Ingeniería Química
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Browsing Ingeniería Química by browse.metadata.evaluator "Baldovino Medrano, Victor Gabriel"
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Item CAPTURA DE GASES DE EFECTO INVERNADERO CON HIDROGELES NATURALES DE XILANO(Universidad Industrial de Santander, 2024-02-12) Chacon Bonilla, Cesar David; Lagares Vanegas, Juan Daniel; Nabarlatz, Debora Alcida; Quintero Prada, Laura Valentina; Martinez Rey, Ramiro; Baldovino Medrano, Victor GabrielEste proyecto tiene como objetivo evaluar el proceso de captura de gas amoníaco (NH3) en hidrogeles elaborados a partir de cáscara de cacao, residuo proveniente del proceso de fermentación de los granos en la agroindustria. El xilano se obtuvo mediante el proceso de autohidrólisis, para fabricar los hidrogeles con Alginato de Sodio o Quitosano, PVA y Bentonita. Los hidrogeles se estudiaron según su capacidad de absorción de humedad y adsorción de amoniaco, el análisis se realizó en un disecador adaptado con un sensor MQ-137 de Arduino ®. Se concluyó que la variación del xilano en los polímeros afecto proporcionalmente su capacidad de adsorción, siendo los hidrogeles de quitosano con mayor concentración de xilano los que obtuvieron la mayor capacidad de adsorción de amoniaco en el análisis.Item Desarrollo de una aplicación web para el cálculo de pérdidas por evaporación en tanques de almacenamiento de hidrocarburos de techo fijo(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-27) Artunduaga Gonzalez, Victor Manuelle; Benavides Prada, Omar Andrés; Morales Medina, Giovanni; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Godoy Ruiz, Carlos AugustoEn la industria de la refinación de crudo, las pérdidas por evaporación son una problemática actual que afecta tanto los cierres de balances másicos como el cumplimiento de las normativas ambientales relacionadas con las emisiones fugitivas. Por esta razón, es esencial cuantificar y controlar estas pérdidas, por lo que organizaciones como el Instituto Americano del Petróleo (API) han desarrollado modelos matemáticos estadísticamente aceptables que permiten realizar esta tarea. El uso de lenguajes de programación ha brindado alternativas eficientes para implementar dichos modelos y permitir su adaptación a través de aplicaciones web. En consecuencia, la presente investigación buscó crear una aplicación web que permita calcular laspérdidas por evaporación en tanques de almacenamiento de techo fijo. Inicialmente, se evaluó el panorama actual del almacenamiento de hidrocarburos, se seleccionaron los tanques de estudio con base en su diseño y propiedades fisicoquímicas de las sustancias que albergan. Luego, se procesaron sus datos y se diseñó y creó el módulo web utilizando herramientas como MySQL, Sequelize, Python, ExpressJS, NodeJS y Angular. Los resultados fueron validados con datos de una empresa del sector Oil & Gas para determinar la efectividad del modelo. El aplicativo arroja bajos errores cuadráticos medios para 8 de los 10 tanques analizados, aclarando que 9 de los 10 se sometieron a estudio porque para uno de estos no se contaba con datos para el comparativo. Finalmente, el análisis del modelo requiere de una cuidadosa consideración de múltiples variables que influyen en los resultados; la falta de información precisa suministrada por la industria, la complejidad de las variables y la presencia de valores atípicos afecto significativamente los cálculos, generando un error promedio de 15,79% y un MSE promedio de 0,0123.Item Diseño de un modelo de seguimiento y anticipación para el control de calidad para el análisis operacional en la refinería Barrancabermeja Ecopetrol s.a. usando los softwares PI Datalink y PI Vision(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-04) Ortega Aponte, Mateo; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Pacheco Acosta, Rosangela; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto; Baldovino Medrano, Victor GabrielTítulo: Diseño e implementación de un modelo de seguimiento y anticipación para el control de calidad para el análisis operacional en la refinería Barrancabermeja Ecopetrol s.a. usando los softwares PI Datalink y PI Vision. Autor: Mateo Ortega Aponte Palabras clave: Análisis operacional, Hidrocarburos, Capacidad de proceso, Modelo predictivo. Descripción: En este trabajo