Ingeniería Química

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Análisis del Ciclo de Vida de un Sistema Integrado con Gasificación y Co-digestión Anaeróbica en Condiciones Psicrotróficas
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-26) Romero Melo, Laura Camila; Ardila Beltrán, Isabel Daniela; Escalante Hernández, Humberto; Castro Molano, Liliana del Pilar; Jaimes Estévez, Jaime; Barajas Ferreira, Crisóstomo; López Contreras, Yuly Fernanda
El objetivo de este estudio fue evaluar los beneficios ambientales de un sistema que emplea digestión anaeróbica (DA) y gasificación (GS) por medio del análisis del ciclo de vida (ACV). Se han desarrollado diferentes investigaciones sobre ACV en la digestión anaeróbica, pero ninguno contempla la gasificación como integración energética. Como caso de estudio, se consideró la finca Santa Rosa, ubicada en el municipio de Cáchira(Norte de Santander), donde se presentan temperaturas de 17.3 °C ± 3.3. La finca cuenta con 13 cabezas de ganado, las cuales producen 80 L/d de leche que son destinados para la producción de queso (1.5 ton/año) y diferentes cultivos que son tratados con fertilizantes sintéticos. Además, la finca cuenta con un biodigestor de 8m3 que es alimentado con 34.5 L/d de una mezcla de estiércol bovino y lactosuero en proporción 3:7, lo cual equivale a una velocidad de carga orgánica (VCO) de 0.5 kg SV/m3d y un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 150 días. Como integración energética, en la finca se dispuso de un gasificador con capacidad de carga de 40 kg de materia orgánica para la combustión de madera de pino. Se evaluó el efecto del biocarbón de madera de pino como soporte orgánico en la bioquímica y microbiología del proceso. Se obtuvo una bioconversión de la DQO de 86.9%; se alcanzaron remociones de AGVs del 91.86%; mientras que, con la adición del biocarbón de madera de pino los rendimientos incrementaron en un 42.4%, 21.2 y 29.7% para la tasa de producción de biogás, producción específica de biogás y producción específica de metano, respectivamente. En cuanto a los impactos ambientales, la integración energética redujo los impactos asociados al cambio climático en un 85%. Se reemplazó en su totalidad el uso de fertilizantes sintéticos por digestato y el uso de recursos fósiles se redujo en un 93.7% gracias al biogás y gas de síntesis.
Aplicación de redes neuronales artificiales en la aparición de fallas en una unidad de destilación de petróleo
(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-07) Acevedo Hernández, Juan Camilo; Ramírez Monsalve, David Stiven; Morales Medina, Giovanni; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio
Este trabajo implementó un modelo computacional de redes neuronales artificiales en la predicción de fallas en la operación de una unidad de destilación de petróleo. Para el desarrollo de la red neuronal se utilizó el programa de uso libre Python. Una base de datos de operación para una unidad de destilación industrial fue recopilada durante una ventana de tiempo. Se realizó una depuración de la base de datos analizando valores atípicos y variables colineales; se analizaron los comportamientos de las variables no colineales en estado normal y en estado con fallas. Con los datos ya consolidados se realizó la codificación, el entrenamiento y la validación de diferentes estructuras de redes neuronales artificiales; se analizaron los comportamientos de cada red entrenada mediante el cálculo de los desempeños MSE y R2 para la selección de las arquitecturas de red neuronal artificial con mejores desempeños de detección y diagnóstico de fallas de la unidad. Según los resultados, la red de mejor desempeño fue la red neuronal entrenada para diagnóstico de fallos, con una arquitectura 15:12:1 para la cual se definió la función de activación tangente hiperbólica.
