Ingeniería Química

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Estado del arte del efecto de altas temperaturas en la estabilidad de fluidos de perforación geotérmicos.
(Universidad Industrial de Santander, 2024-03-07) Ortiz Camacho, Camila Fernanda; Ariza León, Emiliano; Peña Mateus, Jeimy Alejandra; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Morales Medina, Giovanny
La energía geotérmica podría definirse como el calor que puede ser extraído del interior de la tierra y convertido en electricidad, usado como balneario o como fuente de calor directo. Durante años la humanidad ha buscado energías que satisfagan la demanda mundial y generen el menor impacto ambiental posible, es allí donde cobra importancia la energía geotérmica, disponible en gran cantidad de lugares de todo el mundo como en zonas de actividad volcánica, zonas de falla o en formaciones geológicas con alta cantidad de material radiactivo. Para extraer tal energía es necesario realizar una perforación sobre la superficie hasta los reservorios geotérmicos, durante el proceso de perforación, se debe emplear fluidos que disminuyan la fricción entre las partes, arrastren los recortes, disminuyan la temperatura, reduzcan las pérdidas de circulación, controlen las presiones de fondo, entre otros. No obstante, tales fluidos suelen ser sometidos a condiciones extremas, como rocas abrasivas, ambientes corrosivos y altas temperaturas, por lo cual se debe garantizar que el fluido seleccionado mantenga sus propiedades a lo largo del tiempo de uso. Es bien sabido que los fluidos más empleados son los lodos a base de agua y bentonita, además, se agregan agentes de control de densidad y viscosidad, pero también pueden emplearse otros, tales como aire, fluidos a base aceite, espumas, polímeros, entre otras sustancias. Los polímeros, por ejemplo, ante los cambios de temperatura deben estar constantemente en observación, puesto que pueden degradarse, es por lo que deben ser formulados particularmente para cada reservorio. A pesar de que los lodos bentoníticos son los más empleados, su eficiencia podría ser mejor, los lodos base aceite presentan conflictos ambientales, mientras que los lodos de espuma y los aireados, requieren de gran cantidad de equipos para bombear el fluido. Particularmente, en Colombia se cuenta con algunos prospectos a ser explotados, sin embargo, se hace necesario llevar a cabo mayor investigación al respecto.
Desarrollo De Una Arcilla Modificada Para Su Empleo Como Adsorbente De Nitratos Y Fosfatos En El Tratamiento De Aguas Residuales Del Sector Agrícola
(Universidad Industrial de Santander, 2024-03-05) Rodríguez Camacho, Kelly Yohanna; Calderón Mejía, Lida Mercedes; Duarte Duarte, Diana Paola; Viejo Abrante, Fernando; Gómez Ramírez, Javier Enrique; Laverde Cataño, Dionicio Antonio
Los nitratos y fosfatos son contaminantes relevantes de las fuentes principales de agua potable en el mundo, esto debido a que los fertilizantes, constituidos principalmente por nitratos y fosfatos, son altamente solubles en agua. Dicha situación afecta de manera crítica los ecosistemas acuáticos, generando un impacto negativo sobre la seguridad alimentaria y la vida rural. Por tal razón, en el presente trabajo se modificó una arcilla para su empleo como adsorbente de nitratos y fosfatos en el tratamiento de aguas residuales del sector agrícola. Asimismo, se evaluó el efecto de dicha modificación en la capacidad de adsorción de nitratos y fosfatos en un medio simulado. Para ello, se modificó Bentonita con un precursor de nitrato de cerio. De igual modo, a los materiales adsorbentes desarrollados, se les realizó un tratamiento térmico y una debida caracterización, mediante BET, XRD, FTIR y SEM. La evaluación de la capacidad de la adsorción se realizó partiendo de las concentraciones de PO4-3 y NO3- obtenidas en una finca ubicada en el Socorro, Santander. Los resultados evidenciaron que la presencia de cerio en la superficie beneficiaba la adsorción de PO4-3 de manera proporcional a su concentración. El proceso de adsorción se modeló con la isoterma de Langmuir y se determinó una capacidad máxima de adsorción de 5.65 mg PO4-3/g. Además, se encontró que un aumento en la concentración inicial de PO4-3 favorecía tanto la adsorción de PO4-3 como la de NO3-. Finalmente, se concluyó que, a diferencia de otros materiales reportados en la literatura, el adsorbente desarrollado en este trabajo presenta buena selectividad para ambos aniones de interés.
