Maestría en Química Ambiental

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Presencia de rhodnius prolixus stål, 1859 (hemiptera: reduviidae, triatominae) en la región nororiental de Colombia y evaluación del impacto de las variables ambientales y socioculturales en su domiciliación
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Reyes Jerez, Marlene; Duque Luna, Jonny Edward; Flórez Martínez, Mónica
Objetivo: actualizar la información sobre infestación y control de Rhodnius prolixus domiciliado en la zona nororiental del país. Metodología: 1) Se recopiló, consolidó, generó reporte, analizó y priorizó la información de los municipios. 2). Se verificó la presencia de R. prolixus en Caguanoque, Ture y Santa Clara. 3) Se recopiló la información de factores ambientales y socioculturales y económicos pre y post intervención que favorecen la infestación de esta especie. Resultados: 1). Entre 1.9962.014 se encontraron 1, 9, 5, 17, 6 localidades infestadas y 143, 6.071, 1.935, 54.468, 24.283 viviendas intervenidas en la Guajira, Cesar, Norte de Santander, Boyacá y Santander: respectivamente, visualizadas en mapas de distribución. El consenso logró un número de preguntas con valores promedios 2(4 y 4,5), 1(4,5), 1(4,8): n encuestadas 77, 58 y 65 viviendas, e instalados 54, 10 y 16 sensores en Caguanoque, Ture y Santa Clara respectivamente.3). El análisis de factores de riesgo sanitarios y culturales asociados a la presencia de R. prolixus no pudieron ser calculados. Discusión: la información mostró la reducción de R. prolixus y la efectividad del control químico en los departamentos estudiados. La técnica Delphi logró obtener el mayor grado de acuerdo entre expertos en algunas preguntas sobre el tema. La verificación de infestación, confirma la reducción o eliminación de la presencia de R. prolixus domiciliado. La determinación de los factores de riesgo ambiental y socio cultural no pudieron establecer asociación. Los cambios ambientales, tendrían una afectación escasa o nula sobre esta especie de hábitos domiciliarios y podría estar más asociada a las intervenciones humanas. Los factores socioculturales, económicos pre y post intervención, favorecen la reducción o eliminación de triatominos en las viviendas.
Elaboración, caracterización y comparación de los abonos obtenidos a partir de residuos orgánicos y cáscara de cacao en la zona rural de la escuela Cucháros
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Vega Echeverria, Martha Cecilia; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
El presente trabajo tuvo como objetivo aprovechar los residuos agrícolas y de cocina en la Vereda Cruces de Panamá que actualmente son un foco de contaminación ambiental y visual para elaborar compost utilizando Lombriz Roja Californiana (Eisenia fétida), para esto se utilizó la mazorca de cacao y los residuos sólidos orgánicos provenientes de cocina como sustratos. Para iniciar el proceso de compostaje se realizó una caracterización de los sustratos para determinar si las relaciones C/N, N/P y C/P se encontraban dentro de los valores considerados como óptimos para el compostaje. El proceso se realizó por triplicado para cada tipo de sustrato y se controló la humedad, temperatura y pH en cada celda, posteriormente a los dos y cuatro meses se realizó un análisis fisicoquímico de caracterización del abono para evaluar el proceso de maduración del mismo. Los resultados obtenidos nos indican que a los cuatro meses se obtiene un compost maduro en cada sustrato analizado que presenta una relación C/N menor a 10, deficiencia de Magnesio, adecuado contenido de Potasio y una concentración de Hierro por encima de los valores máximos tolerados por las plantas, el contenido del Cobre, Zinc y Manganeso se encuentra por debajo de los valores máximos que puedan indicar algún tipo de toxicidad. También se encuentra que los valores de pH están en 7.9, la humedad sobre el 60% y el contenido de Nitrógeno en el 0.8% para ambos sustratos; sin embargo el compost realizado a base de mazorca de cacao presenta un nivel de calcio bajo comparado con el compost realizado a base de residuos sólidos orgánicos. Finalmente se obtuvo para los dos sustratos utilizados un compost maduro que puede ser utilizado en las labores agrícolas previo tratamiento del contenido de Hierro.
