Maestría en Química Ambiental

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Obtención de biogás a partir de gallinaza producida en la granja bellavista horizontes a servicio de incubadora Santander S.A
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Sierra Rios, Andrea Ximena; Escalante Hernández, Humberto
Los altos costos por la adquisición de energía y/o combustibles fósiles en la industria, ha incrementado el interés de producción y uso de biocombustibles a partir de fuentes renovables. La gallinaza como biomasa residual es altamente empleada en procesos de digestión anaerobia. La caracterización fisicoquímica y elemental de este sustrato mostró que contenía 28,73% de C, 2,23% de N y 31,78% de O, una relación carbono/nitrógeno de 12,9 y una producción teórica de metano de 0,43 CH4/g SV. Este bioproceso se limita debido a las altas concentraciones de amonio presentes en la gallinaza. La investigación se centró en la identificación de un consorcio microbiano con alta actividad hidrolítica y metanogénica; el desarrollo de la producción de metano con las mejores condiciones de operación a un volumen de 250 mL y el planteamiento básico ingenieril para el aprovechamiento del biogás producido en el proceso de digestión anaerobia. Como resultados se identificó que el estiércol bovino presenta un consorcio microbiano capas de degradar la gallinaza de jaula. La máxima producción de metano (0,14 m3 de biogás/g SSV, en operación batch) se obtuvo cuando el proceso se llevó a cabo con una relación inóculo sustrato de 1,5. Finalmente, teniendo como referencia las necesidades energéticas de la granja en el proceso de disposición final de la mortalidad (372,87 kWh/día) se determinó que se requiere de 6 reactores con un volumen total de 283,29 m3 para la biodigestión de 4367,55 kg/día de gallinaza de la granja Bellavista-Horizontes.
Caracterización del drenaje ácido generado en una mina de oro y propuesta técnica de remediación
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Barón Torres, Alfonso Ernesto; Laverde Catano, Diónisio
Culminado este estudio, se pudo comprobar que la mina Mascota 2 del Municipio de California, produce unas aguas que están contaminadas, llaqué son ácidas y además, presentan metales pesados como Hierro, Cobre, Zinc, Plomo, Manganeso, Níquel, Aluminio y Arsénico. Por lo tanto no cumplían con los parámetros físico químicos y microbiológicos establecidos por la Resolución 2115 de 2007, la Resolución 1618 de 2010 y el Decreto 3930 de 2010. Para esta caracterización se tomaron muestras puntuales en dos puntos, en los meses de Abril y Julio, y en cuatro puntos en el mes de agosto. En el laboratorio, a estas muestras se le realizaron filtraciones y se utilizaron colorímetros; para ello se elaboraron curvas de calibración preparando soluciones patrones de nitratos, nitritos, sulfato y hierro. Con este método se pudo identificar y cuantificar las concentraciones en las muestras de aguas, leyendo los valores de absorbancia y hallando las concentraciones en las curvas de calibración que ya habían sido preparadas. También se realizó por la técnica de espectrometría atómica, la determinación de metales pesados, de los cuáles algunos no fueron detectados por encima del límite de detección. Conocida la caracterización de estas aguas, también, se pudo escoger la tecnología más adecuada, utilizando para ello el pH como parámetro principal y las concentraciones de hierro y aluminio. Una de las tecnologías más adecuadas para mitigar la contaminación por drenaje ácido de mina son los tratamiento pasivos, y estos se basan en los procesos físicos, químicos y biológicos que tienen lugar en los humedales naturales, en donde se modifican favorablemente ciertas características de las aguas contaminadas, consiguiendo la eliminación de metales y la neutralización del pH.
