún no está ampliamente extendido debido a la falta de estudios de validación y aplicaciones en diferentes regiones, suelos y cultivos. El presente proyecto busca evaluar la eficacia de la ERGP en la estimación de la humedad del suelo en la región Lima, Perú, y proponer un modelo de calibración que permita su implementación en otras regiones con características similares. Para ello, se llevará a cabo un estudio de caso en dos diferentes áreas de cultivo de Lima, y se compararán los resultados obtenidos por la ERGP con mediciones gravimétricas. Se espera que los resultados de esta investigación demuestren la efectividad del método en las áreas estudiadas y contribuyan a mejorar la gestión de los recursos hídricos en zonas áridas y semiáridas y la planificación territorial. Además, la implementación de esta técnica en otras regiones podría tener un impacto significativo en la sostenibilidad y seguridad alimentaria.
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El radón es un gas radiactivo que puede encontrarse en el aire, el agua y el suelo, y se considera una de las principales causas de cáncer de pulmón en todo el mundo. Para monitorear de manera continua los niveles de radón, se piensa optimizar y calibrar un prototipo que utiliza la técnica de colección electrostática mediante un pin-diodo Hamamatsu. Este dispositivo permite la colección de partículas cargadas y su posterior análisis para determinar la concentración de radón. Además, se utilizará el software Comsol Multiphisycs, simulaciones de Montecarlo del sistema y medición de los Ingrese la sumilla del proyecto: niveles de radón de forma indirecta a través de su progenie. Este proyecto tiene gran relevancia tanto desde el punto de vista tecnológico como medioambiental y radiológico, permitirá una detección más precisa y eficiente del radón en diferentes entornos. Además, la sensibilidad del dispositivo para valores bajos de radón lo hace ideal para su uso en áreas con poca concentración de este gas, lo que puede ayudar a prevenir una exposición alta y reducir el riesgo de cáncer de pulmón en la población. En resumen, este prototipo y la técnica de deposición electrostática representan una herramienta valiosa en la prevención de los efectos nocivos del radón y en la mejora de la salud pública.
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¿Cómo manejar de manera óptima los residuos mineros? El control de residuos mineros, actualmente considerado como parte de la economía circular, se manifestó con mayor intensidad en la comunidad científica a partir de la década de los 90 (Parbhakar-Fox et al., 2019). Estos residuos se pueden clasificar en 4 tipos: escorias, provenientes del proceso pirometalúrgico; ripios, provenientes de la lixiviación a través del proceso hidrometalúrgico; material estéril, almacenados directamente de la operación minera en botaderos; y relaveras, derivadas básicamente de la etapa de concentración por flotación (Villanueva, 2019). El uso del relave en la fabricación de pavimento asfáltico consigue dos objetivos fundamentales: eliminar el agente contaminante (relave) y generar pavimentos asfálticos para ser usados en carreteras, esto último es fundamental para el desarrollo social y económico de las comunidades.
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Las actividades mineras implican una elevada producción de desechos que puede representar una fuente de contaminación para zonas cercanas al área de extracción, generando un impacto negativo tanto en el ambiente como en la salud de las personas. De acuerdo a lo señalado por Kamunda (2016) la concentración de material radiactivo presente en los relaves mineros puede representar un incremento en el riesgo de la población aledaña. La transformación del relave en cemento consigue dos objetivos: eliminar el agente contaminante (relave) y generar un producto de mucho consumo dentro de la empresa minera y comunidades dentro del área de influencia como es el cemento. El relave de cada mina es muy particular, y depende del tipo de mineral o minerales que se extraigan y/o procesen. El proceso se lleva a cabo en tres fases, la primera consiste en el análisis de la composición química del relave, donde se identifican los principales elementos presentes, especialmente aquellos elementos nocivos como los sulfuros y el arsénico. La segunda fase consiste en la preparación de las muestras para proceder a la geopolimerización de las mismas. Una vez pasado el periodo de curación (7, 14, 21 y 28 días) se procede a realizar los ensayos de propiedades físicas y de resistencia mecánica (compresión simple y corte) de las muestras. Una vez determinadas las curvas de resistencia se identifica la composición óptima para la elaboración del cemento geopolímero. Con la mezcla óptima del cemento geopolímero se procede a crear un segundo grupo de muestras para realizar las pruebas de dureza del cemento para los periodos de curación de 7, 14, 21 y 28 días. Una vez completado los ensayos, se procede a evaluar la factibilidad económica de la producción de cemento, considerando los costos de transporte, materiales e insumos, y proceso de fabricación del cemento geopolímero para su uso al interno de la mina y comunidades dentro del área de influencia.
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En el contexto actual del severo cambio climático ocasionado por la emisión de gases de efecto invernadero, originados en forma natural o por intervención humana, se planteó el estudio de series temporales de algunos geogases (radón, torón, CO2, H2S) obtenidos en la geoestación actualmente instalada en la PUCP. Se plantea implementar un sistema de obtención remota de datos y evaluar, adicionalmente, otros geogases (CH4, He, H2O, etc.), con los objetivos de identificar relaciones entre sus fluctuaciones y parámetros meteorológicos, evaluar al radón como trazador de otros gases de efecto invernadero y estudiar la presencia de aerosoles radiactivos que influyen en la calidad del aire en beneficio de la salud de la población en la zona de monitoreo. Las mediciones se realizarían en Lima utilizando métodos activos y pasivos, y en Cuzco usando detectores pasivos. Se han elegido estas dos ciudades por la particularidad que presentan, Lima un ambiente muy húmedo y Cuzco un ambiente seco.
