Maestría en Química
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Browsing Maestría en Química by browse.metadata.advisor "Combariza Montañez, Marianny Yajaira"
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Item Biocompuesto de matriz celulósica y puntos cuánticos de carbono para la detección de mercurio en efluentes acuosos(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-12) Rojas Palomino, Laura Andrea; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Martínez Bonilla, Carlos Andrés; Mejía Ospino, Enrique; Vargas Fiallo, Luz YolandaEste estudio explora la influencia de las técnicas de purificación en las propiedades ópticas, la química superficial y las capacidades de detección de mercurio de los puntos cuánticos de carbono (CQDs). Se evaluaron dos métodos de purificación, diálisis (CQDs-DL) y cromatografía en columna (CQDs-CC). Los resultados demuestran diferencias significativas en la estructura de la superficie, ya que los CQDs-DL presentan más grupos NH2, NH3 e imina, lo que conduce a un mayor apagado de la fluorescencia en presencia de mercurio que los CQDs-CC, que presentan principalmente grupos NH2. El sensor, fabricado a partir de CQDs, se evaluó en solución y en un biocompuesto. El comportamiento del sensor se evaluó primero en solución, comparando ambos métodos de purificación. Posteriormente, se probó su rendimiento en un biocompuesto de nanocelulosa bacteriana (CQDs/TOCN), revelando que CQDs-CC ofrece una respuesta de extinción más estable y lineal. Además, el análisis de muestras reales de fuentes de agua contaminadas con mercurio confirmó la eficacia del sensor, ya que ambos CQDs mostraron cambios de fluorescencia al interactuar con el mercurio. Estos resultados sugieren que, aunque la diálisis es un método de purificación común, puede no ser siempre óptimo, ya que la cromatografía en columna ofrece una purificación fina adecuada para aplicaciones específicas de detección medioambiental. Este trabajo pone de relieve el potencial de los sensores basados en CQD para la monitorización en tiempo real de la contaminación por metales pesados en fuentes de agua.Item Caracterización de los compuestos fenólicos contenidos en las aguas residuales provenientes del proceso de extracción de aceite de palma africana(Universidad Industrial de Santander, 2014) Quintero López, Yaneth; Combariza Montañez, Marianny YajairaActualmente no se conocen las características químicas de los compuestos fenólicos provenientes del procesamiento del fruto de la palma africana para la extracción del aceite en Colombia. Por lo cual, se realizó un estudio de los efluentes acuosos provenientes de los diferentes procesos, en términos de concentración y composición de la fracción fenólica, con el fin de permitir diseñar estrategias a corto plazo, apropiadas para la remoción o el aprovechamiento de dichos compuestos. Este estudio se realizó a las aguas residuales generadas en las siguientes etapas del proceso de extracción del aceite de palma africana: Entrada PTAR y Salidas (Condensados, Centrífugas, Hidrociclón, lagunas anaerobias y facultativas). El estudio inició con la determinación de los fenoles totales mediante el método 5530 B-C del Standard Methods edición 22 del 2012 y mediante la técnica Fiolín- Ciocalteau, encontrándose concentraciones de fenol total superiores a los límites permisibles de vertimientos (0,2mg/L) en todos las etapas analizadas. Las mayores concentraciones fueron encontradas a la salida de los condensados (3,15 y 5,65 mg/L de fenol total método S. M), y a la salida de la centrífuga (3,84 y 4,78 mg/L de fenol total). En estas etapas no hay adición de reactivos que contengan o produzcan fenoles, lo que demuestra que los fenoles son proporcionados por el mismo fruto, así como lo confirmó el estudio de Yun-Ping y colaboradores. Posteriormente se realizó un análisis tentativo de los fenoles totales por GCMS a la salida de los condensados, encontrándose la presencia mayoritaria de fenol (1,6%), también se analizó la presencia de clorofenoles por GC-MS en las aguas de condensados y a la entrada PTAR y salida facultativa, observándose ausencia en los compuestos analizados. Adicional a estos estudios, se identificaron y se cuantificaron los ácidos fenólicos (gálico, protocatechuic, salicílico, vanílico, cafeico, p-cumárico, ferúlico) y