Desarrollo y aplicación de una metodología para el diseño y construcción de un sistema de fitorremediación de un complejo de recirculación acuícola para el aprovechamiento sostenible de aguas post-consumo

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dc.contributor.advisorKafarov, Viatcheslav
dc.contributor.authorGarcía Martínez, Janet Bibiana
dc.contributor.evaluatorSánchez Torres, Viviana
dc.contributor.evaluatorLópez Giraldo, Luis Javier
dc.contributor.evaluatorOviedo Ocaña, Édgar Ricardo
dc.contributor.evaluatorMontenegro Ruiz, Luis Carlos
dc.contributor.evaluatorMachuca Martínez, Fiderman
dc.date.accessioned2023-06-01T13:02:16Z
dc.date.available2023-06-01T13:02:16Z
dc.date.created2023-05-31
dc.date.issued2023-05-31
dc.description.abstractEn este trabajo se presenta el desarrollo de una nueva metodología para el diseño y construcción de un sistema de Fitorremediación de un Complejo de Recirculación Acuícola para el aprovechamiento sostenible de aguas Post-Consumo mediante la aplicación de conceptos de economía circular y cero residuos. La metodología está basada en tres componentes claves del desarrollo sostenible: diseño de un sistema novedoso de Fitorremediación junto con el análisis de Ciclo de Vida y validación económica. Con tal fin se probó la capacidad de las aguas residuales de un sistema piscícola como medio de cultivo para Chlorella sp. y Scenedesmus sp. Se evaluó la simulación para su transformación en alimento sostenible para peces utilizando el software Designer® y se determinaron los impactos ambientales de la producción biomasa para alimentación animal mediante el método de análisis del ciclo de vida utilizando el software Simapro. Los resultados mostraron que la adición de NaNO3 (0,125 g/L), K2HPO4 (0,075 g/L), KH2PO4 (0,75 g/L), y NaHCO3 (0,5 y 2 g/L para Chlorella sp. y Scenedesmus sp. respectivamente) aumentó significativamente la biomasa de Chlorella sp. (0,87 g/L) y Scenedesmus sp. (0,83 g/L). Según los resultados, es posible producir hasta 11.875 kg/año (31,3 kg/día) con un costo de producción de hasta 18 (USD/kg) para la biomasa seca y 0,19 (USD/500 ml de biomasa) para la biomasa concentrada. Asimismo, se determinó la cinética de crecimiento de la biomasa dependiente del sustrato con una producción máxima de 1,25 g/L después de 15 días de cultivo y una eliminación del 98% del N junto con un 20% del P. También se evaluaron los impactos ambientales utilizando el método ReCiPe para diez categorías de impacto, lo que permitió determinar que los efectos medioambientales se redujeron significativamente al utilizar aguas residuales como fuente de agua y nutrientes.
dc.description.abstractenglishThis thesis presents the development of a new methodology for designing and constructing a phytoremediation system of an Aquaculture Recirculation Complex for the sustainable use of post-consumer water through the application of circular economy and zero waste concepts. The methodology is based on three critical components of sustainable development: design of a novel phytoremediation system together with Life Cycle Analysis and economic validation. To this end, the wastewater capacity from a fish farming system as a culture medium for Chlorella and Scenedesmus sp. was evaluated. The simulation for their transformation into sustainable fish feed was evaluated using Designer® software, and the environmental impacts of biomass production for animal feed were determined by the life cycle analysis method using Simapro® software. According to the results, the addition of NaNO3 (0.125 g/L), K2HPO4 (0.075 g/L), KH2PO4 (0.75 g/L), and NaHCO3 (0.5 and 2 g/L for Chlorella and Scenedesmus sp. respectively) significantly increased the biomass of Chlorella sp. (0.87 g/L) and Scenedesmus sp. (0.83 g/L). According to the results, it is possible to produce up to 11,875 kg/year (31.3 kg/day) with a production cost of up to 18 (USD/kg) for dry biomass and 0.19 (USD/500 ml biomass) for concentrated biomass. Also, the substrate-dependent biomass growth kinetics for the selected strains was determined with a maximum production of 1.25 g/L after 15 days of cultivation coupled with a removal of 98% of N, and 20% of P. Environmental impacts were also evaluated using the ReCiPe method for ten impact categories, which allowed determining that the environmental effects were significantly reduced by using wastewater as a water source and nutrients.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001514797
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería Química
dc.description.googlescholarhttps://scholar.google.com.co/citations?hl=en&authuser=2&user=y5fSuosAAAAJ
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-6719-7408
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/20.500.14071/14506
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programDoctorado en Ingeniería 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.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectSistema recirculación acuícola
dc.subjectSistema de fitorremediación
dc.subjectAguas post-consumo
dc.subjectPiscicultura
dc.subjectMicroalgas
dc.subject.keywordRecirculation Aquaculture Systems
dc.subject.keywordFish Farming System
dc.subject.keywordPost-Consumption Water
dc.subject.keywordMicroalgae
dc.titleDesarrollo y aplicación de una metodología para el diseño y construcción de un sistema de fitorremediación de un complejo de recirculación acuícola para el aprovechamiento sostenible de aguas post-consumo
dc.title.englishDevelopment and Application of a Methodology for the Design and Construction of a Phytoremediation System for a Recirculating Aquaculture Complex for the Sustainable Use of Post-Consumption Water
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dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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