se pretende aportar al análisis operacional de la Refinería Barrancabermeja ECOPETROL S.A. mediante el completamiento de diagramas de flujo para supervisión de datos en tiempo real del Crudo reconstituido y el Asfalto 60/70, la recopilación de datos de los parámetros de calidad además de productos clave de la refinería como Diesel B2E, Gasolina motor regular, Jet A1 y Asfalto 60/70, además de, diseñar un modelo matemático que permita la predicción de dichos datos. Los diagramas de flujo fueron construidos con el acompañamiento conjunto del equipo de ingeniería de proceso y el laboratorio de calidad, de manera que se identificaron las variables cruciales de operación y se pudieron confirmar los resultados de cada una. El modelo matemático para predicción se desarrolló utilizando la metodología de Box-Jenkins, dando como resultado un total de 23 modelos ARIMA, uno asignado por cada parámetro de calidad, esto con el fin de poder calcular si los procesos de producción son capaces, con base en el indicador de Capacidad de Proceso Cpk. Los modelos obtenidos permiten pronosticar los valores de estos parámetros hasta 15 días en el futuro con errores promedio que van desde %4.51 hasta %18.27 para los 4 productos considerados en este trabajo.Item Efecto de la temperatura sobre las propiedades reológicas de materiales bituminosos ligantes obtenidos a partir de subproductos del proceso de refinación del petróleo(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-16) Carvajal Murillo, Laura Ximena; López Contreras. Yuly Fernanda; Martínez Rey. Ramiro; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Ballesteros Rueda, Luz MarinaLos subproductos obtenidos del proceso de la refinación del petróleo como los residuos aceitosos, generan daños medioambientales al ser desechados. Se ha encontrado la manera de aprovechar dichos residuos y sometiéndolos a tratamientos termoquímicos, obteniendo un material con propiedades similares a las del asfalto, denominado material bituminoso ligante (MBL). Dicho material contiene sólidos inorgánicos dispersos en él. En esta investigación, se realizaron ensayos comúnmente utilizados para el asfalto, para determinar el efecto de la temperatura sobre las propiedades reológicas del MBL. Se sometió el MBL a envejecimiento a corto plazo mediante RTFO, y envejecimiento a largo plazo en PAV. El MBL se evalúo con sólidos inorgánicos y sin sólidos para determinar el efecto que tendrían los sólidos en las propiedades de material. Las propiedades reológicas se evaluaron determinando el ángulo de fase δ y el módulo complejo G*, además el factor de ahuellamiento y fisura por fatiga junto con el porcentaje de elasticidad mediante el ensayo creep repetitivo. La caracterización química se realizó por medio del fraccionamiento SARA, así como el análisis de grupos funcionales FTIR y estabilidad térmica por medio del análisis termogravimétrico TGA. Se analizó y comparó una muestra del MBL envejecido en campo junto con el MBL envejecido en laboratorio mediante ensayos de envejecimiento acelerado. Los resultados obtenidos indican cambios con el envejecimiento como un aumento de los grupos carbonilo y sulfóxido. Disminución de aromáticos y aumento de asfáltenos. Con el análisis termogravimétrico es posible concluir que el material es estable térmicamente a las condiciones de servicio. El material demostró ser susceptible al envejecimiento. Los sólidos y el cambio de fracciones SARA tienen un efecto significativo en la reología del material. Respecto al factor de ahuellamiento y fisura por fatiga, los MBL originales con y sin sólidos a temperaturas mayores de 40°C presentarían falla por deformación. A mayor temperatura y envejecimiento prolongado, el MBL tiene menor porcentaje de recuperación.Item Evaluación de la alternativa de uso de lutitas en preparaciones de cemento, en la empresa Argos S.A. Sogamoso(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-04) Fonseca Bustamante, Felipe Andres; Morales Medina, Giovanni; Rodriguez, Luis Fernando; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Martínez Rey, Ramiro“El cemento es un conglomerante hidráulico compuesto de materiales artificiales de naturaleza inorgánica y mineral, que molidos y amasados con agua forman productos hidratados mecánicamente resistentes y estables” (Barbudo y Yepes, 2004). Para la produccion del cemento porland