el fenol, mediante la técnica HPLC/MS.Item Desestabilización de emulsiones tipo w/o utilizando membranas de celulosa modificadas(Universidad Industrial de Santander, 2015) Medina Sandoval, Camila Fernanda; Blanco Tirado, Cristian; Combariza Montañez, Marianny YajairaEsta investigación presenta la obtención de membranas de celulosa hidrofóbicas como metodología alternativa para el rompimiento de emulsiones de tipo agua en aceite. Mediante el proceso de sol gel se obtuvo un Xerogel de dióxido de Silicio (SiO2); el cual se utilizó para recubrir la membrana formando capas inorgánicas sobre la celulosa, seguido de la adhesión del hexadeciltrimetoxisilano utilizado como precursor de baja energía superficial. La membrana de celulosa modificada fue caracterizada por Espectroscopia Infrarroja (FTIR-ATR) para observar la modificación química y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) para ver algún cambio en la morfología, mientras la hidrófobicidad fue determinada por el ángulo de contacto con el agua. Las propiedades térmicas de la membrana modificada fueron determinadas mediante análisis de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y análisis Termogravimétricos (TGA) La membrana modificada tiene un ángulo de contacto con el agua de 121°. La membrana obtenida es capaz de realizar la separación de mezclas de aceite agua con porcentajes de eficiencia del 99 %. Además demuestran ser un método alternativo para el rompimiento de emulsiones tipo w/o, ya que son capaces de operar bajo condiciones ambientales en emulsiones con tamaños de gotas de la fase dispersa superiores a 9 µm y viscosidades entre 1.2 cP y 102 cP. Estas membranas rompen las emulsiones mediante un proceso físico, sin alterar la composición del crudo y sin necesidad de utilizar una fuente externa para su funcionamiento (calor, campo eléctrico). Su porcentaje de eficiencia es de 95 % al 75% dependiendo del tiempo de envejecimiento de la emulsión. Finalmente la principal ventaja de esta membrana es que es reutilizaba hasta 18 ciclos sin perder su hidrofobicidad. ___________________________________________Item Determinación de carbohidratos móviles (d-(+)-glucosa, d-(-)-fructosa, sacarosa), y libres totales de reserva (almidón) en las diferentes etapas de crecimiento y desarrolló del fruto de la lima acida Tahití (citrus latifolia tanaka), y su relación co(Universidad Industrial de Santander, 2013) Vásquez Cárdeno, Angela Maria; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Rebolledo Roa, AlexanderLa presente investigación se dividió en dos componentes experimentales, un primer componente relacionado con los análisis químicos necesarios para cuantificar la cantidad de carbohidratos móviles y de reserva en diferentes partes de la planta y para determinar los parámetros de calidad de la cosecha según la NTC 4087. Otro segundo componente relacionado con la medición de eventos fisiológicos (número de flores y frutos, crecimiento, abscisión, porcentaje de cuajado) relacionados con el rendimiento y calidad de las cosechas. Para los análisis químicos se implementaron metodologías de análisis por Cromatografía líquida y espectrofotometría de UV-VIS para el análisis de carbohidratos móviles y de reserva respectivamente, en muestras de hojas, raíces y frutos de veinte árboles divididos en dos grupos de alta y baja carga, durante dos ciclos de producción caracterizados por sus diferencias climatológicas. Una vez finalizada la etapa experimental de la investigación, se realizaron correlaciones entre los diferentes eventos fisiológicos de la planta durante sus fases de desarrolló productivo y las pauta de movilización de carbohidratos. Esto permitió comprobar, y en algunos casos establecer la influencia de la disponibilidad de carbohidratos sobre el rendimiento y calidad de las cosechas, durante las fases de desarrolló y la influencia de las condiciones ambientales sobre el cultivo de la Lima ácida Tahití.Item Diseño de matrices MALDI TE asistido por Inteligencia Artificial (IA) a partir de información teórico/experimental(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-01) Padilla Jaramillo, Carlos Andrés; Blanco Tirado, Cristian; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Combariza Montañez, Aldo Fabrizzio; Díaz