Evaluación de la reducción del impacto ambiental debido a la producción de una mezcla asfáltica tibia frente a la mezcla asfáltica caliente convencional
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Rey Triana, Oscar Eduardo; Montaño de Gonzalez, Angela Marcela; Serrano, Freys Julio
El trabajo consistió en la evaluación de una mezcla asfáltica tibia comparada con la mezcla asfáltica caliente convencional, las dos mezclas fueron diseñadas con la metodología SUPERPAVE, además son del Tipo II, mezcla densa en caliente, de acuerdo a la clasificación de INVIAS, el nivel de tránsito es de alto módulo. El análisis comparativo se realizó utilizando la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y utilizando el software SIMAPRO 7.1 para la construcción de los perfiles ambientales y la determinación de los indicadores de las diferentes categorías de impacto potencial asociadas a las emisiones medidas. En base a las mediciones directas, la recolección de datos de entradas y salidas en el proceso en planta y datos heurísticos, se construyeron los balances de masa y energía necesarios que fueron posteriormente ingresados al software en mención. Para el ACV se tomó como unidad fundamental 1 tonelada de mezcla y los límites fueron de o se tomó el proceso de producción en planta. La aditivación fue de tipo químico, se agregó un 1% de aditivo al asfalto de la mezcla tibia. Los resultados mostraron que la mezcla asfáltica tibia reduce el impacto ambiental potencial en todas las categorías de impacto ambiental evaluadas, también es apropiada para la tecnología con la cual se cuenta en el país, no requiere la utilización de equipos adicionales. Reduce considerablemente los humos favoreciendo así la calidad de vida de los trabajadores, mostró significativa reducción en las emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs), Hidrocarburos Totales (HCTs) y Material Particulado (MP).
Caracterización y reusó de lodos generados en la planta de tratamiento de agua potable del rio Algodonal en el municipio de Ocaña
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Lopez Salazar, Lisbeth Jackeline; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
Hay una creciente preocupación por indagar en el mejor tratamiento y disposición final de los residuos producidos en la potabilización del agua. Usualmente estos residuos, denominados lodos, son descartados directamente al agua alterando la composición microbiológica y fisicoquímica del recurso y por tanto, el equilibrio del ecosistema acuático. Dichos lodos han sido reseñados por otros investigadores como insumos para ser reusados a nivel de agricultura, construcción y mampostería. Para el presente trabajo de aplicación, el interés se centró en el reuso de estos lodos en la elaboración de ladrillos cerámicos a escala de laboratorio en forma de probetas cilíndricas. Los lodos fueron muestreados en los Sedimentadores y Floculadores de la Planta de Tratamiento de Agua Potable del municipio de Ocaña, procesados y caracterizados antes y después de la elaboración de las probetas. Los ensayos aplicados a los lodos incluyeron análisis por DRX y AA. Posteriormente, se diseñó 4 tipos de mezclas en diferentes proporciones entre lodo y pasta de arcilla roja atomizada y se elaboraron 6 tipos de probetas con diferentes mezclas mediante técnica de Prensado. Los productos sinterizados a 950°C fueron sometidos a 4 ensayos diferentes para rastrear su calidad física y resistencia mecánica conforme a la NTC 4017. Los resultados evidencian que el lodo puede emplearse como componente de la mezcla en una proporción 30/70%wt. .
Estudio comparativo de la aplicación de zeolita natural (original y modificada) en la remediación de suelos contaminados por hidrocarburos
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Pinto Santamaria, Gladys Cristina; Rios Reyes, Carlos Alberto; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
Teniendo en cuenta la problemática nacional y mundial de la presencia de grandes extensiones de territorio afectadas por la contaminación de hidrocarburos producto de los derrames del crudo tanto en operaciones de producción o como accidentes en el transporte y acciones vandalicas; se desarrolló este trabajo de investigación con el fin de observar la eficiencia en la absorción del contaminante por acción de una zeolita natural bajo tres variables principals, como naturaleza de la muestra, porcentaje de absorbente en las mezclas de remediación y tiempo de contacto; tomando como valores indicadores de dicho desempeño del material, los resultados obtenidos en la medición de Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH) con cuantificación por gravimetría. Se logró remoción del aluminio con un tratamiento ácido leve que también permitió retirar las interferencias del hierro; con lo cual la relación Si/Al de la zeolita se incrementó sin daño considerable a la estructura cristalina de la clinoptilotila la cual se identificó como fase mayoritaria. También se impregnó el material modificado con una sal de amonio cuaternario conocida por sus siglas en inglés como CTAB, sin mayor cambio en el área superficial, volumen y tamaño de poro del material modificado. Se simuló un derrame en una muestra de suelo caracterizada, con una mezcla 50/50 de crudo parafínico y aceite mineral y se realizaron las mediciones de TPH para las mezclas de remediación siguiendo un diseño experimental completamente al azar 2x2x4; obteniendo porcentajes de absorción del contaminante cercanos al 50%.