Simulación y estudio de prefactibilidad técnico-económica de un tren de tratamiento de aguas de producción acoplando procesos electroquímicos
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Rueda Sarmiento, Cristian Giovanny; Melgarejo Martinez, Orlando Stick; Jaramillo Gutierrez, María Inés; Pedráza Avella, Julio Andrés
Los sistemas de tratamiento convencionales de aguas de producción están compuestos por unidades de separación por gravedad, unidades de flotación y sistemas de membranas. Sin embargo, la implementación de métodos de recobro químico dificultan el tratamiento mediante estas tecnologías debido a la carga contaminante que poseen las aguas provenientes de estos procesos de producción. Por lo anterior, el uso de tecnologías electroquímicas sobresale como una alternativa. La utilización de estas técnicas con el fin de remover contaminantes en aguas provenientes del recobro químico resulta promisoria por su versatilidad, automatización y compatibilidad con el ambiente. Se plantearon diferentes sistemas de tratamiento convencionales y se acoplaron estas tecnologías electroquímicas, para así realizar un análisis técnicoeconómico de su factibilidad de implementación. El acoplamiento de las tecnologías emergentes en electroquímica al tren de tratamiento de aguas de producción convencional es factible para aquellos sistemas que no tengan una alta complejidad en su esquema de proceso, es decir, que no tengan un gran número de unidades de tratamiento. Con base en el análisis CAPEXOPEX y las concentraciones finales de los diferentes trenes de tratamiento planteados mediante la herramienta computacional, se estableció que el método de disposición
Síntesis de catalizadores basados en plata y óxido de cerio dispersos en alumina para combustión catalítica de metano
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Aldana García, Liceth Paola; Mateus Calderon, Karen Vanessa; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Hernandez Maya, Mery Sheryll
Se estudió el efecto de la relación molar de plata y cerio en catalizadores soportados en alúmina, sobre la conversión y selectividad en reacciones de combustión de metano. Para esto, se diseñó un método de síntesis de los catalizadores con etapas secuenciales de impregnación de Ce y Ag sobre alúmina y calcinación, que permitiera la determinación experimental de las condiciones de síntesis en cada etapa. En total se prepararon cinco catalizadores variando la fracción molar de Ag y Ce soportados en alúmina siendo estos: Ce1/Al2O3, Ag1/Al2O3, Ag0.21Ce0.79/Al2O3, Ag0.43Ce0.57/Al2O3 y Ag0.64Ce0.36/Al2O3. La caracterización se realizó mediante titulación potenciométrica para determinar grupos hidroxilos disponibles en superficie, análisis termogravimétrico (TGA) para conocer las condiciones del tratamiento térmico requerido, fisisorción de N2 para estimar el área superficial, difracción de rayos (XRD) para estudiar la estructura cristalina de Ag y Ce presente en los catalizadores y reducción a temperatura programada (H2TPR) para conocer especies reducidas. Se observó que la conversión más alta se alcanza con el catalizador que presenta menor contenido de Ag y mayor contenido de Ce, con una conversión de metano de 61.6% y selectividad de CO2 de 0.96. Teniendo en cuenta las caracterizaciones realizadas, se puede inferir que la actividad catalítica está directamente relacionada con la dispersión de Ag en CeO2.
Self-cleaning coatings for transparent glass: a systematic review
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Carvajal Gelves, Juan Sebastian; Torres Martinez, Francisco Jose; Viejo Abrante, Fernando; Rueda Reyes, Laura Marcela
En los últimos años, el desarrollo de recubrimientos superhidrofóbicos autolimpiantes sobre vidrios transparentes ha sido un tema de gran interés debido a su amplia gama de aplicaciones que van desde fachadas de edificios hasta paneles solares. La implementación de esta tecnología permite reducir los gastos de mantenimiento asociados a la limpieza de estos dispositivos, además de mejorar su desempeño óptico. Esta revisión sistemática se realizó con el fin de identificar las tendencias y limitaciones actuales de esta tecnología, siguiendo los lineamientos relacionados con estudios sistemáticos del protocolo Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA). La recolección de información fue conducida en 5 bases de datos disponibles dentro de los recursos de la UIS: Web of Science (WOS), Scopus, Taylor & Francis, Springer, and ACS Publications. La filtración de los estudios pertinentes se llevó a cabo bajo 9 criterios de exclusión. En esta revisión, se lograron clasificar las técnicas de fabricación de 175 artículos en 3 categorías principalmente: Bottom-up, Top-down y la combinación de ambas aproximaciones. Posteriormente, se realizó un análisis comparativo de los métodos encontrados en función de 3 parámetros de gran interés identificados en la literatura: el desarrollo de procesos económicamente sostenibles y escalables, la capacidad de producir recubrimientos estables y duraderos para aplicaciones exteriores, y la incorporación de procesos más ambientalmente amigables. Luego, se abordaron los principales pretratamientos y postratamientos complementarios para alcanzar la propiedad autolimpiante deseada. Finalmente se presenta una discusión sobre el panorama actual de este tipo de recubrimientos recapitulando las tendencias científicas y exponiendo desafíos emergentes.
