Ingeniería Química
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Item Evaluación del impacto de un sistema de reducción de impurezas en la demanda química de oxígeno (DQO) y la concentración de cloruros en los efluentes de la planta de beneficio Palmas del Cesar S.A(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-26) Jerez Bedoya, Henry Leonardo; Sandoval Correa, Andrea Paola; Tovar Romero, David Santiago; Viejo Abrante, Fernando; Barajas Ferreira, CrisóstomoEl objetivo del estudio fue evaluar el impacto de un sistema de reducción de impurezas (SRI) en la demanda química de oxígeno (DQO) y la concentración de cloruros en los efluentes de la planta de beneficio Palmas del Cesar. Para ello, se plantearon dos tratamientos experimentales: el tratamiento 1, que no empleó el SRI, y el tratamiento 2, que incorporó este sistema. Las muestras se tomaron de los efluentes de la planta extractora Palmas del Cesar S.A., y se realizaron determinaciones empleando los métodos SM-5220 C para DQO y argentométrico para cloruros, garantizando precisión y reproducibilidad. El análisis estadístico se llevó a cabo con el software RStudio, utilizando diagramas de caja y bigotes para visualizar las diferencias entre los tratamientos. Los resultados mostraron una disminución del 10,07% en la DQO, con promedios que pasaron de 82501 mg O₂/L en el tratamiento 1 a 74193 mg O₂/L en el tratamiento 2. Así mismo, se observó una reducción del 8,93% en la concentración promedio de cloruros, que pasó de 2038,10 mg Cl-/L en el tratamiento 1 a 1856 mg Cl-/L en el tratamiento 2. Estas reducciones evidencian el impacto positivo del SRI en la mejora de la calidad de los efluentes. En conclusión, la implementación del SRI contribuyó significativamente a disminuir los cloruros y la carga orgánica, facilitando su remoción en los sistemas de tratamiento posteriores antes del vertimiento a fuentes hídricas y cumpliendo con los requisitos establecidos en la Resolución 0631 de 2015. Esto confirma su viabilidad como una alternativa económica y eficiente para optimizar la gestión ambiental en plantas extractoras de aceite de palma.Item Evaluación preliminar de sistema de captura de CO2 mediante pellets de biochart, de emisiones generadas por la coquización de carbones(Universidad Industrial de Santander, 2025-03-05) Bedoya Sierra, Deymer Damian; Almeida Mantilla, Andres Leonardo; Pardave Livia, Walter; Delvasto Angarita, Pedro Luis; deymer_00@hotmail.com; Pedraza Avella, Julio Andres; Viejo Abrante, FernandoEl aumento de las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) generado por procesos industriales como la coquización de carbones representa un desafío ambiental significativo. Este proyecto busca evaluar la eficiencia de un sistema de captura de CO₂ basado en pellets de biochart, un material carbonoso derivado de la pirólisis de biomasa, reconocido por su alta porosidad y capacidad de adsorción. Para ello, se diseñó un montaje experimental que incluye un reactor de acero al carbón, un sistema de tuberías de cobre, una columna de lecho fijo de biochart y un medidor de calidad de aire para registrar las concentraciones de CO₂. Se llevaron a cabo pruebas controladas variando condiciones de operación clave, como la temperatura de coquización (450 °C y 600 °C) y la configuración del lecho fijo en la columna, evaluando alturas de 5 cm y 10 cm. Los resultados mostraron que la eficiencia de captura de CO₂ alcanzó un máximo del 55,65 % en condiciones de 450 °C y una altura de lecho de 10 cm, mientras que a 600 °C se observó una disminución en la eficiencia debido a la mayor producción de CO₂ y la posible saturación del material adsorbente. Estas pruebas destacaron la influencia significativa de las variables operativas en el rendimiento del sistema. Este estudio sienta las bases para la optimización de tecnologías de captura de carbono aplicables en procesos industriales, contribuyendo al desarrollo de soluciones sostenibles que mitiguen el impacto ambiental del cambio climático.Item ESTRATEGIA DE CONTROL FEEDBACK PARA UN REACTOR DE METANACIÓN: ANÁLISIS MEDIANTE SIMULACIÓN CON ASPEN HYSYS(Universidad Industrial de Santander, 2025-01-30) Jimenez Aguirre, Eliana Paola; Morales Medina, Giovanni; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, ViatcheslavDescripción: El documento presenta un estudio sobre la implementación de una estrategia de control feedback para un reactor de metanación utilizando simulación en Aspen HYSYS. Este proceso convierte dióxido de carbono (CO₂) e hidrógeno (H₂) en metano (CH₄), contribuyendo al almacenamiento de energía renovable y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. La investigación aborda tres objetivos específicos: desarrollar un modelo base en estado estacionario, verificar las respuestas del sistema en lazo abierto