Sánchez, Luis Miguel; Mejía Ospino, Enrique; Doerr, Markus Hans OliverEl desarrollo de matrices para la espectrometría de masas por desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI MS) ha dependido tradicionalmente de esfuerzos experimentales. Aquí, proponemos un modelo generativo de inteligencia artificial orientado a objetivos, impulsado por datos calculados de química computacional, para construir un espacio químico optimizado para procesos de Transferencia Electrónica (ET) en el análisis MALDI. Utilizamos un grupo de 30 matrices de ET reportadas, sometidas a enumeración estructural y predicción de propiedades moleculares mediante cálculos semiempíricos y ab initio, para establecer una base de datos integral que comprende diversos datos estructurales y de propiedades. Posteriormente, empleando un protocolo de enumeración estructural con 68 SMILES canónicos de fragmentos de Bemis-Murcko (BM), expandimos la complejidad estructural de la biblioteca inicial. Este proceso generó 82,753 compuestos organizados en 10 niveles de andamios, con un índice p50 de la curva de Recuperación de Sistemas Cíclicos (CSR) de andamios del 50%. De la biblioteca enumerada resultante, se seleccionó un subconjunto diverso de estructuras utilizando el método de agrupamiento de Jarvis-Patrick. Estas estructuras, junto con sus propiedades asociadas medidas a partir de datos de mecánica cuántica y experimentales, se utilizaron para entrenar un modelo de Aprendizaje Automático (ML) para predecir los valores de energía de ionización (Ei). Posteriormente, se entrenó una Red Neuronal de Puntuación (SNN), acoplada a nuestro modelo generativo orientado a objetivos utilizando Redes Neuronales Recurrentes (RNN) con arquitecturas de Aprendizaje Profundo (DL). El modelo generativo fue guiado utilizando una red previa dentro de un entorno de Aprendizaje por Refuerzo/Transferencia. El modelo generativo final de IA aprendió que las estructuras con alta insaturación, relaciones H/C inferiores a 1 y pesos moleculares entre 100 u y 300 u son favorables para las matrices ET MALDI, así como aquellas con pocos anillos aromáticos y cero anillos alifáticos. También se favorecieron otras características moleculares. La biblioteca generada por IA resultante exhibe valores de Ei superiores a 8.0 eV, similares a los de las matrices ET MALDI “buenas” reportadas, lo que indica un diseño exitoso con altos puntajes de accesibilidad de síntesis. En conclusión, nuestro modelo generativo proporcionó valiosas ideas sobre las características moleculares ideales para los compuestos ET MALDI, al tiempo que generó una amplia gama de moléculas estructuralmente diversas dentro de un espacio de propiedades moleculares similar. El siguiente paso crítico en este proceso es sintetizar una selección de estos compuestos generados para validación experimental y caracterización adicional.Item Extracción y Análisis de compuestos azufrados en fracciones del petróleo utilizando nanopartículas de oro soportadas en fibras naturales(Universidad Industrial de Santander, 2013) Castañeda Rodas, Maribel; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Guzmán Monsalve, AlexanderEn Colombia se tienen reservas comprobadas de crudos pesados y se visualiza que se tendrán cargas en las refinerías con abundantes compuestos azufrados. Dentro del petróleo uno de los contaminantes principales, el azufre, viene representado por diferentes especies azufradas que son las causantes de problemas operacionales en plantas y refinerías. Analizar las especies azufradas presentes en el petróleo no es una tarea sencilla debido a que estas se encuentran en cantidades muy pequeñas dentro de una mezcla muy compleja donde están presentes como componentes mayoritarios una variedad de parafinas, isoparafinas, cicloparafinas y aromáticos. Con el objetivo de obtener una metodología de extracción específica para compuestos azufrados del petróleo y sus fracciones, la cual posteriormente permita analizarlos de manera aislada; se estudió la adsorción de compuestos azufrados modelo y naftas, sobre nanopartículas de oro soportadas en fibras de fique (Biocomposito Fique- AuNPs). En los experimentos se utilizaron soluciones de disulfuro de Carbono, Hexanotiol, nDibutilsulfuro, Tiofeno y Fenilsulfuro en dodecano y se varió