Ingeniería Química
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Item Evaluación y producción de ácidos grasos libres mediante hidrólisis enzimática para la obtenión de agentes emulsionantes y sus derivados(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-02) Diaz Niño, Silvia Fernanda; Guerrero Amaya, Hernando; Herreño Garcia, Juan Mateo; Escalante Hernandez, Humberto; Nabarlatz, Debora AlcidaEn el presente trabajo se desarrolló la evaluación y producción de ácidos grasos libre (AGL) mediante hidrólisis enzimática, haciendo uso de sustratos como el aceite residual de cocina, aceite de soya y sebo bovino. Así mismo, se hizo uso de dos lipasas como catalizadores enzimáticos de distinta naturaleza las cuales son Preferenz L100 (Rhizomucor Miehei) y Lipase 20 (Candida Rugosa). Inicialmente se caracterizaron los sustratos mediante índice de acidez e índice de saponificación y durante la hidrólisis se monitoreó el índice de acidez y el porcentaje de conversión, para evaluar la eficiencia del proceso catalítico. Seguidamente, los AGL obtenidos se caracterizaron mediante pruebas de potencial zeta, tamaño de partícula, densidad, viscosidad, índice de acidez y punto de fusión, con el fin de observar sus propiedades fisicoquímicas y estabilidad coloidal. Por otra parte, se llevó a cabo un estudio de mercado, identificando aplicaciones potenciales en sectores como emulsificantes y promotores de adherencia para asfaltos, biofertilizantes y lubricantes sostenibles. Por solicitud de la empresa Multinsa y teniendo en cuenta sus líneas de negocio, se elaboró una emulsión asfáltica y un promotor de adherencia utilizando AGL como insumo. A los productos anteriores se les realizaron pruebas de cantidad de asfalto, viscosidad, pH, potencial zeta y stripping como evaluación de su calidad, obteniéndose resultados prometedores, sin desprendimiento y buena estabilidad coloidal. Los resultados finales de la hidrólisis demostraron que la combinación de aceite residual de cocina y Lipase 20 presentó el mejor desempeño, logrando mayor conversión y cantidad de AGL luego de la separación, así mismo, cuenta con características fisicoquímicas adecuadas para la manipulación y aplicación. Este estudio contribuye al aprovechamiento de residuos y subproductos grasos, proponiendo alternativas sostenibles con gran valor agregado en el mercado oleoquímico.Item REVISIÓN SISTEMÁTICA DE LOS CONTAMINANTES FARMACOLÓGICOS EMERGENTES PRESENTES EN RECURSOS HÍDRICOS, MÉTODOS DE CUANTIFICACIÓN Y TRATAMIENTOS PARA SU ELIMINACIÓN EN COLOMBIA(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-01) Uribe Luna, Cristian; Toloza Ariza, Karol Nathalia; Guevara Lastre, Cesar Augusto; Sanchez Torres, Viviana; Muvdi Nova, Carlos JesusEl estudio de los contaminantes emergentes de origen farmacéutico ha generado gran interés en la comunidad científica por la amenaza creciente que representan estos compuestos en el ecosistema acuático y la calidad del agua. Los sistemas de tratamientos de aguas residuales no logran depurar por completo estos contaminantes, generando acumulación y persistencia causada por las propiedades recalcitrantes de estos fármacos, en particular los antibióticos. Su presencia se debe principalmente por actividad antropogénica, especialmente al consumo masivo y no regulado de fármacos. Para este estudio, se llevó cabo una revisión sistemática de la literatura utilizando la metodología PRISMA, con el objetivo de identificar los contaminantes emergentes de origen farmacéuticos presentes en diferentes matrices acuáticas en Colombia, así mismo, se analizaron los métodos de cuantificación y eliminación con el fin de proponer un sistema de depuración de aguas residuales basado en las tecnologías más investigadas en los artículos revisados en las bases de datos consultadas, incluyendo ScienceDirect, Scopus ,Springer, SciELO y la Red Colombiana de Información Científica del Ministerio de Ciencias (Minciencias). En total, se seleccionaron 43 artículos relevantes publicados entre el 2014 y 2025, que reportaron los fármacos con mayor presencia en matrices acuáticas colombianas, como la carbamazepina, diclofenaco y el ibuprofeno. Estos fármacos fueron detectados y cuantificados mediante Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC) y Cromatografía Líquida acoplada a Espectrometría de Masas (UPLC-MS/MS). La oxidación avanzada por foto-Fenton se destacó por su efectividad en la eliminación de contaminantes de origen farmacéutico. Para el contexto colombiano, se propone su aplicación acoplada a un sistema biológico, aprovechando la disponibilidad de radiación solar que permite optimizar el proceso y reducir costos energéticos. Aunque representa una alternativa sostenible para el tratamiento de aguas residuales, se requieren estudios más detallados para su aplicación a escala real en una PTAR.Item ¿Puede el indol reemplazar parcialmente al H2 en una reacción de hidrodesulfuración?