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EVALUACIÓN DEL PROCESO DE PIRÓLISIS CON RESIDUOS DE MAÍZ Y COCO EN ATMÓSFERA DE CO2

EVALUATION OF THE PYROLYSIS PROCESS WITH CORN AND COCONUT WASTES IN CO2 ATMOSPHERE

Brian Castro¹, John Rodríguez¹, Wilson Hernández¹, Gabriel Camargo¹, Nikolay Agudelo² Universidad Libre de Colombia, (1) Ingeniería Mecánica/Ingeniería, (2) Ingeniería Ambiental/Ingeniería, Ak. 70 #53-40, Sede bosque popular, Bogotá D.C. – Colombia

Resumen

El objetivo del presente trabajo es evaluar el proceso de pirolisis mezclando residuos de los cultivos de coco y maíz, en atmósfera de CO2 y compara el resultado del producto solido obtenido en la biomasa de partida. Para esta investigación se caracterizó la materia prima mediante análisis próximo, espectrometría infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), microscopia electrónica de barrido (SEM), y análisis termogravimétrico (TGA). El proceso de pirolisis se realizó en un reactor de lecho fijo con un flujo de CO2 a una temperatura de 450°C y por un tiempo de 2 horas (2.77*10-4m3/s). Los resultados obtenidos demuestran que el poder calorífico de los residuos carbonosos de la pirolisis se incrementa en un 59.7% comparado con el de la materia prima original, el FTIR del sólido demuestra la transformación de los grupos carbonilo e hidroxilo originales que hacen parte de los gases y productos condensables.

Abstract

The objective of the present work is to evaluate the pyrolysis process mixing corn and coconut crop residues in CO2 atmosphere and to compare the result of the solid product obtained in the starting biomass. For this research, the feedstock was characterized by proximate analysis, Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and thermo-gravimetric analysis (TGA). The pyrolysis process was carried out in a fixed bed reactor with a CO2 flow at a temperature of 450°C and for a time of 2 hours (2.77*10-4m3/s). The results show that the calorific value of the carbonaceous residues from the pyrolysis is increased by 59.7% compared to the original raw material, the FTIR of the solid demonstrates the transformation of the original carbonyl and hydroxyl groups that are part of the condensable gases and products.

Palabras clave: pirolisis, caña de maíz, cáscara de coco, biocombustible Keywords: pyrolysis, corn cane, coconut shell, biofuel

DEGRADACIÓN DE POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD POR Fusarium solani

LOW DENSITY POLYETHYLENE DEGRADATION BY Fusarium solani

Reyna I. Ortega¹ e Ismael Acosta² (1) Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Facultad de Ciencias, Campus Pedregal, Av. Parque Chapultepec No. 1570, 78210. San Luis Potosí, SLP – México, (2) Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Facultad de Ciencias Químicas, Laboratorio de Micología Experimental, Av. Dr. Manuel Nava No. 6, Zona Universitaria, 78320. San Luis Potosí, SLP – México

Resumen

El objetivo de este trabajo fue determinar la capacidad de biodegradación de polietileno de baja densidad por el hongo Fusarium solani, durante 6 meses en condiciones estáticas, a 28°C, pH 6.5, determinando el crecimiento del hongo por la producción de proteína extracelular (164, 193.4 y 262.8 mg/mL) y peso seco (328, 348 y 451 mg), y el peso biodegradado del sustrato (4.5%, 7.8% y 9%). También se analizó la producción de las enzimas lacasa y esterasa extracelulares, obteniendo una actividad de lacasa de 2.66, 2.75 y 2.86 U/mL, y de esterasa de 1.46, 1.89 y 2.0 U/mL, mientras que en el control sin sustrato no se observó actividad enzimática, Además, se analizaron algunas características de las actividades enzimáticas extracelulares, como la estabilidad a 4oC y 28oC, pH y temperatura óptimos, el efecto de la concentración de proteína y sustrato.