la cantidad de material adsorbente, el tiempo de contacto, la concentración y la temperatura de adsorción; adicionalmente se realizaron pruebas en nafta liviana y pesada. La cantidad de compuesto adsorbido se analizó por cromatografía de gases con detector específico de azufre por quimiluminiscencia. Se modeló la capacidad de adsorción utilizando los modelos de Langmuir y Freundlich y la cinética de adsorción con modelos de adsorción reacción y difusión. Se obtienen valores de adsorción entre 20 y 60 % y los resultados se ajustan al modelo de Langmuir y al modelo cinético de Seudo-segundo orden lo que sugiere un proceso de quimisorción.Item Extracción, caracterización y evaluación de las propiedades emulsificantes de fosfolípidos presentes en el grano de theobroma cacao l(Universidad Industrial de Santander, 2020) Giraldo Dávila, Deisy; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Blanco Tirado, CristianLos fosfolípidos (PLs) constituyen una amplia familia de compuestos anfifílicos estructuralmente comprendidos por una molécula de glicerol a la cual se unen dos ácidos grasos y un grupo fosfato. En esta investigación, se extrajeron PLs del grano de Theobroma cacao L. usando extracción S/L seguida por un fraccionamiento en cromatografía en columna. Se identificaron las fracciones enriquecidas en PLs por medio de análisis comparativos de estas con lecitinas comerciales usando cromatografía de alta eficiencia. Las fracciones obtenidas fueron caracterizadas usando MS MALDI-TOF para su identificación y RMN-31P para la cuantificación de las diferentes familias de PLs. Los resultados de HPLC-RID y UV-Vis muestran la similitud en los tiempos de retención de lecitinas comerciales, de la sub-fracción F3 y del estándar de L--PC, esta similitud fue corroborada en los análisis MALDI-TOF en donde se observaron cationes radicales y aductos de Na+ de diferentes PC y LPC en dichas muestras. Por otro lado, los análisis RMN-31P permitieron determinar el porcentaje y clases de de PLs contenidos en las lecitinas, particularmente la F3 contiene las siguientes familias de PLs: PA (12%), PG (13%), PI (20%), LPC (26%) y PC (29%). Finalmente, se procedió a la formación de emulsiones modelo para determinar las propiedades emulsificantes de los extractos de PLs obtenidos de granos de cacao.Item Identificacion de biomarcadores fitoplanctonicos utilizando espectrometria de masas maldi tof con matrices de transferencia electronica(Universidad Industrial de Santander, 2019) Diaz Sanchez, Luis Miguel; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Blanco Tirado, CristianLos microorganismos fotosintéticos son la base de las cadenas tróficas y se encargan de fijar casi el 40% del CO2 atmosférico. Adicionalmente, se estima que, como resultado de esta fijación, se produce gran parte del oxígeno atmosférico. El objetivo de este trabajo fue identificar biomarcadores fitoplanctónicos (pigmentos fotoprotectores y fotosintéticos), en muestras de agua, utilizando matrices de transferencia electrónica en espectrometría de masas MALDI-TOF. Las muestras de agua fueron filtradas en filtros Whatman® de microfibra (GF/F, 47 mm, poro: 0.7 μm) para retener los microorganismos. Los pigmentos se extrajeron por radiación de ultrasonidos de los filtros usando una mezcla de EtOH:THF, 1:1(v/v), 0,1% NH4OH, previa realización y análisis de un diseño experimental 23 . Los extractos se analizaron por UV-Vis, HPLC, LDI-MS y MALDI-MS. El análisis UV-Vis de los extractos mostró un espectro típico de absorción para clorofilas (400-800 nm) y carotenoides (400-500 nm). El análisis por HPLC permitió separar los principales componentes del extracto, identificar algunos pigmentos fitoplanctónicos y cuantificarlos. El análisis ET MALDI de los extractos mostró principalmente señales correspondientes a cationes radicales de pigmentos como: clorofila a y sus derivados, y carotenoides de tipo xantofila. Se evaluó el desempeño de diferentes matrices MALDI para el análisis de los pigmentos fitoplanctónicos.Item Producción de biopelículas de polihidroxialcanoatos/nanofibras de celulosa modificada y estudio de sus propiedades fisicoquímicas, mecánicas y de barrera(Universidad Industrial de Santander, 2024-02-01) Gamboa Suárez, María Andrea; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Sierra