Eliminación fotocatalítica de cianuro en soluciones acuosas empleando titanias dopadas con nitrógeno y luz visible
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Rodriguez Saavedra, Isabel Cristina; Niño Gómez, Martha Eugenia
El cianuro es una de las sustancias más tóxicas y que genera importantes problemas a nivel ambiental. Actualmente, es utilizado en Santander en diferentes industrias como en la galvanoplastia, en talleres de joyería y en la industria minera, ésta última vierte sus residuos líquidos en el río Suratá el cual abastece al Acueducto Metropolitano de Bucaramanga lo que trae consigo una gran preocupación pues recibe aguas con concentraciones por encima de los valores establecidos en la legislación colombiana. Para mitigar este efecto se han implementado diferentes métodos de remoción de cianuro en soluciones acuosas pero traen como desventaja la formación de otras sustancias incluso más tóxicas que el CN-. Por otra parte, la oxidación fotocatalítica se ofrece como una alternativa viable pues se obtiene la mineralización completa del contaminante. El presente trabajo tuvo como objetivo principal el estudio de la oxidación de soluciones acuosas de cianuro por medio de la oxidación fotocatalítica con titanias dopadas con nitrógeno bajo irradiación con luz visible. Para esto, se evaluó el efecto del precursor de nitrógeno (etilenodiamina amoniaco) para el dopaje del TiO2, el efecto de la cantidad de catalizador y el efecto de iones Cu+2 y Fe+2 en el proceso de remoción de cianuro. Los polvos de N-TiO2 se caracterizaron por espectroscopía Raman, isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno, dispersión dinámica de luz y espectroscopía de reflectancia difusa. Los catalizadores N-TiO2 se evaluaron en procesos fotocataliticos empleando soluciones acuosas de cianuro de 254 ppm, a pH 11 con burbujeo de aire durante 2.5 horas con radiación visible. La presencia de cianuro se determinó por titulación volumétrica con una solución estandarizada de AgNO3.
Aplicación del reactivo de fenton en el tratamiento de aguas residuales del desmucilaginado mecánico de café en la hacienda Majavita municipio de Socorro Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Arenas Estevez, Maria Fabiola; Combariza Montañez, Marianny Yajaira
Las aguas residuales provienen de la Hacienda Majavita ubicada en Socorro, Colombia donde las operaciones de despulpado y desmucilaginado del café (de bajo consumo de agua) generan residuos líquidos caracterizados por pH ácidos, alta concentración de DQO y relación DBO5/DQO entre 0,48 y 0,53. En el proceso Fenton, el H2O2 como agente oxidante es activado por interacción con el catalizador Fe+2. El H2O2 se transforma rápidamente en ión hidróxido (OH-) y radicales hidroxilo (OH) que oxidan la materia orgánica por acción catalítica del ión Fe+2. Se evaluaron los efectos sobre la remoción de DQO bajo diferentes condiciones de dosificación de H2O2, estado del catalizador y pH de las aguas residuales. Los tratamientos se aplicaron con velocidad de mezcla de 25ciclos* min-1, tiempo de reacción de 60 minutos. Para tratamientos con Fenton en fase homogénea (H2O2+FeSO4.7H2O) se obtuvo remoción del 48,4% en DQO y 73% en turbiedad, con relación másica H2O2/DQO de 0,68 y relación molar [H2O2]/[Fe+2] de 30,3. Por otra parte tratamientos con Fenton en fase heterogénea (H2O2+ nanocomposito Fe3O4-Fique) se obtuvieron remociones de 26,6% en DQO, 21,8% de turbiedad, 32,4% en color aparente y 80% de sólidos sedimentables, con relación másica de H2O2/DQO de 0,08 y relación molar [H2O2]/[Fe+2,Fe+3] de 61,5. Los resultados obtenidos muestran que el reactivo de Fenton puede utilizarse para el tratamiento de aguas residuales de desmucilaginado de café, además, la aplicación de Fe3O4 nanoestructurado en Fique como catalizador heterogéneo aumenta la capacidad de reacción del H2O2, disminuyendo la dosificación al proceso y generando nuevas alternativas para los tratamientos de oxidación avanzada con el reactivo de Fenton, donde la remoción de DQO depende principalmente de la dosis de H2O2 y la masa de Fe.
