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Publicación Acceso abierto Estudio del efecto hidrodinámico y de transporte de energía radiante en el diseño y optimización de reactores fotocatalíticos heterogéneos solares.(Universidad del Valle, 2020-12-18) Pinzón, María Helena; Machuca Martínez, Fiderman; Acosta Herazo, Raúl; Monterroza Romero, Jesús; Grupo LICAP; Grupo de investigación de Procesos Avanzados para Tratamientos Químicos y Biológicos (GAOX)Las tecnologías de origen fotocatalítico capaces de emplear la luz solar natural en la descontaminación de aguas presentan una notable prospectiva como procesos altamente sustentables con el medioambiente. Sin embargo, aún hay muchos aspectos por desarrollar para que estas tecnologías alcancen un verdadero potencial como una solución real a problemas a gran escala en el tratamiento de aguas. Uno de los principales puntos que limita su progreso es la falta de modelos matemáticos y métodos de cálculo que aborden los problemas típicos de un enfoque de ingeniería contribuyendo a avances significativos en el marco del diseño y optimización de reactores fotocatalíticos heterogéneos, en particular aquellos con capacidad de usar la luz solar y de tratar grandes volúmenes de agua contaminada. Actualmente, la construcción y puesta en marcha de los reactores fotocatalíticos se basa esencialmente en información empírica obtenida por ensayo y error, con la consecuente inversión de recursos que ello implica. En este contexto, el objetivo general de este proyecto es establecer una metodología matemática genérica para la evaluación y optimización del diseño de reactores fotocatalíticos solares que incorpore los efectos del transporte de radiación y de las propiedades ópticas del fotocatalizador.Publicación Acceso abierto Reactividad a la combustión carbón biomasa en una caldera de generación de vapor a nivel industrial.(Universidad del Valle, 2020-02-04) Barraza, Juan Manuel; Trujillo, María Patricia; Guerrero, Juan Sebastián; Rodríguez, Billy; Lester, Edward; Palencia, Gerardo; García, Edward; Chavés, Deysi; Grupo de investigación Ciencia y Tecnología del Carbón; Grupo de investigación Multimedia y VisiónEl proyecto se enfocó en resolver la siguiente pregunta: ¿las mezclas de carbon - bagazo son reactivas a la combustión produciendo bajos niveles de carbono no quemado en las cenizas volantes y de fondo de las calderas, lo cual afecta su eficiencia? La respuesta a la pregunta es: la eficiencia de las calderas en los procesos de combustión de combustibles sólidos está estrechamente relacionada con la morfología de los carbonizados producidos, que representa a etapa dominante de la combustión. En el caso de las mezclas carbón-bomasa, nos e ha realizado una caracterización del proceso de carbonización y por lo tanto, se desconoce el rol de cada componente de la mezcla en la morfología de los carbonizados y sobre su reactividad a la combustión. De igual manera, no se tiene información de la influencia de las impurezas del carbón sobre la reactividad de las mezclas. la material mineral asociada al carbón participa como un componente de la mezcla carbón-biomasa, que puede afectar de forma directa la morfología de los carbonizados y en consecuencia, la eficiencia de la combustiónPublicación Acceso abierto Evaluación de alternativas para la disminución del consumo eléctrico en la degradación de diclofenaco por procesos avanzados de oxidación.(Universidad del Valle, 2020-01-17) Acuña Bedoya, Nilson David; Álvarez Pugliese, Christian; Arango Marín, Vanessa; Vivas Galarza, Sarai; Prado Arce, Luz Andrea; Grupo de investigación de Procesos Avanzados para Tratamientos Químicos y Biológicos (GAOX)En la actualidad se ha evidenciado en los cuerpos de agua la presencia de diversas sustancias contaminantes y muchos de sus efectos adversos han sido ampliamente estudiados, por lo que la disposición de muchos compuestos como aquellos proviene de la minería, los fármacos, la agricultura y la industria química se encuentra regulada y restringida hoy en día. Se ha ensayado diversas alternativas para degradar y mineralizar muchos de estos contaminantes y, hasta ahora, se ha logrado alcanzar altos porcentajes de mineralización (superior a 90% en peso) empleando procesos avanzados de oxidación (PAOs) entre los que se destacan la electro-oxidación con electrodos de diamante dopados con boro (BDD) y la ionización convencional. No obstante, los altos consumos eléctricos reportados para estas técnicas, hasta 25kwh m-3, son prohibitivos. Así mismo, la ionización convencional mineralizada los complejos de cianuro débiles, pero no los fuertes como sucede con el ion hexacianoferrato (III); además, la baja solubilidad del ozono en agua (cerca de 2 ppm) hace que la ozonización convencional sea energéticamente ineficiente; lo anterior hace que en la actualidad la aplicación de las alternativas señaladas sea económicamente inviable. La principal causa del excesivo consumo eléctrico de estas técnicas está relacionada con las bajas concentraciones que suelen alcanzar los contaminantes emergentes en los cuerpos de agua. En el presente estudio se ensayó la alternativa de emplear carbón activado como agente coadyuvante para concentrar el contaminante por adsorción y combinarlo con los procesos convencionales de electro-oxidación con BDD y con ionización buscando disminuir el consumo eléctrico.Publicación Acceso abierto Punto cuántico de CdSe para fuentes alternas de energía : producción de hidrógeno y celdas solares híbridas.