(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-01) Castellanos Ramírez, Laura Alejandra; Rojas Orozco, Sebastián David; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Valderrama Zapata, Rodrigo; Pedraza Avella, Julio Andres; Viejo Abrante, FernandoEl elevado consumo de hidrógeno en procesos de hidrotratamiento representa un desafío ambiental y económico, debido a la considerable huella de carbono asociada a su producción. Dado que la hidrodesulfuración es uno de los procesos de mayor demanda de H₂, resulta prioritario explorar estrategias que reduzcan su consumo. En este contexto, este trabajo evaluó el indol, un compuesto nitrogenado presente en el crudo, como potencial donador de hidrógeno en la hidrodesulfuración del dibenzotiofeno, una molécula modelo resistente a la desulfuración. Los ensayos catalíticos se realizaron en un reactor de lecho fijo operado en modo diferencial, a una temperatura de 260 °C, presión total de 5000 kPa, velocidad espacial de 10521 mL/(gcat·h), y se variaron las presiones parciales tanto del hidrógeno (de 42 a 4922 kPa) como del indol (de 0 a 7.52×10-2 kPa), los ensayos catalíticos se llevaron a cabo sobre un catalizador sintetizado tipo Ni-MoS₂/γ-Al₂O₃. Los resultados evidenciaron que el indol puede actuar como donador de hidrógeno en reacciones de hidrodesulfuración, dependiendo de la presión parcial de H₂ alimentada. A una presión de 42 kPa de H₂, la adición de indol no promovió la reacción y, por el contrario, redujo la velocidad de conversión, indicando que, en ausencia casi total de hidrógeno molecular, el indol no logra aportar suficiente hidrógeno activo en superficie. Sin embargo, a una presión de 2475 kPa, la co-alimentación de indol incrementó significativamente la velocidad de formación de productos de DBT, superando incluso la obtenida con 4922 kPa de H₂ sin indol, lo cual demuestra su capacidad de donar hidrógeno de forma efectiva bajo condiciones moderadas.Item Formulación y caracterización de emulsiones asfálticas nanomodificadas(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-02) Gonzalez Medina, Luis Fernando.; López Contreras, Yuly Fernanda.; Ostos Rodríguez, Yenny Patricia.; Guerrero Chaves, Arlex.; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso.Las vías de comunicación son fundamentales para el desarrollo socioeconómico de cualquier región. En este contexto, resulta prioritario mejorar la infraestructura vial, especialmente en las zonas rurales, mediante tecnologías que permitan soluciones sostenibles y de bajo costo. Esta investigación tuvo como objetivo formular y caracterizar emulsiones asfálticas modificadas con nanopartículas de silanos organofuncionales, en aras de mejorar las propiedades del ligante residual en mezclas asfálticas aplicables a vías terciarias. Se llevó a cabo la formulación de emulsiones aniónicas con adición de nanosilanos, considerando variables como concentración de surfactante, relación asfalto/agua y proporción del agente modificador. Las emulsiones fueron evaluadas mediante ensayos fisicoquímicos y reológicos, siguiente los lineamientos de la normativa INVIAS. Los resultados evidenciaron que la incorporación de nanosilanos mejora significativamente la estabilidad térmica, las propiedades elásticas y la resistencia a la deformación del ligante residual. Asimismo, se observó una influencia notable en la estabilidad de la emulsión, atribuida a la interacción del nanomaterial con las moléculas asfálticas y el sistema tensioactivo. Estos hallazgos respaldan el uso de nanopartículas como alternativa viable para el mejoramiento de las mezclas asfálticas en condiciones de baja infraestructura técnica.Item Fabricación y caracterización de partículas orgánicas para dispositivos termoeléctricos.(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-01) Lorenzo Uzcátegui, David Alejandro; Criado Jáuregui, Diego Sebastián; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Cea Mingueza, Pilar; Duarte Duarte, Diana Paola; Baldovino Medrano, Victor GabrielEl objetivo principal de este trabajo fue estudiar la formación y caracterización de monocapas orgánicas sobre sustratos sólidos mediante técnicas de autoensamblaje (SA) y método Langmuir-Blodgett (LB), evaluando su viabilidad en dispositivos termoeléctricos. Se emplearon seis moléculas orgánicas altamente conjugadas, agrupadas según el tipo de enlace en su cadena, disueltas para formar películas en una interfase aire-agua. En la fase experimental, se determinaron las condiciones óptimas de disolución, presión superficial y concentración para obtener monocapas homogéneas. La caracterización se realizó mediante espectroscopía de absorción ultravioleta-visible (UV-Vis), microscopía de fuerza atómica (AFM), microscopía de ángulo de Brewster (Brewster Angle Microscopy, BAM), voltametría cíclica (CV) y espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS). Las moléculas del grupo 1, con enlaces covalentes y grupos amina (–NH₂), presentaron alta estabilidad estructural y mejores resultados de pasivación, formando monocapas compactas a 20 mN/m y 1×10⁻⁵ M, en una mezcla de etanol y cloroformo (2:9). Estas monocapas demostraron reproducibilidad en la interfase aire-agua, con cobertura continua, mínima presencia de defectos y espesor adecuado, siendo viables para dispositivos termoeléctricos. Además, estas moléculas tienen dos enlaces covalentes en su estructura, lo que contribuyó a su estabilidad. Por otro lado, las moléculas del grupo 2, con tres enlaces covalentes y grupos amina, mostraron defectos, enlaces de hidrógeno y menor homogeneidad, limitando su aplicabilidad. En particular, las