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Varios estudios han identificado variaciones de radón y torón en los gases del suelo antes de producirse un sismo. Se ha planteado, entre otros, que los movimientos sísmicos que afectan a las condiciones de esfuerzo regionales pueden incidir sobre los niveles de radón en el suelo, ya sea mediante la creación de nuevas grietas y el aumento de la anchura de las fallas en el caso de fallas extensionales, o mediante el cierre de grietas y disminución de la anchura de las fallas en fallas compresivas. Este proyecto tiene previsto realizar mediciones continuas, y de relativo largo plazo (a intervalos de 15 días), de los gases radón y torón a durante dos años en la estación meteorológica de la PUCP, y en las inmediaciones de fallas geológicas de la provincia Lima, con vistas a evaluar las potencialidades de estos gases para la predicción de terremotos. Para el estudio se utilizará la estación de medición continua RTM 1688-2 Geo Station y detectores LR-115 tipo II en cámaras de difusión. Se tendrá en cuenta el efecto de los parámetros meteorológicos en las variaciones diarias y estacionales de las concentraciones de radón y torón en los poros del suelo. Se realizará un desarrollo en series temporales a la data para diferenciar las anomalías que son causadas únicamente por eventos sísmicos de las causadas por cambios en parámetros meteorológicos. Se estimarán las variaciones cuasi periódicas correspondientes a períodos diurnos, las cuales serán eliminadas al descomponer las series temporales para el período de estudio. Se espera encontrar correlación positiva significativa entre los datos de radón/torón con las actividades sísmicas que ocurran hasta una cierta distancia del sitio de medición. Se espera que los datos registrados muestren anomalías positivas de radón y/o torón precediendo a los terremotos. Las anomalías inusuales a observar proporcionarán una base de datos de radón/torón en los gases del suelo, así como tendencias preliminares de correlación con sismos.
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La radiación natural es la principal responsable de dosis de radiación ionizante externa e interna que recibe la población. En el medio natural, una de las fuentes de radiación gamma son las rocas del substrato y los minerales del suelo. En el caso de interiores de viviendas, aparte de la radiación procedente del suelo y subsuelo, otras fuentes de radiación son los materiales de construcción. El terreno en el entorno de las viviendas y los materiales de construcción constituyen también fuentes de radón, torón y sus progenies en interiores. Estos gases radiactivos y sus progenies representan la segunda causa de muerte por cáncer pulmonar. Este proyecto pretende realizar una primera caracterización y evaluación de suelos y materiales de construcción desde el punto de vista de la protección radiológica. Para ello, se prevé determinar el Índice I de concentración de actividad de la radiación gamma para el 226Ra, 232Th y 40K y la tasa exhalación de radón y torón de suelos y materiales de construcción. Se pondrá a punto una metodología para determinar la concentración de actividad de los principales radionúclidos naturales para diferentes geometrías del material de estudio. Se evaluarán diferentes métodos de medición de la exhalación de radón/torón: in situ o en laboratorio, activo o pasivo, instantáneo o integrado en el tiempo. A partir de la evaluación y comparación de diferentes métodos se diseñarán, construirán y validarán dispositivos de medición de la tasa de exhalación para casos concretos. Se establecerán metodologías y procedimientos a utilizar para determinar propiedades de exhalación de radón/torón de diferentes tipos de materiales de construcción empleados en viviendas peruanas y se evaluará su contribución a la concentración de radón en el interior de viviendas. En este proyecto también se prevé evaluar valor del Índice I asociado a los materiales de construcción más utilizados y su comparación con el nivel de referencia establecido para exposición externa.
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Some initial radon measurements were carried out in Peru in the 1990s, but this never developed into a national program. In recent years, there has been a strong interest in radon measurement in PUCP and this has been supported both technically and financially by IPEN. More recently, the Ministry for Health identified indoor radon as an important public health risk and the need for more information to quantify the extent of the risk. Peru also has a national plan [Plan Esperanza] to reduce the incidence of cancer throughout the country and reducing the risks from indoor radon is seen as a part of this program. Peru is divided into 24 regions (and the independent province of Callao). Each region is further divided into provinces. Eight of these regions have some high uranium potential zones. There is also extensive phosphate mining in the north of the country - uranium/radium/radon can often be associated with phosphate mining. For the purpose of the project, three separate regions were identified as being of interest: Lima - capital city with a high population and population density Arequipa - region with extensive volcanic rock formations (sillar) and a high interest in radon matters in the University of San Agustin Puno - rural region with high uranium concentrations in the surface soil and an indigenous population living in ¿adobe¿ homes - these are constructed using sun-dried mud block and normally have a tin or straw roof.
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