Ingeniería Química
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Valorización de biomasas residuales presentes en el departamento de Santander para la producción de ácido láctico(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-25) Jaimes Hernández, Jhon Jairo Alexander; Guevara Lastre, César Augusto; Benavides Prada, Omar Andrés; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, ViatcheslavResumen Título: Valorización de biomasas residuales presentes en el departamento de Santander para la producción de ácido láctico* Autor: Jhon Jairo Jaimes Hernández**, César Augusto Guevara Lastre*, Omar Andrés Benavides Prada** Palabras clave: Valorización de residuos, biomasas lignocelulósicas, pretratamientos Descripción: Este estudio se fundamenta en una revisión bibliográfica sobre el potencial de los residuos lignocelulósicos para la producción de ácido láctico, con un enfoque específico en el departamento de Santander, Colombia. Para ello, se analizaron diversas biomasas en función de su disponibilidad en la región y su composición estructural, determinada por los contenidos de celulosa, hemicelulosa y lignina. Asimismo, se evaluaron diferentes estrategias de pretratamiento—incluyendo métodos físicos, químicos y biológicos—destinadas a la disrupción de la matriz lignocelulósica y la conversión de los polisacáridos en azúcares fermentables. Entre estos enfoques, los métodos químicos basados en el uso de ácidos y bases demostraron ser los más eficientes, al lograr mayores rendimientos en la producción de ácido láctico. Estos hallazgos proporcionan una base teórica para el aprovechamiento de residuos agroindustriales en procesos biotecnológicos sostenibles y de alto valor agregado.Item Plan de negocio para la creación de una empresa de regeneración de aceite dieléctrico usado en la ciudad de Bucaramanga(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-27) Suárez González, Andrés Felipe; Morales Medina, Giovanni; andres-sg53@hotmail.com; Benavides Prada, Omar Andres; Sandoval Correa, Andrea PaolaAUDESAN representa una oportunidad de negocio pionera en Bucaramanga para prestar el servicio de regeneración de aceite dieléctrico usado destinado a uso en transformadores de distribución de energía, respondiendo a una creciente generación de desechos provocados por empresas del sector, gracias a la recuperación de las propiedades fisicoquímicas se evita la sustitución por nuevo fluido aislante. Se desarrollo un análisis del entorno económico, social, político y tecnológico que tiene por objeto la planeación de estrategias que no permitan afectar a la empresa el desempeño de la empresa. Luego, se elaboró un estudio de mercado con fuentes primarias y secundarias para estipular el potencial de mercado y la frecuencia de compra de la población objetivo. Para el estudio técnico se evaluaron los equipos necesarios de acuerdo con la cantidad mensual a tratar. En cuanto a la estructura organizacional y legal se estimó la cantidad de personal idóneo para procesos operativos u administrativos con su debida documentación normativa requerida por la industria. Con una inversión inicial de $356,023,537 COP el emprendimiento estima tener ingresos en su primer año de operación por $703,574,000 COP. Un diseño que le permite procesar un mínimo de 730 lotes anualmente y alcanzar los 1230 el décimo año. Finalmente, el proyecto arroja un VPN de $410,343,319 COP y una TIR de 39%.Item Evaluación de la actividad antimicrobiana y antibiopelícula de biosurfactantes de Lactobacillus(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-26) Gómez Marín, Karen Andrea; Vargas Camargo, Cindy Lorena; Sánchez Torres, Viviana; García Contreras, Rodolfo; Alcida Nabarlatz, Debora; Muvdi Nova, Carlos JesúsEl uso excesivo de antibióticos ha generado una preocupación global debido al aumento en la resistencia de patógenos, lo que podría convertirse en una amenaza mortal para el año 2050. Los Lactobacillus producen biosurfactantes extracelulares que contienen compuestos capaces de retrasar el crecimiento de biopelículas bacterianas patógenas, siendo una estrategia y aplicación prometedora. En este trabajo se investigó el potencial antimicrobiano y antibiopelícula de biosurfactantes extracelulares producidos por Lactobacillus casei y Lactobacillus rhamnosus. Estos biosurfactantes fueron obtenidos tras 72 horas de crecimiento en medio MRS comercial y MRS sin Tween 80, a 37 °C y 200 rpm. Se evaluaron sus propiedades surfactantes mediante %E24, medición de tensión superficial, además del ángulo de contacto. Posteriormente, se estudió la actividad antimicrobiana y antibiopelícula de los biosurfactantes frente a siete bacterias patógenas: Pseudomonas aeruginosa PA14 y PA01, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Serratia marcescens. Los sobrenadantes extracelulares mostraron actividad emulsificante, aunque sin diferencias significativas en su tensión superficial. Los resultados mostraron una inhibición superior