Categorización de equipos que drenan sustancias hidrocarbúricas en la planta de craqueo catalítico Orthoflow de Ecopetrol S.A, con miras a la mitigación del riesgo asociado a atmósferas explosivas
(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-02) Moreno Vitta, Jhon Edward; Laverde Cataño, Dionicio Antonio; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Morales Medina, Giovanni
En la industria de Oil & Gas, las prácticas de drenaje de hidrocarburo fuera de los estándares establecidos representan un riesgo para la salud, la seguridad y el medio ambiente. Es el caso para la planta de craqueo catalítico ORTHOFLOW ubicada en la refinería de Ecopetrol en Barrancabermeja, Colombia. La presencia de hidrocarburo volátil en el sistema de aguas aceitosas favorece la generación de vapores de hidrocarburo los cuales son altamente inflamables, generando posibles incidentes al interior de la empresa, irrumpiendo con la correcta operación. Como referencia, es importante mencionar el hecho ocurrido en el año 2021, cuando se presentó una detonación en 3 cajas aceitosas situadas en la planta de craqueo catalítico ORTHOFLOW, debido a una práctica inadecuada de drenaje de hidrocarburo hacia el sistema de agua aceitosas, propiciando un ambiente ideal para que se generara una explosión; cabe aclarar que este incidente menor no dejó personal afectado, únicamente las tapas de las cajas. A raíz de esta situación, surge la necesidad de identificar las oportunidades relacionadas con las sustancias drenadas al sistema de aguas aceitosas, con el fin de evitar la presencia de atmósferas explosivas que conlleven a futuros incidentes. Con miras a la solución de esta problemática, se realizaron levantamientos en campo de drenajes, tomamuestras y tuberías de aguas aceitosas, muestras de laboratorio, reuniones con operarios, supervisores, ingenieros y jefes de esta planta de craqueo catalítico; con el fin de identificar los equipos que presentan oportunidades a la hora de drenar su contenido cargado de hidrocarburos.
Desarrollo de un protocolo para la adecuada gestión de RAEE procedentes de paneles fotovoltaicos en Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-12) Silva García, Lilian Maritza; Viejo Abrante, Fernando; Coy Echeverría, Ana Emilse; Laverde Cataño, Dionicio Antonio; Barajas Ferreira, Crisóstomo
La transición hacia energías renovables, como los paneles solares fotovoltaicos, es fundamental para combatir el cambio climático. En Colombia, esta tecnología ha crecido, impulsada por políticas gubernamentales. Sin embargo, la gestión adecuada de los Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE) derivados de los paneles fotovoltaicos al finalde su vida útil, la cual es de aproximadamente 25 años, se presenta como un desafío clave. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un protocolo para la correcta gestión de estos residuos, abordando la identificación de los componentes de los paneles, el análisis de estrategias de reciclaje aplicadas en otros países, así como las implementadas a nivel de ivestigación y, su viabilidad en el contexto colombiano. Actualmente, la falta de regulación en Colombia respecto al reciclaje de paneles solares ofrece tanto oportunidades como retos. Se requiere una infraestructura adecuada para el reciclaje y separación de materiales como silicio, aluminio, cobre, plata y plomo, cuya reutilización contribuye a minimizar las emisiones de CO2, la minería de extracción y generar una economía circular. A nivel internacional, algunas empresas han logrado tasas de recuperación superiores al 90% de los materiales, pero persisten barreras técnicas, debido a los métodos usados, los cuales en su mavoría son tomados del reciclaie de otros tipos de RAEE. La implementación de plantas de reciclaje en Colombia, enfocadas en procesos térmicos y químicos, puede ser viable considerando los aspectos técnicos, económicos y de regulación ambiental, así como los desafios logísticos asociados a la geografia del país. Se sugiere el desarrollo de proyectos piloto para adaptar las mejores prácticas internacionales al contexto local y fomentar una industria de reciclaje sostenible que gestione eficientemente los residuos de los paneles fotovoltaicos.
Diseño de un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) Como Herramienta de Apoyo en Procesos de Enseñanza en el Tema de Reducción de la Huella de Carbono
(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-15) Alquichire Gómez, Juliana Marcela; Ayala Amaris, María Camila; Morales Medina, Giovanni; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Benavides Prada, Omar Andrés
Proyecto de grado que tiene como objetivo diseñar un OVA como recurso tecnológico virtual para la enseñanza del tema de la Huella de Carbono a en estudiantes de ingeniería química con quienes se implementó y se evaluó en cuestiones como: apropiación del conocimiento, uso y pertinencia como recurso para el aprendizaje. Las motivaciones e intereses para realizar un proyecto de grado sobre esta temática surgen del hecho de que en la actualidad el mundo y la humanidad se enfrentan a fenómenos climáticos, el calentamiento global, el efecto de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI). En este sentido la reducción de la huella de carbono es uno de los métodos para lograr metas ambientales propuestas en distintas cumbres mundiales: Rio de Janeiro, Tokio, París, entre otras. A nivel metodológico el proyecto es descriptivo, enfoque cualitativo y diseño de investigación aplicado. Se diseñó un OVA, que consta de cuatro (4) módulos: Introducción a la huella de carbono; normatividad y evolución histórica; medición de la huella de carbono y reducción de la huella de carbono. La evaluación del OVA reporta que es útil y pertinente para los propósitos del aprendizaje y construcción del conocimiento, la modificabilidad cognitiva y la integración de las TIC como recurso para el aprendizaje.