son utilizadas diversas materias primas, entre estas se destacan el Clinker como componente principal del cemento, caliza como adicion ayudando a la molturabilidad, puzolana natural confiriendo resistencia al cemento a largo plazo (7 y 28 dias) escoria de alto horno igualmente confiriendo resistencia al material a 7 y 28 dias, yeso y lutitas, al utilizar esta ultima como materia prima de adicion caracterizandola y describiendo su composicion por medio de difraccion de rayos X (DRX) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), evaluando su comportamiento en las recetas de cemento en la planta implementando una serie de pruebas de molienda (ensayos) y definiendo su factibilidad por medio de pruebas de resistencia a compresion de los morteros de cemento a 1, 3, 7 y 28 dias. Dando como resultado una disminucion del consumo de materias primas tales como escoria de alto horno y caliza entre un 7 y 11,5% junto con la mejoria en el desempeño de las resistencias a compresion de los cementos en un 6,2 y 13,7% para los diferentes tipos de cemento, cemento tipo uso general (UG) y cemento tipo estructural max (Emax).Item Evaluación de la bioaccesibilidad in vitro de diferentes formas de hierro en coladas a base de harina de plátano(Universidad Industrial de Santander, 2024-02-15) Vera Anteliz, Andrés Felipe; Serna Quintero, Jose Andrés; Sánchez Torres, Viviana; Páez Madariaga, Oliva Yineth; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Avellaneda Vargas, Fredy AugustoActualmente la deficiencia de hierro en niños menores de 5 años ha generado una preocupación a nivel nacional. Al tener en cuenta la población objetivo, se identificó que la colada es un alimento de consumo común para ellos, siendo este el alimento a fortificar. Considerando que el tipo de hierro que se emplea en la fortificación de alimentos y la matriz alimentaria pueden influir en la absorción del nutriente, se determinó estudiar la bioaccesibilidad de dos coladas fortificadas con diferentes tipos de hierro (sulfato ferroso y hierro hemo) y una sin fortificar. Para esto se crearon 18 formulaciones con el fin de modificar las características organolépticas en donde se varió el tipo de aglutinante (goma de guar y xantana) y su concentración (1,5, 2,5 y 4 g/L). Luego, se seleccionaron tres de las formulaciones para la elaboración de una colada según los resultados obtenidos por una prueba organoléptica a potenciales consumidores. Por otro lado, a las formulaciones seleccionadas se les realizaron estudios fisicoquímicos: bromatológicos, pH, absorción de agua, solubilidad, capacidad de hinchamiento, densidad suelta, densidad empaquetada y viscosidad. Posteriormente, se evaluó la bioaccesibilidad de los diferentes tipos de hierro en las fases de la digestión in vitro. Los resultados de las pruebas organolépticas indicaron que no se encontró diferencia significativa en las formulaciones, seleccionando la colada con goma de guar 1,5 g/L debido al menor costo de producción. Las pruebas fisicoquímicas sugirieron que la formulación es apta para ser usada en mezclas de harinas, ya que mejora las propiedades del producto. Por último, se determinó la bioaccesibilidad del hierro en cada una de las fases de la digestión, obteniendo que para cada una de las coladas seleccionadas se tiene una mayor cantidad de hierro soluble en la fase intestinal y la colada fortificada con sulfato ferroso presentó mayor bioaccesibilidadItem Herramienta computacional como respaldo a los estudios de prefactibilidad técnica y financiera en proyectos de generación eléctrica con microturbinas de la empresa Supernova Energy Services S.A.S.(Universidad Industrial de Santander, 2024-02-09) Suárez Pino, María Fernanda; Morales Medina, Giovanni; Guerrero Pino, Alfredo Andres; Ordoñez Sepulveda, Ivan Dario; Baldovino Medrano, Victor GabrielSupernova Energy Services S.A.S. (SES), con base en Medellín, Antioquia, se dedica a la comercialización de microturbinas Capstone Green Energy. En el desarrollo de sus servicios, SES requiere de la evaluación de pretratamiento de gases para su utilización en microturbinas Capstone. Estas evaluaciones pueden demorar la prestación de los servicios debido a la carencia de simulaciones previas y al aseguramiento de la información. El presente documento detalla el desarrollo de un módulo en Excel como soporte a las actividades de SES en