Ingeniería Química
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Item Análisis de la producción de hidrógeno electrolítico a partir de excedentes de electricidad en los horarios fuera de punta de carga en el Paraguay.(Universidad Industrial de Santander, 2014-02-14) Contreras Torres, Paola Andrea; Montes Páez, Erik Giovany; Galeano Espínola, Michel Osvaldo; Barajas Ferreira, Crisostomo; Kafarov, ViatcheslavEn este proyecto de investigación se analizaron las condiciones óptimas de operación de electrolizadores de membrana de intercambio protónico (PEM) en el sistema Interconectado Nacional de Paraguay. Las condiciones de las densidades de corrientes, entre las más importantes, se evaluaron a partir de los resultados gráficos obtenidos producto de una simulación; dichos resultados permitieron determinar el comportamiento funcional de estos dispositivos en el contexto de la producción de hidrógeno electrolítico con base en los excedentes de potencia de la curva de carga. Una vez obtenidos los datos en la simulación se pudo determinar las condiciones de operación de las densidades de corriente más efectivas en términos de costo y producción de hidrógeno con el objeto de optimizar el sistema. Los resultados demostraron que, en los periodos diurnos de alta disponibilidad de electricidad excedente, se obtiene una densidad de corriente más baja (congruente con los rangos encontrados en la bibliografía) que oscila entre en un rango de 10 a 30 [kA/m2] para operar a unas condiciones adecuadas. Esta relación directa entre densidad de corriente y costos de producción del hidrógeno sugiere lo importante de optimizar la operación de electrolizadores en función de la disponibilidad de energía. Se concluyó que este tipo de proyectos representa una iniciativa pionera y un modelo para el desarrollo del hidrógeno como recurso energético en el Paraguay.Item Diseño de una Herramienta de Gamificación para la Asignatura de Estequiometría, Mediante Aprendizaje Hibrido por medio de la Plataforma Moodle(Universidad Industrial de Santander, 2024-06-04) Vega Gómez, Karen Natalia; Mojica Mariño, Naylla Zullay; Guevara Lastre, Cesar Augusto; Benavides Prada, Omar Andrés; Barajas Ferreira,Crisostomo; Viatcheslav, KafarovResumen Título: Diseño de una herramienta de gamificación para la asignatura de estequiometria, mediante aprendizaje hibrido por medio de la plataforma moodle.1 Autor: Naylla Zullay Mojica Mariño, Karen Natalia Vega Gómez.2 Palabras clave: Gamificación, estequiometría, Tecnología de información y comunicación (Tic), Moodle, aprendizaje híbrido, motivación. Descripción: Este trabajo propone la implementación de una herramienta gamificada para la enseñanza de la asignatura de Estequiometria a través del aula virtual de aprendizaje Moodle, con el objetivo principal de motivar y reforzar el aprendizaje de los estudiantes en el tema de gases y vapores mediante la implementación de un enfoque de aprendizaje hibrido que integre las tecnologías de información y comunicación (TIC) en la Universidad Industrial de Santander. Durante el desarrollo de la herramienta, se tuvo en cuenta el concepto de gamificación, sus elementos, los estilos de aprendizaje de los estudiantes y las funcionalidades de Moodle para determinar las estrategias pedagógicas a implementar. Posteriormente se organizaron los contenidos de gases y vapores en la plataforma Moodle de manera que simularan una narrativa de juego, incorporando las mecánicas, las dinámicas y los componentes propios de estos. Una vez terminado el diseño de la herramienta se implementó durante el primer semestre del 2024 y los estudiantes evaluaron la herramienta por medio de una encuesta basada en la escala Likert. Los resultados indicaron que la herramienta les ayudó a recordar y reforzar los conocimientos de manera divertida y didáctica.Item Dimensionamiento de la planta de tratamiento de agua para el proceso de niquelado químico en la empresa Field Service Solution.(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Oscar Daniel Velasquez Muñoz; Benavides Prada, Omar Andres; Quintero Niño, Gilberto; Viejo Abrante, Fernando; Avellaneda Vargas, Fredy AugustoEste trabajo se enfocó en una práctica empresarial en Field Service Solution, una compañía que emplea el método de niquelado químico enfocado en la industria petrolera, específicamente aplica un recubrimiento de níquel-fósforo. Field Service Solution enfrenta diversos problemas derivados de la falta de conocimiento en dicho proceso. Estos problemas incluyen el excesivo consumo de reactivos, el rápido desgaste de los tanques de reacción, la precipitación debido al mal uso de los reactivos principales y la escasez de agua des ionizada, un reactivo clave que resulta en contaminación excesiva y diversas complicaciones, como niquelado