Modelo de calidad del agua y determinación de la capacidad de asimilación del rio pamplonita en un segmento de 13.6 km sobre su cuenca media
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Barbosa Arrieta, Jorge Luis; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Donado Garzón, Leonardo David
El Río Pamplonita se extiende desde el municipio de Pamplona hasta Puerto Santander (Norte de Santander). Durante su recorrido recibe las aguas residuales de Pamplona, Bochalema, Los Patios y Cúcuta, es sitio de captación de los acueductos de Cúcuta y los Patios y de múltiples derivaciones con fines agrícolas, domésticos e industriales, además de ser un Río vulnerable a impactos por derrames de hidrocarburos debido a su cercanía a línea de transporte Oleoducto Caño Limón - Coveñas. Dado el grado de intervención se evaluó su capacidad de asimilación mediante la utilización del software de modelación matemática QUAL2Kw. Se tuvo en cuenta un segmento de 13.6 Km, se muestrearon 6 secciones sobre el Río y los 5 vertimientos y captaciones más representativos, realizando mediciones de caudales y tomando muestras compuestas fisicoquímicas, hidrobiológicas y bacteriológicas durante 2 días, en la época de estiaje. El modelo del Río Pamplonita presentó un buen ajuste de calibración (11.008) con un Error Cuadrático Medio bajo de 0.09, por lo cual fue posible utilizar el modelo para realizar diferentes predicciones bajo escenarios de calidad críticos, como (1) caudal ecológico en Río (4.26 m3/s) y máxima concentración de contaminantes en el Canal Duplat y (2) caudal ecológico en Río y máxima concentración de grasas y aceites (70 ppm). La primera predicción indicó que el vertimiento afecta la capacidad de autodepuración del cuerpo hídrico, dado que causa la disminución de los niveles de oxígeno disuelto, haciendo evidente la necesidad de diseñar e implementar un Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas para el municipio de los Patios; con la segunda predicción se encontró que una concentración de grasas y aceites tan elevada bajo un caudal ecológico en el Río Pamplonita requiere una mayor distancia para lograr autodepurar tal contaminante, sin embargo, no produjo cambios importantes en los niveles de oxígeno disuelto del Río.
Biorremediación microbiana de suelos contaminados con hidrocarburo en la antigua área de tratamiento biológico (atb) de la gerencia de refinería Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Cadena Agudelo, Debbie Andres; Torres Sáez, Rodrigo Gonzalo
La contaminación de suelos con hidrocarburos es uno de los problemas generados por los procesos de extracción y procesamiento de petróleo. Este trabajo propone la aplicación de la tecnología de biorremediación de suelos mediante el uso de procesos de biodegradación microbiana que permitan la remoción de hidrocarburos presente en el suelo contaminado del pasivo ambiental de la antigua Área de Tratamiento Biológico de la Gerencia Refinería Barrancabermeja. El trabajo incluye una metodología propia en la aplicación de un sistema de biorremediación microbiana, desarrollada mediante las siguientes líneas de acción estrategia: primero, la determinación de las características fisicoquímicas y microbiológicas del suelo contaminado; segundo, aplicación de técnicas de bioestimulación y bioaumentación de la población de microorganismos presentes; tercero, desarrolló de actividades de seguimiento y control mediante la realización de análisis periódicos en campo y en laboratorio y cuarto, determinación de la eficiencia del proceso de biorremediación microbiana. La alta eficiencia alcanzada en la remoción de los hidrocarburos contenidos en el suelo contaminado durante la implementación del proceso de biorremediación microbiana fue validado por medio del desarrolló riguroso del diseño experimental aplicado, el cual incluyo una primera fase de trabajo en laboratorio mediante un ensayo de tratabilidad y una segunda fase correspondiente a la traslación del ensayo a una prueba piloto en campo. El desarrolló de este proyecto permitió establecer una alternativa viable técnica, económica y ambientalmente aceptable para el manejo del pasivo ambiental objeto de estudio, mismo que redundara en la posibilidad real de cumplimiento con la legislación ambiental vigente por parte de la Refinería de Barrancabermeja.
Evaluación preliminar de la producción de polihidroxialcanoatos (phas), a partir de subproductos generados en la refinación del aceite de palma por wautersia eutropha
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Serrano Galvis, Laura; Perea Villamil, Janeth Aidé
Es conocido el impacto ambiental generado por los plásticos provenientes del petróleo, razón por la cual se están buscando alternativas más amigables con el medio ambiente, mediante la obtención de plásticos de origen biológico, conocidos hasta CO2 y agua bajo condiciones aerobias y anaerobias. Dentro de los bioplásticos se encuentran los polihidroxialcanoatos (PHAs) que despiertan un gran interés por su similitud con plásticos obtenidos del petróleo (polipropileno, polietileno) y por la utilización de subproductos de procesos agroindustriales, que ocasionan también contaminación del ambiente, como materias primas para su producción,. En
Evaluación del contenido de mercurio total en aguas suelos y sedimentos del rio surata utilizando un sistema para análisis directo de mercurio
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Bernal, Cesar Augusto; Perea Villamil, Janeth Aidé; Higuera Ardila, Rosa María
En este trabajo de aplicación se llevó a cabo la evaluación del contenido de mercurio total en aguas, suelos y sedimentos del rio Suratá, empleando un sistema de análisis directo de mercurio total el cual fue validado al interior del laboratorio de aguas y suelos de la CDMB, encontrándose que el mercurio en las aguas superficiales del río Suratá y sus confluencias Vetas, Charta y Tona, se encuentran dentro del criterio establecido en los artículos 38 y 39 del Decreto 1594/84 del Ministerio de Salud, donde se establece 2.0 µg Hg/L como criterio de calidad admisible para la destinación del recurso para consumo humano y doméstico, previo tratamiento convencional, articulo 41 del Decreto 1594/84 donde se establece 10 µg Hg/L como criterio de calidad admisible para la destinación del recurso para uso pecuario. Los suelos aledaños al rio Suratá se encuentran dentro de los niveles de suelos no contaminados de acuerdo a los resultados reportados en la literatura. Los sedimentos en los puntos SA-03, RT-01, RCH-01, SA-RT-01 y SA-06 se encuentran libres de contaminación, el punto SA-05 tiene un nivel de contaminación tolerable por la mayoría de los organismos que viven en los sedimentos y los puntos SA-PtePaneca y RV-01 son sedimentos contaminados, según Canadian Sediment Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life, Ontario, 2002.