moléculas Da2E y Da4E del grupo 1 lograron formar monocapas homogéneas y estables sin agregados tridimensionales, confirmando su potencial en aplicaciones de dispositivos termoeléctricos.Item Adecuación de un Sistema de Quimisorción Chemisorb 2720 Utilizado en la Estimación de la Dispersión y el Tamaño de Partículas Metálicas Dispersas en Catalizadores Solidos Soportados(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-23) Montoya Tasco, Ramiro Jose; Rojas Tarazona, Mario Andrey; Ballesteros Rueda, Luz Marina; García Sánchez, Julieth Tatiana; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Morales Medina, GiovanniResumen Título: Adecuación de un Sistema de Quimisorción Chemisorb 2720 Utilizando en la Estimación de la Dispersión y el Tamaño de Partículas Metálicas Dispersas en Catalizadores Sólidos Soportados. Autores: Mario Andrey Rojas Tarazona y Ramiro José Montoya Tasco Palabras Clave: Catalizador, ChemiSorb 2720, Dispersión, Gas adsorbido, Quimisorción, Pulsos, Tamaño de partícula. Descripción: La caracterización de catalizadores heterogéneos mediante quimisorción de gases permite estimar parámetros clave como la dispersión metálica y el tamaño de partícula. Sin embargo, equipos como el Chemisorb 2720 presentan limitaciones operativas debido a su sistema manual de inyección a través de jeringa, lo que puede comprometer la reproducibilidad y precisión de los resultados. Este estudio tuvo como objetivo adecuar el sistema de inyección del Chemisorb 2720 mediante la incorporación de una válvula de seis vías con loop calibrado, permitiendo la generación de pulsos constantes y controlados de gas. La metodología del proyecto incluyó el rediseño del sistema de entrada de gases, la creación de un protocolo de operación estandarizado, y la validación de la modificación a través de estudios comparativos con un equipo de referencia comercial (3FLEX), que opera por quimisorción volumétrica estática. Se utilizaron catalizadores de níquel y cobre soportados en alúmina, preparados por impregnación húmeda incipiente. Se evaluaron distintas masas de muestra y contenidos metálicos para analizar la confiabilidad del sistema modificado. Los resultados mostraron que el Chemisorb 2720 modificado brinda datos consistentes y comparables con el equipo de referencia cuando se trabaja bajo ciertas condiciones, los valores de dispersión y tamaño de partícula presentaron buena correlación entre ambos sistemas.Item Diseño de planta piloto para obtener ladrillos de construcción a partir de lodos de potabilización de agua(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-26) Duran Pinto, Yulieth Jimena; Pardavé Livia, Walter; Delvasto Angarita, Pedro Luis; López Giraldo, Luis Javier; Rojas Pérez, Lilia CarolinaEn este estudio se exploró la viabilidad de utilizar lodos procedentes de la planta industrial de potabilización de aguas de Bosconia transformando a material de construcción. Estos lodos, comúnmente dispuestos de forma inadecuada, contienen compuestos como sulfato de aluminio y policloruro de aluminio que representan riesgo ambiental. Debido a esta problemática, se propone aprovechamiento como materia prima en la producción de ladrillos, bajo enfoque sostenible. Se llevo a cabo mediante la caracterización física, química y granulométrica de los lodos, así como la formación de mezclas. Se realizaron pruebas de absorción en agua y resistencia a la compresión conforme a normas técnicas colombianas. Posteriormente se diseñó la planta piloto 3D considerando las etapas del proceso: secado, molienda, tamizado, paletización, mezcla, moldeo y secado, así como también el dimensionamiento de equipos, estudio económico básico y estimación de la producción anual. Los resultados revelaron que los materiales elaborados con los lodos de la planta de potabilización de aguas no alcanzo las propiedades necesarias para cumplir con los estándares estructurales requeridos por las NTC. Este estudio sugiere que, aunque los lodos no resultaron adecuados como material de construcción debido a sus limitaciones mecánicas, se podría explorar como recursos útiles en aplicaciones donde se requiera propiedades especificas no estructurales, representando así una opción sostenible y económica para los lodos generados en planta de tratamiento de aguas.Item Análisis del efecto de distribuciones heterogéneas de tamaño de partícula metálica de un catalizador Ni/Al2O3-SiO2 en la hidrogenación de CO2(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-01) Meneses Pérez, Natalia Andrea; Sánchez Ortiz, Yardlenis; Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; García Sánchez, Julieth Tatiana; Lopez Contreras, Yuly Fernanda; Avellaneda Vargas, Fredy AugustoEste trabajo se enfocó en estudiar el efecto de la distribución de tamaños de partícula metálica en catalizadores de Ni/Al2O3-SiO2 sobre el desempeño en la reacción de Sabatier. Para ello, se sintetizaron catalizadores mediante el método de impregnación asistida por aminas, variando sus distribuciones en los tamaños de las partículas mediante un proceso de calcinación en distintas atmósferas (N2, N2+H2 y Aire) con temperaturas de 400 °C y 600 °C, y combinándolos por medio del uso de mezclas mecánicas. Los materiales fueron caracterizados mediante DRX, TEM, adsorción N2 y TPR, y evaluados catalíticamente en la reacción de metanación de CO2 a tres temperaturas (260, 320 y 380 °C). Las caracterizaciones confirmaron que las mezclas mecánicas lograron distribuciones intermedias ajustables de tamaño. Los resultados indicaron que la atmósfera y temperatura de calcinación influye directamente en el tamaño de las partículas metálicas, donde las atmósferas oxidantes promovieron un mayor crecimiento. Se encontró que los catalizadores con proporciones mixtas, presentando una mayor cantidad de partículas pequeñas, pero con presencia de partículas grandes, alcanzaron las mejores conversiones de CO2 y selectividad hacia el CH4.Item Aprovechamiento del potencial nutricional de la torta de tricanter como alimento para bovinos en la empresa Palmeras de Puerto Wilches S.A.