al 50% en todas las cepas, con un efecto más relevante en S. epidermidis. Como aplicación, se evaluó el impacto de los biosurfactantes en catéteres vesicales con infección bacteriana, demostrando una reducción significativa en el metabolismo celular y formación de biopelículas a 12, 24 y 48 h de exposición del biosurfactante. La prueba de viabilidad celular empleando bromuro de tetrazolio (MTT) mostró una disminución del 33% en el metabolismo de las cepas patógenas al comparar catéteres sin recubrimiento de biosurfactante con aquellos expuestos durante 48 h. En conjunto, los biosurfactantes de Lactobacillus muestran un gran potencial para combatir infecciones bacterianas, lo que abre posibilidades en aplicaciones biotecnológicas y médicas.Item Evaluación del efecto de la degradación y maduración del coagulo de caucho natural sobre el contenido de DRC en la planta de la Compañía Cauchera Colombiana S.A.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-09) Suarez Ortiz, Juan David; Sandoval Correa ,Andrea Paola; Bravo Sanabria, Cesar Augusto; Carrero, Miller Adrián; GUERRERO AMAYA, HERNANDO; MORALES VALENCIA, EDGAR MAURICIOEste proyecto de investigación evalúa y controla las mermas en la producción de caucho natural técnicamente especificado (TSR) en la planta de la Compañía Cauchera Colombiana S. A. (CCC). Se identificaron y analizaron las variables que afectan las pérdidas de material durante el almacenamiento y producción, enfocándose en el tiempo de maduración de la materia prima, las condiciones de almacenamiento y el contenido de caucho seco (DRC). La metodología incluyó pruebas experimentales y análisis estadísticos, utilizando espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para caracterizar la degradación química del caucho. Se empleó un muestreo riguroso para evaluar la precisión de los resultados del DRC. Se analizaron lotes de caucho almacenados en diferentes condiciones y periodos de maduración, observando su impacto en la pérdida de masa seca. Los resultados mostraron que las condiciones de almacenamiento y el tiempo de maduración influyen significativamente en las mermas, siendo mayores en los lotes almacenados a la intemperie, evidenciado por un aumento en los grupos carbonilo (C=O) e hidroxilo (-OH) en los espectros FTIR. La alta variabilidad y errores en el muestreo sugieren mejorar los procedimientos de muestreo. Este estudio ayudó a CCC a identificar y reducir las mermas, EFECTO DE LA DEGRADACIÓN Y MADURACIÓN DEL CAUCHO NATURAL SOBRE EL DRC 8 optimizando las condiciones de almacenamiento y métodos de muestreo para mejorar la calidad del TSR y cumplir con los estándares.Item EVALUACIÓN OPERATIVA Y DESARROLLO DE UN MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PARA EL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA EN LA INDUSTRIA DE EXTRACCIÓN DE ACEITE DE PALMA Y PALMISTE(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-22) Gualdron Lizarazo, Willian; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Gutierrez Lozano, Didier Aleisso; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, ViatcheslavEl presente trabajo tuvo como objetivo evaluar la eficiencia en la operación del sistema de tratamiento de agua para generación de vapor en la Extractora Monterrey S.A., con el fin de desarrollar un manual de operación y mantenimiento que estandarice su funcionamiento. Se llevó a cabo un análisis estructurado del desempeño de la planta donde se consideró la calidad del agua cruda, la eficiencia de cada equipo y el impacto de las purgas en la caldera. Los resultados nos permitieron evidenciar que el agua cruda presenta altos niveles de dureza, hierro y sílice lo que hace necesario un tratamiento estricto para evitar incrustaciones y corrosión en la caldera. Se evidenció que la regeneración oportuna de los suavizadores y desilizadores es clave para mantener los parámetros del agua dentro de los valores óptimos. Además, el análisis de las purgas en la caldera indicó que, aunque los niveles de hierro están ontrolados los valores de sílice en la purga suelen superar los límites recomendados, lo que sugiere la necesidad de ajustes en la frecuencia de purga para optimizar la eficiencia del sistema, sin embargo se evidencia en la purga presencia de sulfitos y fosfatos indicando que aunque las purgas no sean suficientes, los químicos inyectados a la entrada de la caldera pueden estar ejerciendo un control para evitar la formación de precipitantes de sílice. Finalmente, el desarrollo del manual de operación y mantenimiento proporciona una guía estandarizada para la correcta gestión del tratamiento de agua, asegurando un funcionamiento eficiente y prolongando la utilidad de los equipos.Item Análisis operando-DRIFTS del comportamiento de un catalizador Ni/Al2O3-SiO2 en la reacción de hidrogenación de CO2(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-25) Barragan Sierra, Melissa Marina; Márquez Miranda, Juan Diego; Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; García