Caracterización bioquímica de especies bacterianas aisladas del campo escuela Colorado y su proyección en el aprovechamiento biotecnológico de residuos sólidos urbanos biodegradables
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Morantes Aparicio, Andrey Bladimir; Ribon Gomez, Wellman Antonio
Introducción: la producción de grandes cantidades de residuos sólidos urbanos se consolida actualmente como una de las mayores problemáticas ambientales debido a su efecto negativo sobre la atmosfera por emisión de gases producto de la degradación de materia orgánica, la contaminación de cuerpos hídricos por mal manejo de las basuras y daño paisajístico por la improvisación y mal manejo de rellenos sanitarios. En el Departamento de Santander, Colombia, cerca del 65 % de estos residuos están constituidos por materia orgánica la cual puede ser aprovechable en la generación de sustancias de valor agregado como biocombustibles, abonos, polímeros y plásticos. Por este motivo, los Planes de Gestión Integral de Residuos (PGIR) establecen la necesidad de buscar alternativas para el aprovechamiento de desechos en donde, la degradación microbiológica, se convierte en una alternativa eficiente, de bajo costo y amigable con el ambiente para la generación de nuevos productos. Objetivo: realizar la caracterización bioquímica de 25 cepas bacterianas aisladas en el Departamento de Santander y a partir del análisis de sus perfiles metabólicos y enzimáticos, proyectar su posible utilidad en el aprovechamiento de residuos orgánicos Metodología: la caracterización bioquímica se realizó usando como sustratos medios de cultivo de composición definida y kits bioquímicos comerciales. Los resultados fueron tabulados y organizados por grupo bacteriano y el análisis de proyección de utilidades se realizó mediante la revisión y análisis bibliográfico. Resultados: Se seleccionaron 3 géneros bacterianos y se realizó la proyección de utilidades en el aprovechamiento de residuos orgánicos.
Caracterización fisicoquímica y diseño del plan de gestión de riesgo para el manejo de vertimientos generados en la ptar sede UIS Barbosa
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Cadena Camacho, Sandra Milena; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
En la Universidad Industrial de Santander Sede Barbosa se realizó la caracterización fisicoquímica del agua, la determinación de la calidad del agua mediante los índices de contaminación y el plan de gestión del riesgo para el manejo de vertimientos líquidos de la PTAR; análisis requeridos para la solicitud del permiso de vertimientos ante la autoridad ambiental competente-CAS. Para la caracterización de la fuente receptora se realizó un monitoreo de 8 am a 7 pm, en los cuales se recolectaron datos físico-químicos de cuatro puntos: entrada y salida de PTAR; aguas arriba y abajo del vertimiento. Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Consultas Industriales de la Universidad Industrial de Santander. En el diseño del plan de gestión del riesgo para el manejo de vertimientos líquidos, se tomó como base los términos de referencia sugeridos por el Decreto 3930 de 2010 (Resolución 2012); se muestra el análisis de riesgo del sistema de vertimiento dirigido a la valoración de la probabilidad de ocurrencia de una amenaza, estimación del riesgo y medidas de mitigación y prevención para el manejo de desastres para tres escenarios correspondientes al análisis de amenazas internas, externas y ambientales según norma UNE 150008:2008. La amenaza con mayor riesgo fue el cambio en la calidad del agua, se propuso cuatro medidas para la mitigación de este riesgo: Capacitación del personal, Monitoreo de la calidad del agua, Evaluación de infraestructura de la planta y mantenimiento y Comunicación de la PTAR con un sistema de acueducto. Este plan de gestión permitirá obtener el permiso de vertimiento correspondiente para cumplir con la normatividad.
Síntesis de un biocomposito de microfibrillas de celulosa, provenientes de bagazo/estopa de fique, y nanopartículas de óxido de zinc y estudio de sus propiedades antibacteriales
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Jaimes Cote, Lina Fernanda; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
