Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas
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Browsing Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas by Subject "Activated carbon"
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Item Alternativas de tratamiento de aguas residuales con plaguicidas provenientes de actividades agrícolas(Universidad Industrial de Santander, 2012) Cortes Murcia, Claudia Raquel; Uribe, EdisonEl término plaguicida hace referencia a las sustancias químicas usadas para destruir o controlar organismos plaga en la agricultura. Las fuentes fijas de descargas líquidas de plaguicidas son causa de contaminación de cuerpos de agua y suelos. En el marco de la legislación ambiental colombiana, la no existencia de un manejo adecuado de los residuos de plaguicidas transgrede el decreto 1843 de 1991, por el cual se reglamentan parcialmente la ley 09 de 1979, sobre uso y manejo de plaguicidas. La biodegradación, la adsorción con carbón activado y la oxidación avanzada son alterativas de tratamiento para este tipo de residuos. La cama biológica es un mecanismo de biodegradación de plaguicidas, es de origen sueco y consiste en una fosa en el suelo con una capa de arcilla en el fondo que actúa como impermeabilizante, una biomezcla en la cual reside la actividad biológica y una capa de grama en la superficie. Los filtros de carbón activado son una tecnología eficiente para la eliminación de compuestos orgánicos como los pesticidas. El principio de funcionamiento radica en la capacidad de adsorción derivada de su estructura porosa extensamente desarrollada. La fotocatálisis es un proceso promovido por energía de determinada longitud de onda, que exita un semiconductor en la superficie del cual se desarrollan reacciones de oxido-reducción que generan radicales libres que reaccionan rompiendo los enlaces moleculares y reduciendo u oxidando las moléculas hasta compuestos menos complejos. Este trabajo presenta una caracterización de los tres sistemas: camas biológicas, filtros con carbón activado y fotocatálisis, considerando: principios de funcionamiento, aspectos de diseño y costos aproximados de implementación. El estudio partió de la identificación de las medidas de manejo actualmente implementadas en los sectores flores, banano y café y la posterior consulta de otras medidas posibles diferentes la biodegradación y el uso de adsorbentes.Item Aplicación de carbón activado a la recuperación de oro en la mina la providencia (Vetas, Santander)(Universidad Industrial de Santander, 2010) Figueroa Isaza, Héctor Iván; Florez Chavarriaga, Sebastian; Neira Arenas, Gustavo; Pinzon, Juan ManuelEn el distrito minero de Vetas y California (Santander), el oro presente en soluciones de cianuración por agitación es posteriormente recuperado por una reacción de desplazamiento que ocurre al hacer pasar la solución cargada de oro por cajas que contienen cinc sólido. Este último proceso presenta una cinética desfavorable, dejando cantidades importantes de oro disuelto sin recuperar. Además, las soluciones que impregnan las colas de cianuración contienen también valores significativos de oro y plata, y cantidades importantes de metales pesados y cianuro libre. Este proyecto se orienta a la necesidad de introducir nuevas alternativas, simples y efectivas, de recuperación de oro tales como el carbón activado mediante técnicas que sean factibles de aplicar en zonas de minería artesanal como Vetas (Santander). Con tal fin, se realizaron pruebas con Carbón Activado en Columna (CIC) para recuperar el oro disuelto en soluciones de lixiviación y soluciones de descarga para recirculación, teniendo como referencia soluciones sintéticas de oro con concentraciones de aurocianuro y cianuro similares a las empleadas en la planta de cianuración de la empresa La Providencia. Después se evaluó la aplicabilidad del método a soluciones reales de mina en su estado original y también neutralizadas con peróxido de hidrógeno. Se analizó la influencia de variables tales como la concentración de oro inicial, concentración de cianuro libre, concentración de metales pesados y el efecto de la neutralización con peróxido, encontrándose valores de recuperación de oro de 80%. Se determinó la capacidad de carga de oro en el equilibrio, y se presentó un esquema práctico para la posible adaptación de la técnica CIC al proceso actual de recuperación en la mina, mediante el cual sería viable mejorar los niveles de recuperación de oro y disminuir la carga contaminante de los efluentes del proceso de cianuración.Item Aprovechamiento de los residuos de la industria palmera mediante la obtención de carbón activado a escala laboratorio(Universidad Industrial de Santander, 2006) Mejía Miranda, Oscar Mauricio; Patino Villamizar, Sandra Rocio; Alvarez Cifuentes, MarioEl cuesco de fruto de palma se usó para la preparación de carbón activado. En primer lugar el cuesco fue sometido a un proceso de pirolisis; el carbón resultante se trató mediante un proceso de activación física. Se comparó la influencia de la activación física a nivel de laboratorio, con los resultados del carbón activado comercial; los resultados se compararon con base en la actividad con el respecto al número de yodo y la actividad con respecto al azul de metileno. La pirólisis se realizó en un horno con capacidad de 500 Kg de carga a una temperatura de 380º C y un tiempo de carbonización de 10 días. La activación física se llevó a cabo con vapor de agua sobrecalentado a 350º C en un tubo de vidrio en lecho fijo. Se encontró que el carbón activado obtenido posee un área superficial de 520 m2/g y una distribución de poro en su mayoría microporosa. Con