Sánchez, Julieth Tatiana; Valderrama Zapata, Rodrigo; Pedraza Avella, Julio Andres; Guerrero Amaya, HernandoEl dióxido de carbono (CO₂) es uno de los principales gases de efecto invernadero y su creciente concentración en la atmósfera ha impulsado la búsqueda de tecnologías para su mitigación. Una de las soluciones más prometedoras es la reacción de Sabatier, en la que el CO₂ reacciona con H₂ para producir metano CH4, el cual posee un alto poder energético. Por lo tanto, en este trabajo se evaluó el comportamiento de un catalizador de níquel soportado en alúmina modificada con media monocapa de sílice (Ni/Al₂O₃-SiO₂) durante la reacción de metanación. Para ello, se utilizó espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier en modo reflectancia difusa (operando DRIFTS), permitiendo el seguimiento en tiempo real de las especies adsorbidas en la superficie del catalizador y el análisis se complementó con espectrometría de masas para el monitoreo en línea de los reactivos y productos generados durante la reacción. Los resultados revelaron que la reacción sigue un mecanismo disociativo, en el que el CO₂ se transforma primero en CO para luego ser hidrogenado para formar CH4. Además, se determinó que los formiatos (HCOO*) no participan activamente en el proceso. Finalmente, se evaluó la influencia de la temperatura y la presión parcial de los reactivos, observando su efecto sobre la conversión de CO2 y la estabilidad de los intermediarios clave como los carbonilos (CO*).Item Evaluación del efecto de la adición de surfactantes sobre la tensión y reología interfacial(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-20) Manrique Castillo, Luis Miguel ; Rivera Herrera, Jorge Daniel; Maria Isabel Sandoval Martínez; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Luis2181066@correo.uis.edu.co; López Giraldo, Luis Javier; Morales Medina, GiovanniLa inyección de surfactantes en el recobro mejorado altera las propiedades de la interfase agua/petróleo y la interacción de los fluidos en la roca, reduciendo las fuerzas capilares. Aunque se busca reducir la tensión interfacial para mejorar el factor de recobro, los surfactantes también pueden influir en otros aspectos del sistema, como la viscoelasticidad interfacial y la cantidad de petróleo retenido en el medio poroso. Este estudio analiza cómo la adición de surfactantes influye en la tensión y la reología interfacial en un sistema modelo de agua-aceite, compuesto por una fase orgánica de volúmenes iguales de n-heptano y tolueno. Igualmente, el estudio evalúa el efecto de dos surfactantes (uno hidrofílico y otro lipofílico) en la interfase, en ausencia y presencia de asfáltenos. Para esto, se utilizó un tensiómetro de gota colgante que permite determinar tanto tensiones interfaciales como el comportamiento reológico interfacial mediante técnicas oscilatorias. Los resultados muestran que la adición de surfactantes específicos reduce significativamente la tensión interfacial, hasta un 80 %, pasando de 24 mN/m a valores cercanos a 4 mN/m. Asimismo, la elasticidad interfacial experimenta un incremento notable, donde los módulos elásticos alcanzan un valor de hasta 35 mN/m en concentraciones óptimas de surfactante y asfaltenos. Sin embargo, a concentraciones elevadas de asfaltenos, se observa un aumento en la tensión interfacial debido a la saturación interfacial y la formación de agregados. Igualmente, los resultados sugieren que, con el surfactante hidrofílico, la presencia de asfaltenos no afecta las propiedades interfaciales sino a altas concentraciones. Sin embargo, cuando se usa el surfactante lipofílico, disuelto en la misma fase de los asfaltenos, el comportamiento es influenciado por los mismos desde muy bajas concentraciones.Item Evaluación de monocapas orgánicas altamente conductivas para aplicaciones en electrónica molecular(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-25) Avilés Fuentes, María Paula Constanza; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Cea Mingueza, Pilar; Pedraza Avella, Julio Andres; Viejo Abrante, FernandoLa tendencia de la miniaturización y la fabricación de componentes electrónicos asequibles y duraderos está cada vez en mayor apogeo. Los impresionantes avances en electrónica de esta época son fruto de la revolución en curso, donde los semiconductores inorgánicos, especialmente los basados en silicio, siguen siendo fundamentales; sin embargo, han llegado a un punto de inflexión en el que la electrónica molecular surge como prometedora candidata para la fabricación de dispositivos termomoleculares, destacándose por su potencial para reducir el consumo energético. La electrónica molecular aprovecha las moléculas y sus diferentes funcionalidades como bloques de construcción a escala nanométrico. El presente trabajo utiliza tres moléculas con el mismo esqueleto y anclajes de amina (-NH2), diferenciadas únicamente por sus grupos colgantes, tales como el trifluorometilo (CF3) y el metoxi (meO), para fabricar monocapas orgánicas sobre un electrodo inferior mediante tecnologías de autoensamblaje (SA) y Langmuir-Blodgett (LB). Las moléculas se evaluaron en cuanto a su futuro uso como uniones moleculares de gran área y presentaron estructuras de gran interés para la electrónica orgánica. Mediante el SA se obtuvieron películas mayormente homogéneas, mientras que las películas LB mostraron una estructura y orientación notablemente diferente. La presencia de enlaces de hidrógeno en ambas técnicas evidenció la conexión entre capas y la formación de las conocidas supermoléculas, abriendo nuevas vías de investigación para esta familia de compuestos.Item Evaluación de arcillas activadas como materiales puzolánicos en la formulación de cemento Pórtland(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-24) Gómez Castro, Silvia Juliana; Laverde Cataño, Dionicio Antonio; Sánchez Mathon, Gustavo Adolfo; Viejo Abrante, Fernando; Gomez Ramirez, Javier EnriqueLa creciente preocupación por el cambio climático y la necesidad de un desarrollo sostenible han impulsado a la industria cementera a buscar alternativas más ecológicas en sus procesos productivos. Entre los principales desafíos ambientales, la industria cementera ha explorado diversas estrategias para reducir la huella de carbono, en especial el caso del cemento Pórtland, cuyo proceso de producción demanda gran cantidad de energía y genera significativas emisiones de gases de efecto invernadero debido a la calcinación en el proceso de fabricación del clínker. Ante esta problemática, el presente estudio se centra en evaluar el uso de materiales puzolánicos como adiciones en la formulación de cemento Pórtland, con el objetivo de reducir parcialmente el contenido del clínker. La metodología incluyó la caracterización físico-química y mineralógica de tres muestras de arcillas mediante análisis termogravimétrico (TGA-DTG), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y análisis granulométrico por hidrómetro. Las arcillas fueron sometidas a activación térmica a diferentes temperaturas para optimizar sus propiedades puzolánicas. Posteriormente se evaluó su índice de puzolanicidad según la Norma UNIT 1035 y su capacidad de reaccionar con hidróxido de calcio mediante el método químico de Frattini. Los resultados evidenciaron que las arcillas activadas poseen una significativa actividad puzolánica, destacándose aquellas con mayor contenido de caolinita tras la activación térmica a temperaturas entre 600°C y 800°C. Se observó una notable reducción en la concentración de iones hidroxilo y óxido de calcio en solución, evidenciando una alta reactividad química. Además, el análisis FTIR reveló cambios estructurales significativos que correlacionan con el aumento de la actividad puzolánica. En conclusión, el estudio confirmó que las arcillas activadas constituyen una alternativa viable y sostenible para su uso como material cementante suplementario en la producción de cemento Pórtland.Item IMPLEMENTACIÓN DE UN MANUAL DE APOYO EN LA APLICACIÓN DE METODOLOGÍAS DE ANÁLISIS DE RIESGOS PARA EL DISEÑO DE PROCESOS EN LA INDUSTRIA OÍL & GAS.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-23) Fonseca Tamara, Daniel Santiago; Guerrero Amaya, Hernando; Nieto Charris, Natalia Elena; Prada Villamizar, Laura Patricia; Barajas Ferreira, Crisostomo; Morales Valencia, Edgar MauricioEl siguiente trabajo de grado tiene como propósito analizar las metodologías HAZOP y What If implementadas para el análisis de escenarios peligrosos y que permitan catalogar los posibles riesgos, con el fin de elaborar un manual que sirva de guía para la aplicación de dichas metodologías de forma sencilla y esquemática, dentro del desarrollo de proyectos de ingeniería en la industria Oil&Gas e industria en general. A lo largo del estudio se recopilo información de la literatura especializada y propia de la compañía HMV Ingenieros Ltda. pertinente a las metodologías HAZOP y What If, con el propósito de ser analizadas e interpretadas para conocer los lineamientos generales y específicos en la ejecución de los talleres de análisis de escenarios peligrosos. A partir de la recopilación de información, se procedió con la elaboración de un manual, el cual establece una guía clara y precisa para la implementación de las metodologías para el análisis de riesgos HAZOP y What If, obteniendo los diagramas de flujo que representan de manera esquemática y sencilla, los criterios y pautas que se deben seguir y tener en cuenta para la ejecución de los talleres de análisis de riesgos o de escenarios peligrosos, finalmente este fue implementado durante el desarrollo de proyectos existentes dentro de la compañía relacionados a la industria Oil&Gas.Item Diseño de un fotorreactor catalítico y su evaluación en una reacción modelo(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-22) Grimaldos Palomino, Karen Dayanna; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Martínez