En este trabajo se realizó la síntesis de un biocomposito de microfibrillas de celulosa, extraída de la estopa de fique, y nanopartículas de óxido de zinc; y su posterior caracterización y evaluación de sus propiedades antibacteriales. Se inició con el desarrollo de un componente biológico que incluyó por primera vez el estudio taxonómico e histológico de la planta de Fique (Furcraea sp.). A continuación se desarrolló un componente químico, el cual comprendió el seguimiento del proceso de extracción de las MFCs mediante oxidación TEMPO, luego la síntesis In situ de las NPs ZnO para la obtención del biocomposito. Finalmente, se obtuvieron biocompositos de MFCs y NPs de ZnO que fueron caracterizados por los métodos FT-IR, DRX, SEM, UV-Vis y DLS permitiendo evidenciar la presencia de óxido de zinc sobre la superficie de las MFCs y se evaluó sus propiedades antibacteriales. Los resultados obtenidos sugieren mejorar el método de síntesis de NPs ZnO en las MFCs de estopa de fique con el objeto de que soporte mayor cantidad de óxido de zinc nanoparticulado para la obtención de pruebas positivas frente a la evaluación antibacterial de microorganismos patógenos, para permitir así la obtención de un material promisorio en la aplicación en el campo ambiental y la salud. _____________________________
Identificación de grupos tróficos presentes en el estiércol bovino usado para la digestión anaerobia de sobrantes alimenticios de restaurante
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Alzate Moncada, Maria Soledad; Quintero Silva, Mabel Juliana
En este estudio se evaluaron, identificaron y cuantificaron las poblaciones microbianas activas en el lodo de estiércol bovino -EB-, responsables de la degradación anaerobia de sobrantes alimenticios de restaurante -SAR-, mediante pruebas de actividad y el método del Número Más Probable. La Actividad Hidrolítica, Acidogénica, Acetogénica y Metanogénica Específica, tanto Acetoclástica como Hidrogenotrófica, fueron evaluadas utilizando sustratos modelo: almidón, glucosa, butirato/propionato, acetato y formiato respectivamente. Las poblaciones identificadas corresponden a grupos de bacterias hidrolíticas-acidogénicas (fermentadoras de glucosa y lactosa), acetogénicas (del propionato y butirato) y sulfatorreductoras (del acetato y lactato), así como también algunos grupos de arqueas metanogénicas (acetogénicas, hidrogenotróficas y del metanol). La digestión anaerobia -DA- de los SAR se desarrolló durante 35 días en reactores discontinuos de 50 mL conteniendo una mezcla de inóculo y sustrato con una relación de 3. Se tomaron muestras cada 7 días para hacer seguimiento al sistema mediante análisis de variables de respuesta y estabilidad y evaluar las poblaciones microbianas cuantificando los grupos tróficos. Las variables evaluadas fueron pH, sólidos totales -ST-, sólidos volátiles -SV-, azúcares reductores totales -ART-, ácidos grasos volátiles -AGV- y alcalinidad total -AT-. Diariamente se cuantificó metano. En el EB se encontraron todos los grupos tróficos investigados, los cuales se cuantificaron, tanto en el inóculo como durante el proceso de DA. Se demostró la relación existente entre la actividad de la biomasa y los grupos tróficos presentes. El lodo EB tiene cualidades para ser usado como inóculo para iniciar un proceso de DA. La interacción de arqueas metanogénicas -AM- con bacterias fermentadoras -FB- y bacterias sulfatorreductoras -BSR- son parámetros importantes para evaluar el desempeño del reactor. La DA de SAR alcanzó un rendimiento de 0.41 m3CH4/kg SV usando lodo de EB como inóculo.
Estudio del método de tratamiento de aguas residuales no urbanas provenientes de la industria procesadora de guayaba utilizando plantas nativas Colombianas
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Velandia Rivera, Doris Patricia; Muvdi Nova, Carlos Jesús
En esta propuesta se realizó un estudio experimental para determinar la viabilidad del tratamiento de aguas residuales provenientes de la industria procesadora de guayaba, utilizando para ello un piloto en la configuración de humedal horizontal de flujo subsuperficial, utilizando la planta Gynerium Sagitatum y como soporte grava y arena. Al caracterizar el agua residual alimentada el sistema se obtuvo una concentración inicial para la DBO de 1400 mg/L, para la DQO 5800 mg/L y un pH de 4,1. El tratamiento permitió alcanzar en los primeros 15 días, una DBO de 350 mg/L y una DQO de 600 mg/L. Estos valores coinciden con la norma establecida por la resolución 631 del 17 de marzo de 2015, que entrará en vigencia a partir del 1 de enero de 2016. Los resultados obtenidos para el tratamiento por medio de plantas nativas (Gynerium Sagitatum), sería viable para ser utilizado en el tratamiento de aguas residuales provenientes en la industria del bocadillo, en las condiciones climáticas de Vélez, requiriendo un espacio de 1470 m2 para el tratamiento de 14,28 m3/día de efluente. Este tipo de tratamiento traería para la empresa varios beneficios a nivel ambiental y social, como la reducción de las concentraciones de contaminantes liberados y el mejoramiento del entorno. 1.