Plan de negocio para la elaboración y comercialización de jabones artesanales adicionados con extractos naturales, con propiedades relajantes y cosméticas
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Torres Pérez, Ingrid Carolina; Moncada Morales, Paula Andrea; Barajas Ferreira, Crisostomo; Castro Castaño, Ginna Paola
El presente proyecto describe un modelo de negocio para la creación de la empresa Natural PI, dedicada a la elaboración y comercialización de jabones artesanales adicionados con extractos naturales, con propiedades relajantes y cosméticas, iniciativa que pretende concientizar e incentivar a la sociedad sobre los beneficios y ventajas que acarrea el uso de productos cosméticos con aditivos naturales en los cuidados de la piel , que además de ser amigable con el medio ambiente , favorece el mercado Colombiano al ser un producto fabricado netamente con insumos extraídos de nuestra biodiversidad. Para establecer la finalidad del proyecto se realizaron cuatro estudios: el de mercado, el técnico, el organizacional y el financiero, los cuales ayudaron a caracterizar componentes esenciales como lo son los clientes potenciales y la competencia, los aspectos legales y constitucionales, la estructura operacional y rentabilidad por escenarios de la empresa. Este negocio pretende generar eficiencia financiera y crecimiento sostenido por medio de la innovación tanto en la formulación como en los ingredientes naturales con uso cosmético y la garantía de un proceso manual que cuida de cada detalle. Desde el primer año se proyecta una utilidad operacional del 11% que va aumentando al cierre de cada año
Revisión de los métodos químicos aplicados a residuos de EPS
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Palencia Ruiz, Yeimy Gisela; Villabona Rangel, Dany Marcela; Morales Medina, Giovanni
Esta revisión bibliográfica tuvo como propósito evaluar el impacto de los métodos químicos empleados para el aprovechamiento de residuos de poliestireno expandido (EPS), a nivel mundial desde 2010 hasta el presente. Para ello se realizó la búsqueda de información por medio de palabras claves definidas con anterioridad, cuyo propósito era buscar la mayor cantidad de documentos para luego hacer una selección con filtros establecidos. Se inició con un total de 413 documentos, cuya cifra se redujo a 193 una vez fueron excluidas las repeticiones por título de documento. Adicionalmente, tal cifra disminuyó a 42, correspondiente a aquellos archivos que presentaron en su abstract específicamente el uso de un método químico. Luego, se procedió a la identificación de las líneas de desarrollo aplicadas a residuos de EPS, las cuales fueron tres: tratamiento con catalizadores (degradación catalítica, reacciones de Friedel Crafts, reacciones de sulfonación y reacción de acetilación); pirólisis (en atmósfera de nitrógeno, de argón, de aire, asistida por microondas y por catalizadores); reacciones químicas sin el uso de catalizadores (sulfonación, acetilación, nitración, isomerización, polimerización). Finalmente, se procedió a la descripción de los procedimientos realizados, su validación experimental, la información de seguridad de los principales materiales utilizados, las aplicaciones de los productos obtenidos y el enfoque de aplicación a nivel laboratorio o escalable a industrial
Preparación de películas delgadas a partir de soluciones de titanil sulfato para la degradación de cianuro y producción de hidrogeno
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Diaz Castellanos, Leidy Karina; Gomez Betin, Jorge Javier; Pedráza Avella, Julio Andrés; Vazquez Samperio, Juvencio
Mediante tecnologías fotocatalíticas es posible degradar cianuro y además en simultáneo obtener la evolución de hidrógeno, gas empleado como combustible o reactivo en procesos químicos industriales. El TiO2 es empleado actividades fotocatalíticas. Sin embargo, su ancho de banda (band gap) entre 3 y 3.23 eV hace que requiera la aplicación de luz en un rango UV, por tanto, es importante realizar dopajes con metales de transición con el propósito de disminuir su band gap. En el presente trabajo se muestra la fabricación de películas delgadas por la técnica de spin coating utilizando licores de titanil sulfato (TiOSO4) los cuales fueron obtenidos mediante la molienda de alta energía del mineral ilmenita con ácido sulfúrico (H2SO4) a diferentes concentraciones (25%v/v, 50%v/v y 75%v/v). Los recubrimientos mediante un tratamiento