(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-01) Rapalino Mercado, Angel Camilo; Sánchez Torres, Viviana; Diaz Rodriguez, Oscar Mauricio; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, ViatcheslavPalmeras de Puerto Wilches S.A. (PPW) es una empresa dedicada a la cosecha de palma aceitera y la producción y comercialización de productos como aceite crudo de palma, aceite crudo de palmiste y subproductos como la torta de palmiste y cascarilla. Desde finales del año 2023 con el objetivo de mejorar los estándares de calidad en el aceite crudo de palma, PPW pasó de un proceso de clarificación estática al proceso de clarificación dinámica por tricanter. La implementación de este nuevo sistema trajo consigo la generación de un nuevo subproducto sólido, al que se le realizó análisis bromatológicos para determinar su composición nutricional: proteína (14,94%), humedad (75,25%), energía metabolizable (2,72%) y fibra cruda (15,77%) convirtiéndolo en un subproducto con alto potencial nutritivo. Por lo tanto, en este trabajo se determinó la formulación de un producto alimenticio para bovinos denominado torta mixta peletizada que logró el aprovechamiento de hasta de un 80% de la torta de tricanter disponible. En su elaboración se realizó el proceso de peletizado de la mezcla inicial y un posterior proceso de secado con un flujo de aire caliente que a través del contacto con la superficie de los pellets lograba una disminución en el porcentaje de humedad presente. Bromatológicamente este producto alimenticio obtuvo una composición de proteína (12,47%), fibra (29,21%) y humedad (9,48%) ubicándolo como un producto atractivo nutricionalmente para bovinos en la etapa de engorde y con valor estimado de producción de $400 COP por kilogramos producido.Item Aprovechamiento del contenido energético de gases de combustión: evaluación técnico-financiera de autogeneración eléctrica en centros de cremación(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-29) Duarte Carvajal, Valeria; Riveros Fabra, Tellus Krisstal; Morales Medina, Giovanni; Morales Valencia, Edgar Mauricio; Escalante Hernandez, HumbertoLa presente investigación tiene como finalidad realizar un estudio de viabilidad técnico-financiero del aprovechamiento energético de los gases de combustión de hornos crematorios mediante un Ciclo Orgánico de Rankine (ORC). Para esto se simuló el sistema en Aspen Plus y se desarrolló el diseño básico de la planta, incluyendo equipos, sistema de control de procesos, plot plan, análisis financiero y evaluación de tres escenarios de factibilidad. Los resultados indican que el sistema es viable para los tres escenarios planteados, con eficiencias del 14% al 15% utilizando etanol como fluido de trabajo para el ORC, generando entre 146,577 y 489,894 kWh/año, con ganancias entre $37,898 y $602,561 USD y un tiempo de recuperación de 2.5 a 8 años aproximadamente. Se destaca la contribución de este proyecto con la investigación de fuentes no convencionales de energías para la generación eléctrica, que sean sostenibles y que aporten al cumplimiento de Colombia con el acuerdo de Paris, así mismo, este trabajo de fin de carrera puede recibir financiamiento de acuerdo con lo estipulado en la ley 1715 de 2014.Item Análisis teórico de la producción de ácido poliláctico a partir de biomasa residual disponible en el departamento de Santander(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-01) Villamizar Mesa, María Paula; Diaz Ariza, Ana María; Guevara Lastre, Cesar Augusto; Benavides Prada, Omar Andres; Lopez Giraldo, Luis Javier; Rojas Perez, Lilia CarolinaEl ácido poliláctico es una alternativa biodegradable con creciente interés frente a polímeros fósiles debido a su menor impacto ambiental. Este trabajo presenta un estudio conceptual del proceso de producción de PLA a partir del bagazo de caña de azúcar disponible en Santander, Colombia. Se analiza la disponibilidad y el pretratamiento de la biomasa mediante hidrólisis enzimática y alcalina, como etapa clave para la obtención de azúcares fermentables. En el proceso de síntesis, se plantea la fermentación utilizando bacterias B. coagulans y la posterior purificación del producto mediante destilación reactiva. Finalmente, se estudia la conversión del monómero en PLA mediante el método ROP, bajo condiciones operativas específicas que garanticen una buena calidad del polímero. Además, se realizó un análisis económico preliminar que arrojó un VNA de -$118.465.343 USD y una TIR del 1 %, lo que indica que el proyecto no alcanza la rentabilidad esperada bajo las condiciones planteadas. Los resultados obtenidos permiten identificar cuellos de botella técnicos, especialmente en el pretratamiento y purificación, al tiempo que evidencian oportunidades para optimizar el proceso e implementar mejoras que favorezcan la sostenibilidad. Este análisis aporta información clave para futuros estudios orientados al aprovechamiento de residuos y producción de biopolímeros en el contexto local.Item Evaluación de la cavitación en el tratamiento de aguas residuales con fines de reúso agroindustrial para AC Ingeniería Virtual(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-28) Castro Moreno, Jeniffer Katerinne; Mesa Ramirez, Angie Valentina; Guerrero Amaya, Hernando; Álvarez Castro, Helver Crispiniano; Duarte Duarte, Diana Paola; Sanchez Torres, VivianaLa empresa AC Ingeniería Virtual, ubicada en Bucaramanga, Santander, se dedica al desarrollo e implementación de tecnologías avanzadas, tales como la simulación computacional, la visión y la inteligencia artificial, orientadas a la mejora de procesos industriales. Con el objetivo de optimizar los sistemas de tratamiento de aguas residuales, diseñó y construyó un reactor avanzado de cavitación hidrodinámica rotacional como una solución innovadora, superando las limitaciones de los métodos convencionales de tratamiento terciario o avanzado, al no requerir productos químicos adicionales. Además, la empresa cuenta con un cavitador hidrodinámico estático, lo que permite realizar comparaciones entre ambas configuraciones para evaluar su eficiencia y aplicabilidad en distintos sectores industriales. La presente investigación evaluó la viabilidad técnica de la cavitación hidrodinámica (HC), en configuraciones estática y rotativa, la metodología incluyó una revisión bibliográfica de la tecnología ARCHR, se evaluaron parámetros fisicoquímicos como el pH, la temperatura, turbidez y el análisis microbiológico. Para ello se realizaron pruebas cada una con su respectivo duplicado, teniendo como variable controlada el tiempo de exposición. Además, se realizó una comparación entre los dos cavitadores para observar cuál fue el comportamiento de cada uno en la reducción microbiana del agua residual de la industria panificadora. Se observó una mejora en el desempeño del cavitador estático, el cual mostró una mayor eficiencia en la remoción de turbidez, aunque con menor efectividad microbiológica (R LOG máxima de 4.07). En contraste, el cavitador rotativo presentó una capacidad desinfectante superior (R LOG de hasta 4.79), pero con menor eficiencia en la reducción de turbidez. Estos resultados sugieren que la cavitación rotativa es más eficaz para la desinfección microbiológica, mientras que la cavitación estática favorece la estabilización de sólidos en suspensión. En conjunto, ambos sistemas muestran un alto potencial para su aplicación en esquemas de reúso de aguas residuales no potables, como el riego agrícola, siempre que se incorporen controles complementarios, como el ajuste del pH, para asegurar el cumplimiento de la normativa vigente.Item Plan de negocio para una empresa comercializadora con gestión sostenible del aceite usado de cocina: economía circular, proyectos ambientales e impacto social en el sector educativo de Bucaramanga(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-28) Gomez Gonzalez, Emily Julieth; Molina Fonseca, Natalia Yireth; Morales Medina, Giovanni; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, ViatcheslavEl objetivo principal de este proyecto es diseñar un plan de negocio para la creación de la empresa ‘Enoil-G’, dedicada a la recolección, filtración y comercialización de aceite de cocina usado (ACU), para la producción de productos derivados como el biocombustible, proveniente del sector residencial de la ciudad de Bucaramanga, a través de una estrategia innovadora que vincula a las instituciones educativas (IEs) mediante los Proyectos Ambientales Escolares (PRAE). Esta iniciativa nace como respuesta a una problemática ambiental: la incorrecta disposición del ACU en fuentes hídricas y la falta de atención a pequeños generadores residenciales, un segmento con alto potencial de generación que no ha sido incluido en las estrategias actuales de gestión. Para llevar a cabo este plan de negocio se realizó un análisis de mercado, oferta y demanda, identificando un mercado potencial de 76,486 L/mes de ACU generados por 84,051 hogares con hijos matriculados en IEs de Bucaramanga. También se analizaron las estrategias de mercado con el fin de identificar las necesidades del cliente y del consumidor. Asimismo, se definió una propuesta de valor basada en la recolección de ACU a través de los PRAE, integrando la economía circular, responsabilidad social y uso de TICs. Finalmente, se evaluaron los aspectos técnicos y operativos de la planta, los requerimientos legales para la creación de la empresa, y se realizó una evaluación financiera incluyendo CAPEX y OPEX. Con base en los análisis realizados, se concluye que el proyecto es viable económicamente evidenciado por un VPN positivo de 100’087,625 COP y una TIR del 25.04%Item Simulación computacional de una red de transporte para la producción de hidrógeno costa afuera(Universidad