Abstract

The objective of this work was to determine the degradation capacity of low density polyethylene by the fungus Fusarium solani, for 6 months under static conditions at 28°C, pH 6.5, determining the growth of the fungus by the production of extracellular protein (164, 193.4, and 262.8 mg/mL), and dry weight (328, 348, and 451 mg), and the biodegraded weight of the substrate (4.5%, 7.8%, and 9%). The production of extracellular laccase and esterase enzymes was also analyzed, obtaining laccase activities of 2.66, 2.75 and 2.86 U/mL, and esterase activities of 1.46, 1.89 and 2.0 U/mL, while no enzymatic activity was observed in the control without substrate. In addition, some characteristics of the extracellular enzymatic activities were analyzed, such as stability at 4oC and 28oC, optimal pH and temperature, and the effect of protein and substrate concentration.

Palabras clave: hongo, polietileno, biodegradation, enzimas extracelulares Keywords: fungus, polyethylene, biodegradation, extracellular enzymes

EVALUACIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL MEDIANTE SEPARADORES DE MEMBRANA

EVALUATION OF THE BIODIESEL PRODUCTION PROCESS USING MEMBRANE SEPARATORS

Yolimar Fernández¹, Alejandro Velásquez¹, Ruber Medina¹, Jesús Ortiz² (1) Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”, Departamento de Energética, Área de Ingeniería Química, Av. Rafael González, Sector Universitario, Punto Fijo – Venezuela, (2) Universidad Nacional Experimental Rafael María Baralt, Departamento de Ciencias Básicas, Coordinación de Química. Av. Rafael Gallardo, Coro – Venezuela

Resumen

El objetivo de este trabajo fue valorar técnicamente una alternativa de producción de biodiésel a partir de aceite de tártago mediante un sistema de filtrado por membrana cerámica utilizando el simulador de procesos Aspen hysys®. Se utilizó un diseño experimental para estudiar la influencia de la relación molar alcohol/aceite, concentración en peso y temperatura del catalizador sobre el contenido de metil-ricinoleato en el biodiésel obtenido y consumo energético global. El proceso de separación por membranas en comparación con el proceso tradicional por destilación resultó ser eficiente técnicamente bajo las variables relación molar 3:1, concentración y temperatura del NaOH de 0,5% y 40°C respectivamente, en cuanto a gastos energéticos y calidad del biodiésel obtenido: densidad de 938,5Kg/m3, viscosidad cinemática de 1,365cSt, poder calorífico de 39,65Mj/kg, y número de cetano de 40,47. Los resultados muestran que el método de refinación planteado es altamente prometedor en el proceso de producción de biodiesel.

Abstract

The objective of this work was to technically evaluate an alternative for the production of biodiesel from spelt oil by means of a ceramic membrane filtration system using the Aspen hysys® process simulator. An experimental design was used to study the influence of the alcohol/oil molar ratio, catalyst weight concentration and temperature over the methyl-ricinoleate content in the biodiesel obtained and overall energy consumption. The membrane separation process compared to the traditional distillation process proved to be technically efficient under the variables 3:1 molar ratio, NaOH concentration and temperature of 0.5% and 40°C respectively, in terms of energy costs and quality of the biodiesel obtained: density of 938.5 Kg/m3, kinematic viscosity of 1,365 cSt, calorific value of 39.65 Mj/kg, and cetane number of 40,47. These results show that the proposed refining method is highly promising in the biodiesel production process.

Palabras clave: simulación, aceite de tártago, producción de biodiésel, membrana cerámica Keywords: simulation, castor oil, biodiesel production, ceramic membrane

ISSN: 0718-8706

Teoría/Aplicación (Theory/Application)

1. Evaluación del proceso de producción de biodiesel mediante separadores de membrana. Evaluation of the biodiesel production process using membrane separators. Yolimar Fernández, Alejandro Velásquez, Ruber Medina, Jesús Ortiz (pp. 1-12).

2. Degradación de polietileno de baja densidad por Fusarium solani. Low density polyethylene degradation by Fusarium solani. Reyna I. Ortega e Ismael Acosta (pp. 13-31).