térmico de 400 °C durante 4 horas bajo una atmósfera de aire. Los electrodos modificados fueron caracterizados por difracción de rayos X, espectroscopía UVvis y técnicas electroquímicas. La caracterización por difracción de rayos X mostró la presencia de diferentes fases cristalinas: TiO2, Fe2O3, FeTiO3 y Fe2TiO5, en función de la concentración de H2SO4 utilizada en el tratamiento. Los valores de la banda plana estimados para las películas de 10 capas fueron 0.401V, 0.515V y 0.521V para una concentración de 25%, 50% y 75% de H2SO4, respectivamente. La película delgada 25AS10 presentó una capacitancia de doble capa de 6.359 nF.cm2, un valor de banda plana de 0,401V. La evaluación fotoelectroquímica en tres electrodos mostró que el electrodo 25AS10 presentó una degradación de 23.42% por un tiempo de 45 minutos bajo un potencial de 1.15V. Por último, en una celda de dos electrodos se evaluó la producción hidrógeno y degradación de cianuro simultáneo, en donde se obtuvo un 6.05% de degradación y una producción de hidrógeno de 1104 ppm durante 45 minutos y potencial de 4.5V.
Plan de negocios para la creación de una empresa enfocada en el diseño, producción y comercialización de maquinaria para plantas de asfalto en la ciudad de Tunja
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Contreras Viasus, Hiby Johana; Rodríguez Barrera, Jeisson Fabian; Pinzón Frías, Andrea Yiseth
El presente plan de negocios se realiza con el interés de evaluar la posibilidad de crear una empresa enfocada en el diseño, producción y comercialización de maquinaria para plantas de asfalto en la ciudad de Tunja. El plan de negocios comienza con una descripción de manera general cuáles serían las actividades que podría realizar, además de observar debilidades, fortalezas que están descritas en el análisis DOFA; Como segunda sección se tiene el modelo de negocios CANVAS que permitió determinar los aspectos clave del negocio e identificar las deficiencias, junto con una descripción de los servicios y productos que podría ofrecer la empresa. El estudio técnico se enfocó en determinar la metodología para realizar cotizaciones teniendo en cuenta el costo de la materia prima y el tiempo de fabricación, por último, se realizó un caso estudio de un filtro de mangas para una planta de asfalto, con el cual se logra evidenciar el uso de la metodología desarrollada anteriormente.
Revisión del uso del rastrojo de piña( ananas comosus) como materia prima para su aprovechamiento a nivel piloto e industrial
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Ferreira García, Daniela Del Pilar; Garcia Perez, Diego Alejandro; Morales Medina, Giovanni
Se llevó a cabo una bibliometría acerca del uso de residuos de la planta de piña (rastrojo) para su aprovechamiento a nivel piloto e industrial, siguiendo una metodología de 6 pasos: búsqueda bibliográfica, clasificación de documentos e índices bibliográficos, identificación de los temas o líneas de desarrollo, selección de documentos, lectura y análisis y elaboración de tabla comparativa. Se recopilaron 161 artículos en donde se filtró por número de citaciones, país, año y base de datos; 77 artículos que conforman los temas o líneas de desarrollo; como principales resultados, se identificó el uso del tallo de piña como adsorbente para remoción de colorantes en soluciones acuosas y extracción de bromelina, también el uso de las hojas para producción de textiles y de biocombustibles. Los métodos de producción fueron en el caso del tallo mediante cortes en pequeñas piezas de este para luego ser secado y molido para obtener partículas capaces de actuar como adsorbente o filtración centrifugación y secado para el caso de la bromelina. La utilización de las fibras de la planta para producción de textiles se tiene que se produce hilo mediante la obtención de la fibra a partir de las hojas, se aplica un pretratamiento para luego aplicar una emulsión de aceite de castor y agua para que al procesarlas por una maquina suavizadora se produzca el hilo textil. La utilización de las hojas como catalizador el cual se obtiene por el corte y pulverización de las hojas para luego ser calcinadas, estas son usadas en el proceso de transesterificación donde se produce el biodiesel, el catalizador se separó por medio de un proceso de centrifugación y lavado con una solución de cloruro de sodio y n-hexano para ser reusado. En Santander los grupos que podrían investigar al respecto pertenecen a la UIS, USTA y UPB.