Biodegradación aerobia de fenoles totales presentes en aguas de producción petrolera del campo escuela colorado
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Guerrero Salazar, William; Vargas Fiallo, Luz Yolanda
La investigación propuso evaluar por medio de Reactores Biológicos Secuenciales (RBS) la biodegradación aeróbica de los fenoles totales presentes en aguas de producción petrolera del Campo Escuela Colorado (CEC); que en la actualidad registra una producción media de 100 barriles de agua por día, y cuya producción podría incrementar en los próximos dos años en un 300%. Para lograrlo se propuso una metodología de 3 fases. En la primera se realizó un muestreo al azar de las aguas de producción en los tanques de almacenamiento de crudo del Campo Escuela Colorado; la segunda se llevó acabo en el Laboratorio Químico de Consultas Industriales de la UIS, donde se desarrolló la caracterización físico química del agua de producción del Campo, en relación con los nutrientes requeridos para el desarrollo de los microorganismos y los contenidos de fenoles totales; y en la tercera fase, se realizó la operación de los RBS, en donde se determinó la degradación de los fenoles totales; controlando el comportamiento del pH, el oxígeno disuelto y temperatura durante todo el proceso, permitiendo establecer la posibilidad de uso de esta tecnología para el tratamiento biológico de las aguas de producción. Los resultados permitieron concluir, que las aguas de producción petroleras del CEC presenta concentraciones de fenoles totales entre de 5,33 ± 0,27 mg.l-1, y pueden ser tratadas satisfactoriamente utilizando RBS, obteniendo valores de degradación entre 78,72 86,39%.
Producción de celulosa bacteriana a partir de procesos fermentativos utilizando mucilago de café como fuente de carbono
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Florez García, Ingrith Carolina; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Blanco Tirado, Cristian
HS; Gluconacetobacter xylinus. La Celulosa Bacteriana (CB) es un biopolímero que a diferencia de la celulosa proveniente de las plantas es altamente puro y cristalino, no posee lignina y hemicelulosa, y puede ser empleado como fuente alternativa de celulosa en la industria. La producción industrial de CB, está limitada por su viabilidad económica, siendo la fuente de carbono, uno de los factores. Los residuos agroindustriales, como el mucílago de café (MC), aparecen como una alternativa atractiva para el desarrollo de los biopolímeros, ya que de esta forma se ayuda a la viabilidad a escala industrial. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un proceso de fermentación estática a escala de laboratorio para la producción de CB, utilizando una cepa de referencia Gluconacetobacter xylinus ATCC 23768 y MC como fuente de carbono. Para las fermentaciones se utilizó un medio de referencia Hestrin y Schramm (HS) y en medio Hestrin y Schramm con fuente de carbono MC (HS-MC), el pH del medio se ajustó a 6 con una solución de NaOH 1N. La producción de celulosa utilizando MC como fuente de carbono (4,8 g/L) fue 2.28 veces mayor que la celulosa obtenida con el medio de referencia HS utilizando sacarosa como fuente de carbono (2,1 g/L). En la película formada se observaron microfibrillas de celulosa en forma de cinta con anchos de 23-63 nm y longitudes variables (m). Resultados sugieren que MC tiene un alto potencial como fuente de carbono en la producción de CB por G. xylinus ATCC 23768. El MC, un residuo orgánico de la industria cafetera que genera impactos negativos sobre las fuentes hídricas, puede usarse como fuente de carbono económica y abundante en procesos fermentativos para producción de celulosa. Adicionalmente el estudio de usos alternativos de esta biomasa residual es importante porque permite proponer soluciones viables a problemáticas complejas que afectan el desarrollo del sector agroindustrial cafetero no solo del departamento de Santander sino del país.
Aislamiento y caracterización de microorganismos edáficos con capacidad para la biodegradación de los hidrocarburos presentes en aguas de producción para uso potencial como agua de riego en los llanos orientales
(Universidad Industrial de Santander, 2014) Pimienta Rueda, Paola Mayerly; Ortiz López, Claudia Cristina; Pimienta Rueda, Astrid Lorely
La extracción de petróleo y gas genera grandes cantidades de agua de producción, la cual a su vez contiene diferentes compuestos orgánicos e inorgánicos. Por lo tanto se hace necesario implementar sistemas de manejo y disposición final que garanticen la calidad del ecosistema en el área de incidencia. En los Llanos Orientales colombianos en el departamento del Meta, se encuentra ubicado el campo Castilla, operado por Ecopetrol, donde actualmente se producen 460 mil barriles diarios de agua en promedio, lo que equivale a casi cinco barriles de agua por cada barril de crudo producido (Hoyos, 2010). Esta situación ha llevado a la implementación del ASA (Área de Sostenibilidad Agroenergética, antes llamada DAT (Distrito de Adecuación de Tierras), con una extensión inicial de 46 Ha, para la disposición final de una parte del agua producida en el pozo. El agua de producción previamente tratada, es vertida sobre un terreno como agua de riego para cultivos. La presente investigación tuvo como objeto aislar y caracterizar la microbiota edáfica con potencialidad para degradar hidrocarburos presentes en el agua de producción vertida en el ASA, y forma parte de un mcaro proyecto que adelanta Ecopetrol, para determinar la factibilidad técnica del sistema de disposición a largo plazo. Se logró aislar y caracterizar un consorcio de microrganismos nativos (Consorcio ASA), con capacidad para degradar los hidrocarburos presentes en el agua de producción del campo Castilla. Se determinó la capacidad de biodegradación a escala de laboratorio y piloto (mesocosmos), alcanzando porcentajes de remoción entre 70 y 80%, lo que representa una potencial utilización de los microorganismos aislados, para procesos de tratamiento continuo en el ASA.