3. Evaluación del proceso de pirólisis con residuos de maíz y coco en atmósfera de CO2. Evaluation of the pyrolysis process with corn and coconut wastes in CO2 atmosphere. Brian Castro, John Rodríguez, Wilson Hernández, Gabriel Camargo, Nikolay Agudelo (pp. 33-46).

4. Variables de operación y cambio de escala en la producción de recubrimientos de Zn-Ni con partículas y aditivos. Operational variables and change of scale in the production of Zn-Ni coatings with particles and additives. Zulema A. Mahmud, Norma Míngolo, Gabriel Gordillo (pp. 47-68).

5. Evaluación y diagnóstico del daño a la formación en pozos horizontales de la franja petrolera norte de Cuba. Evaluation and diagnosis of formation damage in horizontal wells in Cuba’s northern oil belt. Freya González, Félix S. Echevarría (pp. 69-83).

PROCESOS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE EN UN PROGRAMA DE POSTÍTULO, CON DISPOSICIÓN DE RECURSOS DIGITALES

TEACHING-LEARNING PROCESSES IN A POSTITUBE PROGRAM, WITH THE PROVISION OF DIGITAL RESOURCES

Ricardo Zamarreño^1,2, Ernesto Arce³, Maritza Soto² (1) Universidad de La Serena, Facultad de Ciencias, Departamento de Química, Benavente 980, La Serena – Chile, (2) Universidad Pedro de Valdivia, Sede La Serena, Facultad de Ingeniería, Av. Cuatro esquinas 060, La Serena – Chile, (3) Universidad de La Serena, Unidad de Mejoramiento Docente, Benavente 980, La Serena – Chile

Resumen

Se presenta la experiencia, al uso de videos de las clases realizadas en el Diplomado en Gestión Ambiental y Sustentabilidad Energética. Este método se usó, ya que el programa es presencial, pero una cantidad importante de alumnos trabajan en turnos y no podían asistir a todas las clases. Esta herramienta permitió que los participantes, dispusieran de un recurso de apoyo respecto a los temas tratados. Al observar los resultados, en la generación 2017, el cual no se aplicó este sistema, con la generación 2018 y 2019, el cual utilizaron este método, hay un aumento del promedio en un 11.8%, aumentando la nota de 5,2, (2017) a 6.1, (2019). Es importante mencionar la satisfacción que expresaron los alumnos por esta herramienta, ya que pueden tener acceso a los contenidos tratados, discusiones y análisis generados. El profesorado también acepto ampliamente esta herramienta, pudiendo autoevaluarse, para ir mejorando en su desempeño.

Abstract

The experience is presented, using videos of the classes held in the Diploma in Environmental Management and Energy Sustainability. This method was used, since the program is face-to-face, but a significant number of students work in shifts and could not attend all the classes. This tool allowed the participants to have a support resource for the topics covered. When observing the results, in the 2017 generation, which did not apply this system, with the 2018 and 2019 generation, which used this method, there is an increase in the average by 11.8%, increasing the grade from 5.2, (2017) to 6.1, (2019). It is important to mention the satisfaction expressed by the students for this tool, since they can have access to the contents treated, discussions and analysis generated. The teaching staff also widely accepted this tool, being able to self-evaluate, in order to improve their performance.

Palabras clave: programa de diplomado, TIC y postítulos, estudiantes trabajadores, uso de medios audiovisuales Keywords: diploma program, TIC and postgraduate courses, student workers, use of audiovisual media

COMPARACIÓN ESTADÍSTICA DE LOS RESULTADOS DE LA CMC DE TENSOACTIVOS MEDIANTE DOS METODOLOGÍAS

STATISTICAL COMPARISON OF SURFACTANT CMC RESULTS BY TWO METHODOLOGIES

Magdelis Terrero- Toirac¹, Silio López -Guerra¹, Onix López-Galarza¹ (1) Centro de Investigación del Petróleo (CEINPET), Churruca # 481 e/ Vía Blanca y Washington, Cerro, La Habana CP62000 – Cuba