no deseado en las paredes de los tanques, manchas en la herramienta niquelada y dificultades en la preparación de reactivos. Además, aumenta el consumo de ácido nítrico para la limpieza de los tanques de polipropileno. Para mejorar el proceso, se realizó un diagnóstico de la planta de producción. Se evaluó la concentración de los reactivos principales durante el tiempo de niquelado para determinar los valores adecuados. También se implementó una planta de tratamiento para la obtención de agua desionizada, con el objetivo de garantizar la calidad del producto final y reducir el consumo de ácido nítrico. Estas acciones se llevaron a cabo con consideraciones hacia la seguridad de los trabajadores y la reducción de la huella de carbono.Item Impacto de las tecnologías de reciclaje energético de Residuos Plásticos en los índices de contaminación del Área Metropolitana de Bucaramanga(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-18) Afanador Reyes, Juan Pablo; Bonilla Triana, Ivon Liliana; Kafarov, Viatcheslav; Morales Medina, Giovanni; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Laverde Cataño, Dionicio AntonioBucaramanga es la ciudad ubicada en la región andina con una población total del área metropolitana de un millón trescientos dieciséis mil ciento noventa y dos habitantes (1.316.192) (DANE, 2023), es una típica ciudad latinoamericana con problemas relacionados con la utilización y beneficio de los residuos plásticos. El aumento de los desechos plásticos por la pandemia que provienen de las actividades domésticas, de salud y sanitarias, es un problema grave desde el 2019 (Klemeš, Fan, Tan, & Jiang, 2020). Es necesario controlar el impacto del plástico (Flores Arévalo, 2021) en el medio ambiente, para facilitar el esbozo de procedimientos de tratamiento de basuras y la comparación de alternativas como la incineración, pirólisis, gasificación, entre otras. Los estudios han informado que se puede lograr una reducción del volumen del 80% al 95% para los desechos generados utilizando tecnologías de conversión térmica (Singh, Tyagi, Allen, Ibrahim, & Kothari, 2011). Es posible que al implementar conceptos de huellas ambientales y ACV, en el asunto de toma de disposiciones sobre la ejecución de nuevas tecnologías hacia el tratamiento de residuos plásticos, se permitirá mermar los peligros hacia la salud humana y los impactos hacia el ambiente que provienen de desechos plásticos relacionados con el COVID-19, especialmente en países de desarrollo intermedio como Colombia (Afanador, Bonilla, Kafarov, León-Esteban, & Carreño, 2022).Item Diseño y codificación de un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) como herramienta facilitadora en los procesos de enseñanza-aprendizaje en el tema de energías renovables no convencionales(Universidad Industrial de Santander, 2023) Tautiva Quinche, Lizeth Andrea; García Valdivieso, Karen Julieth; Morales Medina, Giovanni; Kafarov, Viatcheslav; Laverde Cataño, Dionicio AntonioEl presente trabajo aborda la implementación de un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) centrado en las energías renovables no convencionales incluyendo: la eólica, la biomasa, el hidrógeno verde y la fotovoltaica. Este OVA se desarrolló para mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje en estudiantes de Ingeniería Química en la Universidad Industrial de Santander, integrando el aprendizaje híbrido y las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC). El proceso de construcción del OVA se basó en una secuencia didáctica fundada en la metodología de la gamificación, adaptada a los diferentes estilos de aprendizaje entre los estudiantes. Este enfoque pedagógico permite una mayor interacción y participación de los estudiantes, fomentando un ambiente de aprendizaje dinámico y motivador. Tras la implementación del OVA, se llevó a cabo una encuesta utilizando un cuestionario basado en los criterios de Likert para evaluar su efectividad. Los resultados obtenidos revelaron que los estudiantes percibieron el OVA como una herramienta valiosa que contribuyó significativamente a su proceso de aprendizaje. Además, expresaron que la estrategia implementada los motivó y les permitió involucrarse de manera activa en el proceso didáctico. En resumen, este trabajo demuestra que la implementación de un Objeto Virtual de Aprendizaje enfocado en las energías renovables no convencionales, bajo la metodología de la gamificación y el aprendizaje híbrido, puede mejorar la experiencia educativa de los estudiantes y facilitar la comprensión de diferentes conceptos. Este enfoque innovador representa un paso adelante en la integración de las TIC en la educación superior, promoviendo un aprendizaje más interactivo, dinámico y significativo. _____________________ * Trabajo de Grado ** Facultad de fisicoquímicas. Escuela de Ingeniería Química. Ingeniería Química. Director: Giovanni Morales Medina. Doctor en Ingeniería Química.Item Evaluación de redes neuronales artificiales tipo recurrente en el diagnóstico de fallas para el proceso Tennessee-Eastman(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-22) Arenas Santos, Andres; Tiriat Villalba, Tania Valentina; Morales Medina, Giovanni; Viejo Abrante, Fernando; Chaves Guerrero, ArlexEl objetivo del proyecto fue la detección de fallas en procesos químicos, utilizando la simulación Tennessee Eastman, mediante redes neuronales recurrentes con celdas LSTM programadas a través de Python. Inicialmente, se seleccionaron las fallas críticas 6 y 18. El procesamiento de estos datos se realizó mediante el análisis de componentes principales (PCA) con el fin de reducir dimensionalidad, observando al mismo tiempo la poca efectividad de este método en la detección. Se evaluaron, además, 45 modelos de LSTM con diversas configuraciones de neuronas, funciones de activación y epochs, logrando una precisión mínima de 76.82% y máxima del 87.62%, con la mayoría de los modelos superando el 80% del mismo parámetro. Las pérdidas oscilaron entre 0.063 y 0.138 con más de la mitad de los experimentos demostrando un error menor a 0.1. También se confirmó que el aumento de los epochs no mejora los resultados y, al mismo tiempo, que 16 neuronas representan la configuración óptima para la detección de estas fallas, obteniéndose los mejores resultados con la arquitectura de 16 neuronas y 10 epochs, utilizando la función de activación Tanh. Aunque el uso del PCA como pretratamiento permitió reducir la dimensionalidad, también disminuyó la precisión en comparación con estudios anteriores, por esta razón, al evaluarlo en las otras fallas del TEP se obtuvieron resultados deficientes, lo que limita la generalización de los resultados.Item Influencia de la carga metálica en el comportamiento de catalizadores Ni/ZrO2 en la reacción de dióxido de carbono con isopropanol(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-17) Velasco Caceres, Joana Daniela; Medina Rodriguez, Heidy Dayana; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; García Sanchez, Julieth Tatiana; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Pedraza Avella, Julio AndresEl uso de CO2 como reactivo para la producción de compuestos de valor agregado es una de las estrategias más estudiadas para disminuir las emisiones de este gas a la atmósfera. La hidrogenación de CO2 es una de las estrategias más usadas. Sin embargo, el uso de hidrógeno molecular trae consigo problemas de seguridad y su producción por reformado de gas natural con vapor de agua conlleva una altísima producción de emisiones de CO2. Por lo tanto, en este trabajo se exploró la conversión de CO2 usando isopropanol como molécula donadora de hidrógeno, como alternativa a la hidrogenación convencional. Sin embargo, debido a la escasez de literatura sobre el diseño de catalizadores sólidos para estas reacciones de hidrogenación por transferencia de hidrógeno, no se ha determinado si el contenido metálico de los catalizadores usados tiene influencia sobre la actividad catalítica y selectividad de la reacción. Por ello, en este trabajo se diseñó una ruta de síntesis para cuatro catalizadores de Ni/ZrO2 con contenidos de Ni entre 0.5 %p/p y 9.8 %p/p, empleando el método de impregnación electrostática fuerte (SEA). Los materiales fueron caracterizados en términos de su morfología, contenido de Ni, propiedades estructurales, texturales, reducibilidad y propiedades ácido-base. Finalmente, se evaluaron en la reacción de CO2 con isopropanol en un reactor automatizado de flujo continuo acoplado a un espectrómetro de masas, a una temperatura de 320 °C y presión atmosférica. Los resultados indicaron que la conversión y la selectividad hacia los productos de hidrogenación del CO2 (CO y CH4) aumentó con el incremento de la carga metálica de Ni.Item Producción de proteína a partir de insectos para el consumo humano: Revisión sistemática del estado del arte(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Becerra Castro, Diana Carolina; Grijalba Ramírez, Alison Joelma; Muvdi Nova, Carlos Jesús; Gamboa Delgado, Edna Magaly; Sánchez Torres, Viviana; López Contreras, Yuly FernandaLa práctica de comer insectos, conocida como entomofagia, representan una fuente nutricional alternativa de alimentos de interés actual. En Colombia, el interés y la investigación científica en la producción de proteína de insectos están en aumento, dado que se percibe como una alternativa sostenible y viable. Además, el clima tropical del país proporciona condiciones óptimas para la cría de una amplia gama de especies de insectos comestibles, tanto nuevas como nativas. El