Diseño de una herramienta de gamificación para la asignatura de Estequiometría, mediante aprendizaje híbrido por medio de la plataforma Moodle
(Universidad Industrial de Santander, 2024-06-04) Vega Gómez, Karen Natalia; Mojica Mariño, Naylla Zullay; Guevara Lastre, César Augusto; Benavides Prada, Omar Andrés; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Viatcheslav, Kafarov Victorovich
Este trabajo propone la implementación de una herramienta gamificada para la enseñanza de la asignatura de Estequiometria a través del aula virtual de aprendizaje Moodle, con el objetivo principal de motivar y reforzar el aprendizaje de los estudiantes en el tema de gases y vapores mediante la implementación de un enfoque de aprendizaje hibrido que integre las tecnologías de información y comunicación (TIC) en la Universidad Industrial de Santander. Durante el desarrollo de la herramienta, se tuvo en cuenta el concepto de gamificación, sus elementos, los estilos de aprendizaje de los estudiantes y las funcionalidades de Moodle para determinar las estrategias pedagógicas a implementar. Posteriormente se organizaron los contenidos de gases y vapores en la plataforma Moodle de manera que simularan una narrativa de juego, incorporando las mecánicas, las dinámicas y los componentes propios de estos. Una vez terminado el diseño de la herramienta se implementó durante el primer semestre del 2024 y los estudiantes evaluaron la herramienta por medio de una encuesta basada en la escala Likert. Los resultados indicaron que la herramienta les ayudó a recordar y reforzar los conocimientos de manera divertida y didáctica.
Efecto del tiempo de almacenamiento de la semilla de mango en el municipio de San Martín-Cesar, sobre el rendimiento y la calidad del aceite obtenido en un proceso de extracción sólido-líquido con solventes.
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-04) Angie Alejandra Valderrama Suárez; López Giraldo, Luis Javier; Sanchez Torres, Viviana; Barajas Ferreira, Crisóstomo
El mango en procesos de producción de alimentos, como el despulpado de fruta, genera subproductos de desecho como: semillas, cáscara y bagazo, siendo estos recursos no aprovechados, implicando problemas de disposición de desperdicios. En el país, esta problemática disminuye la calidad del mercado, dejando pérdidas económicas para industrias y productores. Se buscó hacer uso de la semilla o “almendra” de mango, principalmente del aceite extraído de la misma, el cual es rico en ácidos grasos y polifenoles que son ampliamente usados en la industria cosmética, farmacéutica y alimentaria. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto del tiempo de almacenamiento, variando los tipos de secado de la semilla de mango (húmeda, completa expuesta al sol y abierta con la almendra expuesta al sol, todas con posterior secado en el laboratorio) sobre el rendimiento y la calidad de su aceite. La semilla se sometió inicialmente a un proceso de extracción sólido-líquido en un equipo Soxhlet. Para posteriores etapas se empleó la extracción sólido-líquido con solventes usando hexano y butanol, que se compararon respecto a su rendimiento de extracción, análisis sensoriales, de laboratorio y medioambientales. En este proceso el butanol resultó con un rendimiento másico 2,11 veces mayor que el hexano, sin embargo, en análisis sensoriales logró mejores resultados físicos en comparación con el butanol. Adicionalmente, se determinó la cantidad de solvente fresco que se incorpora a cada ciclo de extracción y se identificó que en cada lote se debía reemplazar de 60 a 75 ml de este. Para analizar la calidad del aceite, se realizó una derivarización de ácidos grasos que consistió en separar el aceite del solvente obtenido de la extracción, transesterificar los triglicéridos usando KOH metanólico; finalmente se identificaron y cuantificaron por cromatografía gaseosa los ésteres metílicos producidos. Por otro lado, se midieron parámetros que se consideran indicadores de deterioro como los ácidos grasos libres, el índice de peróxido, acidez y yodo. Al final de todo el proceso se identificaron condiciones con las que se obtiene un aceite o manteca de mango con características similares a la que se oferta hoy en día en el mercado como el índice de yodo (47,24 I2/100g), peróxidos (0,76 meqO2/kg) y perfil de ácidos grasos. Con este tipo de iniciativas no solamente se reduce el impacto ambiental causado por los residuos de procesamiento, también se proponen alternativas de valorización que están alineadas con la estrategia de economía circular que lidera muchos de los procesos industriales en el país y en el exterior.
