Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas

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Browsing Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas by browse.metadata.evaluator "Ardila Santamaría, Nadia Mayerly"

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    Análisis de la estabilidad química de residuos siderúrgicos en contacto con soluciones ácidas que contienen metales pesados
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-14) Bonilla Pérez, Jersson Aldedier; Parada Loza, Édgar Fabián; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Palacios, Jhon Freddy; Pardavé Livia, Walter; Ardila Santamaría, Nadia Mayerly
    A pesar de disponer de diversas técnicas y tecnologías para abordar el problema del drenaje ácido de mina (AMD), este continúa siendo un desafío ambiental significativo. La limitada implementación de muchos métodos, debido a su complejidad, ha generado la necesidad de explorar enfoques más sostenibles. En este sentido, las tecnologías para la remediación de AMD a través de desechos sólidos han despertado un interés creciente. En este contexto, se está investigando la viabilidad de utilizar materiales derivados de desechos industriales, particularmente aquellos provenientes de la industria siderúrgica, ya que ofrecen perspectivas prometedoras para el tratamiento de aguas residuales debido a sus excelentes propiedades fisicoquímicas. Esta investigación se llevó a cabo mediante la determinación de la toxicidad y el potencial de neutralización de los residuos siderúrgicos, utilizando pruebas como el TCLP y test ABA Sobek respectivamente. Además, se analizaron los cambios químicos en el pH y la conductividad eléctrica del drenaje ácido cuando estuvo en contacto con los residuos a lo largo del tiempo. Finalmente, se evaluó la morfología superficial de los residuos antes y después de su exposición al drenaje ácido de la mina. Este estudio apunta a explorar una alternativa prometedora y sostenible para mitigar el impacto del drenaje ácido de mina, utilizando materiales de desecho de la industria siderúrgica, lo que podría representar una solución más eficaz y amigable con el medio ambiente.
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    Aplicación sobre piezas cerámicas de pigmentos obtenidos a partir del reciclaje de desechos portadores de metal
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-09-10) Sarques Suárez, Diego Nicolás; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Córdova Tuta, Elcy María; Ardila Santamaría, Nadia Mayerly
    En el presente trabajo de grado se desarrollaron tintes cerámicos a partir de dos fuentes principales de desechos: metalúrgicos y pilas gastadas. Para ello, se llevó a cabo una visita técnica a la fábrica Productos Cerámicos Jorge Pérez, de donde se obtuvo el conocimiento metodológico para la realización de un esquema de producción industrial de productos cerámicos pintados. Allí mismo, se efectuó la formulación y cocción de bizcochos pintados a partir de fritas de vidrio y desechos industriales usando una mezcla de barbotina en concentraciones del 3.5% y 7% de adición del pigmento en porcentaje en base seca. Posterior a esto, se realizó la caracterización de las materias primas mediante espectrometría de fluorescencia de Rayos-X y trabajos de grado preliminares, sumado a esto se efectuó el análisis del color para los bizcochos pintados ya cocidos donde se extrajeron los valores sRGB de las distintas superficies pintadas y se transformaron a coordenadas del espacio CIE L*a*b para la cuantificación del cambio en la tonalidad e intensidad del color. Tras el análisis de las técnicas de caracterización se establecieron relaciones entre los constituyentes presentes en los desechos utilizados y el color en función del porcentaje de pigmento añadido. Como parte final, se proponen los diagramas de flujo de procesos para la fabricación de tintes cerámicos a partir de los desechos anteriormente mencionados, donde además se incluye una lista de equipos y una distribución espacial de los mismos para la puesta en marcha de cada línea de producción.
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    El hidrógeno y los hidruros metálicos: Avances en almacenamiento y aplicaciones sostenibles
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-09-01) Lozano Méndez, David Andrés; Ballesteros Peña, Darío Yesid; Güiza Argüello, Raquel Viviana; Ardila Santamaría, Nadia Mayerly
    Se aborda la importancia del almacenamiento de hidrogeno mediante hidruros metálicos en diferentes aplicaciones industriales tales como bombas de calor, baterías, tanques de almacenamiento, vehículos monta carga, conexiones con celdas de combustible PEM y aplicaciones navales. Además, se investiga sobre las propiedades de los hidruros metálicos organizándolas propiedades de almacenamiento, operación y termodinámica. También se realizo un estudio de tecnologías de producción de hidrogeno. En la conclusión se detalla las gestiones requeridas para el proceso de absorción/desorción optimo, la influencia de los compuestos solidos para reemplazar a los compuestos intermetálicos y la optimización de la eficiencia energética y vida útil de los hidruros metálicos.