Validación interna de las metodología s para la determinación de mercurio total y disuelto en aguas y mercurio total en suelos, por espectrofotometría de absorción atómica con generación de hidruros
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Ardila Guevara, Luis Enrique; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
La continua aparición de mercurio en la corteza terrestre debido a las emisiones volcánicas, origina una amplia presencia en todas las capas del planeta. A esto se agrega la gran acción antropogénica por la actividad industrial, la explotación minera y el uso de pesticidas mercuriales. Siendo el mercurio el elemento más tóxico después de los elementos radiactivos, su acción sobre el organismo es muy severa. Afecta el sistema nervioso central, los principales órganos internos, el sistema inmunológico, alteración del ADN y malformaciones del feto. La gran necesidad de valorar los niveles de mercurio en fuentes de agua y suelos expuestos a la contaminación por actividades industriales principalmente, hicieron necesaria la aplicación de una metodología aprobada oficialmente para el tratamiento de las muestras. Se utilizaron los procedimientos indicados en el Standard Methods 3112 B para aguas y la Environmental Protection Agency (EPA) 7471 A para suelos, y la utilización de una técnica analítica instrumental de alta sensibilidad para medir las concentraciones de mercurio en dichas matrices. La Espectrofotometría de Absorción Atómica con Generador de Hidruros fue la técnica utilizada. Para dar confiabilidad al método, se hizo una validación interna del mismo en el Laboratorio Químico de Consultas Industriales de la Universidad Industrial de Santander. Para la validación interna se aplicaron las principales figuras de mérito y se calculó la incertidumbre de cada uno de los métodos validados. En el presente trabajo se determinó mercurio total y disuelto en aguas y mercurio total en suelos. Se presentan los datos, los resultados definitivos, las conclusiones y las recomendaciones adecuadas.
Estudio de pasivos ambientales generados por las obras y actividades petroleras en Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Arismendi Henao, Edwin Augusto; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Blanco Tirado, Cristian
En Colombia el gobierno nacional ha facilitado a las compañías petroleras, nacionales y extranjeras, la exploración y explotación de petróleo sin fijar una normatividad definida sobre Pasivos Ambientales (PAs) generados por estas actividades. Debido a esto no es posible exigir la remediación oportuna de los daños causados ni las compensaciones debidas a las compañías petroleras. A lo largo de muchos años las actividades de explotación, extracción, transporte y almacenamiento de crudo y gas en el país han generado grandes volúmenes de PAs. Estos PAs eventualmente afectan la calidad de aguas superficiales y subterráneas, aire, suelos, y adicionalmente impactan negativamente los bosques, causan la desecación de humedales y la destrucción completa de ecosistemas base del sustento de poblaciones campesinas e indígenas. En Colombia se han tratado PAs en la refinería de Ecopetrol en Barrancabermeja y en los bloques del Catatumbo y Tibú en el departamento de Norte de Santander. Teniendo en cuenta los muy pocos estudios sobre PAs en Colombia, es necesaria la identificación de los muchos tipos de PAs generados por la industria petrolera en todo el país para facilitar toma de decisiones relacionadas con su recuperación o mitigación. Las operaciones petroleras de Campo Santiago han generado reclamos por parte de la comunidad aledaña debido a la afectación de fauna, flora y cuerpos hídricos (superficiales y subterráneas) del área de influencia del Campo. Por esta razón se quiere identificar los PAs que han generado estas afectaciones al medio ambiente y posteriormente proponer acciones para recuperar o mitigar dichos impactos acumulados.