objetivo principal de este trabajo fue examinar los procesos de producción de proteína de insectos y las variables cruciales que intervienen en cada fase. Este estudio, se centró en la revisión sistemática de la literatura utilizando la metodología PRISMA, que facilitó la exploración de diversos estudios relacionados con la producción de proteína a partir de insectos. Esto permitió recopilar datos, analizar, resumir y presentar resultados de manera efectiva. La búsqueda bibliográfica se llevó a cabo mediante diversas bases de datos, incluyendo Web of Science (WoS), Scopus, PubMed, Scielo y Dialnet. Tras aplicar filtrado por título, resumen y contenido, se identificaron un total de 101 artículos. Estos artículos fueron examinados y clasificados por área de investigación, resultando un total de 38 documentos relevantes, que abarcaron desde la etapa inicial de cría del insecto, la producción o transformación, hasta aspectos asociados con la calidad nutricional de los insectos y de productos derivados como la harina de insecto, utilizada como fortificante en la elaboración de productos como galletas, tortillas, chips, leche, bizcochos, pan y panecillos. Las ideas planteadas en este trabajo resultan valiosas para futuras investigaciones, con el potencial de mejorar la percepción del consumo de insectos, fomentar su aceptación en el mercado y desarrollar alimentos nutritivos elaborados a partir de insectos.Item Estudio de Seguridad de la Caldera del Laboratorio de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Guatava Jiménez, Karen Juliana; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Plata Valdivieso, Astrid Carolina; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Kafarov, ViatcheslavUna parte fundamental de la Gestión de la Seguridad de Procesos es el Análisis de Peligros (PHA), existe una variedad de técnicas, tanto cualitativas como cuantitativas. El propósito primordial del PHA es la identificación, análisis y mitigación de riesgos y peligros potenciales relacionados con un proceso, sistema o instalación industrial. Para llevar a cabo este análisis, es crucial contar con un plan estructurado, aunque este puede variar según las particularidades del proceso bajo estudio. En el caso de la Caldera Pirotubular situada en el laboratorio de procesos de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander, su correcto funcionamiento y operación adecuada deben cumplir con normativas y especificaciones para la seguridad de las personas, la infraestructura y el medio ambiente. Durante el desarrollo del Análisis de Peligros (PHA) de esta caldera, se enfrentaron algunas dificultades debido a la falta de información detallada sobre el equipo en cuestión. Por ende, fue necesario recopilar y analizar minuciosamente la información disponible para de esta manera llegar concluir que es necesario implementar un SGS y realizar un análisis exhaustivo de la vida útil del equipo. En términos generales, en el contexto de las Calderas, el peor escenario imaginable sería una explosión, la cual podría ser desencadenada por diversos factores como niveles bajos de agua, problemas estructurales, entre otros. Identificar y abordar estos riesgos de manera proactiva es esencial para garantizar la seguridad como el bienestar de las personas y el entorno.Item Estudio preliminar de las condiciones de fermentación en la obtención de celulosa bacteriana a partir de exudado de mucílago de cacao(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Medina Pimiento, Jhoan Sebastián; Chacón López, Erika Alejandra; Lambis Benítez, Luis Enrique; Quintero Silva, Mabel Juliana; Sánchez Torres, Viviana; Muvdi Nova, Carlos JesúsEl cultivo de cacao y la elaboración de sus subproductos son una economía transversal y significativa en el mundo. A pesar de los grandes beneficios económicos que la producción de cacao aporta, en la elaboración de los derivados de este fruto sólo se utiliza el 10% del cultivo y se genera un 90% en residuos como son la cáscara, la cascarilla, y el mucílago de cacao. Los residuos agroindustriales del cacao representan una fuente de biomasa residual aprovechable para la elaboración de nuevos productos como lo son los biopolímeros como la celulosa bacteriana (CB). La CB tiene aplicaciones en alimentos, biomedicina, medioambiente, textil, cosméticos, entre otras. Es un biopolímero muy útil, pero, su producción industrial tiene limitaciones debido a la baja producción y los altos costos. La producción de CB por fermentación bacteriana de Gluconacetobacter Xylinum (ATCC ®23768TM) es una alternativa atractiva para aprovechar la cantidad de residuos agroindustriales del cacao. El estudio de las condiciones de operación buscó hallar los mejores valores de operación en las variables agitación y relación carbono/nitrógeno (C/N) con el fin de explorar rendimientos y productividades más sobresalientes y, validar las condiciones de operación que reporten los mejores desempeños a una escala operativa de 3 L. La producción de CB en esta investigación se llevó a cabo usando exudado de mucílago de cacao como fuente de carbono y extracto de levadura como fuente de nitrógeno. Se varió la relación C/N y la agitación en revoluciones por minuto (RPM) en rangos de 4 a 10 g g-1 para C/N y 0 a 100 RPM para la agitación. Los resultados obtenidos arrojaron que a RPM de 0 y C/N de 8,5 g g-1 la producción de CB alcanzó su valor más alto de producción con 17,41 g L-1.Item Desarrollo de un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) como herramienta digital facilitadora del proceso enseñanza-aprendizaje en la actividad académica de Optimización de la Escuela de Ingeniería Química(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-17) Saganome Arce, Andrea Carolina; Díaz Villa, Estefany Marcela; Morales Medina, Giovanni; Escalante Hernández, Humberto; Laverde Cataño, Dionicio AntonioProyecto de grado, en modalidad docente, basado en el desarrollo de un objeto virtual de aprendizaje OVA, para facilitar el proceso de enseñanza-aprendizaje específicamente para los estudiantes de últimos semestres que cuentan con las bases de diseño, requeridas en el desarrollo de modelos de optimización de la industria química. En base a lo anterior, se crea una herramienta virtual donde se encuentra la información más importante sobre los conocimientos previos para la materia de optimización, presentado mediante cuatro módulos, en los que se incluirán diferentes herramientas interactivas de aprendizaje y evaluación de las competencias adquiridas, Esta herramienta digital busca no solo transmitir conocimientos, sino también fomentar un aprendizaje significativo, permitiendo que los estudiantes de ingeniería química sean protagonistas activos en la construcción de su propio conocimiento, aprovechando las ventajas que las TIC ofrecen en el ámbito educativo. Para la creación de esta herramienta se ha utilizado la aplicación interactiva de creación denominada Genially, donde se implementa la información teórico-práctica, a través de simulaciones, actividades interactivas, videos, evaluaciones y una encuesta diseñada con Google Formularios, donde se evalúa la utilidad y el estilo de aprendizaje de esta herramienta virtual para algunos grupos de estudiantes.Item Objeto Virtual de Aprendizaje para la enseñanza de ASPEN HYSYS como simulador de procesos químicos(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) López Moreno, Paula Andrea; Torres Acosta, Andrey Camilo; Benavides Parra, Omar Andrés; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Muvdi Nova, Carlos JesúsEn el presente trabajo se contempla el diseño e implementación de un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) para la enseñanza del simulador de procesos químicos Aspen HYSYS. La herramienta se desarrolló con estrategias de gamificación, con el objetivo de facilitar el aprendizaje de los estudiantes de la carrera de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander. El OVA, diseñado en el aplicativo de Genially, consta de cuatro módulos principales: introducción a Aspen HYSYS, simulación de equipos sin reacción química, simulación de equipos con reacción química, y simulación de torres de separación y reciclo. Cada módulo incluye videos explicativos, trivias, acertijos, retos y talleres prácticos. La implementación del OVA se llevó a cabo en el curso A1 de la asignatura de Ingeniería computacional a inicios del primer semestre del 2024, mediante el Aula Virtual de Aprendizaje de la universidad, utilizando un formato híbrido que requería la preparación de los temas por parte de los estudiantes, antes de las clases presenciales. Después de un mes de utilización, se realizó una encuesta de valoración basada en la escala Likert, en donde los estudiantes resaltaron el interés y la motivación generada por el uso de la herramienta, mejorando así su proceso de aprendizaje.Item FUENTES SOSTENIBLES PARA LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO POLILÁCTICO: UNA REVISIÓN SISTEMÁTICA(Universidad Industrial de Santander, 2042-05-14) Sanabria Ordoñez, Laura Viviana; Gómez López, Dilan Andrés; Guevara Lastre, Cesar Augusto; Benavides Prada, Omar Andrés; Ballesteros Rueda, Luz Marina; Ramírez Caballero, Gustavo EmilioTítulo: Fuentes sostenibles para la producción de ácido poliláctico: Una revisión sistemática Autores: Sanabria Ordóñez Laura Viviana, Gómez López Dilan Andrés Palabras Clave: Biopolímero, Ácido Poliláctico o PLA, Producción. Descripción: En el proyecto se realizó una revisión sistemática sobre la producción sostenible de ácido poliláctico (PLA) la cual implica