Ortega, Fernando; Bravo Sanabria, Cesar Augusto; Pedraza Avella, Julio Andres; Morales Valencia, Edgar MauricioEn este trabajo de investigación se diseñó y ensambló un fotorreactor catalítico con el objetivo de escalar y evaluar una reacción fotocatalítica modelo: la epoxidación del α-pineno. El reactor fue diseñado para aumentar el volumen de reacción de 15 mL a 100 mL, manteniendo la eficiencia observada a menor escala. La elección del α-pineno se debe a que es un monoterpenoide natural presente en plantas como la Artemisia tridentata y la Cannabis Sativa. Su epoxidación genera epóxidos, compuestos de gran valor como intermediarios en la síntesis de productos farmacéuticos y agroquímicos (analgésicos, antifúngicos, antiinflamatorios, antimicrobianos, entre otros). Además, estos epóxidos pueden ser usados como monómeros en la producción de polímeros y resinas, por ejemplo, en la fabricación de polioles para poliuretanos, ampliamente utilizados en la industria de materiales. El diseño adecuado del fotorreactor es esencial para optimizar la interacción entre la luz y el catalizador, permitiendo una mayor generación de especies reactivas que favorecen la conversión de los reactivos en productos deseados. Asimismo, la experimentación en el reactor permite identificar condiciones óptimas de operación como la intensidad de luz, temperatura y concentración de reactivos, influyendo en la cinética y eficacia del proceso. Los resultados obtenidos demostraron que la reacción fotoinducida de Transferencia Átomo Oxígeno (TAO) puede realizarse a mayor escala sin perder selectividad, lo cual valida la funcionalidad del fotorreactor ensamblado. Este sistema está orientado a facilitar el escalamiento de reacciones fotocatalíticas desarrolladas en los laboratorios del Grupo de Investigación en Polímeros (GIP) y del Centro de Investigaciones en Catálisis (CICAT), con miras a una futura aplicación industrial.Item Implementación de una herramienta de aprendizaje para la práctica de evaporación del laboratorio de procesos(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-22) Suárez Rojas, Karolayn Yurliana; Trujillo Rueda, Sandy Vanessa; Mendoza, Jesús Manuel; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Kafarov, ViatcheslavEl presente proyecto de grado en modalidad en docencia, se basó en diseñar e implementar un Objeto Virtual de Aprendizaje para el equipo Evaporador de Doble Efecto del laboratorio, con el fin de suministrar un recurso educativo que encamine a los estudiantes de Ingeniería Química a una experiencia didáctica e interactiva de aprendizaje relacionada al equipo, brindando conocimientos necesarios previos a la ejecución de la práctica. En el desarrollo de la herramienta de aprendizaje son incluidas las TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación) basado en el método de aprendizaje híbrido. Inicialmente se recolectó la información adecuada con respecto al equipo y fue sintetizada de manera clara y concisa, con el fin de ser plasmada en el OVA de forma creativa y didáctica, basándose en los diferentes tipos de enseñanza y las herramientas o estrategias pedagógicas que facilite el aprendizaje de los estudiantes. El OVA desarrollado en la herramienta interactiva Genially, se encuentra estructurado en cinco módulos: generalidades, equipo, normas de seguridad, proceso práctico y modelo matemático; adicionalmente es suministrado un video explicativo, tablas de recolección de datos, manual del equipo, actividades evaluativas y una encuesta de satisfacción diseñada en Google Forms, teniendo en cuenta el cálculo del tamaño de muestra según la población total de estudiantes que cursan la asignatura de Laboratorio de Procesos II en el 2025-I; se concluyó una población de 75 estudiantes, un nivel de confianza del 90% y un margen de error estimado del 10%. La ecuación empleada para determinar el tamaño de muestra arrojó un valor de 36, indicando la cantidad de personas consideradas para establecer si el OVA tiene o no una aplicabilidad eficiente. En los resultados se visualiza el aprendizaje que brindó la herramienta a los estudiantes y estadísticamente se concluye que el objeto virtual OVA presenta una puntuación muy favorable.Item Procesos de separación basados en membranas para captura de CO2: una vigilancia tecnológica.