Microorganismos con capacidad para degradar las grasas y aceites vegetales presentes en el efluente del proceso de refinación de aceites de C.I. SACEITES S.A
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Agualimpia Valderrama, Bayron Enrique; Perea Villamil, Janeth Aidé; Otero Muriel, Jose Vicente
En el presente trabajo se evaluó la obtención de microorganismos con capacidad degradadora de grasas y aceites de origen vegetal, aislados del agua residual y residuos aceitosos sólidos de la aislaron 31 morfotipos; 14 de estos a partir de agua residual y 17 a partir de residuos aceitosos sólidos, con capacidad para crecer en medio modificado con aceite de palma y soya como única fuente de carbono. Posteriormente mediante una prueba de verificación se encontró que de los 31 aislamientos, solo 11 tuvieron potencial para la degradación de las grasas y aceites de origen vegetal, 8 levaduras de los géneros Yarrowia y Candida , los 3 restantes fueron bacterias de los géneros Bacillus y Pseudomonas. Posteriormente, en medio sintético y con la adición de aceite de palma y soya (2000 mg/l), se evaluó de forma indirecta la capacidad degradadora de los 11 Aislamientos, determinando la disminución de la concentración de DQO a las 48 y 72 horas de degradación, se encontró que los aislamientos SACL01, SACL05, SACL08, SACL09, SACB10 y SACL 11 fueron los de mayor capacidad degradadora, logrando a las 48 horas de degradación una disminución de la concentración de DQO entre el 50%, 62% y a las 72 horas entre 66% a 79%. Los aislamientos SAC SACB 02, SACL04, SACL07 fueron los de menor capacidad degradadora. Finalmente con los 6 aislamientos de mayor capacidad degradadora se conformó un inoculo mixto (Mix7) con el cual se alcanzó a las 48 horas de degradación una disminución de la concentración de DQO del orden del 84% en el medio sintético y una disminución del orden del 72 al 75% al emplear agua residual del efluente del proceso de refinación de aceites de C.I. SACEITES S.A.
Valorización de residuos de sangre de bovino mediante hidrolisis enzimática integrando procesos con membranas
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Monroy Rodríguez, Rafael Augusto; Muvdi Nova, Carlos Jesús
En Colombia la legislación no estipula que hacer con la sangre en las plantas de tratamiento tipo II, III, VI y de condiciones mínimas. Las plantas de sacrificio bovino producen unos 40.300 m3 de sangre al año, impactando ambientalmente una buena parte de la población. Además no se encontraron registros ni cifras de la utilización de dicho residuo en el país. Este proyecto desea plantear el estudio de una estrategia para la obtención de péptidos de alto valor nutricional que permita la valorización de la sangre bovina, desde su colecta y estabilización en la planta de sacrificio, hasta su hidrólisis enzimática con alcalasa 2,4L de tipo alimenticio y la clarificación por fraccionamiento de hidrolizados usando membranas cerámicas Tami®. Como resultados de la hidrólisis se obtuvo que las mejores condiciones de hidrólisis de la alcalasa 2,4L, fueron temperatura de 53 oC, pH de 8,3 y concentración de enzima de 0,76%p/p. La caracterización por SDS page para péptidos reveló que los péptidos pequeños se producen en mayor proporción después de los 25 minutos de hidrólisis. El proceso de fraccionamiento y clarificación con membranas cerámicas Tami®, se realizó en dos etapas, una de premicrofiltración con membrana de 1,4 µm y una segunda etapa de ultrafiltración de 50 kDa, en la cual se obtuvo un producto claro con buenas características sensoriales, tanto de color como de aroma, olor y sabor. En ambos procesos las condiciones fueron: presión 3 bar y temperatura 53 oC. La materia seca obtenida del hidrolizado fue del 19% y de los filtrados fue del 8%, recuperándose el 42%. La concentración de hierro total medido por el método UV-Vis, mostro que no hubo diferencias entre el hidrolizado y los filtrados obtenidos a partir del mismo.