la evaluación del pretratamiento de gases. La metodología envolvió el análisis de datos históricos, así como la codificación de una simulación en Aspen HYSYS v12. Posteriormente, el módulo en Excel fue codificado y denominado HyGas; la conexión entre Excel y Aspen HYSYS fue definida mediante el complemento Aspen Simulation Workbook. Según los resultados, la simulación codificada en Aspen HYSYS reproduce los datos históricos con un error promedio de 5%. De igual manera, el módulo HyGas reportó una conexión factible con la simulación, facilitando las evaluaciones de los diferentes casos analizados. Por último, el módulo HyGas fue evaluado y aprobado por los ingenieros del área de aplicaciones de la empresa SES.Item Mejora en la conductividad térmica de la Estearina de Palma Hidrogenada mediante la aplicación de aditivos orgánicos para su uso como material de cambio de fase(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-07) Acevedo Avila, Deyvid Santiago; Prada Jaimes, Ana Maria; Viatcheslav V, Kafarov; Lizcano Gonzalez, Victor Alexis; Guerrero Amaya, Hernando; Baldovino Medrano, Victor Gabrieluno de los usos más extendidos de la radiación solar es el suministro de agua caliente y calefacción mediante sistemas de almacenamiento de energía solar térmica (STESS). Estos sistemas pueden acumular energía como calor sensible o latente, siendo este último preferido. Para almacenar energía como calor latente se necesita un material de cambio de fase (PCM). La correcta selección de un PCM implica estudiar la transferencia de calor, ya que los PCM tienen baja conductividad térmica, especialmente los biológicos. Recientemente, se ha destacado la estearina de palma hidrogenada como PCM. Esta investigación evaluó aditivos orgánicos para mejorar la conductividad térmica de la estearina de palma hidrogenada, mediante ensayos experimentales en un banco de pruebas para procesos de fusión y cristalización. Se evaluaron tres tipos y concentraciones de biocarbones: cáscara de coco y granos de café. Los resultados muestran que los biocarbones triplicaron la cantidad de calor transferido. A medida que el tamaño de la partícula disminuye, la impregnación es más uniforme. Aumentar el aditivo afecta la conductividad térmica y prolonga los tiempos de fusión. La mejor opción fue biocarbón de cáscara de coco pulverizado al 3% en peso como aditivo para mejorar la transferencia de calor.Item Modelado de propiedades termofísicas para mezclas de dibenzotiofeno con distintos disolventes orgánicos de uso común en la hidrodesulfuración(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-10) Hernández Rivera, Germán Eduardo; Caballero Fuentes, Laura Giselle; Guerrero Amaya, Hernando; Riaño Núñez, Dayra Lisseth; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Mercado Ojeda, Ronald AlfonsoLa presencia de compuestos azufrados en productos petrolíferos constituye un desafío global dado que el combustible se considera indispensable en cualquier industria. La hidrodesulfurización es una tecnología ampliamente usada que nace de la búsqueda de alternativas que permitan solucionar este problema; el uso de solventes orgánicos en la desulfuración es común, puesto que su presencia favorece la eficiencia de remoción, sin embargo, existen pocos estudios en la literatura sobre el modelamiento de propiedades termofísicas de mezclas de solventes orgánicos con compuestos azufrados. Este trabajo de investigación tiene como propósito modelar el comportamiento de la viscosidad, densidad, y velocidad del sonido de mezclas binarias de Dibenzotiofeno con Ciclohexano, Benceno, Tolueno, y n-Octano, a distintas temperaturas y presión ambiente. La metodología empleada comprende una fase de revisión bibliográfica, en la cual se identificaron modelos representativos para cada propiedad a modelar; una fase de ajuste de parámetros de los modelos seleccionados, para lo cual se emplearon métodos de optimización en el software Python; y una fase final de predicción de datos y validación de los modelos, empleando datos experimentales recopilados (Moreno y Cáceres, 2023). Para la viscosidad se encontró que todos los modelos seleccionados se ajustaban satisfactoriamente a las mezclas estudiadas, sin embargo, los modelos con mejores resultados fueron Eyring-Hirschfelder y Waterton, seguidos de McAllister y Gumberg-Nissan. Para la densidad se encontró que