ante perturbaciones y comparar el desempeño con y sin lazo de control feedback. El modelo base incluyó cuatro reactores PFR en serie, cada uno con intercambiadores de calor y separadores de agua, proporcionando condiciones iniciales que garantizaron una conversión acumulativa de hasta el 96 %. En simulación dinámica en lazo abierto, el sistema mostró tiempos de estabilización entre 80 y 325 minutos bajo perturbaciones como cambios en flujo, temperatura y relación H2/CO2, destacando la necesidad de un control activo para mejorar la estabilidad. El lazo de control feedback mejoró significativamente la estabilidad y la precisión del sistema, especialmente al manejar cambios en la entrada de reactivos. Sin embargo, en condiciones base, el tiempo de estabilización fue de 3836 minutos, evidenciando limitaciones en el diseño del lazo de control. Este análisis subrayó la importancia de optimizar las estrategias de control para equilibrar eficiencia, estabilidad y tiempos de respuesta. En conclusión, la simulación demostró la efectividad de un esquema de control feedback para estabilizar procesos exotérmicos como la metanación, mostrando su potencial para aplicaciones industriales en generación de combustibles sintéticos. Se recomienda ajustar los parámetros del lazo de control y realizar validaciones experimentales para mejorar aún más el desempeño del sistema.Item Evaluación del estado de las salvaguardas de un escenario de alta consecuencia en la estación de petróleo y gas La Cañada Norte perteneciente a la empresa Hocol S.A(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-23) Arrieta Parada, César Augusto; Parra Cárdenas, Eliana María; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Castro Rodriguez, Juan Carlos; Escalante Hernández, Humberto; Mercado Ojeda, Ronald AlfonsoEste trabajo consiste en evaluar el estado de las medidas de prevención y mitigación en escenarios de alta consecuencia que buscan evitar que los peligros por pérdidas no controladas de sustancias peligrosas en la estación de petróleo y gas La Cañada Norte, ubicada en el departamento de Huila, Colombia, se conviertan en incidentes. La evaluación se realizó mediante una metodología que incluye: 1) Identificación del sistema, 2) Selección y desarrollo de un enfoque para el análisis de riesgos y peligros de proceso, centrado en la identificación de escenarios de alta consecuencia, 3) Validación y verificación de las salvaguardas en dichos escenarios, y 4) Diseño de una herramienta como aplicativo móvil para la revisión de las salvaguardas.Item Análisis del efecto de la adición de co-sustratos sobre el proceso y la calidad del producto del compostaje de estiércol de pollo(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-28) Piamonte Martinez, Ferney Leonardo; Miramón Camargo, Daniela Cristina; Oviedo Ocaña, Edgar Ricardo; Sánchez Torres, Viviana; Ríos Mercado, María Fernanda; Rojas Pérez, Lilia Carolina; Guevara Lastre, Cesar AugustoLa gestión inadecuada del estiércol de pollo (EP) como apoyo a la fertilización para el cultivo de cebolla de rama (CR) en el páramo de Berlín genera impactos en la calidad de los suelos y fuentes de agua en el ecosistema. El co-compostaje de EP se presenta como una alternativa sostenible para el manejo de dichos residuos orgánicos. En este proyecto se analizará el efecto de la adición de co-sustratos durante el proceso de co-compostaje para la transformación de estos residuos en un producto útil capaz de minimizar los impactos negativos consecuentes de dichas prácticas agrícolas. Para tal fin, se definieron tres tratamientos (porcentaje en peso húmedo): T1= 62 % EP, 23 % residuos de CR, 14 % aserrín (As) y 1 % roca fosfórica (RF); T2= 67 % EP, 22 % residuos de alimentos (RA), 10 % As y 1 % RF; T3= 65 % EP, 19 % estiércol bovino (EB), 15 % As y 1 % RF. El análisis del comportamiento del proceso de compostaje se hizo mediante la medición de parámetros como, la temperatura, pH, conductividad eléctrica (CE), humedad, sólidos volátiles, e índice de germinación (IG) en las diferentes fases. Los resultados demostraron que el co-compostaje de EP combinado con cada una de las mezclas, logró mantener valores nutricionales adecuados según la norma NTC5167 con relaciones carbono nitrógeno (C/N) de (T1=14.37), (T3=13.44), perdidas de nitrógeno total (NT) menores al 19 % y temperaturas termofílicas elevadas en todos los tratamientos (T1=59.9 °C) (T2=57.5 °C) y (T3=62.8 °C), sin embargo, T1 logró CE y pH más bajos, 3.93 mS/cm y 8.71 respectivamente, en comparación con T2 y T3, lo cual indica que el producto final obtenido en T1 tiene un valor agrícola potencial.Item Propuesta empresarial para la elaboración y distribución de aceite de coco para uso cosmético en el área metropolitana de Bucaramanga.