Aislamiento y caracterización de microorganismos edáficos con capacidad para la biodegradación de los hidrocarburos presentes en aguas de producción para uso potencial como agua de riego en los llanos orientales
(Universidad Industrial de Santander, 2014) Pimienta Rueda, Paola Mayerly; Ortiz López, Claudia Cristina; Pimienta Rueda, Astrid Lorely
La extracción de petróleo y gas genera grandes cantidades de agua de producción, la cual a su vez contiene diferentes compuestos orgánicos e inorgánicos. Por lo tanto se hace necesario implementar sistemas de manejo y disposición final que garanticen la calidad del ecosistema en el área de incidencia. En los Llanos Orientales colombianos en el departamento del Meta, se encuentra ubicado el campo Castilla, operado por Ecopetrol, donde actualmente se producen 460 mil barriles diarios de agua en promedio, lo que equivale a casi cinco barriles de agua por cada barril de crudo producido (Hoyos, 2010). Esta situación ha llevado a la implementación del ASA (Área de Sostenibilidad Agroenergética, antes llamada DAT (Distrito de Adecuación de Tierras), con una extensión inicial de 46 Ha, para la disposición final de una parte del agua producida en el pozo. El agua de producción previamente tratada, es vertida sobre un terreno como agua de riego para cultivos. La presente investigación tuvo como objeto aislar y caracterizar la microbiota edáfica con potencialidad para degradar hidrocarburos presentes en el agua de producción vertida en el ASA, y forma parte de un mcaro proyecto que adelanta Ecopetrol, para determinar la factibilidad técnica del sistema de disposición a largo plazo. Se logró aislar y caracterizar un consorcio de microrganismos nativos (Consorcio ASA), con capacidad para degradar los hidrocarburos presentes en el agua de producción del campo Castilla. Se determinó la capacidad de biodegradación a escala de laboratorio y piloto (mesocosmos), alcanzando porcentajes de remoción entre 70 y 80%, lo que representa una potencial utilización de los microorganismos aislados, para procesos de tratamiento continuo en el ASA.
Caracterización fisicoquímica y diseño del plan de gestión de riesgo para el manejo de vertimientos generados en la ptar sede UIS Barbosa
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Cadena Camacho, Sandra Milena; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
En la Universidad Industrial de Santander Sede Barbosa se realizó la caracterización fisicoquímica del agua, la determinación de la calidad del agua mediante los índices de contaminación y el plan de gestión del riesgo para el manejo de vertimientos líquidos de la PTAR; análisis requeridos para la solicitud del permiso de vertimientos ante la autoridad ambiental competente-CAS. Para la caracterización de la fuente receptora se realizó un monitoreo de 8 am a 7 pm, en los cuales se recolectaron datos físico-químicos de cuatro puntos: entrada y salida de PTAR; aguas arriba y abajo del vertimiento. Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Consultas Industriales de la Universidad Industrial de Santander. En el diseño del plan de gestión del riesgo para el manejo de vertimientos líquidos, se tomó como base los términos de referencia sugeridos por el Decreto 3930 de 2010 (Resolución 2012); se muestra el análisis de riesgo del sistema de vertimiento dirigido a la valoración de la probabilidad de ocurrencia de una amenaza, estimación del riesgo y medidas de mitigación y prevención para el manejo de desastres para tres escenarios correspondientes al análisis de amenazas internas, externas y ambientales según norma UNE 150008:2008. La amenaza con mayor riesgo fue el cambio en la calidad del agua, se propuso cuatro medidas para la mitigación de este riesgo: Capacitación del personal, Monitoreo de la calidad del agua, Evaluación de infraestructura de la planta y mantenimiento y Comunicación de la PTAR con un sistema de acueducto. Este plan de gestión permitirá obtener el permiso de vertimiento correspondiente para cumplir con la normatividad.