Resumen

La concentración a la cual se forman las micelas se le llama concentración micelar crítica (CMC) y es donde ocurren los cambios fisicoquímicos significativos, como son: un cambio brusco de tensión superficial y de conductividad. El objetivo de la investigación es comparar estadísticamente los resultados obtenidos por ambos métodos, por medición de la conductividad y de la tensión superficial. Ambas metodologías se aplicaron a dos tensoactivos mediante la medida de dichas propiedades en disoluciones acuosas a diferentes concentraciones. La tensión superficial se calculó mediante el método del anillo utilizando el tensiómetro y la conductividad se realizó en un conductímetro. El punto de intercepción de las dos rectas de tendencias se calculó para cada metodología. Se utilizó el método de comparación de dos medias experimentales a partir del estadístico t. Para los tensoactivos evaluados se comprobó estadísticamente que ambos métodos no presentaron diferencias significativas para un nivel de confianza de 95%.

Abstract

The concentration at which micelles are formed is called the critical micellar concentration (CMC) and it is where significant physicochemical changes occur, such as an abrupt change in surface tension and conductivity. The objective of the research is to statistically compare the results obtained by both methods, by measuring conductivity and surface tension. Both methodologies were applied to two surfactants by measuring these properties in aqueous solutions at different concentrations. The surface tension was calculated by the ring method using the tensiometer and the conductivity was carried out in a conductimeter. The intercept point of the two trend lines was calculated for each methodology. The method of comparison of two experimental means was used from the t statistic. For the surfactants evaluated, it was statistically proven that both methods did not present significant differences for a confidence level of 95%.

Palabras clave: tensoactivos, concentración micelar crítica, solquisa, chemard Keywords: surfactants, critical micellar concentration, solquisa, chemard

DESARROLLO DE MICROESTRUCTURA EN CEMENTOS MEZCLA ELABORADOS CON ARCILLAS CAOLINÍTICAS CALCINADAS DE MEDIANO GRADO: EFECTO EN INDICADORES DE DURABILIDAD

MICROSTRUCTURE DEVELOPMENT IN BLENDED CEMENTS MADE WITH MEDIUM-GRADE CALCINED KAOLINITIC CLAYS: EFFECT ON DURABILITY INDICATORS

Martín N. Humberto¹, Alejandra Tironi^1*, Alberto N. Scian², Edgardo F. Irassar¹ (1) Fac. de Ing., Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Prov. de Bs. As. (CONICET-CICPBA-UNCPBA), Av. Del Valle 5737, Olavarría – Argentina, (2) Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CICPBA-CONICET La Plata-UNLP), Con. Centenario y 506 M.B. Gonnet (1897), Buenos Aires – Argentina

Resumen

El objetivo de este trabajo es evaluar la influencia del ordenamiento estructural de la caolinita presente en arcillas de mediano grado, calcinadas y molidas, en el desarrollo de la microestructura de pastas y su efecto en los indicadores de durabilidad. Para esto se utilizaron tres arcillas caoliníticas, luego se elaboraron cementos mezcla conteniendo 25% de arcillas calcinadas. Se estudió la evolución de la microestructura en pastas utilizando DRX, DTA/TG y MIP. Se determinaron dos indicadores de durabilidad en morteros a 28 días: velocidad de succión capilar y coeficiente de difusión de vapor de agua. Los resultados obtenidos muestran que, para arcillas con similar contenido de caolinita, la estructura desordenada de la caolinita favorecerá la resistencia al transporte de agua (menor volumen de poros con diámetro mayor a 60 nm), y no será favorable para el transporte de vapor de agua (mayor volumen de poros con diámetro menor a 30 nm).