(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-07) Zipagauta Díaz, Jhon Alejandro; Pérez Martínez, Wilfer Leandro; Morales Medina, Giovanni; Kafarov, Viatcheslav; Barajas Ferreira, CrisostomoSantaCocco representa una oportunidad empresarial innovadora en Bucaramanga para la producción y comercialización de aceite de coco destinado a la cosmética natural, respondiendo a una creciente demanda de ingredientes ecológicos y amigables con la piel, gracias a su alto contenido en ácidos grasos y vitamina E, diferenciándose así de otros ingredientes en la cosmética natural. Además, la producción genera subproductos 100% biodegradables aprovechables en la agricultura. El perfil de consumidor en Bucaramanga que valora los productos naturales y ecológicos, lo que crea una oportunidad para posicionar a SantaCocco en un sector en crecimiento. PESTEL y las fuerzas de Porter revelan factores favorables para la expansión de SantaCocco en el mercado de cosméticos. La empresa proyecta ingresos de $1,600 millones en el primer año y un crecimiento anual del 5%. SantaCocco emplea un proceso de extracción en frío para conservar la pureza y calidad del producto. Con una planta diseñada para alcanzar una producción anual de 25,008 litros en el quinto año, la empresa optimiza su operación a través de un flujo eficiente y turnos organizados. Los costos técnicos incluyen equipo especializado y personal capacitado, lo cual asegura una producción constante y rentable. muestra una TIR del 24,13%, y un VPN de $3.020.536.701,44 COP.Item Diseño de protocolo para la implementación del método de cromatografía de capa fina en la identificación de materias primas utilizadas para la fabricación de productos cosméticos de la empresa L’Oréal Colombia(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-21) Toro Ballén, Leidy Juliana; Alcida Nabarlatz, Débora; Molano Morales, Eliana Paola; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; Balleresteros Rueda, Luz MarinaLa cromatografía de capa fina (TLC) es una técnica analítica utilizada en la industria cosmética por su eficacia, simplicidad y bajo costo. Permite la separación y el análisis de componentes químicos en una mezcla, siendo útil para la caracterización de materias primas. Por estas razones, se propone un protocolo para la aplicación de TLC en la evaluación de la calidad de nueve tipos diferentes de materias primas empleadas por L'Oréal Colombia en la fabricación de sus productos cosméticos. El objetivo principal del estudio es determinar si las materias primas cumplen con las especificaciones del principio activo según los estándares establecidos por L'Oréal. Para ello, se utiliza la TLC para medir el factor de retención (Rf) de cada materia prima, lo cual indica la presencia del principio activo deseado. Este enfoque permite verificar de manera efectiva si los componentes cumplen con los parámetros de calidad requeridos. Posteriormente, el estudio se enfoca en la validación del método de TLC empleando cuatro parámetros clave: robustez, sesgo, incertidumbre y niveles de precisión. La robustez evalúa la estabilidad del método ante variaciones menores en las condiciones experimentales; el sesgo mide la exactitud comparando los resultados obtenidos con los valores esperados; la incertidumbre proporciona una medida de confianza en los resultados, y los niveles de precisión verifican la reproducibilidad del método en condiciones repetidas. Los resultados han demostrado que la TLC es una técnica confiable y adecuada para el análisis y control de calidad de productos cosméticos.Item Fibras elaboradas a partir de residuos de café mediante electrospinning para la captura de gases de efecto invernadero(Universidad Industrial de Santander, 2025-03-03) Vera Molina, María José; Santamaria Morales, Yamary Eliana; Nabarlatz, Debora Alcida; Quintero Prada, Laura Valentina; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Mercado Ojeda, Ronald AlfonsoEste proyecto tuvo como objetivo evaluar la factibilidad de obtener fibras a partir de xilanos extraídos de residuos agroindustriales de la industria del café y evaluar su uso para la captura de GEI (amoníaco) del aire. Las fibras se elaboraron por electrospinning de una solución acuosa de xilano, alcohol polivinílico (PVA), bentonita y alginato de sodio, estas fueron depositadas sobre un soporte elaborado con residuos de papel periódico, pergamino de café, bagazo de caña y cáscara de cacao seca. los experimentos se realizaron variando la distancia entre los electrodos del electrospinning (10 cm y 16 cm), además de variar la concentración de xilano en la solución (2.5% p/v y 5% p/v). Se evaluó la capacidad de adsorción de amoníaco en el aire en un sistema de control y se caracterizó su morfología mediante microscopía electrónica de barrido. La capacidad de adsorción de amoníaco se modeló con un modelo de pseudo