Examinando por Autor "Machuca Martínez, Fiderman"
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Publicación Acceso abierto Aproximación a la estimación de la huella hídrica minera en el municipio de Suárez (Cauca)(2018-09-25) Álvarez Pugliese, Christian Eduardo; Machuca Martínez, FidermanEsta investigación tiene como propósito realizar una aproximación al cálculo de los indicadores de la huella hídrica en la minería aurífera del municipio de Suarez (Cauca), con el fin de cuantificar los impactos generados por el agua no retornada en el proceso productivo y los niveles de contaminantes en los vertimientos. Encontrado que la huella hídrica azul es de 79.91 m3/kg de oro extraído y la huella hídrica gris esta el rango de 272,125.39 a 404,825.11 m3/kg de oro extraído. Los valores obtenidos fueron comparados con minas con operaciones similares en Colombia y el Sudáfrica. Estos resultados permiten tener una línea base para la toma de decisiones, la formulación de estrategias y propuestas para el sector.Publicación Acceso abierto Cálculo de parámetros cinéticos en reacciones foto-catalíticas usando un modelo efectivo de campo de radiación.(2011-09-14) Machuca Martínez, FidermanEn este estudio se evaluó el efecto de la geometría y la concentración de substrato en la determinación de rendimientos cuánticos globales del proceso. Los rendimientos cuánticos se obtuvieron bajo un enfoque de parámetros globales constantes, fundamentados en las propiedades isotrópicas del campo radiante y de distribución perfecta de partículas en la fase fluida. Se usó un modelo idealizado para la cuantificación del campo de radiación y las expresiones matemáticas para la velocidad de reacción y la energía global efectiva absorbida del proceso (OVRPA) por medio de una solución aproximada de la ecuación de transferencia radiativa (RTE). Los resultados obtenidos para los rendimientos cuánticos permitieron mostrar la naturaleza no intrínseca de los parámetros cinéticos por la fuerte influencia de la geometría asociada a la dependencia con la energía radiante global absorbida por el sistema, evaluando estos parámetros foto-cinéticos a concentración inicial de ácido dicloroacético (DCA) constante. El error relativo global es menor al 2.5% y los coeficientes de correlación son mayores a 0.97 entre los datos de simulación y los datos experimentales utilizados.Publicación Acceso abierto Comparación entre fotocatálisis con TIO2 y foto-fenton para la degradación del fenol en un reactor solar de placa plana(Universidad del Valle, 2012) Tipaz Tipaz, Edith Amanda; Morales Gómez, Yarith; Arce Sarria, Augusto; Machuca Martínez, FidermanEn este estudio se evaluó la degradación de una solución artificial de fenol en dos niveles de concentración (60ppm y 120 ppm de fenol), utilizando fotocatálisis con TiO2 y fotoFenton en un reactor solar de placa plana. En la fotocatálisis con TiO2 se varió la concentración del catalizador y el pH inicial en dos niveles; en foto-Fenton se varió la concentración del peróxido de hidrógeno [H2O2] y la relación de [H2O2]/ [Fe+2]. Para el análisis del efecto de cada una de las tres variables sobre el porcentaje de remoción de carbono orgánico total (COT), la demanda química de oxigeno (DQO)y la remoción de fenoles totales en los dos tratamientos, se utilizó el valor P del análisis de varianza con un 95% de confianza. También se evaluó Fenton a las mismas condiciones experimentales de foto-Fenton confirmándose la teoría que indica que se obtiene una mayor mineralización cuando se expone la reacción Fenton a la radiación solar. Los máximos porcentajes de degradación obtenidos en las condiciones evaluadas para la fotocatálisis con TiO2 fueron de 46,39% de remoción de COT, 59% de remoción de DQO y 74,61% de degradación de fenol con una concentración inicial 60 ppm de fenol, pH