este trabajo se pretende buscar una alternativa para el uso del cuesco de la palma de aceite, utilizándolo como materia prima para producir carbón activado, ya que con una moderada transformación de la materia prima se consigue un producto de mayor valor agregado.Item Estudio del proceso de adsorción en columna con carbón activo para la disminución de la concentración de barbaloina en el aloe barbadensis miller(Universidad Industrial de Santander, 2009) Jaimes Gómez, Silvia Catalina; Mejia Uribe, Luz Dary; Lozano Urbina, Luz Amparo; Muvdi Nova, Carlos JesusDebido a la gran demanda del Aloe vera o Aloe barbadensis Miller como materia prima en la producción de alimentos funcionales, se realizó la extracción de barbaloína, un derivado hidroxiantracénico de esta planta, al cual se le atribuye una fuerte acción irritante del aparato digestivo cuando es consumido. Para la extracción de este compuesto, se utilizó una columna empacada con carbón activo granular, estudiando la influencia de ciertas variables de proceso como caudal, cantidad de medio adsorbente y humidificación del mismo, de tal forma que al final del proceso se obtuviera un producto con una concentración de barbaloína permitida por la International Aloe Science Council (organismo de control para los productos hechos a base de Aloe) para consumo humano. La determinación de concentración de barbaloína en las muestras, se realizó por espectrofotometría a 360 nm utilizando etanol analítico. Por otra parte, como valor agregado a este proceso, se buscó mantener una concentración alta de azúcares, realizando esta cuantificación por el método DNS (ácido 3,5dinitrosalicílico) por espectrofometría UVVIS a 540 nm. A partir de los resultados obtenidos, se establecieron las mejores condiciones de operación a escala de laboratorio para la extracción de barbaloína, fijando el caudal, tiempo de proceso y la altura de carbón activo logrando un producto alimenticio de Aloe barbadensis Miller, con la mínima concentración de barbaloína y la máxima concentración de azúcares; presentando un porcentaje de retención de barbaloína superior al 85%, bajo las condiciones establecidas.Item Simulación molecular de la adsorción de CO2 en carbón activado(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-14) Vargas Rincon, Marco Andres; Suarez Paez, Andres Felipe; Medina Morales, Giovanni; Benavides Prada, Omar Andres; Kafarov, ViatcheslavEl objetivo de este trabajo es simular la captura de {\rm CO}_2 por carbón activado y determinar las interacciones que conducen al proceso de captura, empleando la simulación molecular a presiones diferentes y tomando una celda para la simulación que se compone de 41 anillos, los cuales conllevan 108 átomos de carbono y 30 átomos de hidrogeno y está representada en 48 láminas de grafeno. Está celda tiene dimensiones de 50x50x50 Å3. La cantidad de láminas y tamaño de la celda fueron determinadas con base a la densidad del carbón activado (1.48 \frac{g}{mL}). Posteriormente tubo una pérdida de temperatura hasta llegar a la estabilidad la cual redondea los 300 °K. Se añadieron para la primera simulación 76 moléculas de {\rm CO}_2 para una presión de 1 atm, donde se produjo un aumentando de las dimensiones de celda a 150x150x150 Å3. Estas moléculas fueron aumentando conforme aumentaba el número de simulaciones. Este valor se determinó mediante la ecuación de estado de gas ideal. Las presiones consideraras para llevar a cabo la simulación fueron: 1 atm, 5atm, 10atm, 15atm, 30atm y 60atm. Por último, las moléculas que se encontraban en un rango menor a 5 Å se consideraron como adsorbidas. Se comprobó que el valor promedio de poro para una adsorción ideal se estimó en 5,63 Å, este valor es menor al reportado en la literatura. Se comprobó que existe una relación directamente proporcional entre la presión y la captura de dióxido de carbono, alcanzando una efectividad en la adsorción en presiones superiores a 15 atm.Item Simulación Molecular de la Adsorción de Hidrocarburos Aromáticos en Carbón Activado(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-08) Nocua Paba, Juan Diego; Rodriguez Delgado, Silvia Valentina; Morales Medina, Giovanni; Benavides Prada, Omar Andrés; Martínez Rey, RamiroLos hidrocarburos aromáticos (HA) son compuestos orgánicos que se generan en procesos de combustión y refinado, evaporándose rápidamente en el aire y causando problemas ambientales y de salud. Para reducir su impacto, los HA como el benceno puede ser adsorbidos o capturados en carbón activado (CA); la comprensión de las interacciones HA-CA puede ayudar en el diseño y la operación de los respectivos equipos industriales En el presente trabajo se analizaron las interacciones y la eficiencia de la adsorción de benceno en CA, utilizando dinámica molecular con el campo de fuerza COMPASS. La celda de simulación de CA de dimensiones de 50x50x50 Å3 fue construida a partir de 39 láminas de grafeno; la celda fue estabilizada y relajada generando una estructura estable. Esta celda fue rodeada con moléculas de benceno, alcanzando presiones de 1 a 60 atm. Las simulaciones fueron ejecutadas en el programa de uso libre LAMMPS. Según los resultados la celda de CA reportó un tamaño de poro promedio de 2,905 Å. También, la adsorción de benceno reportó un incremento concordante con un aumento en la presión. Además, parte de las moléculas de benceno cercanas a la superficie del CA presentaron una orientación paralela entre sí, debido al momento cuadrupolar del benceno, el cual se genera por sus interacciones electrostáticas. Los resultados fueron similares a los reportados en la literatura, donde al aumentar la presión se favorece la adsorción de benceno.