Síntesis de un biocomposito de microfibrillas de celulosa, provenientes de bagazo/estopa de fique, y nanopartículas de óxido de zinc y estudio de sus propiedades antibacteriales
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Jaimes Cote, Lina Fernanda; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
En este trabajo se realizó la síntesis de un biocomposito de microfibrillas de celulosa, extraída de la estopa de fique, y nanopartículas de óxido de zinc; y su posterior caracterización y evaluación de sus propiedades antibacteriales. Se inició con el desarrollo de un componente biológico que incluyó por primera vez el estudio taxonómico e histológico de la planta de Fique (Furcraea sp.). A continuación se desarrolló un componente químico, el cual comprendió el seguimiento del proceso de extracción de las MFCs mediante oxidación TEMPO, luego la síntesis In situ de las NPs ZnO para la obtención del biocomposito. Finalmente, se obtuvieron biocompositos de MFCs y NPs de ZnO que fueron caracterizados por los métodos FT-IR, DRX, SEM, UV-Vis y DLS permitiendo evidenciar la presencia de óxido de zinc sobre la superficie de las MFCs y se evaluó sus propiedades antibacteriales. Los resultados obtenidos sugieren mejorar el método de síntesis de NPs ZnO en las MFCs de estopa de fique con el objeto de que soporte mayor cantidad de óxido de zinc nanoparticulado para la obtención de pruebas positivas frente a la evaluación antibacterial de microorganismos patógenos, para permitir así la obtención de un material promisorio en la aplicación en el campo ambiental y la salud. _____________________________
Biodegradación aerobia de fenoles totales presentes en aguas de producción petrolera del campo escuela colorado
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Guerrero Salazar, William; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
La investigación propuso evaluar por medio de Reactores Biológicos Secuenciales (RBS) la biodegradación aeróbica de los fenoles totales presentes en aguas de producción petrolera del Campo Escuela Colorado (CEC); que en la actualidad registra una producción media de 100 barriles de agua por día, y cuya producción podría incrementar en los próximos dos años en un 300%. Para lograrlo se propuso una metodología de 3 fases. En la primera se realizó un muestreo al azar de las aguas de producción en los tanques de almacenamiento de crudo del Campo Escuela Colorado; la segunda se llevó acabo en el Laboratorio Químico de Consultas Industriales de la UIS, donde se desarrolló la caracterización físico química del agua de producción del Campo, en relación con los nutrientes requeridos para el desarrollo de los microorganismos y los contenidos de fenoles totales; y en la tercera fase, se realizó la operación de los RBS, en donde se determinó la degradación de los fenoles totales; controlando el comportamiento del pH, el oxígeno disuelto y temperatura durante todo el proceso, permitiendo establecer la posibilidad de uso de esta tecnología para el tratamiento biológico de las aguas de producción. Los resultados permitieron concluir, que las aguas de producción petroleras del CEC presenta concentraciones de fenoles totales entre de 5,33 ± 0,27 mg.l-1, y pueden ser tratadas satisfactoriamente utilizando RBS, obteniendo valores de degradación entre 78,72 86,39%.
Identificación de grupos tróficos presentes en el estiércol bovino usado para la digestión anaerobia de sobrantes alimenticios de restaurante
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Alzate Moncada, Maria Soledad; Quintero Silva, Mabel Juliana
En este estudio se evaluaron, identificaron y cuantificaron las poblaciones microbianas activas en el lodo de estiércol bovino -EB-, responsables de la degradación anaerobia de sobrantes alimenticios de restaurante -SAR-, mediante pruebas de actividad y el método del Número Más Probable. La Actividad Hidrolítica, Acidogénica, Acetogénica y Metanogénica Específica, tanto Acetoclástica como Hidrogenotrófica, fueron evaluadas utilizando sustratos modelo: almidón, glucosa, butirato/propionato, acetato y formiato respectivamente. Las poblaciones identificadas corresponden a grupos de bacterias hidrolíticas-acidogénicas (fermentadoras de glucosa y lactosa), acetogénicas (del propionato y butirato) y sulfatorreductoras (del acetato y lactato), así como también algunos grupos de arqueas metanogénicas (acetogénicas, hidrogenotróficas y del metanol). La digestión anaerobia -DA- de los SAR se desarrolló durante 35 días en reactores discontinuos de 50 mL conteniendo una mezcla de inóculo y sustrato con una relación de 3. Se tomaron muestras cada 7 días para hacer seguimiento al sistema mediante análisis de variables de respuesta y estabilidad y evaluar las poblaciones microbianas cuantificando los grupos tróficos. Las variables evaluadas fueron pH, sólidos totales -ST-, sólidos volátiles -SV-, azúcares reductores totales -ART-, ácidos grasos volátiles -AGV- y alcalinidad total -AT-. Diariamente se cuantificó metano. En el EB se encontraron todos los grupos tróficos investigados, los cuales se cuantificaron, tanto en el inóculo como durante el proceso de DA. Se demostró la relación existente entre la actividad de la biomasa y los grupos tróficos presentes. El lodo EB tiene cualidades para ser usado como inóculo para iniciar un proceso de DA. La interacción de arqueas metanogénicas -AM- con bacterias fermentadoras -FB- y bacterias sulfatorreductoras -BSR- son parámetros importantes para evaluar el desempeño del reactor. La DA de SAR alcanzó un rendimiento de 0.41 m3CH4/kg SV usando lodo de EB como inóculo.