Ávila, César Augusto; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Ríos Angarita, Fabián AlirioEn esta investigación se realizó una modificación superficial de celulosa bacteriana, inicialmente mediante oxidación vía TEMPO, seguida del acoplamiento de aminas primarias de cadena larga, con el objetivo de facilitar su compatibilización con polihidroxialcanoatos. El contenido de grupos carboxilo posterior a la oxidación fue de 1.53 mmol COOH/g celulosa y un potencial-ζ de -61 mV, que permitió la funcionalización de su superficie, reflejado en el aumento del ángulo de contacto al agua y la disminución de la energía libre superficial, típica de materiales hidrofóbicos. Adicionalmente, mediante espectroscopia FTIR, análisis elemental e imágenes SEM se demostró el respectivo acoplamiento de las aminas a la superficie de la celulosa bacteriana, lo cual llevó a un incremento en el índice de cristalinidad. La celulosa modificada adicionada a polihidroxialcanoatos, el espesor de la película y el solvente utilizado para su producción por solvent casting, influyeron sobre las propiedades fisicoquímicas, mecánicas y de barrera del material. La adición de nanofibras de celulosa amidada de 3 a 5% p/p en PHBComercial permitió un aumento de la resistencia a la tracción, especialmente al emplear dimetilformamida. Estas películas resultaron mayormente homogéneas respecto a las obtenidas con cloroformo, lo cual favoreció las propiedades de barrera a gases. Como resultado, la permeabilidad al vapor de agua disminuyo un 90.2%, en comparación con el PHBComercial sin aditivos, lo que se asocia al aumento de la compatibilidad celulosa:PHA y la creación de regiones altamente impermeables. Así mismo, el aditivo de celulosa aumentó el módulo de Young de las películas, reduciendo su flexibilidad. Por otra parte, las películas de PHB biosintetizado a partir del mucílago de cacao formadas por solvent casting, no exhibieron características físicas (uniformidad, estructura, resistencia) que permitieran su estudio mecánico o de barrera. Por tanto, se recomienda explorar otras opciones de formación de películas con este material, como la extrusión.Item Síntesis de nanofluidos ferromagnéticos funcionalizados y su efecto en la deshidratación de emulsiones agua en aceite(Universidad Industrial de Santander, 2018) Acuña Rodriguez, Katherin Natalia; Blanco Tirado, Cristian; Combariza Montañez, Marianny YajairaEn este trabajo de investigación se sintetizaron nanopartículas de magnetita (Fe3O4) recubiertas con una capa superficial de sílice (Fe3O4@SiO2), las cuales posteriormente fueron funcionalizadas a través de dos metodologías: por el acoplamiento de grupos aminopropiltrimetoxisilano, APTES (Fe3O4@SiO2@APTES), y con grupos hexadeciltrimetoxisilano, HDTMS (Fe3O4@SiO2@HDTMS). La caracterización de las nanopartículas funcionalizadas se realizó por microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía infrarroja (IR-ATR) y difracción de rayos X (DRX). Asimismo, se determinó tanto la estabilidad térmica de estos materiales por análisis termogravimétrico (TGA) como el aumento en su hidrofobicidad por medio del ángulo de contacto con el agua, y se encontró que las nanoestructuras funcionalizadas presentaron alta estabilidad térmica y propiedades hidrofóbicas mejoradas en comparación con el material de partida. Con base en estos resultados, se formularon dos nanofluidos, NF-Fe3O4@SiO2@APTES y NF-Fe3O4@SiO2@HDTMS, que se evaluaron como agentes de deshidratación de una emulsión natural de crudo pesado colombiano de tipo agua en aceite, y cuya eficiencia se determinó por pruebas convencionales de campo, microscopía óptica y análisis reológico. Los nanofluidos, además de disminuir la viscosidad de la emulsión tratada, lograron su deshidratación hasta en un 46%. Asimismo, se evidenció que la emulsión tratada, cuyo comportamiento reológico obedece a un fluido pseudoplástico, presentó menor cantidad y tamaño en las gotas de agua remanentes en comparación con la emulsión sin tratamiento. Con la generación de estos nanofluidos ferromagnéticos funcionalizados se espera impactar positivamente en las líneas de recobro, transporte y producción de hidrocarburos colombianos, específicamente en el área de la separación eficiente de emulsiones de crudos pesados.