un análisis minucioso y organizado de la literatura existente. La búsqueda y clasificación de la información se realizó siguiendo el protocolo PRISMA. Se llevó a cabo una búsqueda rigurosa en bases de datos académicas, revistas científicas y otras fuentes pertinentes para recopilar artículos y publicaciones relacionados con la producción sostenible de PLA, para esto se emplearon palabras clave específicas y criterios de inclusión para identificar las fuentes relevantes; obteniendo una visión general del número de artículos publicados, autores y países. Una vez recopiladas las fuentes, se procede a evaluar su relevancia y calidad. Las fuentes seleccionadas se organizan en función de su contribución a los objetivos de la revisión, mientras que se excluyen aquellas que no cumplen con los criterios de inclusión. Finalmente se presentaron los resultados de esta revisión de manera clara y organizada en un informe. La revisión destaca que se han logrado avances significativos en la producción de PLA de manera sostenible. Estos avances incluyen mejoras en la eficiencia de los procesos de producción, la utilización de materias primas renovables y el desarrollo de tecnologías más limpias.Item Post tratamiento de un lodo proveniente de la co-digestión anaeróbica psicrófilica de lactosuero y estiércol bovino mediante un humedal aireado(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Abaunza Álvarez, Joiner Hernando; Escalante Hernández, Humberto; Castro Molano, Liliana del Pilar; Jaramillo Arango, Juan Guillermo; Alcida Nabarlatz, Debora; Muvdi Nova, Carlos JesusEl digerido que proviene de la Co-digestión Anaeróbica psicrofílica de estiércol bovino y lactosuero contiene principalmente los nutrientes: nitrógeno, potasio, fósforo, sodio y calcio, este residuo se compone de materia orgánica en proceso de biodegradación, población microbiana y demás compuestos inorgánicos. Uno de los usos más comunes de este efluente se da en la agricultura donde se aprovechan sus nutrientes para mejorar la composición química del suelo, mejorar el crecimiento de los cultivos, sin embargo, debe ser usado parcialmente por la inestabilidad de la materia orgánica y población bacteriana. El objetivo de esta investigación fue evaluar a escala de banco un humedal aireado como estrategia de postratamiento de un digerido, monitoreando sus características fisicoquímicas, microbiológicas y de nutrientes del efluente usando diferente carga orgánica superficial (COS). La evaluación de las características fisicoquímicas informa que se removió hasta el 93% de la demanda química de oxígeno. Los afluentes de los digeridos se caracterizan por tener una concentración de coliformes totales más altas (9300-37200 UFC/ml) con respecto a los efluentes (87-5350 UFC/ml), la evaluación de los efluentes indicó que el efluente de la COS 60 gDQO/m2d es el más apto para ser usado en la agricultura.Item Viabilidad técnica para la empresa AC Ingeniería Virtual en la transformación de plástico posconsumo como refuerzo para la elaboración de concreto en vías terciarias(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Morales Castellanos, Jessica Paola; Camelo Santos, Catalina; Guerrero Amaya, Hernando; Álvarez Castro, Helver Crispiniano; Morales Medina, Giovanni; Chaves Guerrero, ArlexEl concreto reforzado con fibras plásticas recicladas permite el mejoramiento de sus propiedades mecánicas, con relación a la resistencia de compresión, esfuerzos y deformación. Esta aplicación no solo aporta beneficios en el material, pues influye directamente en el desarrollo de comunidades socialmente apartadas en las que se encuentra la población rural e incentiva una cultura de aprovechamiento de los residuos plásticos como lo son las botellas PET. La investigación experimental está fundamentada en las viabilidades del uso de monofilamentos plásticos reciclados, provenientes de la empresa colombiana Metainplast S.A.S (Ecología para el concreto), regida bajo las normas NTC y ASTM que permiten la aplicación de estas fibras en la mezcla del concreto. Una vez se establece según la literatura y las regulaciones nacionales e internacionales los porcentajes con los cuales es posible realizar un diseño de experimentos, acordando así 4 ensayos por triplicado para cada distribución de las fibras de plástico (0%, 25%, 50% y 100%) en relación con la cantidad de cemento requerido (en masa). Una vez transcurrido el tiempo de fraguado de las mezclas (7, 14 y 28 días), la resistencia a la compresión presentada para cada muestra en las probetas con aditivos plásticos presentó un valor superior al determinado en la norma para vías terciarias (3000 psi) oscilando entre los 3.400 y 4.400 psi entre las mezclas de concreto a las cuales se les añadió las fibras. Lo que permite concluir su viabilidad