(2019-10-18) Camargo Amado, Ruben Jesus; Triana Valencia, Manuel AlejandroEn el siguiente informe se presentan la síntesis acuosa y la caracterización de puntos cuánticos (PCs) de seleniuro de cadmio (CdSe) con dos tipos de capa envolvente: ácido tioglicólico (TGA) y ácido mercaptosuccinico (MSA). El objetivo principal del proyecto fue determinar las propiedades de los PCs sintetizados y seleccionar PCs con características apropiadas para celdas fotovoltaicas o celdas fotoquímicas de H2.Publicación Acceso abierto Desarrollo de catalizadores mesoporosos y nanométricos para emplearlos en la reacción de eterificación de la glicerina y obtener poliéteres de glicerol.(2019-10-17) Pinzon Cardenas, Maria Helena; Urresta Aragon, Julian Diel; Machuca Martinez, Fiderman; Botina Silva, Alvaro; Escobar, LizzethLa glicerina como subproducto natural generado durante la reacción de metanólisis de aceites vegetales, se considera un producto valorizable. Una de sus aplicaciones se considera la producción de los poligliceroles y en especial poligliceroles-ésteres (PGE) los cuales están ganando protagonismo en nuevos productos para tensoactivos, lubricantes, cosméticos, aditivos para alimentos, etc. Los PGE presentan propiedades multifuncionales; sin embargo, es importante el control de (i) la longitud de la cadena de poligliceroles, (ii) el grado de esterificación del proceso y (iii) el peso molecular del ácido graso. Los terc-butil éteres de glicerol con alto contenido de di-éteres y sobre todo de tri-éteres, se convierten en una alternativa de disminución de contaminación durante la quema de combustibles. Un cambio reciente en la producción de PGE es la gran variedad de catalizadores heterogéneos que hay en estudio para su producción. Particularmente por la diversidad de técnicas para la preparación de catalizadores con alta actividad y selectividad. El presente trabajo se direccionó a la síntesis de ZnO nanométrico modificado con Cs, K, Li, Ba y Mg y su evaluación catalítica en la eterificación de glicerina para obtener poliéteres de glicerol.Publicación Acceso abierto Tratamiento de Lixiviados por electrodisolución de magnesio y heterocoagulación alcalina(2018-04-20) Marriaga Cabrales, Nilson de Jesús; Pinzón, María Helena; Álvarez Pugliese, Christian Eduardo; Donneys Victoria, Dayana; Cobo Muriel, Diana PatriciaDurante el año 2008 se generaron en Colombia cerca de 25 000 toneladas diarias de residuos sólidos y aproximadamente el 91% de estos desechos se dispusieron en rellenos sanitarios y plantas integrales de tratamiento. En los últimos años la problemática de los lixiviados provenientes de rellenos sanitarios ha alcanzado gran divulgación a nivel nacional e internacional, en la medida que se fortalecen las regulaciones ambientales para el control de este efluente líquido. Debido a esto, en la región, a mediados del 2008 fue clausurado el relleno sanitario de Navarro (Cali), mientras que en el nuevo relleno sanitario (Yotoco) hasta septiembre del año 2011 no se había logrado cumplir con “la reducción de contaminantes, especialmente nitrógeno amoniacal” establecido por la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (CVC), lo que deriva en la recirculación y acumulación de lixiviados en las lagunas de oxidación. Los tratamientos tradicionales, que incluyen acoples fisicoquímicos y biológicos, han demostrado desempeños satisfactorios en la reducción de demanda química de oxígeno (DQO), carbono orgánico total (COT), demanda biológica de oxígeno (DBO) y contenido de metales pesados; siempre y cuando se trate de lixiviados biodegradables provenientes de rellenos jóvenes. Sin embargo, estos procesos presentan limitaciones para remover el amonio presente en estos efluentes por lo que existe la necesidad de continuar en la búsqueda de métodos alternativos para el tratamiento. Una posibilidad es conseguir que el amonio precipite a pH alcalino en forma de estruvita (NH4)MgPO4·6H2O, con la precipitación simultánea de Mg(OH)2, dosificando cationes de magnesio por vía electrolítica. Para ello se realizaron estudios electroanalíticos que permitieron determinar las condiciones adecuadas para la electrodisolución activa del magnesio en el lixiviado. Adicionalmente, se encontró el efecto de la carga eléctrica específica (A-h/L), el pH y la temperatura sobre la cantidad de iones magnesio obtenidos. Asimismo, se determinó el efecto del pH, temperatura, concentración de magnesio y concentración de fosfato durante la heterocoagulación del lixiviado. Finalmente, se realizó un acople de los dos procedimientos y se estableció que el proceso presenta un desempeño integrado en términos de remoción de demanda química de oxigeno (DQO) cercana al 11%, carbono orgánico disuelto (COD) de aproximadamente 35% y de nitrógeno amoniacal que se aproxima al 93%.