Maestría en Ingeniería Química

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Browsing Maestría en Ingeniería Química by browse.metadata.evaluator "Chaves Guerrero, Arlex"

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    Formulación de emulsiones empleando materiales bituminosos ligantes, para el mejoramiento de vías terciarias
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-23) Rincón Pérez, Silvia Juliana; Martínez Rey, Ramiro; López Contreras, Yuly Fernanda; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Puello Méndez, Juliana; Chaves Guerrero, Arlex
    Cada año se produce gran cantidad de residuos aceitosos que contaminan el suelo y agua de poblaciones rurales, por lo que es necesario encontrar nuevas alternativas de tratamiento que mitiguen el impacto ambiental y contribuyan al desarrollo social y económico. Esta investigación tuvo como objetivo caracterizar y evaluar el desempeño de dos materiales bituminosos ligantes (MBL) con un contenido de sólidos inorgánicos entre 10-15% en peso; obtenidos a partir de tratamientos térmicos de residuos aceitosos en la formulación de emulsiones bituminosas. Así mismo, se estudiaron algunas variables significativas dentro de la formulación que permitieran mantener en dispersión los sólidos y favorecer la formación de emulsiones directas que describieran viscosidades menores a su base oleosa. Los MBL fueron caracterizados para determinar el tipo de hidrocarburos, viscosidad, contenido de humedad, densidad, contenido de asfaltenos, y mineralogía de los sólidos dispersos mediante difracción de rayos X. Para las emulsiones se evaluó un surfactante aniónico y uno catiónico, con el fin de identificar el desempeño de cada uno en la interfase O/W y su interacción con los sólidos. Para esto, se prepararon diferentes emulsiones, estudiando el efecto del surfactante, la relación O/W y el pH. Por último, las emulsiones obtenidas se caracterizaron utilizando como guía la normativa colombiana INVIAS para emulsiones asfálticas. Se tomaron como parámetros decisivos la estabilidad a las 24 horas y a los 5 días, y la viscosidad dinámica de los materiales. Se observó que, para uno de los materiales ligantes (MBL 2), se obtienen emulsiones inversas independientemente de la variación de los parámetros. Esto se debe a la presencia de fracciones pesadas de hidrocarburo, mayor contenido de asfaltenos y su interacción con los sólidos inorgánicos en la fase oleosa que actúan como surfactantes hidrofóbicos. Se logra obtener una emulsión directa para uno de los materiales ligantes (MBL 1) con 2%p/p de surfactante aniónico a pH 11 en relación O/W - 60/40%p/p.
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    Modelado del efecto de la radiación solar sobre la fotocorriente generada en un reactor fotoelectroquímico tubular
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-02-18) Peralta Hernández, Camilo Estevan; Pedraza Avella, Julio Andrés; Jaramillo Gutiérrez, María Inés; Jaramillo Ibarra, Julián Ernesto; Chaves Guerrero, Arlex
    En los últimos años, el uso de la energía solar ha jugado un papel importante en el desarrollo de tecnologías de baja emisión de carbono en virtud del cambio climático. En este trabajo se evaluó la fotocorriente generada cuando se sustituye la iluminación artificial por la radiación solar en un reactor fotoelectroquímico tubular. Esto aplicado al proceso fotoelectroquímico de oxidación de las sustancias presentes en el agua de producción de los campos petroleros colombianos y la producción simultánea de hidrógeno. Se desarrolló un modelo de simulación de campo radiante considerando los fenómenos de absorción y dispersión de fotones por parte de las sustancias presentes en el agua de producción y se evaluó la fotocorriente generada utilizando el modelo de Gärtner–Butler modificado. La validación del modelo de simulación se hizo con los datos experimentales de fotocorriente tomados en estudios anteriores utilizando una lámpara UV-Visible. El modelo de simulación completo (fotocorriente + campo radiante) se ajustó a los datos experimentales con un coeficiente de determinación de 0.954. Este modelo permitió predecir la fotocorriente que se generaría con el uso de energía solar a diferentes horas del día. Se obtuvo que la fotocorriente media generada durante el día en Piedecuesta, Santander fue de 1.72 mA/cm2, 3.2 veces más de la obtenida con la lámpara UV-Visible. Adicionalmente, se planteó el acoplamiento de un colector parabólico compuesto (CPC) para iluminar toda la superficie del reactor y se encontró que la fotocorriente aumentaría en un 72% con respecto al reactor sin CPC. Los resultados de esta investigación establecieron la importancia de la implementación de los fenómenos de absorción y dispersión de fotones para tener una descripción más completa de los fenómenos involucrados en el proceso fotoelectroquímico. Además, que el aprovechamiento de la energía solar puede sustituir de manera eficiente el uso de iluminación artificial y aún más si al reactor se le acopla un colector parabólico compuesto.