segundo orden, donde la capacidad de adsorción máxima del conjunto soporte-fibra fue de 0.78± 0.32 mg NH3/g adsorbente usando una distancia de 10 cm entre electrodos y 5% p/v de xilano. La morfología de las fibras fue en su mayoría homogénea, diámetros medidos estuvieron entre 0.73 y 1.16 μm. Se observó que la variación de la concentración de xilano en la solución y la distancia entre los electrodos del electrospinning afectó la capacidad de adsorción, siendo las fibras producidas a partir de la solución con menor concentración de xilano y mayor distancia entre electrodos las que presentaron mayor eficiencia en la adsorción; demostrando el potencial de los residuos de café para la fabricación de fibras para la captura de gases de efecto invernadero.Item Evaluación de formulaciones acuosas conteniendo nanopartículas de plata (sintetizadas a partir de la hoja de psidium guajava) y ácido hipocloroso como agente antimicrobiano de amplio espectro.(Universidad Industrial de Santander, 2025-03-03) Caballero Zambrano, Camilo Andrés; Alcida Nabarlatz, Débora; Pineda Mora, Maria Fernanda; Pedraza Avella, Julio Andrés; Sánchez Torres, VivianaLa resistencia de microorganismos patógenos a agentes antimicrobianos es una problemática que está en aumento y ocasiona miles de muertes al año a nivel global. El presente trabajo tuvo como objetivo desarrollar una formulación antimicrobiana de tipo desinfectante conteniendo nanopartículas de plata (AgNps) y ácido hipocloroso (HClO) como principios activos (los cuales generan especies reactivas de oxígeno (EROS) o radicales libres los cuales inhiben el crecimiento y llevan a la muerte del microorganismo) para evaluar la efectividad de una acción sinérgica de estos contra los microorganismos patógenos. Las AgNps fueron sintetizadas usando como agente reductor extracto acuoso de hojas de Psidium Guajava, el cual presentó un contenido de azucares reductores de 28,708 ± 4,154 mg DG/g y 24,828 ± 9,467 mg GAE/g de polifenoles totales. Las AgNps sintetizadas presentaron un diámetro promedio de 31,27 ± 26,88 nm, un potencial Z de -3,54 mV, morfologías principalmente esféricas y cilíndricas, y un índice de polidispersidad de 24,17. El HClO fue preparado mediante electrólisis de una solución de NaCl (15g/L). Las formulaciones antimicrobianas conteniendo principalmente AgNps, HClO y DAUX 820 (tensoactivo no iónico) presentaron una densidad de 1,02±0,05 g/mL, turbidez de 1,95±0,3 NTU, un potencial Z de -10,53 mV y 3.13% de precipitados. Los resultados de las pruebas microbiológicas de concentración mínima inhibitoria (MIC) indicaron que las formulaciones evaluadas no cumplieron con el objetivo de presentar un amplio espectro debido a que solamente se presentó inhibición en una (S. aureus ATCC® 9144) de tres cepas evaluadas.Item Proponer un Diseño Conceptual de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) para el Municipio de Valledupar, Cesar(Universidad Industrial de Santander, 2024-07-12) Montaño Arzuaga, Carlos Andrés; Nieves Barros, Jesús Andrés; Guevara Lastre, César Augusto; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto; Rojas Pérez, Lilia CarolinaLas Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) son una alternativa para el control de la contaminación en aguas superficiales y subterráneas, ya que con frecuencia los vertimientos se realizan directamente, tanto en los cuerpos de agua como en el suelo. En países como Colombia, en vías de desarrollo, se presentan bajos porcentajes de agua tratada respecto al total generada, siendo sus causas: falta de recursos económicos, escaso control institucional ambiental y desconocimiento de las tecnologías que pueden utilizarse en el tratamiento de las aguas residuales. En este orden de ideas el presente proyecto de trabajo tiene como objetivo proponer un Diseño Conceptual para una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) adaptada al Municipio de Valledupar, Cesar, con la cual se plantea una solución a la problemática de que solo un 30% de las aguas residuales generadas son tratadas en el Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR) “Salguero”, dado que su capacidad técnica y tecnológica de tratamiento es insuficiente debido al acelerado desarrollo urbanístico. A nivel metodológico el estudio es de tipo descriptivo, enfoque mixto y diseño no experimental. La información procede de revisión documental de literatura científica, los resultados reportan que el tratamiento más utilizado son las lagunas de estabilización, humedales y lodos activados y que los sistemas biológicos presentan altos niveles de eficiencia en la remoción de carga orgánica, cuando se emplean complementariamente se alcanzan eficiencias porcentuales del 90%, siendo la solución más conveniente para la ciudad.Item Estudio fisicoquimico del aditivo promotor de adherencia