Estudio de prefactibilidad técnico-económica del acoplamiento de tecnologías electroquímicas al tren de tratamiento de aguas de producción provenientes del recobro químico
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Melgarejo Martínez, Orlando Stick; Rueda Sarmiento, Cristian Giovanny; Jaramillo Gutierrez, Maria Ines; Pedraza Avella, Julio Andrés
Los sistemas de tratamiento convencionales de aguas de producción están compuestos por unidades de separación por gravedad, unidades de flotación y sistemas de membranas. Sin embargo, la implementación de métodos de recobro químico dificultan el tratamiento mediante estas tecnologías debido a la carga contaminante que poseen las aguas provenientes de estos procesos de producción. Por lo anterior, el uso de tecnologías electroquímicas sobresale como una alternativa. La utilización de estas técnicas con el fin de remover contaminantes en aguas provenientes del recobro químico resulta promisoria por su versatilidad, automatización y compatibilidad con el ambiente. Se plantearon diferentes sistemas de tratamiento convencionales y se acoplaron estas tecnologías electroquímicas, para así realizar un análisis técnicoeconómico de su factibilidad de implementación. El acoplamiento de las tecnologías emergentes en electroquímica al tren de tratamiento de aguas de producción convencional es factible para aquellos sistemas que no tengan una alta complejidad en su esquema de proceso, es decir, que no tengan un gran número de unidades de tratamiento. Con base en el análisis CAPEXOPEX y las concentraciones finales de los diferentes trenes de tratamiento planteados mediante la herramienta computacional, se estableció que el método de disposición adecuado
Estudio conceptual para la adecuación de una estación de almacenamiento y despacho de glp, caso de estudio
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Rodríguez Vargas, Wilmer Alexis; Quintero Vargas, Alejandra; Godoy Ruíz, Carlos Augusto; Guerrero Amaya, Hernando
En la siguiente investigación se llevó a cabo el estudio conceptual para la adecuación de la facilidad de recibo de gas licuado del petróleo (GLP) proveniente de carro cisterna a la estación de productos blancos PY; la metodología usada se basó en recopilar información referente al estado y funcionamiento actual de la estación, lo cual fue evidenciado en un diagrama de flujo de proceso, por otra parte, se realizó una búsqueda bibliográfica de la normatividad vigente aplicable al caso de estudio con la cual fue posible determinar que las condiciones actuales de la estación cumplían con cierto porcentaje de los requisitos técnicos mínimos para un correcto y seguro funcionamiento, además aplicando la normatividad consultada y los conocimientos ingenieriles se definieron los equipos y sus características necesarias para ser implementados en la estación. Finalmente, con base en la información técnica disponible de la estación de productos blancos PY, se pudo establecer la facilidad y los valores estimados a las variables de proceso que permiten realizar la extracción de GLP desde un carro cisterna hacia el tanque de almacenamiento, por lo cual, se realizó un nuevo diagrama de flujo de proceso en donde se estructuraron las
Elaboración de un material educativo computarizado para la asignatura análisis de procesos de la Universidad Industrial de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2021) García Mora, Silvia Juliana; Luna Osorio, Sebastian Andrés; López Giraldo, Luis Javier; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso
Se desarrolló un Material Educativo Computarizado (MEC) dirigido a los estudiantes que cursan la asignatura de Análisis de Procesos de la escuela de Ingeniería Química, de manera que complemente el desarrollo del curso y a los materiales educativos existentes, mejorando el proceso de enseñanza y de aprendizaje. Los módulos que contiene el MEC son los siguientes: estudio de mercados, servicios industriales, diseño de plantas, optimización y estudio financiero; por otra parte, el material se plantea como una página web que contiene tres secciones que abarcan cada uno de los módulos del MEC: teoría, práctica y recursos. La teoría complementa los temas vistos en clase, en la sección de práctica se proponen ejercicios, y la sección de recursos se incluyen elementos que les facilita a los estudiantes el desarrollo de los proyectos semestrales como: guías, videos, libros y herramientas de cálculo. Por otro lado, el MEC se elaboró mediante metodologías ágiles para el desarrollo del software, en el cual se comienza por una fase de estudio, donde se realizó una investigación a la población objetivo y de las estrategias metodológicas existentes. Posteriormente, la fase de elaboración, en donde se desarrolla y diseña el material, esto seguido de unas pruebas progresivas realizadas junto con una muestra de estudiantes. Por último, se llevó a cabo la fase de publicación, la cual da como resultado presentar el material en línea. Asimismo, se hace énfasis en el estudio de teorías de aprendizaje para lograr un buen ambiente educativo, y la usabilidad para que los usuarios puedan interactuar con el material de una manera fácil, cómoda e intuitiva. Del proyecto se concluyó, que el MEC cumple la función de material complementario a la asignatura de Análisis de procesos, que junto con la guía del profesor permitirá un proceso de enseñanzaaprendizaje más efectivo.