en el uso de los monofilamentos de posconsumo, así determinar la superioridad ante las probetas a las cuales no se les agregó aditivos y establecer que el porcentaje de menor valor obtuvo resultados de mayor distinción con respecto a los demás. Generando cultura ambiental y de mejoras positivas para la implementación de los concretos reforzados con plásticos reciclado aplicado a vías terciarias.Item Establecimiento de condiciones habilitantes para implementar una certificación de intensidad de carbono en la producción de hidrógeno en Colombia(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Orrego Capera, Paula Camila; Manrique Moreno, Víctor José; García Sánchez, Carlos Eduardo; Martínez Rey, Ramiro; Guerrero Amaya, HernandoEl presente trabajo se enfoca en explorar los requisitos para instaurar un sistema de certificación que evalúe la huella de carbono en la producción de hidrógeno en el país. El hidrógeno verde, producido mediante la electrólisis del agua con electricidad generada a partir de fuentes renovables, es una alternativa prometedora para reducir las emisiones de carbono en diversos sectores. Su importancia radica en su potencial para descarbonizar la economía y mitigar el cambio climático. Los objetivos de la investigación abordan distintos aspectos clave para lograr esta certificación. En primer lugar, se identificó la infraestructura necesaria para el proceso y se propuso un sistema de certificación para el país delineando los roles de las entidades involucradas como el administrador del sistema, organismo emisor y el organismo acreditador. Posteriormente, se adaptó y aplicó una metodología de cálculo de emisiones de carbono específica para la producción de hidrógeno verde en un caso de estudio hipotético dando como resultado emisiones de 29,45 (g〖CO〗_2 eq)/MJ, que entra dentro del rango de clasificación para el hidrógeno verde. Finalmente, se evaluó el potencial de producción de hidrógeno en Colombia, considerando los proyectos de electricidad provenientes de fuentes renovables registrados ante la UPME, obteniendo una producción de 8 786 010,6 (tH_2)/año.Item Valoración y aplicabilidad de residuos agrícolas de cultivos de tomate como biomasa para la producción de hongos comestibles Pleurotus ostreatus (Orellanas)(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-17) Ruiz Lizcano, Silvia Fernanda; Muñoz Guerrero, Jaider; Nabarlatz, Debora Alcida; Pedraza Avella, Julio AndresSe estudió el potencial de los residuos de tomate de invernadero como biomasa para el cultivo de hongos comestibles Pleurotus ostreatus. En la cosecha del hongo se analizaron 3 tratamientos, cuyos sustratos fueron los residuos de tomate (RT), los residuos del maíz (RM) como parte de las mezclas de sustratos y tierra como sustrato de control negativo. Para el cultivo del hongo P. ostreatus se estudiaron 25 experimentos. Se evidenció que en el cultivo de orellanas solo hubo la invasión del micelio (masa blanquecina) y la aparición de los primeros primordios de 3 cm de longitud, debido a los valores de celulosa y hemicelulosa, del 36,7% y 35,9% en los RT y del 26,4% y 26,6% en los RM, respectivamente; al porcentaje de materia orgánica del 82,44% para el RT y del 83,49% para el RM, que inhibieron el crecimiento del hongo. Sumado a esto, se evidenciaron fluctuaciones entre los 30° a 50°C en la temperatura y del 50%-80% en la humedad relativa en el transcurso de 6 semanas. Por otro lado, los sustratos degradados por este hongo se usaron como bioabono en cultivos de tomate con el modelo de economía circular. Tras la cosecha del hongo se reintegraron los sustratos degradados del hongo (SDH) usando 3 nuevos tratamientos, para la nueva siembra de plántulas de tomate. En la siembra de tomate se estudiaron la apariencia, tamaño y color a 30 plántulas de tomate semanalmente durante 3 a 4 semanas. Respecto a esta siembra, las plántulas del tomate crecieron entre los 20 a 50 cm, de color verde vivo, con 5 a 10 hojas por planta. Y finalmente, se estimó valor del costo beneficio a partir de 325 kg de RT, 520 kg de RM y los 368,87 kg de orellanas a $11500 pesos, y cuyo valor fue de 0,13.Item Efecto de la dilución y la co-digestión como tratamientos para la biodegradabilidad anaeróbica del mucílago de cacao(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Navarro Rodríguez, Juan Manuel; Nieto Muñoz, Jessica Paola; Escalante Hernández, Humberto; Castro Molano, Liliana del Pilar; Garay Jácome, María Paula; Morales Medina, Giovanni; Muvdi Nova, Carlos JesúsEn este trabajo de investigación se evaluó el efecto de los tratamientos de dilución y co-digestión con estiércol bovino en el mucílago de cacao sobre su potencial de biometanización mediante ensayos de biodegradabilidad anaerobia en escala batch. La producción de metano fue medida