Producción de celulosa bacteriana a partir de procesos fermentativos utilizando mucilago de café como fuente de carbono
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Florez García, Ingrith Carolina; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Blanco Tirado, Cristian
HS; Gluconacetobacter xylinus. La Celulosa Bacteriana (CB) es un biopolímero que a diferencia de la celulosa proveniente de las plantas es altamente puro y cristalino, no posee lignina y hemicelulosa, y puede ser empleado como fuente alternativa de celulosa en la industria. La producción industrial de CB, está limitada por su viabilidad económica, siendo la fuente de carbono, uno de los factores. Los residuos agroindustriales, como el mucílago de café (MC), aparecen como una alternativa atractiva para el desarrollo de los biopolímeros, ya que de esta forma se ayuda a la viabilidad a escala industrial. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un proceso de fermentación estática a escala de laboratorio para la producción de CB, utilizando una cepa de referencia Gluconacetobacter xylinus ATCC 23768 y MC como fuente de carbono. Para las fermentaciones se utilizó un medio de referencia Hestrin y Schramm (HS) y en medio Hestrin y Schramm con fuente de carbono MC (HS-MC), el pH del medio se ajustó a 6 con una solución de NaOH 1N. La producción de celulosa utilizando MC como fuente de carbono (4,8 g/L) fue 2.28 veces mayor que la celulosa obtenida con el medio de referencia HS utilizando sacarosa como fuente de carbono (2,1 g/L). En la película formada se observaron microfibrillas de celulosa en forma de cinta con anchos de 23-63 nm y longitudes variables (m). Resultados sugieren que MC tiene un alto potencial como fuente de carbono en la producción de CB por G. xylinus ATCC 23768. El MC, un residuo orgánico de la industria cafetera que genera impactos negativos sobre las fuentes hídricas, puede usarse como fuente de carbono económica y abundante en procesos fermentativos para producción de celulosa. Adicionalmente el estudio de usos alternativos de esta biomasa residual es importante porque permite proponer soluciones viables a problemáticas complejas que afectan el desarrollo del sector agroindustrial cafetero no solo del departamento de Santander sino del país.
Estudio del método de tratamiento de aguas residuales no urbanas provenientes de la industria procesadora de guayaba utilizando plantas nativas Colombianas
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Velandia Rivera, Doris Patricia; Muvdi Nova, Carlos Jesús
En esta propuesta se realizó un estudio experimental para determinar la viabilidad del tratamiento de aguas residuales provenientes de la industria procesadora de guayaba, utilizando para ello un piloto en la configuración de humedal horizontal de flujo subsuperficial, utilizando la planta Gynerium Sagitatum y como soporte grava y arena. Al caracterizar el agua residual alimentada el sistema se obtuvo una concentración inicial para la DBO de 1400 mg/L, para la DQO 5800 mg/L y un pH de 4,1. El tratamiento permitió alcanzar en los primeros 15 días, una DBO de 350 mg/L y una DQO de 600 mg/L. Estos valores coinciden con la norma establecida por la resolución 631 del 17 de marzo de 2015, que entrará en vigencia a partir del 1 de enero de 2016. Los resultados obtenidos para el tratamiento por medio de plantas nativas (Gynerium Sagitatum), sería viable para ser utilizado en el tratamiento de aguas residuales provenientes en la industria del bocadillo, en las condiciones climáticas de Vélez, requiriendo un espacio de 1470 m2 para el tratamiento de 14,28 m3/día de efluente. Este tipo de tratamiento traería para la empresa varios beneficios a nivel ambiental y social, como la reducción de las concentraciones de contaminantes liberados y el mejoramiento del entorno. 1.