para asfaltos de base organosilano desarrollado por la empresa MULTINSA(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-28) Urzola Mier, Nicolle; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Hernandez Barros, Carlos Andres; Hernandez Roa, Robinson; Morales Medina, Giovanni; Viejo Abrante, FernandoTítulo: Estudio fisicoquímico del aditivo promotor de adherencia para el asfalto de base organosilano desarrollado por la empresa Multiservicios de Ingeniería S.A. Autor: Nicolle Urzola Mier. Palabras clave: Adherencia, aditivo, asfalto y agregado pétreo. El presente ejercicio estuvo orientado en estudiar el mecanismo fisicoquímico a través del cual el aditivo multi-promotor de adherencia (MPA) mejora la adhesión entre materiales pétreos (caliza y silicio) y asfalto referencia comercial 60/70. Lo anterior, en respuesta a la necesidad de optimizar la calidad de la mezcla asfáltica para el desarrollo de proyectos viales en condiciones de factibilidad y viabilidad, conforme con las normativas expuestas por Instituto Nacional de Vías (INVIAS). De conformidad con los resultados obtenidos, se seleccionó como mezcla asfáltica el aditivo MPA con 0,03% de concentración, ángulo de contacto adecuado y concentraciones asociadas con el agregado petreo silicio. En cuanto a los cambios fisicoquímicos en interfase asfalto-agregado, se logró establecer que la concentración de aditivo comercial para asfalto 60/70 (piedra caliza), es de 0,07% (105º). No obstante, la piedra sílice, obtuvo una mejor concentración a 0,07% aditivo comercial (116º); por lo tanto, el aditivo comercial tiene mejor comportamiento adhesivo con la piedra caliza comparado con el agregado de sílice. Cabe destacar que, la adhesión es mayor en aditivo comercial a 0,05% con piedra caliza, en comparación con aditivo MPA a 0,05% con piedra sílice, respectivamente. Al analizar las composiciones porcentuales de elementos y compuestos químicos de los agregados minerales objeto de estudio, se logra reconocer que el óxido de zinc (piedra caliza) ofrece propiedades adhesivas y repelentes a la humedad. Palabras clave: asfalto, adhesión, aditivo, piedra caliza y piedra sílice.Item Desarrollo de recubrimientos híbridos sol-gel TEOS-GPTMS para la protección contra la corrosión localizada de aceros inoxidables AISI 316L de aplicación en prótesis ortopédicas(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-28) Quiroga Oviedo, Miguel Santiago; Coy Echeverría, Ana Emilse; Viejo Abrante, Fernando; Gomez Ramirez, Javier Enrique; Morales Valencia, Edgar MauricioEn el presente estudio se sintetizaron recubrimientos híbridos sol-gel sobre una aleación de acero inoxidable 316L, con potencial aplicación en prótesis ortopédicas de uso permanente. En la síntesis se emplearon precursores inorgánicos (TEOS) y orgánicos (GPTMS). Se evaluó el efecto del catalizador, utilizando ácido acético y ácido nítrico, además de variar sus concentraciones; también se evaluó la relación TEOS:GPTMS y el tiempo de envejecimiento. Los resultados obtenidos revelaron que, con tiempos de envejecimiento prolongados y una mayor proporción de TEOS, los recubrimientos presentan agrietamientos, mientras que con tiempos de envejecimiento cortos los recubrimientos son homogéneos. Los recubrimientos incrementan la resistencia a la corrosión del acero inoxidable 316L.Item Propuesta de un plan de gestión integral de subproductos no comestibles y vertimientos líquidos para la planta de beneficio bovino de Paz de Ariporo, Casanare(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-15) Rocha Chaparro, Hermes Camilo; Castañeda Triana, Sergio Andrés; Nabarlatz, Debora Alcida; Sanchez Torres, Viviana; López Contreras, Yuly FernandaEl municipio de Paz de Ariporo, se caracteriza porque su principal fuente económica y de empleo proviene de la actividad ganadera; así mismo, el municipio cuenta con una planta de beneficio bovino de autoconsumo dentro del área urbana, la cual viene presentando cierres constantes debido al inadecuado tratamiento de los residuos sólidos y vertimientos generados. Por esto, se buscó mediante un plan de gestión integral de residuos establecer los lineamientos básicos que permitan manejar adecuadamente los subproductos no comestibles generados y tratar los efluentes líquidos dispuestos al alcantarillado público. En primer lugar se elaboró un diagnóstico del estado de la Planta para posteriormente evaluar el cumplimiento de la normatividad legal establecida por los entes reguladores, y por último ser estableció un plan de gestión de residuos y vertimientos. Se identificaron los residuos que no son gestionados actualmente y se caracterizaron, obteniendo rendimientos de 4%p de sangre, 5,3% de sebo, 1,9% de estiércol, 6,8% en pieles y 0,2% de decomisos. Adicionalmente, se propusieron las alternativas de tratamiento