Industrial de Santander, 2025-07-02) Rueda Portilla, Tomas Felipe; García Navas, Duban Fabián; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, ViatcheslavEl hidrógeno posee características para convertirse en el vector energético por excelencia a nivel mundial, sin embargo, presenta problemas para el transporte y almacenamiento. Por consiguiente, esta investigación se centra en plantear, seleccionar y evaluar la posibilidad técnica del transporte de hidrógeno desde condiciones en altamar en Colombia, cuantificando las cantidades posibles de transporte en condiciones actuales que permitan no afectar la integridad de los equipos y comparados con posibles nuevos sistemas de mayores prestaciones, pero mucho más costosos. Para el estudio se incluyó la evaluación de mercados, la infraestructura petrolera y las fuentes no convencionales de energías renovables para así determinar los parámetros de la tubería necesarios para llevar a cabo una simulación en la que se estudie los efectos de la presión, velocidad y temperatura en la mezcla de gas natural al inyectarse hasta el 10% de hidrógeno. A su vez el uso de múltiples herramientas, programas y softwares como el banco de información petrolera, la hoja de ruta del hidrógeno, Google Earth Pro, HYSYS, COMSOL fueron indispensables para la construcción de un modelo que permita evaluar el transporte junto con las características y parámetros propios del caso colombiano con los cuales se obtuvieron perfiles bi- y tri-dimensionales de la presión, temperatura y velocidad. Esto permitió concluir que con las condiciones actuales de la infraestructura existente se puede llegar a transportar alrededor de unas 5 kt de hidrógeno al año, con incrementos de la velocidad de la mezcla respecto al transporte de gas natural, lo que podría ayudar a promover el transporte de hidrógeno en los procesos actuales de transición energética.Item Evaluación electroquímica del efecto de un extracto de biomasa residual de caña panelera como inhibidor de corrosión en acero API N80 Q expuesto a atmósferas de CO2(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-26) Borrero Zambrano, Natalia Rosa; Neira Valdes, Andrea Paola; Peña Ballesteros, Dario Yesid; Orozco Agamez, Juan Carlos; Viejo Abrante, Fernando; Pedraza Avella, Julio AndresTítulo: Evaluación electroquímica del efecto de un extracto de biomasa residual de caña panelera como inhibidor de corrosión en acero API N80 Q expuesto a atmosferas de CO2* Autor: Andrea Paola Neira Valdes y Natalia Rosa Borrero Zambrano.** Palabras claves: Corrosión, inhibidor de corrosión, electroquímica, velocidad de corrosión. Descripción: Debido a la problemática presentada en la industria del petróleo por la corrosión del acero API N80 Q en ambientes con atmosferas de CO2, lo que conlleva significativas pérdidas económicas y riesgos operativos, en el presente trabajo de investigación, se evalúo, mediante técnicas electroquímicas, el efecto inhibidor de un extracto de biomasa residual de caña panelera como una solución inhibidora y sostenible para este desafío. Para esto, se realizaron ensayos de resistencia a la polarización, curvas potenciodinámicas y tafel utilizando una celda electroquímica conformada por 3 electrodos (electrodo de trabajo acero API N80 Q, contraelectrodo de platino y electrodo de referencia Ag/AgCl). Estas técnicas permitieron calcular tanto la velocidad de corrosión como la eficiencia del inhibidor a diferentes concentraciones (10 ppm, 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm y 500 ppm). El análisis electroquímico demostró que la concentración de 500 ppm presentó una velocidad de corrosión menor que las demás concentraciones y una eficiencia del 99.62%. Además, se realizaron análisis morfológicos y composicionales mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS), con el fin de evaluar los efectos del inhibidor de corrosión sobre el acero API N80 Q. El análisis superficial sugiere que la protección se debe principalmente a un mecanismo de adsorción física y a la formación de una película protectora, que actúa como barrera entre el metal y el ambiente corrosivo. En conjunto, los resultados obtenidos confirman que el extracto de biomasa residual de caña panelera, especialmente a una concentración de 500 ppm proporciona una protección altamente favorable sobre el acero API N80 Q.Item Evaluación del flujo de emulsiones magnéticas y mezclas crudo ferrofluido en campo estático y oscilatorio(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-23) Rodríguez Martínez, Luisa Fernanda; Chaves Guerrero, Arlex; Gómez Sanabria, Valentina; Morales Medina, Giovanni; López Contreras, Yuly FernandaLa interacción entre fluidos magnetizables y campos magnéticos externos permite modificar activamente sus propiedades de flujo, abriendo nuevas posibilidades para el transporte eficiente de fluidos complejos, como los crudos pesados. En este estudio, se evaluó el comportamiento del flujo de dos tipos de fluidos en un sistema a escala de laboratorio, diseñado para generar campos magnéticos estáticos y oscilatorios con un gradiente linealmente creciente en la dirección axial: (i) una emulsión magnética compuesta por un ferrofluido (Fe3O4 en queroseno) disperso en una solución acuosa de surfactante catiónico, y (ii) mezclas de crudo pesado con ferrofluido. Las propiedades reológicas de los fluidos se caracterizaron mediante ensayos oscilatorios de baja amplitud (SAOS) y pruebas rotacionales en ausencia y presencia de un campo magnético (CM) estático y uniforme (magneto-reómetro). Los resultados muestran un efecto magnetoviscoso positivo, con un incremento relativo en la viscosidad de 207% para la emulsión con una concentración de surfactante de 3.5 % p/v y ferrofluido concentrado a 5000 ppm de nanopartículas, y del 126 % para la mezcla de crudo con ferrofluido a 7500 ppm, en presencia de un CM estático (0-796.73 mT) y velocidad de cizalla de 1 s-1. Posteriormente, en las pruebas realizadas en el sistema de flujo, se observó que el incremento de la presión genera un comportamiento análogo al producido por el aumento de la tasa de corte, lo cual atenúa el efecto inducido por el CM. Se evidenció que la aplicación de un CM estático produce un incremento en la viscosidad de ambos fluidos, lo que conlleva una disminución del flujo volumétrico. En contraste, la aplicación de un campo oscilatorio generó una respuesta dual, logrando una aceleración del flujo únicamente bajo condiciones de baja frecuencia de CM (200 Hz y 0.226 A), tanto en la emulsión magnética como en la mezcla crudo/ferrofluido.Item Estudio de vigilancia tecnológica de los sistemas de cavitación hidrodinámica como alternativa para el tratamiento de aguas residuales(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-13) Maldonado Reyes, Angélica; Duarte Mantilla, María Mercedes; Morales Medina, Giovanni; Duarte Duarte, Diana Paola; Avellaneda Vargas, Fredy AugustoEste estudio de vigilancia tecnológica analizó diferentes sistemas de cavitación hidrodinámica (HC) como alternativa para el tratamiento de aguas residuales, con el objetivo de evaluar su eficiencia, escalabilidad y madurez tecnológica (TRL, por sus siglas en inglés Technology Readiness Level)). Los objetivos específicos incluyeron: revisar la literatura científica y patentes mediante el protocolo PRISMA para identificar los dispositivos más relevantes (Venturi, placa de orificio, rotatorios y diodo vórtice); contrastar su viabilidad técnica según parámetros operativos (presión, caudal, eficiencia); y determinar su nivel de desarrollo tecnológico (TRL 1–9) para aplicaciones industriales. La metodología combinó análisis bibliométrico y cualitativo. Se examinaron 506 artículos científicos de Scopus, Web of Science, PubMed y Taylor & Francis, junto con 50 registros de patentes de bases como Lens, cubriendo jurisdicciones clave (EE. UU., China, WIPO y Europa). El cribado sistemático se realizó con la herramienta Rayyan, aplicando los criterios PRISMA para seleccionar estudios relevantes, seguido de un análisis comparativo centrado en eficiencia de degradación, el tipo de agua y escalabilidad. Los TRL se asignaron según aplicando los criterios propuestos para tal fin por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia (Minciencias), permitiendo clasificar el grado de desarrollo de las distintas soluciones evaluadas. Los resultados revelaron que los dispositivos tipo diodo vórtice presentaron el mayor nivel de desarrollo (TRL ≥6) y logrando una reducción de hasta el un 85% de reducción de DQO en efluentes industriales, especialmente cuando se empleó aireación como técnica complementaria. En cuanto a los sistemas rotatorios (TRL 4) evidenciaron un desempeño sobresaliente en desinfección, logrando la eliminación completa (100%) de E. coli y E. faecalis en minutos. Los dispositivos Venturi (TRL 4–5) también mostraron altas eficiencias de degradación cuando se integraron con oxidantes, alcanzando rendimientos superiores al 90%. De igual forma, las placas de orificio (TRL 4–6) resultaron eficaces en aplicaciones de desinfección, con efectividades entre el 81% y el 92% en la inactivación de patógenos. No obstante, tanto los sistemas Venturi como las placas de orificio presentaron limitaciones en términos de escalabilidad, lo cual restringe su implementación a escenarios específicos o de menor escala. De esta manera, el estudio proporciona una visión integral del estado del arte en tecnologías de cavitación hidrodinámica aplicadas al tratamiento de aguas residuales, resaltando su eficiencia, nivel de madurez tecnológica y viabilidad de implementación. Los hallazgos permiten establecer criterios técnicos para seleccionar los dispositivos más adecuados según el tipo de efluente y los objetivos de tratamiento, contribuyendo así a orientar decisiones en I+D+i y estrategias de escalamiento industrial.Item Evaluación de la cavitación en el tratamiento de aguas de la industria cafetera con fines de reúso para AC Ingeniería Virtual(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-25) Patiño Guio, Angie Daniela; Hernández Hernández, Heidy Vanessa; Guerrero Amaya, Hernando; Álvarez Castro, Helver Crispiniano; Muvdi Nova, Carlos Jesus; Nabarlatz, Debora AlcidaEl tratamiento y reúso de las aguas residuales del beneficio húmedo del café representa un reto ambiental importante, pero también una oportunidad para fomentar prácticas sostenibles en la agroindustria. Este estudio, evaluó la eficiencia de la cavitación hidrodinámica rotativa asistida (ARHCR) como tecnología de tratamiento terciario