Membranes for separation of ethanol-water mixtures via pervaporation: a systematic review
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Criado Bayona, Harvey; Duarte Duarte, Diana Paola; Viejo Abrante, Fernando
En este trabajo se realizó una revisión sistemática acerca de las membranas más adecuadas para su uso en separación de mezclas etanolagua por pervaporación. La definición de la pregunta de investigación se realizó mediante la estrategia Population/Outcomes de dos elementos. La búsqueda y clasificación de la información se realizó de acuerdo con el protocolo PRISMA. Se realizó un análisis bibliométrico para obtener un panorama acerca del número de artículos publicados y citados por año, autores más relevantes, países y revistas con mayor número de publicaciones. Se analizaron los avances, desarrollos y desafíos en materiales para síntesis de membranas utilizadas para deshidratación de etanol mediante pervaporación. Se pudo concluir que el uso de materiales orgánicos con adición de inorgánicos, ya sea en matriz compuesta o híbrida, es el enfoque de síntesis a futuro. Se estudiaron los efectos de los parámetros de operación en el rendimiento de las membranas, clasificándolas según su mecanismo de afinidad con el agua, concluyendo que la concentración de etanol en la alimentación afecta tanto al flux como al factor de separación, y lo hace según el mecanismo de afinidad con el agua. Por otra parte, se concluyó que el aumento de la temperatura favorece el flux de la membrana, pero reduce su factor de separación tanto para membranas hidrofílicas como hidrofóbicas
Estudio conceptual de los sistemas de separación por coalescencia para corrientes de gas natural: caso de estudio
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Monsalve García, Angie Lizeth; Ramirez Argumedo, Neil Arnstrong; Godoy Ruíz, Carlos Augusto; Guerrero Amaya, Hernando
La presente investigación tiene como objetivo realizar una conceptualización sobre los diferentes sistemas de separación por coalescencia para la remoción de hidrocarburos pesados del gas natural, a fin de evidenciar los nuevos desarrollos tecnológicos que se han implementado. Para realizar la búsqueda se utilizaron las bases de datos proporcionadas por la universidad y, a partir de la información recopilada, se analizaron los diferentes factores que se deben tener en cuenta al momento de seleccionar un arreglo mecánico, entre esos se encuentra la eficiencia de eliminación de gotas, la capacidad del gas, el manejo de líquidos, entre otros. Acto seguido, se llevó a cabo la caracterización del sistema actual de remoción de hidrocarburos licuables con la ayuda de la información proporcionada por la compañía del caso de estudio. Teniendo en cuenta lo anterior, se escogió el dispositivo, es decir, el eliminador de niebla, con la configuración de un arreglo de paletas seguido de uno de malla, ya que a consideración es el más efectivo en la recuperación de los nalmente, con base en la literatura asociada se plantearon 3 alternativas de diseños que podrían ser adaptados al sistema de separación del caso de estudio
Efecto de las condciones de pretratamiento de la macroalga dictyota dichotoma sobre la producción de azúcares reductores