Estrategias para la dosificación y control de Yodo – Flúor en una empresa de producción de sal de consumo humano en Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-15) Igua Valderrama, Lisseth Tatiana; Laverde Cataño, Dionicio Antonio; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Kafarov, Viatcheslav
Enfermedades como fluorosis dental y deficiencia de yodo se encuentran entre los principales problemas de salud pública. Por esta razón, la Organización Mundial de la Salud (OMS) incorpora la fortificación de la sal consumo humano con yodo y flúor como medida de prevención de enfermedades generadas por deficiencia o exceso de estos micronutrientes. En Colombia, el Ministerio de Salud y Protección Social emitió el decreto 547 en 1996 donde estableció una concentración de yodo de 50-100 ppm y de flúor de 180-220 ppm en la sal. Con el objetivo de garantizar una adecuada fortificación en la sal, en el presente estudio se determinaron estrategias tecnológicas y operativas para el cumplimiento de Yodo-Flúor en una empresa de producción de sal consumo humano en Colombia. Para la consecución de este objetivo, se establecieron puntos de muestreo en el sistema de producción de sal desde refinerías denominadas como X, Y y Z hasta Empaque Sal, efectuando mapeos que demostraron que el yoduro de potasio (KI) presenta un comportamiento estable como aditivo. Sin embargo, el fluoruro de potasio (KF) presenta inestabilidad durante la dosificación. Además, se evidenció que dos de las tres de refinerías generan inconformidad al decreto 547. Asimismo, se definieron deficiencias operacionales como exceso de material particulado salino en las zonas de producción, la cual impacta negativamente el agregado Yodo-Flúor en el producto terminado. Lo anterior, se debe a la alta afinidad entre las partículas finas en la sal y el flúor absorbido. Acorde a resultados obtenidos en la investigación, se plantearon alternativas y recomendaciones para entregar a la empresa productora de sal seleccionada. De esta manera, se plantea actualizar equipos empleados en el sistema de dosificación y control de las refinerías X y Y, mediante tecnologías recientes que automaticen la adición del Yodo-Flúor para tener un producto conforme al decreto 547.
Estudio de la cinética y el equilibrio de extracción sólido-líquido para recuperar aceite de palma retenido en tierras de blanqueo gastadas
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-31) Holguín Terraza, María Fernanda; Carvajal Agudelo, Zulay Andrea; Arias Velandia, Ánderson Julián; Marín Solano, Néstor Armando; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Lizcano González, Víctor Alexis
Las tierras de blanqueo gastadas (SBE) son un subproducto de desecho obtenido después de la refinación del aceite de palma crudo y pueden llegar a retener hasta 40% p/p de aceite, el aceite retenido tiene potencial para la producción de biodiesel. En este trabajo se realizó la extracción sólido-líquido del aceite en SBE. Se evaluó el efecto solvente del n-hexano, etanol y una mezcla comercial de parafinas y naftas (D1) sobre el rendimiento de extracción. Se seleccionó el solvente con mayor recuperación de aceite para estudiar la cinética de extracción a diferentes temperaturas y relaciones tierras: solvente. Los mejores solventes fueron n-hexano y D1, con valores de 34.5 y 37.1% de rendimiento respectivamente. Se utilizó un diseño experimental de cribado 22 con 3 réplicas en el punto central para evaluar el efecto de las variables sobre la velocidad y el máximo rendimiento de extracción; las cuales tuvieron una influencia positiva en los parámetros cinéticos. La cinética de extracción se estimó utilizando una ecuación empírica de dos parámetros (modelo de Peleg), con la cual se obtuvieron buenos criterios de bondad de ajuste. El equilibrio entre el soluto, la matriz (tierras) y el solvente, también fue estudiado de forma preliminar y modelado mediante isotermas tipo BET. Los resultados de los estudios cinéticos y de equilibrio destacan la importancia de la temperatura en el proceso de recuperación del aceite. Los resultados de este trabajo contribuyen a posteriores etapas de dimensionamiento y optimización de la operación del proceso industrial en continuo.