los modelos NTRL, RedlichKister, y TRIDEN presentan un buen ajuste, siendo TRIDEN el modelo con mejores resultados, sin embargo, el modelo VTPR presenta un comportamiento que difiere de los datos experimentales recopilados, por lo que se consideró como un modelo no representativo para las condiciones presentadas en este estudio. Finalmente, para la velocidad del sonido se realizó el modelado de la correlación de Daridon, obteniendo resultados que se ajustan satisfactoriamente a los datos experimentales en el rango de temperaturas estudiado.Item Plan de negocios para la producción y comercialización de cerveza artesanal de dátil (Phoenix dactylifera), en el municipio de Soatá, Boyacá.(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-12) Mojica Gómez, Liliana Paola; Mojica Cetina, Juan Diego; Benavides Prada, Omar Andrés; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Mercado Ojeda, Ronald AlfonsoLa base u objetivo principal de este proyecto fue desarrollar un plan de negocios para la creación de una microempresa productora y comercializadora de cerveza artesanal de dátil, viendo una oportunidad de crecimiento en una necesidad que requiere el municipio de Soatá Boyacá, siendo su economía dependiente de la producción del dátil generando oportunidades y crecimiento en el comercio. Se empezó con un estudio de mercado, que incluyó un análisis global del sector, definiendo el concepto de negocio, y generando estrategias de promoción, venta y distribución; por último, se definió la demanda. Posteriormente, se realizó un estudio técnico operacional y organizacional, que permitió crear una ficha técnica con la descripción del producto, identificar las tecnologías necesarias para el proceso, elegir los equipos de acuerdo al requerimiento calculado en la capacidad instalada, además diseñar el proceso y la planta, terminando con la localización de la misma. En seguida se hizo un análisis organizacional donde se presentó un análisis de la matriz DOFA, la estructura organizacional de la empresa, aspectos legales y de constitución. Para finalizar, se llevó a cabo el estudio financiero para determinar la viabilidad del proyecto a partir de un análisis de flujo de caja tomando como soporte el formato del fondo emprender; encontrando valores positivos con un VAN de COP$1.698.326, una TIR del 18,97% y un PRI de 3 años y 6 meses, siendo indicadores atractivos.Item Producción de nanopartículas de dióxido de titanio por molienda de alta energía para su uso en la agricultura(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-10) Niño Gómez, Angelica María; Guerrero Pacheco, Nathalia Isabel; Botero Londoño, Monica Andrea; Amorocho Cubides, Karen Viviana; Sanabria Medina, Laura Yiceth; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Pedraza Avella, Julio AndrésDebido al crecimiento de la población mundial, se busca una agricultura sostenible para satisfacer la demanda de alimentos. En este contexto, se ha innovado en la implementación de nanopartículas, destacando las de dióxido de titanio - TiO2. Éstas suelen sintetizarse mediante métodos costosos y contaminantes, por lo que la molienda de alta energía se presenta como una alternativa flexible, directa, de bajo costo y sin residuos. Por tanto, el objetivo de este proyecto fue producir nanopartículas de TiO2 mediante molienda de alta energía para su uso en agricultura. Para ello, se obtuvieron nanopartículas de TiO2 mediante la variación de parámetros de molienda como el factor de llenado, la velocidad y el tiempo de molienda. Posteriormente, se caracterizaron usando técnicas como DLS, AFM, SEM, XRD y XPS. Finalmente se evaluó el efecto de la adición de las nanopartículas de menor tamaño junto con un fertilizante balanceado en cultivos de Ray Grass bajo invernadero. Los resultados obtenidos mostraron que la variación de los parámetros de molienda influye en la cantidad y tamaño de las nanopartículas, alcanzando un tamaño promedio de 95,2 nm, lo que representa una reducción del 66,3%. Las técnicas de caracterización revelaron que las nanopartículas más pequeñas tienen una morfología esférica y una cristalinidad mayoritariamente de fase anatasa y sin cambios químicos en el material de molienda. Además, su aplicación con un fertilizante balanceado en cultivos resultó en una mayor producción de biomasa y una mayor eficiencia en la recuperación de nitrógeno.