mediante método manométrico y cromatografía de gases. Para el tratamiento de dilución se realizaron experimentos a temperaturas de 25°C y 37°C y establecieron porcentajes de mucílago de 100%, 75%, 50% y 25%, con un tiempo de experimentación de 8 días. Se evaluó la estabilidad del proceso mediante los parámetros de AGV, capacidad buffer, pH y % CH4. Se obtuvo un máximo rendimiento de 92.6±11.044 NL CH4 kg-1 SV a 25°C y una dilución del 50%, valor que se encuentra 76% por debajo del PBM teórico (381 NL CH4 kg-1 SV) a causa de la inestabilidad del proceso, por lo tanto, se requiere de un co-sustrato o tratamiento que permita compensarla. Para la co-digestión con estiércol bovino, el tiempo de experimentación fue de 43 días y se realizó un diseño 2^3 con puntos axiales y punto central que comprende las temperaturas 21, 25, 31, 37 y 41 °C, RIS de 1.3, 2, 4 y 4.7 y fM de 0.2, 0.5 y 0.8. Se obtuvo un máximo rendimiento de 313±20.64 NL CH4/kg SV a 37°C, RIS de 4 y fM de 0.8 y en su mayoría los experimentos fueron estables al evaluar los parámetros de AGV y capacidad buffer. Por otra parte, se determinó la sinergia de los efectos cinéticos al ajuste del modelo de Primer Orden, donde se obtuvo dos experimentos con sinergias totales significativas. La CoDA con estiércol bovino resultó ser un tratamiento efectivo para el mucílago de cacao.Item Mejora en la conductividad térmica de la Estearina de Palma Hidrogenada mediante la aplicación de aditivos orgánicos para su uso como material de cambio de fase(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-07) Acevedo Avila, Deyvid Santiago; Prada Jaimes, Ana Maria; Viatcheslav V, Kafarov; Lizcano Gonzalez, Victor Alexis; Guerrero Amaya, Hernando; Baldovino Medrano, Victor Gabrieluno de los usos más extendidos de la radiación solar es el suministro de agua caliente y calefacción mediante sistemas de almacenamiento de energía solar térmica (STESS). Estos sistemas pueden acumular energía como calor sensible o latente, siendo este último preferido. Para almacenar energía como calor latente se necesita un material de cambio de fase (PCM). La correcta selección de un PCM implica estudiar la transferencia de calor, ya que los PCM tienen baja conductividad térmica, especialmente los biológicos. Recientemente, se ha destacado la estearina de palma hidrogenada como PCM. Esta investigación evaluó aditivos orgánicos para mejorar la conductividad térmica de la estearina de palma hidrogenada, mediante ensayos experimentales en un banco de pruebas para procesos de fusión y cristalización. Se evaluaron tres tipos y concentraciones de biocarbones: cáscara de coco y granos de café. Los resultados muestran que los biocarbones triplicaron la cantidad de calor transferido. A medida que el tamaño de la partícula disminuye, la impregnación es más uniforme. Aumentar el aditivo afecta la conductividad térmica y prolonga los tiempos de fusión. La mejor opción fue biocarbón de cáscara de coco pulverizado al 3% en peso como aditivo para mejorar la transferencia de calor.Item Obtención de estruvita a partir del digerido producido en la digestión anaerobia de estiércol porcino en clima frío(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Acosta Nieto, Angie Andrea; Uribe Muñoz, Maria Jose; Castro Molano, Liliana del Pilar; Escalante Hernández, Humberto; Muñoz Muñoz, Alexander; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto; Guerrero Amaya, HernandoEl propósito de esta investigación fue la obtención de estruvita a partir del digerido proveniente de la digestión anaerobia de estiércol porcino en clima frío. Inicialmente, se evaluó la calidad del digerido mediante su caracterización fisicoquímica, bioquímica, microbiológica y agronómica. Las condiciones favorables de la precipitación de estruvita se determinaron en un diseño experimental 3^2 variando el pH (8.5, 9, 9.5) y los tiempos de reacción (60, 90, 120 minutos). Adicionalmente, la calidad del cristal precipitado se determinó a partir de un análisis difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (SEM) con análisis EDS. El digerido no clasificó como fertilizante agrícola debido a su bajo contenido de nutrientes y la presencia de patógenos. Las condiciones favorables para la recuperación PO4^(-3)-P en forma de estruvita fueron un pH de 8.5 y un tiempo de reacción de 60 minutos, logrando una recuperación del 92% y una pureza del 100%. La calidad de los cristales de estruvita se vio afectada por el pH y tiempo de reacción, especialmente con un pH igual o superior a 9, donde se detectó la presencia de dolomita (CaMg(CO3)2), como impureza adherida en los cristales, limitando su crecimiento y resultando en cristales más pequeños. El digerido presentó un elevado contenido de PO4^(-3)-P, favoreciendo la formación de cristales de estruvita.