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Evaluación de estrategias para minimizar el impacto ambiental del jugo generado durante la extracción de la fibra de fique

dc.contributor.advisorDíaz Ramírez, German Adolfo
dc.contributor.advisorBallesteros Rueda, Luz Marina
dc.contributor.authorRangel Herrera, Frank Marco
dc.contributor.authorCaballero Melo, Silvia Karina
dc.contributor.evaluatorEscalante Hernández, Humberto
dc.contributor.evaluatorLópez Giraldo, Luís Javier
dc.date.accessioned2025-11-20T20:09:10Z
dc.date.available2025-11-20T20:09:10Z
dc.date.created2025-11-20
dc.date.issued2025-11-20
dc.description.abstractDurante la extracción de la fibra de fique se generan subproductos que representan cerca del 96% de la hoja, entre ellos el jugo, cuyo desaprovechamiento ha favorecido su vertimiento directo, convirtiéndose en una fuente de contaminación para suelos y fuentes hídricas. Por lo tanto, en esta investigación se evaluaron estrategias de tratamiento orientadas a minimizar el impacto ambiental del jugo residual y se analizaron mediante revisión bibliográfica estrategias de valorización tecnológica para su aprovechamiento. En la primera parte del estudio, se implementó un diseño experimental con dos especies de fique, Furcraea macrophylla y Furcraea gigantea, empleando tratamientos de coagulación-floculación con sulfato de aluminio (Al₂(SO₄)₃) y policloruro de aluminio (PAC), seguidos de centrifugación e inactivación enzimática. La caracterización fitoquímica del jugo sin tratamiento evidenció perfiles similares entre especies, con presencia abundante de saponinas y moderada de alcaloides, diferenciándose en la intensidad superior de flavonoides en F. gigantea. Tras la aplicación de los tratamientos, las saponinas permanecieron en ambas especies, pero en F. macrophylla no se detectaron alcaloides ni flavonoides, en contraste con F. gigantea que los mantuvo, aunque en menor intensidad. Esta diferencia en el perfil fitoquímico explicó las variaciones en la efectividad del tratamiento, dado que los flavonoides interfieren con la coagulación mediante quelación de iones metálicos. El tratamiento M4 que integró la aplicación de hidróxido de sodio (NaOH), PAC y Al₂(SO₄)₃ demostró el mejor desempeño en ambas especies, alcanzando para F. macrophylla una reducción en la demanda química de oxígeno del 56,81%, turbidez del 99,21% y aumento de oxígeno disuelto del 36,67%, mientras que para F. gigantea logró 13,63%, 98,66% y 20,83% respectivamente. En la segunda parte del estudio, se identificó la producción de surfactantes naturales como alternativa de valorización prometedora para las saponinas, y el uso de flavonoides y alcaloides con potencial como antioxidantes y pesticidas botánicos, respectivamente.
dc.description.abstractenglishDuring fique fiber extraction, by-products are generated that represent approximately 96% of the leaf, including the juice, whose underutilization has favored its direct discharge, becoming a source of contamination for soils and water sources. Therefore, this research evaluated treatment strategies aimed at minimizing the environmental impact of residual juice and analyzed technological valorization strategies for its utilization through bibliographic review. In the first part of the study, an experimental design was implemented with two fique species, Furcraea macrophylla and Furcraea gigantea, employing coagulation-flocculation treatments with aluminum sulfate (Al₂(SO₄)₃) and polyaluminum chloride (PAC), followed by centrifugation and enzymatic inactivation. Phytochemical characterization of untreated juice revealed similar profiles between species, with abundant presence of saponins and moderate alkaloids, differing in the superior intensity of flavonoids in F. gigantea. After treatment application, saponins remained in both species, but in F. macrophylla neither alkaloids nor flavonoids were detected, in contrast with F. gigantea which retained them, although at lower intensity. This difference in phytochemical profile explained variations in treatment effectiveness, given that flavonoids interfere with coagulation through chelation of metallic ions. Treatment M4, which integrated the application of sodium hydroxide (NaOH), PAC and Al₂(SO₄)₃, demonstrated the best performance in both species, achieving for F. macrophylla a reduction in chemical oxygen demand of 56.81%, turbidity of 99.21% and dissolved oxygen increase of 36.67%, while for F. gigantea it achieved 13.63%, 98.66% and 20.83% respectively. In the second part of the study, natural surfactant production was identified as a promising valorization alternative for saponins, and the use of flavonoids and alkaloids with potential as antioxidants and botanical pesticides, respectively.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/46621
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyIngeniería Química
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectJugo de fique
dc.subjectFurcraea macrophylla
dc.subjectFurcraea gigantea
dc.subjectCoagulación-Floculación
dc.subjectImpacto ambiental
dc.subjectValorización tecnológica
dc.subject.keywordFique juice
dc.subject.keywordFurcraea macrophylla
dc.subject.keywordFurcraea gigantea
dc.subject.keywordCoagulation-Flocculation
dc.subject.keywordEnvironmental impact
dc.subject.keywordTechnological valorization
dc.titleEvaluación de estrategias para minimizar el impacto ambiental del jugo generado durante la extracción de la fibra de fique
dc.title.englishEvaluation of strategies to minimize the environmental impact of juice generated during fique fiber extraction
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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