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Hernández Barrientos, Karen Melissa; Blandino Garrido, Ana; López Giraldo, Luis Javier
Dictyota Dichotoma, es un alga parda considerada como una materia prima adecuada para la producción de azúcares reductores, ya que este tipo de algas son conocidas por sus polisacáridos naturales que se utilizan ampliamente en los campos de la tecnología de los alimentos, la biotecnología, la microbiología e incluso la medicina (Kim, Chae-Hwan, & Sung-Wan, 2015). Este estudio analiza la producción de azúcares reductores resultado de la hidrólisis enzimática del alga pretratada químicamente variando las concentraciones de ácido y tiempo de contacto. A la condición de 0.5N de HCl y 20 min, utilizando una relación sólido-líquido de 4.3% (p/v) de biomasa algal, se produjo la mayor cantidad de azúcares reductores con un total de 0.382 g/ g alga (10.43 g/L) de los cuales 0.135 g glucosa/ g alga (3.06 g/L) son de y una productividad en la hidrólisis enzimática de 18.64 mg/g*h. Los resultados obtenidos han permitido determinar que se consiguen mayores rendimientos del proceso cuando las condiciones son menos drásticas, es decir, a mayor concentración de ácido empleada es necesario un menor tiempo de contacto, de lo contrario aumenta la posibilidad de que aparezcan subproductos inhibidores que pueden afectar las siguientes etapas del proceso o los posibles usos de los hidrolizados (Wu & Jane-Yii, 2014).
El lactosuero: ¿ un desecho para la recuperación de zinc y manganeso a partir de pilas zinc-carbono y alcalinas agotadas ?
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Marín Diaz, Anna Juliana; Herrera Osorio, Mayra Sofia; Nabarlatz, Debora Alcida; Delvasto Angarita, Pedro Luis
En la actualidad persiste la incorrecta disposición final de los residuos de pilas alcalinas y de zinccarbono, por esto diversos estudios se han enfocado en los diferentes procesos de recuperación de minerales de pilas usadas y su posterior reutilización. En este trabajo se estudió la estrategia de reutilización del lactosuero como agente lixiviante y reductor en los procesos de lixiviación del Zn y Mn presentes en las pilas. Para esto se realizó una revisión bibliográfica enfocada en la determinación de las características químicas del lactosuero, así como de los agentes reductores y lixiviantes comúnmente usados para la recuperación de estos metales, con el fin de determinar las características necesarias para el uso del lactosuero para esta aplicación. El uso del lactosuero se evaluó mediante simulaciones en los programas Phreeqc y Phreeplot, de distintos escenarios de lixiviación utilizando 50, 100 y 200 g de pila alcalina con 1000 ml de lactosuero y una solución de ácido sulfúrico al 50% p/p a 60°C. Los resultados mostraron que el efecto más importante de los componentes del lactosuero lo tuvo la glucosa (obtenida a partir de la hidrólisis de la lactosa), dado que actúa como agente reductor del Mn. Finalmente se propone un proceso de lixiviación en dos etapas, donde en una primera etapa se disuelve totalmente el ZnO a pH 5,59 utilizando una solución de ácido sulfúrico al 50% p/p; mientras que, en la segunda etapa, el sólido resultante se pone en contacto con una solución de ácido sulfúrico (50% p/p) junto con lactosuero pretratado, disolviendo totalmente el MnO2 a pH 2,77.