Estudio de la obtención de extractos de los residuos de destilación de especies vegetales, usando un sistema bifásico compuesto por CO2 supercrítico-etanol-agua
(Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01) Estupiñán García, María Fernanda; Martínez Morales, Jairo René; Arias Velandia, Ánderson Julián; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Guerrero Amaya, Hernando
Las especies vegetales representan una fuente potencial de compuestos fenólicos con demanda en las industrias farmacéutica y alimentaria. En este trabajo se estudió cómo aumentar la selectividad del proceso extractivo de polifenoles mediante extracción con CO2 supercrítico modificado con etanol acuoso formando un sistema de dos fases. Se utilizaron residuos de destilación de seis especies vegetales aromáticas con el fin de aprovechar un subproducto de la industria de aceites esenciales, lo cual aumenta la rentabilidad y la cadena de valor de este proceso. Se determinó la relación entre las cinéticas de obtención del extracto y de los fenoles totales además de describir la cinética del proceso extractivo con un modelo matemático de transferencia de masa. Se identificaron las especies vegetales que podrían ser fuentes de ingredientes naturales en una aplicación industrial. Los resultados mostraron que la extracción de un grupo de componentes minoritarios, como los fenoles, presentó el mismo comportamiento a lo largo del proceso que la oleorresina total. La especie Calea peruviana mostró los mejores resultados, con un rendimiento de extracción de 78,52 mgext/gmv y con contenido de fenoles totales de 38,36 mgEAG/gext siendo así una fuente potencial para la obtención de compuestos fenólicos a nivel industrial.
Estudio de Seguridad de la Caldera del Laboratorio de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Guatava Jiménez, Karen Juliana; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Plata Valdivieso, Astrid Carolina; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Kafarov, Viatcheslav
Una parte fundamental de la Gestión de la Seguridad de Procesos es el Análisis de Peligros (PHA), existe una variedad de técnicas, tanto cualitativas como cuantitativas. El propósito primordial del PHA es la identificación, análisis y mitigación de riesgos y peligros potenciales relacionados con un proceso, sistema o instalación industrial. Para llevar a cabo este análisis, es crucial contar con un plan estructurado, aunque este puede variar según las particularidades del proceso bajo estudio. En el caso de la Caldera Pirotubular situada en el laboratorio de procesos de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander, su correcto funcionamiento y operación adecuada deben cumplir con normativas y especificaciones para la seguridad de las personas, la infraestructura y el medio ambiente. Durante el desarrollo del Análisis de Peligros (PHA) de esta caldera, se enfrentaron algunas dificultades debido a la falta de información detallada sobre el equipo en cuestión. Por ende, fue necesario recopilar y analizar minuciosamente la información disponible para de esta manera llegar concluir que es necesario implementar un SGS y realizar un análisis exhaustivo de la vida útil del equipo. En términos generales, en el contexto de las Calderas, el peor escenario imaginable sería una explosión, la cual podría ser desencadenada por diversos factores como niveles bajos de agua, problemas estructurales, entre otros. Identificar y abordar estos riesgos de manera proactiva es esencial para garantizar la seguridad como el bienestar de las personas y el entorno.
Evaluación Del Impacto De Un Medio De Crecimiento Sobre Los Compuestos Volátiles Producidos Por Levaduras Nativas
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-02) Arteaga Gómez, Jerónimo; Flórez Suarez, Estefany Katerine; Sandoval Lozano, Claudia Johanna; López Giraldo, Luis Javier; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Lambis Benítez, Luis Enrique
La producción de Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs) es esencial en la fermentación, ya que influyen en las características sensoriales de los productos finales. En la fermentación de cacao, el medio de cultivo desempeña un papel clave en la optimización de la producción de estos compuestos, aunque su impacto no ha sido completamente explorado. Este estudio se centró en evaluar el efecto del medio de cultivo basado en lixiviado de mucílago de cacao en la producción de volátiles por levaduras nativas de Santander. Se cultivaron 17 cepas de levaduras en un medio de lixiviado de cacao CCN51, con una concentración de 20 g/L de azúcares fermentables y 0.1 g/L de peptona, y se incubaron a 30°C y 150 rpm durante 12 horas. Los volátiles se extrajeron mediante micro extracción en fase sólida y se analizaron por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), comparándose con los volátiles producidos en medio Sabouraud. Los resultados mostraron que el lixiviado de cacao favoreció la producción de compuestos volátiles, incluyendo el dodecanoato de etilo, un éster con notas florales y frutales, y el 3-metilbutanal (C7), un aldehído con notas chocolatosas. Las cinco cepas de mejor desempeño (L1a, L29a, L33, L110mrs y L195) demostraron altos rendimientos, lo que sugiere que el lixiviado de cacao puede ser una alternativa viable a los medios sintéticos. Se concluyó que este medio natural tiene el potencial de mejorar los perfiles sensoriales de productos fermentados, destacando las cepas L1a, L110mrs y L195 como candidatas para aplicaciones específicas.