y disposición final para los residuos sólidos y líquidos generados en la Planta y los elementos y maquinas requeridas para cada labor.Item Planteamiento de un diseño preliminar de un filtro autolimpiante con el uso de la energía hidráulica para la separación de mezclas líquido sólido para la empresa AC Ingeniería Virtual(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-25) Ruedas Racines, Victoria Vanessa; Mercado Guerra, Dianys Vanessa; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto; Alvares Castro, Helver Crispiniano; Morales Valencia, Edgar Mauricio; Sandoval Correa, Andrea PaolaEste trabajo presenta el diseño preliminar de un filtro autolimpiante con energía hidráulica, desarrollado en conjunto con la empresa AC Ingeniería Virtual. La empresa, especializada en soluciones de ingeniería computacional y orientada a la modernización industrial, proporcionó el diseño inicial del filtro, que sirvió como base para este proyecto. El objetivo principal fue mejorar dicho prototipo para la separación de mezclas líquido-sólido. Este trabajo de grado incluyó la identificación de variables operativas críticas, la implementación de pruebas experimentales al prototipo inicial y el desarrollo de mejoras para superar sus deficiencias. Entre las problemáticas detectadas destacaron fugas en el cuerpo del filtro, baja densidad en las piezas impresas en 3D, un raspador ineficiente y la limitada capacidad de la bomba. Las modificaciones realizadas abarcaron el incremento en la densidad de impresión y el rediseño de componentes como el raspador y la turbina. Además, se ajustaron parámetros clave como el tamaño de los poros en la malla filtrante y el diseño del cuerpo del filtro para corregir la funcionalidad del sistema. Se concluye, las variables operativas y de diseño importantes que se deben tener en cuenta en la tecnología de filtro autolimpiante. Así mismo, se propone un posible diseño preliminar que debe continuar su proceso en función de los niveles de madurez tecnológica para ser evaluado y estudiar su funcionalidad para determinar si puede ser competitivo en el mercado. Finalmente, se hace una comparación entre los filtros autolimpiantes existentes y su diseño que permitieron proponer futuras modificaciones, incluyendo pruebas controladas adicionales y el empleo de materiales más adecuados como el acero inoxidable, para mejorar la resistencia y durabilidad del filtro.Item Desarrollo de un proceso de obtención de alúmina a partir de papel de aluminio reciclado posconsumo para su aprovechamiento en distintas aplicaciones industriales(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-25) Muñoz Gamboa, Jenny Paola; Viejo Abrante, Fernando; Coy Echeverría, Ana Emilse; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Pedraza Avella, Julio AndrésEste estudio aborda la valorización de residuos de papel de aluminio posconsumo mediante un proceso sostenible basado en el método de precipitación, logrando la producción de alúmina con potencial para aplicaciones industriales. Los residuos de papel de aluminio posconsumo recolectados se sometieron a digestión y precipitación utilizando HCl y NaOH, reactivos seleccionados tras una revisión bibliográfica por su bajo impacto económico y ambiental. La materia prima fue caracterizada mediante espectroscopía de absorción atómica, mientras que los productos obtenidos se analizaron mediante difracción de rayos X (XRD), análisis termogravimétrico (TGA) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para determinar su estructura cristalina, comportamiento térmico y transformaciones químicas. Los análisis demostraron que, al trabajar dentro de un rango de pH de 4 a 9, se evitó la formación de compuestos contaminantes, asegurando la pureza del material. Durante la calcinación a 800 °C, se identificaron fases metaestables de óxidos de aluminio (γ-Al₂O₃). Los resultados mostraron que las condiciones del proceso permiten la producción de alúmina con propiedades adecuadas para aplicaciones avanzadas, resaltando su sostenibilidad y contribución a la economía circular. Este trabajo representa un avance significativo en la gestión de residuos de aluminio, sentando las bases para optimizar la síntesis, ampliar sus aplicaciones funcionales y explorar su escalabilidad industrial.Item Valorización del Digerido Producido en la Digestión Anaeróbica de los Residuos Agroindustriales de una Granja Porcícola para el Mejoramiento del Cultivo de Pasto de Corte Taiwán(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-19) Ariza Parra, Henry; Medina Medina, Daiana Rocío; Escalante Hernandez, Humberto; Muñoz Muñoz, Alexander; Rodriguez Lopez, Nelson Facundo; Muvdi Nova, Carlos Jesús; Ramírez Caballero, Gustavo EmilioEn el presente trabajo de investigación se realizó un diagnóstico del sistema de digestión