Biorremediación microbiana de suelos contaminados con hidrocarburo en la antigua área de tratamiento biológico (atb) de la gerencia de refinería Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Cadena Agudelo, Debbie Andres; Torres Sáez, Rodrigo Gonzalo
La contaminación de suelos con hidrocarburos es uno de los problemas generados por los procesos de extracción y procesamiento de petróleo. Este trabajo propone la aplicación de la tecnología de biorremediación de suelos mediante el uso de procesos de biodegradación microbiana que permitan la remoción de hidrocarburos presente en el suelo contaminado del pasivo ambiental de la antigua Área de Tratamiento Biológico de la Gerencia Refinería Barrancabermeja. El trabajo incluye una metodología propia en la aplicación de un sistema de biorremediación microbiana, desarrollada mediante las siguientes líneas de acción estrategia: primero, la determinación de las características fisicoquímicas y microbiológicas del suelo contaminado; segundo, aplicación de técnicas de bioestimulación y bioaumentación de la población de microorganismos presentes; tercero, desarrolló de actividades de seguimiento y control mediante la realización de análisis periódicos en campo y en laboratorio y cuarto, determinación de la eficiencia del proceso de biorremediación microbiana. La alta eficiencia alcanzada en la remoción de los hidrocarburos contenidos en el suelo contaminado durante la implementación del proceso de biorremediación microbiana fue validado por medio del desarrolló riguroso del diseño experimental aplicado, el cual incluyo una primera fase de trabajo en laboratorio mediante un ensayo de tratabilidad y una segunda fase correspondiente a la traslación del ensayo a una prueba piloto en campo. El desarrolló de este proyecto permitió establecer una alternativa viable técnica, económica y ambientalmente aceptable para el manejo del pasivo ambiental objeto de estudio, mismo que redundara en la posibilidad real de cumplimiento con la legislación ambiental vigente por parte de la Refinería de Barrancabermeja.
Evaluación del contenido de mercurio total en aguas suelos y sedimentos del rio surata utilizando un sistema para análisis directo de mercurio
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Bernal, Cesar Augusto; Perea Villamil, Janeth Aidé; Higuera Ardila, Rosa María
En este trabajo de aplicación se llevó a cabo la evaluación del contenido de mercurio total en aguas, suelos y sedimentos del rio Suratá, empleando un sistema de análisis directo de mercurio total el cual fue validado al interior del laboratorio de aguas y suelos de la CDMB, encontrándose que el mercurio en las aguas superficiales del río Suratá y sus confluencias Vetas, Charta y Tona, se encuentran dentro del criterio establecido en los artículos 38 y 39 del Decreto 1594/84 del Ministerio de Salud, donde se establece 2.0 µg Hg/L como criterio de calidad admisible para la destinación del recurso para consumo humano y doméstico, previo tratamiento convencional, articulo 41 del Decreto 1594/84 donde se establece 10 µg Hg/L como criterio de calidad admisible para la destinación del recurso para uso pecuario. Los suelos aledaños al rio Suratá se encuentran dentro de los niveles de suelos no contaminados de acuerdo a los resultados reportados en la literatura. Los sedimentos en los puntos SA-03, RT-01, RCH-01, SA-RT-01 y SA-06 se encuentran libres de contaminación, el punto SA-05 tiene un nivel de contaminación tolerable por la mayoría de los organismos que viven en los sedimentos y los puntos SA-PtePaneca y RV-01 son sedimentos contaminados, según Canadian Sediment Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life, Ontario, 2002.