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-21) Suárez Celis, Jessica Yuliana; Muñoz Lizcano, Angela Jazbleiddy; Benavides Prada, Omar Andrés; Lopez Giraldo, Luis Javier; Rojas Perez, Lilia CarolinaEsta revisión sistemática tuvo como objetivo analizar los procesos de separación de CO2 basados en membranas, mediante la implementación del protocolo PRISMA. Esto permitió establecer criterios rigurosos de selección, clasificación y análisis de la información científica disponible. Se desarrolló un análisis bibliométrico sobre los avances tecnológicos en este campo, identificando tendencias de investigación y desafíos actuales para su implementación. Los resultados revelaron diversos tipos de membranas para la captura de CO2, incluyendo poliméricas, inorgánicas, híbridas, iónicas y líquidas, cada una con características y rendimientos específicos. Se encontró que las membranas híbridas, que combinan polímeros con materiales inorgánicos como estructuras metal-orgánicas (MOFs) y estructuras orgánicas covalentes (COFs), han demostrado mejoras significativas en selectividad y permeabilidad. A pesar de estos avances, persisten importantes desafíos como la estabilidad a largo plazo, los elevados costos de producción y la adaptabilidad a condiciones industriales reales. Esta revisión proporciona una visión del estado actual de la tecnología de membranas para captura de CO2, contribuyendo a la identificación de áreas prioritarias para investigaciones futuras y al desarrollo de soluciones más eficientes para la mitigación del cambio climático.Item Evaluación de la tensión superficial en mezclas de Jet A1 con terpenos hidrogenados y no hidrogenados para determinar su posible aplicación como combustible.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-20) Dávila Ortiz, Luna Sofía; Mora Fuentes, Lauren Mayerly; García Navas, Duban Fabián; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Lapuerta Amigo, Magín; Guerrero Amaya, Hernando; Escalante Hernandez, HumbertoEl presente proyecto estudió el comportamiento de la tensión superficial de Jet A1 al mezclarse con moléculas terpénicas, considerando el efecto de su contenido, la temperatura y la concentración. El objetivo del análisis es evaluar el potencial de estos compuestos como aditivos o constituyentes de combustibles para motores a través del efecto de la tensión superficial en el desempeño del combustible. Su incorporación puede contribuir a la reducción de emisiones como el material particulado y a mejorar la sostenibilidad de su uso. El estudio se llevó a cabo mediante un diseño experimental factorial completo 33, en el que se evaluaron los sustratos trementina, aceite de naranja y CST, tanto en su forma hidrogenada como no hidrogenada, bajo diferentes condiciones de temperatura y concentración. Los resultados mostraron que tanto la temperatura como la concentración de cada sustrato generan cambios notorios en la tensión superficial de la mezcla, además del nivel de hidrogenación, el cual puede modular las propiedades interfaciales del combustible. Finalmente, aunque todos los factores estudiados influyeron en la tensión superficial, el nivel de hidrogenación tiene un impacto sobresaliente en comparación a la concentración de sustrato en la mezcla, siendo el factor predominante en las variaciones observadas.Item Desarrollo de una metodología para el cálculo de las limitaciones de transferencia de masa para una reacción catalítica en fase líquida en un reactor por lotes isotérmico(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-18) Sanabria Ardila, Luis Camilo; Rojas Salcedo, Diego Alejandro; Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; Carrillo Moreno, Marcos Fernando; Valderrama Zapata, Rodrigo; Guerrero Chavez, Arlex; Lopez Contreras, Yuly FernandaEl estudio de las propiedades de los sólidos catalíticos, inicia por su eficiencia desde el punto de vista químico, es decir, referida a la velocidad química de reacción, la cual debe estimarse en ausencia de limitaciones de transferencia de masa. Para lograrlo, es necesario que la concentración utilizada en la estimación de la velocidad de reacción, corresponda a la de los complejos de transición que se forman en los sitios activos del catalizador. Esto implica, que el ensayo catalítico debe llevarse a cabo bajo condiciones de operación que, proporcionen una velocidad de transferencia de masa lo suficientemente rápida para que no se formen perfiles de concentración dentro y fuera de las partículas catalíticas; lo que se denomina un proceso libre de limitaciones de transferencia de masa. En este contexto, el presente trabajo desarrolló una metodología detallada para evaluar el efecto de las limitaciones de transferencia de masa externas e internas, en una reacción catalítica heterogénea en fase líquida, llevada a cabo en un reactor por lotes agitado e isotérmico, utilizando como criterio el factor de efectividad que relaciona la velocidad de reacción aparente con la velocidad de reacción intrínseca. Además, esta metodología consideró el cálculo de las propiedades termodinámicas y de transporte del líquido, junto con las condiciones de operación del reactor, la cinética de reacción y la solución numérica de los modelos de transferencia de masa, enfatizando en sus consideraciones y aproximaciones. Finalmente, se evaluó el desempeño de los modelos de transferencia de masa, con un análisis de sensibilidad, variando el tamaño de partícula, la velocidad de agitación y la temperatura, en el caso de estudio seleccionado (Eterificación de glicerol por tert-butanol). Como resultado, se logró identificar que para el