Abstract

The objective of this work is to evaluate the influence of the structural arrangement of kaolinite present in medium grade clays, calcined and ground, on the development of the microstructure of pastes and its effect on durability indicators. For this purpose, three kaolinitic clays were used, then blended cements containing 25% of calcined clays were elaborated. The evolution of the microstructure in pastes was studied using XRD, DTA/TG and MIP. Two durability indicators were determined in mortars at 28 days: capillary suction velocity and water vapor diffusion coefficient. The results obtained show that, for clays with similar kaolinite content, the disordered structure of kaolinite will favor resistance to water transport (smaller pore volume with diameter greater than 60 nm) and will not be favorable for water vapor transport (larger pore volume with diameter less than 30 nm).

Palabras clave: arcillas caoliníticas calcinadas, microestructura, absorción de agua, difusión de vapor de agua Keywords: calcined kaolinitic clays, microstructure, water absorption, water vapor diffusion

HÍBRIDOS ARCILLA-ALGA (Codium fragile). COMPARACIÓN DE DOS MÉTODOS  DE OBTENCIÓN MEDIANTE DRX y FT-IR

CLAY-ALGAE HYBRIDS (Codium fragile). COMPARISON OF TWO OBTAINMENT METHODS BY XRD AND FT-IR ANALYSIS

Hebe Blasetti¹, Fiorela Alassia¹, Ofelia Katusich¹, Stella M. Rios¹ (1) Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, (1) Facultad de Ciencias Naturales y Ciencias de la Salud, (2) Facultad de Ingeniería, Km 4, Comodoro Rivadavia (9000), Chubut – Argentina

Resumen

En este trabajo se prepararon materiales híbridos a partir de una arcilla natural (ARC) y el alga Codium fragile (COD), utilizando dos métodos distintos de calentamiento, uno convencional (ARCCOD E) y otro con microondas (ARCCOD MO). La caracterización de los materiales obtenidos se realizó mediante DRX y FT-IR. Los resultados evidencian diferencias apreciables de los híbridos con relación a los materiales de partida, indicando en ambos casos una posible intercalación de agua y biomasa de COD en la estructura de ARC, la cual es más evidente en ARCCOD E. El efecto microondas produciría un mayor grado de delaminación en ARCCOD MO, mientras que en ARCCOD E, la estructura original de ARC parecería estar más conservada. En ensayos preliminares se observan capacidades de sorción de petróleo de los híbridos similares a los materiales de partida.

Abstract

In this work, hybrid materials were prepared from natural clay (ARC) and algae Codium fragile (COD), using two different heating methods, one conventional (ARCCOD E) and the other with microwaves (ARCCOD MO). The characterization of the materials obtained was carried out by XRD and FT-IR. The results show appreciable differences of the hybrids in relation to the starting materials, indicating in both cases a possible intercalation of water and COD biomass in the ARC structure, which is more evident in ARCCOD E. The microwave effect would produce a higher degree of delamination in ARCCOD MO, while in ARCCOD E, the original ARC structure would seem to be more preserved. Preliminary tests show oil sorption capacities of the hybrids similar to the starting materials.

Palabras clave: química verde, esmectita, Codium fragile, materiales híbridos Keywords: green chemistry, smectite, Codium fragile, hybrid materials

ESTUDIO DE LA FOTODEGRADACIÓN DE METILPARABENO Y PROPILPARABENO EN MEDIO ALCALINO POR IRRADIACIÓN A 254 nm

STUDY OF THE PHOTODEGRADATION OF METHYLPARABEN AND PROPYLPARABEN IN ALKALINE MEDIUM BY IRRADIATION AT 254 nm

Alba Afonso^1,2, Marta Díaz^1,2 (1) Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, (1) Facultad de Ciencias Naturales y Ciencias de la Salud, (2) Facultad de Ingeniería, Km 4, Comodoro Rivadavia (9000), Chubut – Argentina