inicial de 3,5 y 1g/L de TiO2; en cambio para foto-Fenton se obtuvo un 95,80% de remoción de COT, 89,28% de remoción de DQO y 99,9% de degradación de fenol con una concentración inicial de 120 ppm de fenol, 0,05 mol/L de peróxido de hidrógeno y una relación de [H2O2]/ [Fe+2] igual a 15. Se realizaron comparaciones entre fotocatálisis con TiO2 y foto-Fenton cuando se alcanzó en cada caso el 90% de remoción de COT.Publicación Acceso abierto Decoloración fotocatalítica de una mezcla de colorantes utilizando dióxido de titanio y peróxido de hidrógeno(Universidad del Valle, 2013) Cerón Rosada, Oscar Eduardo; Pinta Bustamante, Raquel Estefanía; Machuca Martínez, Fiderman; Arce Sarria, AugustoSe llevó a cabo el desarrollo experimental para la decoloración fotocatalítica de una mezcla de tintas, procedentes de una industria litográfica, en un colector parabólico compuesto (CPC) al contacto con radiación solar, empleando dióxido de titanio (TiO2) como fotocatalizador y peróxido de Hidrógeno (H2O2) como oxidante. La fotocatálisis heterogénea es considerada como una Tecnología de Oxidación Avanzada (TAO), que promueve una reducción de los contaminantes en los efluentes industriales previamente a un tratamiento biológico. De esta manera se desarrolló un estudio cuya variable de respuesta es el porcentaje de reducción de color (decoloración) para las diferentes proporciones tinta:agua y por consiguiente de su concentración; además se considera los efectos de decoloración causados por: fotocatálisis sin H2O2, adsorción, fotolisis y oxidación causada solo por peróxido. El resultado de este estudio confirma la viabilidad del tratamiento con valores apropiados para la fotodecoloración, para ciertos arreglos de las variables a evaluar, además verifican la importancia de las TAO para este tipo de desechos industriales que no son fácilmente degradables.Publicación Acceso abierto Descripción teórica y experimental del equilibrio de adsorción de soluciones iónicas en la superficie de los sistemas γ-Al2O3 y MoO3/γ-Al2O3.(2011-10-13) García Fierro, José Luis; Machuca Martínez, FidermanSe estudiaron las isotermas de adsorción en equilibrio de iones Mo, Co y Pt sobre γ-Al2O3 y iones Co y Pt sobre MoO3/γ-Al2O3. Los catalizadores molibdeno alúmina para los ensayos de adsorción fueron preparados por impregnación de los soportes de alúmina con heptamolibdato de amonio. Los datos de equilibrio de adsorción fueron obtenidos a partir del proceso de adsorción liquido-sólido. Las curvas de adsorción fueron tipo L para los sistemas Mo y Co sobre γ-Al2O3 y Co(Pt) sobre MoO3/γ-Al2O3, mientras para el sistema Pt(Co) sobre MoO3/-Al2O3 fueron tipo S. Para el caso del molibdeno, se encontró que las especies en solución (tetraédricas y octaédricas) afectan la adsorción del molibdeno. La adsorción de iones Co(II) sobre alúmina o alúmina modificada no depende de la alúmina utilizada. La forma de las isotermas de adsorción de iones Co sobre MoO3/γ-Al2O3 parece ser modificada cuando los iones Pt(IV) están presentes simultáneamente. Los procesos de adsorción de especies de Pt dependen de la presencia de Mo(VI) y Co(II) en la superficie de los soportes. Se observó que la cantidad de Pt adsorbido sobre MoO3/γ-Al2O3 disminuye en presencia de iones Co(II) en solución. Finalmente, se calcularon los parámetros de adsorción en equilibrio de los sistemas Mo(VI) and Co(II) sobre γ-Al2O3 and Co(II) y/o Pt(IV) sobre MoO3/γ-Al2O3.Publicación Acceso abierto Electrodisolución de hierro en medio ácido(Universidad del Valle, 2013) Cárdenas Lozano, Diego Alejandro; Manrique, Jorge Eliecer; Machuca Martínez, FidermanSe realizaron estudios a escala de laboratorio para la disolución anódica de placas de acero al carbón para la producción de iones de hierro en solución. Los electrodos se lijaron y pulieron para garantizar la