sistema analizado el factor de efectividad tanto interno como externo fueron más sensibles al cambio de diámetro de partícula que al cambio en la velocidad de agitación o la temperatura.Item DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN CURSO VIRTUAL AUTOFORMATIVO (MOOC) COMO APOYO EN EL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LOS EFECTOS TÉRMICOS EN LA ASIGNATURA DE TERMODINÁMICA I EN LA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-18) Figueroa Mendez, Luis Enrique; Ortiz Barrientos, Jhony; Guevara Lastre, Cesar Augusto; Lopez Giraldo, Luis Javier; Avellaneda Vargas, Fredy AugustoTítulo: Diseño e implementación de un curso virtual autoformativo (MOOC) como apoyo en el proceso de enseñanza-aprendizaje de los efectos térmicos en la asignatura de termodinámica i en la universidad industrial de Santander. Autor: Luis Enrique Figueroa Mendez, Jhony Ortiz Barrientos Palabras Clave: Proceso de formación, MOOC autoformativo, efectos térmicos, Termodinámica Descripción: Este proyecto se centra en el diseño e implementación de un curso virtual autoformativo (MOOC) para apoyar la enseñanza de los efectos térmicos en la asignatura de Termodinámica I en la Universidad Industrial de Santander. La pandemia de COVID-19 evidenció la necesidad de integrar tecnologías en la educación superior para ofrecer un aprendizaje flexible y adaptado a las necesidades de los estudiantes. El MOOC aborda conceptos clave como el calor de formación, el calor estándar de reacción, la entalpía de formación y la temperatura de llama adiabática, que suelen generar confusión entre los estudiantes. Para facilitar su comprensión, el curso se diseñó con contenido interactivo y multimedia en la plataforma Moodle, incorporando elementos de gamificación para incrementar la motivación y el compromiso. Durante su implementación, en el semestre 2024-2, se invitó a 37 estudiantes inscritos en Termodinámica I, de los cuales participaron activamente en la plataforma. Posteriormente, en el semestre 2025-1, la herramienta fue validada con 41 estudiantes que aprobaron la asignatura, demostrando su efectividad en el proceso de aprendizaje. Este MOOC no solo complementa las clases presenciales, sino que también fortalece el aprendizaje autónomo y se adapta a diferentes estilos de aprendizaje. Además, responde a la necesidad de integrar Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) en la educación, preparando a los estudiantes para enfrentar desafíos académicos y profesionales con una formación más sólida y accesible. *Trabajo de grado **Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas. Escuela de Ingeniería Química. Director: Cesar Augusto Guevara Lastre. Ingeniero químico.Item Obtención de Sílice a Partir de Residuos de Origen Vegetal para la Estabilización de Materiales Granulares Empleados en Vías Terciaria(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-16) Vega Villamizar, Daniela; Viejo Abrante, Fernando; Coy Echeverría, Ana Emilse; Lopez Contreras, Yuly Fernanda; Duarte Duarte, Diana Paola; Pedraza Avella, Julio AndresLas vías terciarias en Colombia (143,000 km, 80% sin pavimentar) presentan deterioro crítico por la falta de materiales granulares de calidad. Este estudio propone un método sostenible para producir sílice amorfa (95% de pureza) mediante combustión directa de cáscara de arroz (390,000 ton/año), un residuo agrícola de alta disponibilidad. Para lograr obtenerlo, se realizaron diferentes análisis como la termogravimetría (TGA) que demostró la eliminación del 89% de materia orgánica a ≤700°C, obteniendo cenizas con <1% de carbono residual. La estructura amorfa del material, confirmada por FTIR y DRX, presento lo idóneo del residuo para mejorar la cohesión en pavimentos. Este proceso, libre de tratamientos químicos complejos, reduce costos y transforma un desecho ambiental en recurso valioso. Los resultados evidencian su potencial para fortalecer infraestructuras rurales bajo un enfoque de sostenibilidad y economía circular.Item Estudio del Estado del Arte del Flujo de Ferrofluidos Inducido por Campos Magnéticos Variantes en el Tiempo(Universidad Industrial de Santander, 2025-03-07) Salgado Estupiñan, Anyi Natalia; Carrillo Urrego, Diego Snayder; Chaves Guerrero, Arlex; Lopez Contreras, Yuly Fernanda; Sanchez Torres, VivianaEl comportamiento de los ferrofluidos bajo la influencia de campos magnéticos rotativos ha sido objeto de numerosas investigaciones durante décadas, sin embargo, el mecanismo exacto que subyace a este fenómeno sigue siendo un tema de debate. Este trabajo presenta una revisión exhaustiva de las teorías y experimentos más relevantes, desde los primeros estudios de Moskowitz y Rosensweig hasta las investigaciones más recientes. Se discuten las principales hipótesis, incluyendo la difusión del momento angular interno, los efectos de los esfuerzos superficiales y el papel de las no uniformidades del campo magnético. Las técnicas experimentales empleadas