anaeróbica (DA) en la finca Villa Porkinos y se evaluó la calidad del digerido producido. La batería de DA consta de 4 biodigestores tubulares de 40 m³, operados bajo condiciones mesofílicas. Se monitorearon parámetros como sólidos totales (ST), demanda química de oxígeno (DQO) y producción de biogás. Los resultados mostraron porcentajes de remoción de carga orgánica entre el 55% y el 75%, así como una producción de biogás de 17 Nm³/día, con un 71% de metano. El digerido se analizó en función de sus parámetros fisicoquímicos, bioquímicos y microbiológicos. Se observó que el digerido presentó bajos niveles de DQO (3,22 g/L), sin la presencia de Salmonella Spp. ni huevos de helmintos, pero con E. coli y coliformes fecales, lo que requiere tratamiento adicional para su eliminación. Aunque el digerido no cumple con la normativa para ser clasificado como fertilizante líquido mineral debido a su bajo contenido de nutrientes esenciales, puede ser utilizado como suplemento orgánico. En cultivos de pasto Taiwán (Pennisetum purpureum), el tratamiento con una mezcla de 60% de digerido y 40% de agua incrementó significativamente la biomasa y el área foliar, mientras que el uso de digerido sin diluir (100%) causó toxicidad por exceso de nutrientes. El uso del digerido en Villa Porkinos representa una inversión rentable, con una tasa interna de retorno (TIR) del 28,30% y un periodo de recuperación de la inversión (PRI) de 4 años. Los resultados demuestran que el digerido estabilizado, cuando se aplica en las diluciones adecuadas, no solo mejora la productividad forrajera, sino que también contribuye a la reducción de costos en fertilización, convirtiéndolo en una alternativa sostenible para la gestión de residuos agroindustriales.Item Diseño curricular de un curso de formación técnica por módulos para operaciones típicas de la ingeniería química y de procesos(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-23) Pardo Sierra, Julieth Alejandra; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Guerrero Amaya, Hernando; Nabarlatz, Debora Alcida; Muvdi Nova, Carlos JesusLas operaciones unitarias son fundamentales en la ingeniería química y otras disciplinas industriales. Este concepto, introducido a principios del siglo XX, permitió sistematizar el diseño y análisis de procesos al identificar etapas comunes, independientemente del producto final (McCabe & Smith, 1956). Este documento detalla el diseño de un curso de formación modular dirigido a aprendices involucrados en operaciones unitarias típicas de procesos industriales. Mediante la aplicación de una encuesta cualitativo descriptiva aplicada a profesionales, profesores y estudiantes (Apéndice A), se concluye que es indispensable que los aprendices reciban una formación integral que les permita desarrollar las competencias necesarias para operar con eficiencia, seguridad y adaptabilidad en diversos sectores industriales. Su estructura consta 10 módulos que permiten abordar áreas clave, integrando fundamentos teóricos por medio de material interactivo que facilita y garantiza que el contenido tenga una comprensión profunda y aplicable a diversas necesidades industriales. Para asegurar que los conocimientos adquiridos sean bien asimilados, se incluyen herramientas evaluativas que refuerzan el proceso de aprendizaje. Este curso será impartido en un futuro por docentes altamente capacitados que emplearán estrategias de enseñanza-aprendizaje basadas en un enfoque multimodal, ofreciendo flexibilidad para desarrollarlo de forma virtual, presencial o híbrida (presencialidad remota). Esta modalidad permitirá adaptarse a diversos entornos y necesidades de los aprendices, sin requerir la realización de todos los módulos.Item Evaluación de la estabilidad y la eficiencia operacional de la co-digestión anaerobia de los residuos de café (pulpa y aguas mieles) con estiércol bovino en un biodigestor tubular a dos velocidades de carga orgánica(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-20) Rodríguez Mejía, Brandon David; Gomez Cantillo, Sheyla Ginnett; Castro Molano, Liliana del Pilar; Escalante Hernández, Humberto; Garay Jácome, María Paula; Ramirez Caballero, Gustavo Emilio; Guerrero Amaya, HernandoEste estudio evaluó la estabilidad y eficiencia operacional de un sistema de Co-digestión Anaerobia (CoDA) de residuos de café (pulpa y aguas mieles) con estiércol bovino a escala banco. Se utilizaron dos biodigestores tubulares de PVC con velocidades de carga orgánica (VCO) de 0,5 y 0,75 kg SV m-3op d-1, implementando una etapa de acondicionamiento microbiano para estabilizar la relación de mezcla 66AM:17P:17EB %SV. La evaluación incluyó la remoción de materia orgánica, la producción de biogás y el uso de indicadores de alerta temprana de falla (IAT) para monitorear el desempeño del sistema. El biodigestor