Aplicación del reactivo de fenton en el tratamiento de aguas residuales del desmucilaginado mecánico de café en la hacienda Majavita municipio de Socorro Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Arenas Estevez, Maria Fabiola; Combariza Montañez, Marianny Yajaira
Las aguas residuales provienen de la Hacienda Majavita ubicada en Socorro, Colombia donde las operaciones de despulpado y desmucilaginado del café (de bajo consumo de agua) generan residuos líquidos caracterizados por pH ácidos, alta concentración de DQO y relación DBO5/DQO entre 0,48 y 0,53. En el proceso Fenton, el H2O2 como agente oxidante es activado por interacción con el catalizador Fe+2. El H2O2 se transforma rápidamente en ión hidróxido (OH-) y radicales hidroxilo (OH) que oxidan la materia orgánica por acción catalítica del ión Fe+2. Se evaluaron los efectos sobre la remoción de DQO bajo diferentes condiciones de dosificación de H2O2, estado del catalizador y pH de las aguas residuales. Los tratamientos se aplicaron con velocidad de mezcla de 25ciclos* min-1, tiempo de reacción de 60 minutos. Para tratamientos con Fenton en fase homogénea (H2O2+FeSO4.7H2O) se obtuvo remoción del 48,4% en DQO y 73% en turbiedad, con relación másica H2O2/DQO de 0,68 y relación molar [H2O2]/[Fe+2] de 30,3. Por otra parte tratamientos con Fenton en fase heterogénea (H2O2+ nanocomposito Fe3O4-Fique) se obtuvieron remociones de 26,6% en DQO, 21,8% de turbiedad, 32,4% en color aparente y 80% de sólidos sedimentables, con relación másica de H2O2/DQO de 0,08 y relación molar [H2O2]/[Fe+2,Fe+3] de 61,5. Los resultados obtenidos muestran que el reactivo de Fenton puede utilizarse para el tratamiento de aguas residuales de desmucilaginado de café, además, la aplicación de Fe3O4 nanoestructurado en Fique como catalizador heterogéneo aumenta la capacidad de reacción del H2O2, disminuyendo la dosificación al proceso y generando nuevas alternativas para los tratamientos de oxidación avanzada con el reactivo de Fenton, donde la remoción de DQO depende principalmente de la dosis de H2O2 y la masa de Fe.
Caracterización y reusó de lodos generados en la planta de tratamiento de agua potable del rio Algodonal en el municipio de Ocaña
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Lopez Salazar, Lisbeth Jackeline; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
Hay una creciente preocupación por indagar en el mejor tratamiento y disposición final de los residuos producidos en la potabilización del agua. Usualmente estos residuos, denominados lodos, son descartados directamente al agua alterando la composición microbiológica y fisicoquímica del recurso y por tanto, el equilibrio del ecosistema acuático. Dichos lodos han sido reseñados por otros investigadores como insumos para ser reusados a nivel de agricultura, construcción y mampostería. Para el presente trabajo de aplicación, el interés se centró en el reuso de estos lodos en la elaboración de ladrillos cerámicos a escala de laboratorio en forma de probetas cilíndricas. Los lodos fueron muestreados en los Sedimentadores y Floculadores de la Planta de Tratamiento de Agua Potable del municipio de Ocaña, procesados y caracterizados antes y después de la elaboración de las probetas. Los ensayos aplicados a los lodos incluyeron análisis por DRX y AA. Posteriormente, se diseñó 4 tipos de mezclas en diferentes proporciones entre lodo y pasta de arcilla roja atomizada y se elaboraron 6 tipos de probetas con diferentes mezclas mediante técnica de Prensado. Los productos sinterizados a 950°C fueron sometidos a 4 ensayos diferentes para rastrear su calidad física y resistencia mecánica conforme a la NTC 4017. Los resultados evidencian que el lodo puede emplearse como componente de la mezcla en una proporción 30/70%wt. .
Estudio comparativo de la aplicación de zeolita natural (original y modificada) en la remediación de suelos contaminados por hidrocarburos
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Pinto Santamaria, Gladys Cristina; Rios Reyes, Carlos Alberto; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
Teniendo en cuenta la problemática nacional y mundial de la presencia de grandes extensiones de territorio afectadas por la contaminación de hidrocarburos producto de los derrames del crudo tanto en operaciones de producción o como accidentes en el transporte y acciones vandalicas; se desarrolló este trabajo de investigación con el fin de observar la eficiencia en la absorción del contaminante por acción de una zeolita natural bajo tres variables principals, como naturaleza de la muestra, porcentaje de absorbente en las mezclas de remediación y tiempo de contacto; tomando como valores indicadores de dicho desempeño del material, los resultados obtenidos en la medición de Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH) con cuantificación por gravimetría. Se logró remoción del aluminio con un tratamiento ácido leve que también permitió retirar las interferencias del hierro; con lo cual la relación Si/Al de la zeolita se incrementó sin daño considerable a la estructura cristalina de la clinoptilotila la cual se identificó como fase mayoritaria. También se impregnó el material modificado con una sal de amonio cuaternario conocida por sus siglas en inglés como CTAB, sin mayor cambio en el área superficial, volumen y tamaño de poro del material modificado. Se simuló un derrame en una muestra de suelo caracterizada, con una mezcla 50/50 de crudo parafínico y aceite mineral y se realizaron las mediciones de TPH para las mezclas de remediación siguiendo un diseño experimental completamente al azar 2x2x4; obteniendo porcentajes de absorción del contaminante cercanos al 50%.

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