para estudiar el flujo de ferrofluidos han evolucionado significativamente, pasando de mediciones macroscópicas a técnicas más sofisticadas como la velocimetría Doppler. Sin embargo, la complejidad del fenómeno y las dificultades inherentes a las mediciones en fluidos magnéticos han dificultado la obtención de resultados concluyentes. En los últimos años, las simulaciones numéricas han desempeñado un papel cada vez más importante en la comprensión de los mecanismos de flujo. Los modelos matemáticos utilizados se basan en las ecuaciones de Navier Stokes modificadas para incluir los efectos magnéticos y las expresiones para el tensor de esfuerzos de Maxwell. Sin embargo, la validación experimental de estos modelos sigue siendo un desafío. En resumen, esta revisión bibliográfica revela que el estudio del flujo de ferrofluidos es un campo de investigación activo y en constante evolución. Si bien se han logrado avances significativos, aún quedan muchas preguntas por responder y nuevos experimentos y modelos teóricos son necesarios para obtener una comprensión más completa de este fascinante fenómeno.Item Evaluación reológica de crudos pesados colombianos bajo la influencia de campos eléctricos externos(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-02) Quitián Espinosa, Brayan Steven; Chaves Guerrero, Arlex; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Lopez Contreras, Yuly Fernanda; Garcia Navas, Duban FabianLos crudos pesados presentan comportamientos reológicos que afectan su manipulación y transporte, debido a características como la viscosidad y la viscoelasticidad, especialmente en condiciones de bajo cizallamiento. Una alternativa explorada para mejorar estas propiedades es la aplicación de campos eléctricos externos, los cuales podrían influir en el comportamiento de los componentes internos del crudo, promoviendo cambios en la microestructura y, por ende, en sus propiedades macroscópicas. Sin embargo, la influencia de estos campos sobre la viscoelasticidad, la tixotropía y otros fenómenos dependientes del tiempo en los crudos ha sido poco investigada en profundidad. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de campos eléctricos externos en las propiedades reológicas de crudos pesados, enfocándose en la viscosidad y viscoelasticidad en función de la intensidad del campo y las condiciones de cizallamiento. Para ello, se utilizó el reómetro MCR302 de Anton Paar, adaptado para la aplicación de campos eléctricos controlados. Se realizaron pruebas de viscosidad bajo variación de velocidad de cizallamiento e intensidad de campo eléctrico además de ensayos de viscoelasticidad dinámica en función de frecuencia y amplitud en presencia y ausencia de este campo. Los resultados permiten determinar cómo el campo eléctrico afecta la viscosidad y viscoelasticidad, así como el grado en que estos efectos dependen de la intensidad y tipo de crudo. Se observó, en ciertos casos, una reducción en la viscoelasticidad y en la tixotropía, promoviendo una transición hacia un comportamiento más próximo al de un fluido newtoniano. Asimismo, factores como la composición SARA, el contenido de asfaltenos, las características de las ceras y la estructura microestructural inicial condicionan significativamente la respuesta de cada crudo. Este descubrimiento subraya la complejidad de los sistemas de hidrocarburos y la necesidad de estrategias personalizadas en su tratamiento.Item Diseño e implementación de un prototipo compacto capaz de desalinizar y potabilizar el agua con energía sostenible para la región de La Guajira.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-03) Peña Sierra, Diego Armando; Barajas Ferreira, Crisostomo; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Morales Medina, Giovanni; Kafarov, ViatcheslavEste estudio tiene como finalidad brindar un prototipo y/o un sistema de potabilización de agua haciendo uso de energía renovable, cuya población objetivo son las comunidades vulnerables. Principalmente la investigación se fundamenta en análisis y mejora de los prototipos ya existentes en el mercado con el propósito de crear una alternativa mas accesible y económica. El estudio se centró en la población de la alta guajira de aproximadamente 150 personas la cual en el transcurso de la investigación se evidencia que enfrentan problemas de aislamiento social, desnutrición infantil y la principal que es los escases de agua potable está siendo ocasionada principalmente por la minería y la explotación de recursos naturales. A partir de diseños originales y mejoras de otros se logra diseñar y construir físicamente un prototipo potabilización el cual para verificar dicha eficiencia este es sometido a un periodo de prueba de 30 días en los distintos municipios del país, dichos resultados fueron prometedores demostrando de esta forma la viabilidad del proyecto para beneficiar a esta población vulnerable y, de esta forma, reconocer los derechos fundamentales de estas personas.