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    Evaluación de la posibilidad de producir un material catódico a partir del reciclaje de baterías ion litio gastadas
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-03-09) Quitián Rojas, Angie Juliana; Rodríguez Angarita, Nicolás; Vargas Ceballos, Óscar Andrés; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Blanco Vásquez, Sergio Ismael; Ardila Santamaría, Nadia Mayerly
    El presente trabajo tuvo como objetivo producir un óxido metálico con características apropiadas para funcionar como material catódico de baterías tipo ion-litio, partiendo del reciclaje de baterías gastadas de celular. Los metales de interés fueron recuperados a partir de un proceso hidrometalúrgico de lixiviación que presentó eficiencias de 65% Co y 87% Mn, usando 1.25M de ácido cítrico, peróxido de hidrógeno (H2O2), una relación S:L de 20 g L−1, agitación ultrasónica y un intervalo de tiempo de 1h. La temperatura y concentración de peróxido de hidrógeno se establecieron al realizar un diseño experimental del tipo 22 para determinar la mejor combinación de estas variables que maximice la lixiviación de cobalto, siendo a 70°C y 1% en volumen de H2O2 la condición con la cual se obtuvo 0.017 M de cobalto en solución. Por el método sol-gel de Pechini se resintetizó un óxido con estructura perteneciente al sistema cúbico (grupo espacial Fd3m) identificada por difracción de rayos X. El gel precursor se obtuvo al mezclar magnéticamente el producto de la lixiviación con ácido cítrico y etilenglicol, a 90°C por 24h, seguido de un secado y calcinación a 500°C y 900°C por 10h, respectivamente. Finalmente, se evaluó electroquímicamente en electrolito acuoso 1M Li2SO4 mediante pruebas de voltamperometría cíclica en un rango de potencial de 0.2-1.2 V (vs Ag/AgCl) exhibiendo un pico de oxidación a 0.85 V y de reducción a 0.65 V (vs Ag/AgCl).
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    Inclusión de nanotubos de carbono en pastas de cemento Portland: Propiedades piezoeléctricas y mecánicas
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-07) Ospino Mercado, Yéssica; Pérez Ceballos, Ana María; Quintero Orozco, Jorge Hernán; Vargas Ceballos, Óscar Andrés; Ardila Santamaría, Nadia Mayerly
    Las aplicaciones de la nanotecnología se encuentran en constante crecimiento respondiendo a las necesidades de la sociedad, en su mayoría de carácter ambiental y relacionadas directamente con la expansión de la misma, de esta forma una de las industrias con altos requerimientos energéticos y con gran impacto ambiental es la industria de la construcción, en donde se ha evidenciado que gracias a nanomateriales como la nano-sílice se ha reducido en gran medida el consumo de agua para la fabricación de concretos y la duración de fraguado (Senff, Labrincha, Ferreira, Hotza, & Repette, 2009). Los CNTs por su parte son nanoestructuras tubulares cuyos subtipos dependen del grado de láminas enrolladas teniendo SWCNTs y MWCNTs, se ha evidenciado que estos han conferido propiedades eléctricas al cemento, convirtiéndolo en un material con características piezoeléctricas altamente aprovechables, abriendo las posibilidades de reducir el consumo energético, y construir espacios autosostenibles, este trabajo tiene por objeto evidenciar teóricamente los estudios relevantes sobre el comportamiento piezoeléctrico y mecánico de las pastas de cemento Portland con la inclusión de nanotubos de carbono, cabe mencionar que una de las características principales del cemento son las propiedades mecánicas de los mismos y que estas se pueden modificar según los agregados, composición química, porosidad, entre otras, así en la búsqueda de optimizar la funcionalidad de las pastas de cemento se debe pensar conjuntamente con estas características mecánicas.
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    Procesos de tratamiento de aguas residuales urbanas basados en el aprovechamiento de la energía solar: Revisión del estado del arte
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-10-28) Rueda Almeida, Carol Tatiana; Güiza Argüello, Viviana Raquel; Blanco Vásquez, Sergio Ismael; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Ardila Santamaría, Nadia Mayerly
    El presente estudio se enfocó en entender los procesos de tratamientos de lixiviados de rellenos sanitarios impulsados por energía solar. La generación de lixiviados, líquidos contaminantes derivados de los residuos sólidos urbanos, representa un desafío ambiental significativo debido a su alta toxicidad y baja biodegradabilidad. Posteriormente, se caracterizaron las diferentes tecnologías encontradas para el tratamiento de lixiviados impulsados por energía solar, analizando diferentes artículos en el periodo 2018 a 2024. Por medio del uso de matrices de priorización se evaluó la efectividad, costo, tiempo requerido y escalabilidad, destacándose el proceso foto Fenton solar y la destilación solar por su alta eficiencia en la eliminación de contaminantes como la demanda química de oxígeno (DQO), amoníaco y metales pesados. Estos métodos, al utilizar energía renovable, permiten reducir costos operativos y disminuir la huella de carbono asociada al tratamiento de lixiviados. El estudio concluye que las tecnologías solares no solo son viables desde el punto de vista técnico, sino que también tienen un gran potencial de escalabilidad y adaptación al contexto colombiano, particularmente en regiones con alta incidencia de radiación solar, como Bucaramanga. Este enfoque contribuye al desarrollo de soluciones sostenibles, alineadas con los objetivos de economía circular y la gestión eficiente de residuos. Además, se destaca la posibilidad de implementar estas tecnologías a nivel nacional, lo que podría mejorar significativamente las prácticas de manejo de residuos en Colombia y otros países tropicales.