con menos VCO (BD1) alcanzó una producción de metano estable durante la adaptación y el primer tiempo de retención hidráulica (TRH), con un rendimiento de 279,162 NL CH4, superando en un 51,45% al biodigestor con mayor carga (BD2). Sin embargo, en el segundo TRH, la acumulación de materia orgánica afectó la eficiencia del proceso, evidenciando acumulación ácidos grasos volátiles (AGV). Por su parte, en el BD2, la acumulación de materia orgánica se dio desde la etapa de adaptación, comprometiendo la estabilidad desde el inicio. Los IAT basados en titulación demostraron ser herramientas efectivas para prever fallas en el BD1, destacándose la relación alcalinidad intermedia/alcalinidad parcial (AI/AP) por su sensibilidad ante perturbaciones. En contraste, en el BD2, las fallas solo pudieron ser detectadas a través de la monitorización de los AGV individuales. Estos resultados destacan la importancia del monitoreo mediante IAT para anticipar problemas oportunamente en procesos de digestión anaeróbica.Item Evaluación del rompimiento de sistemas O/S/W mediante el uso de ilmenita y un agente químico.(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-21) Santos Rodriguez, Aura Viviana; Moreno Lopez, Luis Leonardo; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Mejia Campos, Sergio Felipe; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Avellaneda Vargas, Fredy AugustoEl agotamiento de reservas convencionales ha impulsado el uso de técnicas de recobro mejorado en la industria petrolera, como la inyección de agua con surfactantes para optimizar la recuperación de crudo. Sin embargo, el uso de surfactantes en el recobro mejorado de crudo genera emulsiones que dificultan el tratamiento y la calidad del agua de producción. Por esta razón, con el objetivo de evaluar el rompimiento de sistemas O/S/W mediante el uso de ilmenita y un agente químico, se formularon emulsiones O/W estabilizadas por dodecilbenceno sulfonato de sodio (SDBS), representativas de aguas de producción con comportamiento de fases tipo Winsor I. Posteriormente, se realizaron ensayos de rompimiento del sistema, empleando ilmenita como agregado sólido y Span 20 como agente químico. Para ello, se implementaron dos enfoques: el método I como el tratamiento simultáneo y el método II, donde se aplican de forma separada, primero ilmenita y luego el Span 20. Por último, se logró un rendimiento de ruptura para el sistema. El método I mostró un rendimiento superior, alcanzando hasta un 72% de rendimiento de ruptura a 1500 ppm, con una notable reducción del contenido de crudo del sistema. Por otro lado, el método II fue menos eficaz, logrando la ruptura del sistema solo a 2000 ppm. Por su parte, el tratamiento sólo con ilmenita posee la capacidad de desestabilizar estos sistemas hasta en un 67% de rendimiento de ruptura, mientras que el Span 20 promueve la desestabilización de la emulsión, favoreciendo la coalescencia y la separación entre las fases, lo que permite potenciar el efecto de la ilmenita. Finalmente, el uso combinado de ilmenita y Span 20 en el tratamiento de emulsiones O/W mejora significativamente el rendimiento en la ruptura de estos sistemas, lo que representa una opción para el tratamiento de aguas de producción.Item Plan de negocios para la creación de una empresa encargada del aprovechamiento de residuos de construcción y demolición en Bucaramanga y su área metropolitana enfocada en pequeños generadores.(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-17) Pinzón Baez, Nelson Iván; Viejo Abrante, Fernando; Jaimes Velandia, Judith Carolina; Escalante Hernandez, Humberto; Avellaneda Vargas, Fredy AugustoEste proyecto tiene como objetivo la creación de una empresa dedicada al reciclaje de residuos de construcción y demolición (RCD) en Bucaramanga y su área metropolitana, con un enfoque en pequeños generadores de residuos. A través de una revisión bibliográfica y un estudio de mercado, se identificó la falta de una caracterización de los RCD en la región y se propuso la zona franca como un espacio ideal para la operación de la empresa, debido a sus beneficios fiscales. El análisis PESTEL destacó aspectos favorables en los factores político, legal, ambiental y social, los cuales favorecen la implementación de un modelo de gestión sostenible y eficiente. Un estudio técnico detalló la logística necesaria para el manejo de los residuos, cumpliendo con las normativas ambientales y de seguridad. Además, la evaluación financiera mostró que el proyecto es rentable, con un Valor Presente Neto (VPN) positivo y una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 26,42 %, lo que demuestra su viabilidad económica. En resumen, el proyecto se posiciona como una opción atractiva para la inversión, contribuyendo a la sostenibilidad ambiental y económica a largo plazo.