Resumen

En este trabajo se estudió la degradación de los parabenos (PBs) Metilparabeno (MP) y Propilparabeno (PP) por fotólisis directa, por irradiación a 254 nm, en medio alcalino a pH 11,0. Los cambios de concentración fueron determinados por espectrofotometría UV-Visible y se determinaron los rendimientos cuánticos (F) de fotodegradación con ferrioxalato de potasio como actinómetro. En las experiencias realizadas con ambos disruptores endócrinos en condiciones aireadas, con burbujeo de nitrógeno y con agregado de aditivos desactivadores de especies reactivas de oxígeno (ROS), se obtuvieron los correspondientes coeficientes de velocidad de pseudo-primer orden (k). Los mismos muestran que la fotodegradación es inhibida para ambos PBs en soluciones con burbujeo de nitrógeno y en presencia de azida, demostrando la participación del oxígeno disuelto en solución. En la fotodegradación de los parabenos MP y PP con metanol y en solución aireada se obtuvieron valores de constante de velocidad similares.

Abstract

In this work, the degradation of the parabens (PBs) methylparaben (MP) and propylparaben (PP) was studied by direct photolysis, by irradiation at 254 nm, in alkaline medium at pH 11.0. The concentration changes were determined by UV-Visible spectrophotometry and the quantum yields (F) of photodegradation were determined with potassium ferrioxalate as an actinometer. In the experiments carried out with both endodcrine disruptors under aerated conditions, with nitrogen bubbling and with the addition of reactive oxygen species (ROS) deactivating additives, the corresponding pseudo-first order rate coefficients (k) were obtained. They show that photodegradation is inhibited for both PBs in solutions with nitrogen and in the presence of azide, demonstrating the participation of dissolved oxygen in solution. Similar rate constant values were obtained in the photodegradation of MP and PP parabens with methanol and in aerated solution.

Palabras clave: parabenos, disruptores endocrinos, fotodegradación, medio alcalino Keywords: parabens, endocrine disruptors, photodegradation, alkaline medium

SÍNTESIS DE HIDROXIFOSFATO DE COBRE BAJO LOS PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE

SYNTHESIS OF COPPER HYDROXYPHOSPHATE UNDER THE PRINCIPLES OF GREEN CHEMISTRY

Lilia Fernández-Sánchez^1*, Mirella Gutiérrez-Arzaluz¹ (1) Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco, División de Ciencias Básicas e ingeniería, Departamento de Ciencias Básicas, Área de Química Aplicada, Av. San Pablo No. 180, Col. Reynosa Tamaulipas, Cd. de México – México

Resumen

Este trabajo tiene como objetivo presentar dos síntesis conforme a los principios de la química verde del Cu2(OH)PO4. La primera es una síntesis mecanoquímica que se llevó a cabo con Cu3(PO4)2 y NaOH a temperatura ambiente y sin disolvente (principios cinco y seis), la segunda empleó una suspensión acuosa del fosfato de cobre (principio seis). Los productos se caracterizaron por difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopía de infrarrojo y análisis elemental. Se aplicó una escala de análisis y evaluación con base en los principios verdes, para comparar las síntesis reportadas en este trabajo con la síntesis convencional hidrotérmica, resultando esta última como un proceso contaminante y las reportadas en este trabajo como procesos limpios. Se concluyó que los procesos limpios conducen a un ahorro de tiempo, bajos costos energéticos y cuidado del medio ambiente.

Abstract

This work aims to present two syntheses according to the green chemistry principles of Cu2(OH)PO4. The first is a mechanochemical synthesis that was carried out with Cu3(PO4)2 and NaOH at room temperature and without solvent (principles five and six), the second one employed an aqueous suspension of copper phosphate (principle six). The products were characterized by X-rays diffraction, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, and elemental analysis. A scale of analysis and evaluation based on green principles was applied to compare the syntheses reported in this work with the conventional hydrothermal synthesis, resulting the latter as a polluting process and those reported in this work as clean processes. It was concluded that clean processes lead to time savings, low energy costs and environmental care.

Palabras clave: métricas verdes, procesos limpios, ahorro energético, mecanoquímica Keywords: green metrics, clean processes, energy saving, mechanochemistry