Evaluación del impacto de un sistema de reducción de impurezas en la demanda química de oxígeno (DQO) y la concentración de cloruros en los efluentes de la planta de beneficio Palmas del Cesar S.A
(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-26) Jerez Bedoya, Henry Leonardo; Sandoval Correa, Andrea Paola; Tovar Romero, David Santiago; Viejo Abrante, Fernando; Barajas Ferreira, Crisóstomo
El objetivo del estudio fue evaluar el impacto de un sistema de reducción de impurezas (SRI) en la demanda química de oxígeno (DQO) y la concentración de cloruros en los efluentes de la planta de beneficio Palmas del Cesar. Para ello, se plantearon dos tratamientos experimentales: el tratamiento 1, que no empleó el SRI, y el tratamiento 2, que incorporó este sistema. Las muestras se tomaron de los efluentes de la planta extractora Palmas del Cesar S.A., y se realizaron determinaciones empleando los métodos SM-5220 C para DQO y argentométrico para cloruros, garantizando precisión y reproducibilidad. El análisis estadístico se llevó a cabo con el software RStudio, utilizando diagramas de caja y bigotes para visualizar las diferencias entre los tratamientos. Los resultados mostraron una disminución del 10,07% en la DQO, con promedios que pasaron de 82501 mg O₂/L en el tratamiento 1 a 74193 mg O₂/L en el tratamiento 2. Así mismo, se observó una reducción del 8,93% en la concentración promedio de cloruros, que pasó de 2038,10 mg Cl-/L en el tratamiento 1 a 1856 mg Cl-/L en el tratamiento 2. Estas reducciones evidencian el impacto positivo del SRI en la mejora de la calidad de los efluentes. En conclusión, la implementación del SRI contribuyó significativamente a disminuir los cloruros y la carga orgánica, facilitando su remoción en los sistemas de tratamiento posteriores antes del vertimiento a fuentes hídricas y cumpliendo con los requisitos establecidos en la Resolución 0631 de 2015. Esto confirma su viabilidad como una alternativa económica y eficiente para optimizar la gestión ambiental en plantas extractoras de aceite de palma.
Implementación de una herramienta de aprendizaje para la práctica de evaporación del laboratorio de procesos
(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-22) Suárez Rojas, Karolayn Yurliana; Trujillo Rueda, Sandy Vanessa; Mendoza, Jesús Manuel; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Kafarov, Viatcheslav
El presente proyecto de grado en modalidad en docencia, se basó en diseñar e implementar un Objeto Virtual de Aprendizaje para el equipo Evaporador de Doble Efecto del laboratorio, con el fin de suministrar un recurso educativo que encamine a los estudiantes de Ingeniería Química a una experiencia didáctica e interactiva de aprendizaje relacionada al equipo, brindando conocimientos necesarios previos a la ejecución de la práctica. En el desarrollo de la herramienta de aprendizaje son incluidas las TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación) basado en el método de aprendizaje híbrido. Inicialmente se recolectó la información adecuada con respecto al equipo y fue sintetizada de manera clara y concisa, con el fin de ser plasmada en el OVA de forma creativa y didáctica, basándose en los diferentes tipos de enseñanza y las herramientas o estrategias pedagógicas que facilite el aprendizaje de los estudiantes. El OVA desarrollado en la herramienta interactiva Genially, se encuentra estructurado en cinco módulos: generalidades, equipo, normas de seguridad, proceso práctico y modelo matemático; adicionalmente es suministrado un video explicativo, tablas de recolección de datos, manual del equipo, actividades evaluativas y una encuesta de satisfacción diseñada en Google Forms, teniendo en cuenta el cálculo del tamaño de muestra según la población total de estudiantes que cursan la asignatura de Laboratorio de Procesos II en el 2025-I; se concluyó una población de 75 estudiantes, un nivel de confianza del 90% y un margen de error estimado del 10%. La ecuación empleada para determinar el tamaño de muestra arrojó un valor de 36, indicando la cantidad de personas consideradas para establecer si el OVA tiene o no una aplicabilidad eficiente. En los resultados se visualiza el aprendizaje que brindó la herramienta a los estudiantes y estadísticamente se concluye que el objeto virtual OVA presenta una puntuación muy favorable.