Estudio de pasivos ambientales generados por las obras y actividades petroleras en Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Arismendi Henao, Edwin Augusto; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Blanco Tirado, Cristian
En Colombia el gobierno nacional ha facilitado a las compañías petroleras, nacionales y extranjeras, la exploración y explotación de petróleo sin fijar una normatividad definida sobre Pasivos Ambientales (PAs) generados por estas actividades. Debido a esto no es posible exigir la remediación oportuna de los daños causados ni las compensaciones debidas a las compañías petroleras. A lo largo de muchos años las actividades de explotación, extracción, transporte y almacenamiento de crudo y gas en el país han generado grandes volúmenes de PAs. Estos PAs eventualmente afectan la calidad de aguas superficiales y subterráneas, aire, suelos, y adicionalmente impactan negativamente los bosques, causan la desecación de humedales y la destrucción completa de ecosistemas base del sustento de poblaciones campesinas e indígenas. En Colombia se han tratado PAs en la refinería de Ecopetrol en Barrancabermeja y en los bloques del Catatumbo y Tibú en el departamento de Norte de Santander. Teniendo en cuenta los muy pocos estudios sobre PAs en Colombia, es necesaria la identificación de los muchos tipos de PAs generados por la industria petrolera en todo el país para facilitar toma de decisiones relacionadas con su recuperación o mitigación. Las operaciones petroleras de Campo Santiago han generado reclamos por parte de la comunidad aledaña debido a la afectación de fauna, flora y cuerpos hídricos (superficiales y subterráneas) del área de influencia del Campo. Por esta razón se quiere identificar los PAs que han generado estas afectaciones al medio ambiente y posteriormente proponer acciones para recuperar o mitigar dichos impactos acumulados.
Obtención de biogás a partir de gallinaza producida en la granja bellavista horizontes a servicio de incubadora Santander S.A
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Sierra Rios, Andrea Ximena; Escalante Hernández, Humberto
Los altos costos por la adquisición de energía y/o combustibles fósiles en la industria, ha incrementado el interés de producción y uso de biocombustibles a partir de fuentes renovables. La gallinaza como biomasa residual es altamente empleada en procesos de digestión anaerobia. La caracterización fisicoquímica y elemental de este sustrato mostró que contenía 28,73% de C, 2,23% de N y 31,78% de O, una relación carbono/nitrógeno de 12,9 y una producción teórica de metano de 0,43 CH4/g SV. Este bioproceso se limita debido a las altas concentraciones de amonio presentes en la gallinaza. La investigación se centró en la identificación de un consorcio microbiano con alta actividad hidrolítica y metanogénica; el desarrollo de la producción de metano con las mejores condiciones de operación a un volumen de 250 mL y el planteamiento básico ingenieril para el aprovechamiento del biogás producido en el proceso de digestión anaerobia. Como resultados se identificó que el estiércol bovino presenta un consorcio microbiano capas de degradar la gallinaza de jaula. La máxima producción de metano (0,14 m3 de biogás/g SSV, en operación batch) se obtuvo cuando el proceso se llevó a cabo con una relación inóculo sustrato de 1,5. Finalmente, teniendo como referencia las necesidades energéticas de la granja en el proceso de disposición final de la mortalidad (372,87 kWh/día) se determinó que se requiere de 6 reactores con un volumen total de 283,29 m3 para la biodigestión de 4367,55 kg/día de gallinaza de la granja Bellavista-Horizontes.
Caracterización del drenaje ácido generado en una mina de oro y propuesta técnica de remediación
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Barón Torres, Alfonso Ernesto; Laverde Catano, Diónisio
Culminado este estudio, se pudo comprobar que la mina Mascota 2 del Municipio de California, produce unas aguas que están contaminadas, llaqué son ácidas y además, presentan metales pesados como Hierro, Cobre, Zinc, Plomo, Manganeso, Níquel, Aluminio y Arsénico. Por lo tanto no cumplían con los parámetros físico químicos y microbiológicos establecidos por la Resolución 2115 de 2007, la Resolución 1618 de 2010 y el Decreto 3930 de 2010. Para esta caracterización se tomaron muestras puntuales en dos puntos, en los meses de Abril y Julio, y en cuatro puntos en el mes de agosto. En el laboratorio, a estas muestras se le realizaron filtraciones y se utilizaron colorímetros; para ello se elaboraron curvas de calibración preparando soluciones patrones de nitratos, nitritos, sulfato y hierro. Con este método se pudo identificar y cuantificar las concentraciones en las muestras de aguas, leyendo los valores de absorbancia y hallando las concentraciones en las curvas de calibración que ya habían sido preparadas. También se realizó por la técnica de espectrometría atómica, la determinación de metales pesados, de los cuáles algunos no fueron detectados por encima del límite de detección. Conocida la caracterización de estas aguas, también, se pudo escoger la tecnología más adecuada, utilizando para ello el pH como parámetro principal y las concentraciones de hierro y aluminio. Una de las tecnologías más adecuadas para mitigar la contaminación por drenaje ácido de mina son los tratamiento pasivos, y estos se basan en los procesos físicos, químicos y biológicos que tienen lugar en los humedales naturales, en donde se modifican favorablemente ciertas características de las aguas contaminadas, consiguiendo la eliminación de metales y la neutralización del pH.

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