Efecto del grabado químico en el desarrollo de sistemas superhidrofobicos sobre la aleación aa7075 para aplicaciones aeronáuticas
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Tellez Gonzalez, Paula Andrea; Perez Rivera, Julissa Andrea; Viejo Abrante, Fernando; Rueda Reyes, Laura Marcela; Coy Echeverría, Ana Emilse
La acumulación de hielo en las aeronaves ocurre cuando las gotas de agua microscópicas impactan el avión durante el vuelo y se convierten en una capa de hielo; para reducir o retrasar su aditivos que tienen un impacto ambiental grave ya que se degradan lentamente en el ambiente o producen subproductos tóxicos. Una alternativa para mitigar el impacto de estas metodologías es el diseño de sistemas superficiales superhidrofóbicos, con el fin de evitar que las gotas de agua se adhieran a la superficie. Esta investigación evalúa el efecto de un grabado químico a diferentes tiempos y temperaturas seguido de la síntesis y deposición de recubrimientos híbridos solgel base TEOSGPTMS a diferentes tiempos de envejecimiento por medio de la técnica dipcoating y spraycoating, se caracterizaron tanto el material base como los recubrimientos depositados por SEMEDX, evaluando la resistencia a la corrosión por ensayos de polarización anódica potenciodinámica y la mojabilidad por medición del ángulo de contacto. Con los resultados obtenidos se concluye que el desempeño de los recubrimientos se ven influenciados directamente por el pretratamiento químico, ya que genera la disolución de partículas intermetálicas favoreciendo el comportamiento frente a la corrosión y disminuyendo el grado de humectabilidad de la superficie con el incremento en el tiempo de grabado, esto se refleja principalmente con la técnica spray coating que logra aumentar la resistencia contra la corrosión y el ángulo de contacto, parámetros importantes en el desarrollo de sistemas superhidrofóbicos. Sin embargo, debe mantenerse un método de deposición y tiempo de envejecimiento adecuado para evitar defectos en las películas híbridas. En este sentido, esta investigación logra una base para continuar con el estudio de sistemas superhidrofóbicos para aplicaciones aeronáuticas
Alternativas de modificación superficial del mineral ilmenita, para el incremento de su actividad foto catalítica
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Vera Peña, Jennifer Ximena; Oñate Castro, Shirly de Jesus; Pedráza Avella, Julio Andrés; Cañas Martínez, Diana Marcela
La modificación superficial de los minerales mediante diversos métodos, como: la molienda dealta energía, la disolución ácida, el pretratamiento por microondas y/o ultrasonido; permitenmejorar de forma significativa las propiedades fisicoquímicas de la superficie, y resultan ser unamanera útil, viable y relevante para favorecer el desempeño fotocatalitico de los materialessemiconductores, en este caso del mineral ilmenita (FeTiO3). Dichos métodos promueven mayorcantidad de sitios activos, evitan la recombinación del par electrón-hueco, extienden el rango deabsorción de luz del fotocatalizador hacia la región del espectro visible, ajustan el área superficialy el ancho de banda prohibida (Ez). Por lo anterior, tras la revisión bibliográfica se analizaron lostipos de modificación superficial del mineral ilmenita (cambios en las propiedades ácido-base,cambio en las propiedades electrónicas, aumento del área superficial y la influencia de los defectossuperficiales) y se describieron los métodos empleados para ello, con el fin de proporcionar unavisión general sobre los avances en esta línea de investigación aún en auge, para su aplicación enla reducción de CO», generación de H2 y degradación de contaminantes mediante la fotocatálisisheterogénea. Adicionalmente, se presentaron los resultados de algunas publicaciones que guardan relación conlos tipos de modificación superficial identificados y que fueron evaluados en otros materialessemiconductores, como marco de referencia para futuros trabajos de investigación donde seaempleada la ilmenita ya sea en su forma natural o sintética.
Simulación de un clarificador secundario del proceso de una planta de tratamiento de aguas residuales usando fluido dinámico computacional
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Arias Ortiz, Silvia Alejandra; Guerrero Amaya, Hernando
Los clarificadores secundarios son muy utilizados en los tratamientos de aguas residuales provenientes de empresas, industrias, domésticas o de agricultura. No obstante, han sido poco empleados en modelos de software de flujo dinámico y en consecuencia son pocos los estudios donde se desarrollen aplicaciones para clarificar aguas residuales con un modelo 3D empleando software con comportamiento fluido dinámico (con sus siglas CFD) e influencia en la una geometría con dimensiones a escala real. Por lo tanto, este trabajo presenta el desarrollo de un modelo computacional con la herramienta ANSYSFLUENT® Academic, la cual muestra el comportamiento del fluido dentro de la unidad de clarificación secundaria. El análisis CFD es trabajado con el objetivo de predecir si con los datos, los métodos suministrados al sistema y la velocidad encontrada se pueden revelar resultados en donde se logre que los sólidos encontrados en el efluente puedan sedimentarse al fondo del tanque. Para el análisis del CFD del clarificador secundario se establecieron condiciones de contorno: caudal, velocidad, material y sus propiedades y tiempo del proceso aplicados a la superficie de entrada. También se estudian los elementos de discretización de la malla en la geometría del clarificador secundario. Los resultados obtenidos se analizaron mediante contornos y gráficas de velocidad donde se mostró que con un número de iteración y tiempo el sistema se estabiliza y muestra cómo la distribución de la velocidad en el clarificador permite una sedimentación eficiente.

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