Plan de negocios para la producción y comercialización de un licor cremoso a base de aguacate en el municipio de Tibasosa, Boyacá.
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-08) Estupiñán Guevara, Laura Katherine; Camacho Rey, Daniela; Benavides Prada, Omar Andrés; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Kafarov, Viatcheslav Victorovich
El objetivo principal de este proyecto fue desarrollar un plan de negocios para la creación de una microempresa productora y comercializadora de un licor cremoso a base de aguacate, en el municipio de Tibasosa, Boyacá. Este proyecto busca aprovechar la creciente demanda de productos artesanales y saludables, utilizando el aguacate como ingrediente diferenciador y generando oportunidades de crecimiento económico para la región, donde el sabajón es una bebida tradicionalmente reconocida. El desarrollo del plan comenzó con un estudio de mercado, que incluyó un análisis detallado del sector, definiendo el concepto de negocio y estableciendo estrategias para la promoción, venta y distribución del producto. Además, se realizó una proyección de la demanda para el licor. Posteriormente, se llevó a cabo un estudio que permitió elaborar la ficha técnica del producto, identificar las tecnologías necesarias para el proceso, seleccionar los equipos según la capacidad instalada, diseñar el proceso de producción y realizar un análisis organizacional de la empresa. Finalmente, se desarrolló un estudio financiero que determinó la viabilidad del proyecto mediante el análisis de flujo de caja, obteniendo un VPN positivo y una TIR del 25.45%, lo que confirma la viabilidad económica del proyecto y su potencial de crecimiento.
Revisión del estado del arte sobre el efecto de la fermentación dirigida y el secado en la calidad de los granos de cacao (Theobroma cacao L.)
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-26) Vargas Narváez, Ana María; Moreno Argüello, María Camila; López Giraldo, Luis Javier; Sandoval Lozano, Claudia Johanna; Muvdi Nova, Carlos Jesús; Barajas Ferreira, Crisóstomo
El cacao en Colombia tiene un importante papel en el desarrollo económico y social del país, pues la producción y exportación de este producto ha posicionado al país como un importante productor de cacao a nivel mundial ha y ayudado a mejorar la calidad de vida de las comunidades productoras. En este sentido, el presente trabajo tiene como objetivo realizar un análisis bibliográfico de las publicaciones científicas relacionadas con el efecto que tiene la fermentación dirigida y el secado en la calidad de los granos de cacao (Theobroma cacao L.). Para dar cumplimiento a esto, se realizó una búsqueda y selección de artículos científicos dispuestos en bases de datos, considerando una ventana de tiempo para la literatura producida entre 1994 y 2023. Posteriormente, se efectuó un análisis de los artículos seleccionados contemplando como contenido de interés las diferentes variables para tener en cuenta en los procesos de fermentación y secado del cacao, en busca de mejorar la calidad del producto final. De esta manera, este documento evidencia una recopilación de información descriptiva acerca del proceso de fermentación y secado para el análisis de los diferentes métodos estudiados hasta el momento; además del impacto de éstos en la calidad final del grano, evaluada a partir de métodos fisicoquímicos. Finalmente, se concluye que la fermentación y el secado son dos procesos interdependientes en la producción de granos de cacao de alta calidad que permiten la activación de características organolépticas del grano de cacao en cuanto a precursores de sabor, color y aroma a chocolate. Lo anterior se realiza en pro de llevar a cabo investigaciones para el desarrollo de nuevas tecnologías y prácticas en el proceso poscosecha, y así diseñar estrategias efectivas, mejorando la eficiencia del proceso y la calidad del producto final, con el fin de tener un impacto positivo en la sostenibilidad y la rentabilidad de cacao a largo plazo.