orientada a la desinfección de aguas residuales provenientes del procesamiento del café. El análisis se centró especialmente en la reducción de Escherichia coli y en el cumplimiento de los parámetros fisicoquímicos exigidos por la normativa colombiana para vertimientos y reúso de agua. Para ello, se realizaron ensayos experimentales con sus respectivas réplicas, con variaciones en el número de pasadas del fluido por el sistema. Los resultados revelaron un aumento del pH lo que contribuye a mejorar la estabilidad y desinfección del sistema. En cuanto a la desinfección, se observó una reducción de Escherichia coli, con disminuciones promedio de 2 log y hasta 7 log (99-99.9999%), siendo el umbral aceptado por la OMS (3 a 6 log de reducción) para ser considerado un método eficaz y seguro de desinfección para el reúso del agua en aplicaciones como el riego agrícola no destinado al consumo humano. Este estudio demostró que la tecnología ARHCR es una alternativa eficiente, ambientalmente sostenible y alineada con la legislación vigente colombiana promoviendo el cierre de ciclos del agua y contribuyendo de manera significativa a mitigar el impacto ecológico asociado con la producción cafetera, abriendo nuevas perspectivas para la innovación tecnológica en el manejo del recurso hídrico agroindustrial.Item Estudio de Viabilidad para Incorporar Carbón Turba como Sustituto del Carbón Tradicional en un horno de Clinkerización de la Planta Cementos Argos en Río Claro(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-25) Montaña Barreto, Anny Karina; Morales Medina, Giovanni; annykarina09@outlook.es; Chaves Guerrero, Arlex; Morales Valencia, Edgar MauricioCementos Argos, ubicada en Río Claro, Antioquia, es líder en la producción de cemento y concreto en los mercados donde tiene presencia, siendo la mayor productora de cemento y concreto en Colombia. Con más de noventa años de trayectoria, la compañía ha contribuido al progreso del país, acercando regiones y generando mayor rentabilidad y confianza a través de sus inversiones. Este trabajo de grado se centró en evaluar la viabilidad de incorporar carbón "Turba" como sustituto parcial del carbón tradicional en el horno de clinkerización de la planta Cementos Argos en Rioclaro. Se analizó el impacto de esta nueva dosificación en las variables clave del proceso. La sustitución parcial de "Todomina" por "Turba" resulta inviable debido a su bajo poder calorífico (2,163 kcal/kg) y su elevado contenido de cenizas (67%), lo que genera un mayor volumen de gases y afecta negativamente la eficiencia del proceso. Además, las restricciones en el sistema de dosificación, con un límite de 20 ton/h para sistemas tipo Coriolis frente a los 30.7 ton/h necesarios para "Turba", sobrecargan los equipos, incrementando el consumo energético y elevando el costo de producción del clínker. Al comparar ambos carbones, se observa que "Turba" requiere casi tres veces más dosificación (30.7 ton/h frente a 10.34 ton/h de "Todomina"), lo que provoca un desequilibrio en el sistema de dosificación y compromete la estabilidad operativa.Item Implementación de material educativo computarizado (MEC) 2.0 para la enseñanza de cinética y diseño de fermentadores para la asignatura bioprocesos II en Ingeniería Química.(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-20) Rojas Pedraza, María Victoria; Calzada Barrera, Sharon Jhulieth; López Giraldo, Luis Javier; Rojas Pérez, Lilia Carolina; Lambis Benítez, Luis Enrique; López Contreras, Yuly FernandaEste trabajo tiene como objetivo principal diseñar e implementar un Material Educativo Computarizado (MEC) 2.0 en formato de Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA), orientado a la enseñanza del ajuste de parámetros cinéticos en procesos de catalizados por microorganismos y el diseño de fermentadores en la asignatura Bioprocesos II del programa de Ingeniería Química. Ante las dificultades comunes que presentan los estudiantes para comprender estos temas y hacer uso de herramientas computacionales para resolver los problemas planteados, se desarrolló un recurso didáctico digital en la plataforma Genially, que integra modelos interactivos, recursos gráficos, videos animados y una narrativa creativa con dinosaurios como elementos motivadores. La metodología empleada consistió en una fase de diseño instruccional basada en el modelo ADDIE (Análisis, Diseño, Desarrollo, Implementación y Evaluación), acompañada por una revisión bibliográfica exhaustiva sobre los contenidos clave: modelos de crecimiento celular, modelos estructurados y segregados, parámetros de diseño de fermentadores y fundamentos de cinética. Posteriormente, se construyó el OVA con un enfoque interactivo, aplicando principios de aprendizaje significativo y gamificación. Los resultados de la encuesta muestran una alta aceptación del OVA, con un 87% de los participantes valorándolo positivamente. Se destaca su utilidad para reforzar conceptos complejos, mejorar la comprensión de modelos cinéticos y favorecer el aprendizaje autónomo. En conclusión, el desarrollo del MEC 2.0 demuestra ser una herramienta pedagógica efectiva para apoyar la enseñanza de contenidos científicos avanzados, promoviendo el uso de tecnologías educativas innovadoras en el ámbito universitario.