Revisión sistemática del estado del arte sobre las aplicaciones de biocarbones y bioaceites producidos por pirólisis de residuos lignocelulósicos
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-30) Díaz Mesa, Angie Paola; Díaz Quintero, Julieth Natalia; Sánchez Torres, Viviana; Castellanos Suárez, Laura Johana; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Nabarlatz, Débora Alcida
El desarrollo agroindustrial promueve el crecimiento económico y tecnológico, pero trae consigo la generación de residuos que deben tratarse o de lo contrario, se convierten en una problemática ambiental, económica y logística para las organizaciones. En Colombia se generan residuos principalmente del sector agrícola debido a su alta actividad económica, por lo cual el cultivo de café, caña de azúcar, caña panelera, maíz, arroz, banano y palma de aceite generan residuos de aproximadamente 72 millones de toneladas por año que en la mayoría de los casos son incinerados o depositados en rellenos sanitarios (Peñaranda Gonzalez et al., 2017). El presente trabajo es una revisión sistemática del estado del arte sobre la producción y aplicación de biocarbones y bioaceites por medio de pirólisis de residuos lignocelulósicos, especialmente aquellos derivados de la cadena de cacao. Se realizó una búsqueda y selección de información, principalmente de artículos científicos por medio de la base de datos Scopus. En el proceso, se seleccionaron parámetros como el título, el resumen y el contenido, abordándose una cantidad total de 49 artículos. Se concluyó que la pirólisis es actualmente la tecnología más estudiada y con mayor aplicación en el aprovechamiento de los residuos lignocelulósicos. Las variables de mayor influencia son la temperatura, el tipo de pirólisis, la biomasa y el tipo de reactor. Finalmente se realizó una descripción de la pirólisis en residuos lignocelulósicos provenientes de la cadena de cacao, y se encontró que con una pirólisis lenta con temperaturas entre 400°C y 650°C de este residuo lignocelulósico se obtienen rendimientos para biocarbón de 31,1%, para bioaceite de 37,4% y para biogas de 31,5% en peso; los cuales pueden ser usados para generación de energía, enmienda del suelo y producción de biocarbón (Milian-Luperón et al., 2020). Se concluye que se requieren estudios posteriores que permitan identificar cómo afecta la cinética a las reacciones pirolíticas, el escalamiento y la proyección industrial de la conversión de estos residuos en productos de valor agregado.
Viabilidad de la Determinación del Grado de Mojabilidad de un Sólido Granular por Reometría
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-12) Blanco Mayorga, Juliet Daniela; Villegas Arcos, Xilena; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Chaves Guerrero, Arlex; Barajas Ferreira, Crisóstomo; López Contreras, Yuli Fernanda
El ángulo de contacto es un indicador directo de la mojabilidad, pero su medición en sólidos granulares presenta desafíos significativos. La necesidad de establecer un sistema bien definido y homogéneo puede causar discrepancias entre el ángulo medido y el valor real de hidrofobicidad. Por consiguiente, este trabajo tiene como objetivo evaluar la viabilidad de determinar el grado de mojabilidad de un sólido granular mediante técnicas reológicas, utilizando bentonita dispersa en una fase continua. Para ello, se prepararon suspensiones acuosas y oleosas con bentonita para establecer la relación sólido/ líquido óptima mediante pruebas reológicas en un reómetro Anton Paar MCR-302. Se seleccionaron diversos grados de hidrofobación de bentonita a partir de la determinación de una isoterma de adsorción y se determinó el comportamiento de las suspensiones de bentonita en función de su grado de recubrimiento. Los resultados indican que el grado de hidrofobación del sólido impacta de manera importante tanto la curva de viscosidad como la elasticidad de las suspensiones. Es decir, que se verifica la viabilidad técnica de usar la reometría como método para distinguir la mojabilidad del sistema particulado escogido. Finalmente, para contrastar estos resultados se midió el ángulo de contacto para evaluar el grado de hidrofobación del sólido, utilizando la técnica clásica con el uso de un tensiómetro de gota colgante. Los resultados mostraron que, a mayor grado de recubrimiento, mayor es el ángulo de contacto de una gota de agua, lo que indica que la adsorción del surfactante transforma la superficie de la bentonita de hidrofílica a hidrofóbica, validando los resultados reológicos.

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Browsing Ingeniería Química by browse.metadata.evaluator "Barajas Ferreira, Crisóstomo"

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