uniformidad de su superficie. Se analizó la influencia de los cambios periódicos de polaridad de los electrodos, la concentración de ácido y la densidad de corriente en la dilución de hierro. El análisis del comportamiento cinético de la reacción anódica de disolución de hierro en ácido sulfúrico se estudió mediante la construcción del Diagrama Evan-Tafel, donde se encontró que la reacción de disolución comienza a ser interferida cuando se aplica una densidad de corriente mayor a 1.0 mA/cm2 . Para analizar si realizar cambios de polaridad mejora los resultados de disolución se realizaron estudios en una celda de dos placas, donde los cambios de polaridad de los electrodos aumentaron la disolución del hierro y disminuyeron el consumo de energía, siendo más efectivo realizarlos cada 15 minutos. Para analizar la influencia de la concentración de ácido y la densidad de corriente se realizaron pruebas en una celda múltiple de 5 electrodos, se encontró que a menor densidad de corriente y a mayor concentración de ácido se estimula la disolución del hierroPublicación Acceso abierto Enhancement of the potential biodegradability and the mineralization of a pesticides mixture after being treated by a coupled process of TiO2-based solar photocatalysis with constructed wetlands.(2014-04-28) Colina Márquez, José; Machuca Martínez, Fiderman; Salas, WilsonSolar heterogeneous photocatalysis is an advanced oxidation technology, which allows a successful treatment of many recalcitrant and emergent pollutants, such as: pesticides, industrial dyes and pharmaceutical compounds. Nonetheless, despite its effectiveness, the costs of applying this process are high when it is necessary to achieve a complete mineralization or to obtain an environment-friendly effluent. Photocatalytic–biological coupled systems have become in a feasible alternative able to treat efficiently these pollutants. In this work, a coupled system consistent of two compound parabolic collectors (CPC) solar photoreactors and a subsurface flow constructed wetland (SFCW) at pilot-scale was tested for degrading a mixture of commercial pesticides used in sugar cane crops. For measuring the process performance, regarding to the pollutant removal, the increase of the BOD5/COD ratio and the total organic carbon (TOC) removal were estimated for each separated system and the coupled system. Three different levels of solar UV accumulated energy and feed flow-rates to the SFCW were considered for the experimental design. The pilot-scale coupled system increased the BOD5/COD ratio from 0.15 to 0.90, and the TOC removal (total mineralization) was around 80%.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 Evaluación de la foto-oxidación de ácido dicloro acético empleando peróxido de hidrógeno como agente oxidante en un reactor bath [recurso electrónico](Universidad del Valle, 2012) Casamachin Ruiz, Felipe Alberto; Machuca Martínez, Fiderman; Arce Sarria, AugustoEn un reactor por lotes con un campo radiante de baja energía en dirección axial se estudió la reacción de fotodegradación del ácido dicloroacético (DCA) a dos concentraciones iniciales 60 y 120 ppm de DCA. El volumen de reacción fue de 0,4 l de solución, donde se utilizó el peróxido de hidrógeno (H2O2) y Oxígeno (O2) como oxidantes; y dióxido de titanio Aeroxide P25 (TiO2) como catalizador de la reacción. En este estudio se evaluó el efecto de las concentraciones iniciales y las relaciones molares entre el DCA y el H2O2, manteniendo la concentración del catalizador constante (0.3 g/l) y variando las relaciones molares entre el DCA y H2O2 de 3 - 10. Así como la comparación de la fotodegradación del DCA con H2O2 y del DCA con O2 disuelto.Publicación Acceso abierto Evaluación del proceso electroflox en el tratamiento de aguas residuales de una empresa de productos de cuidado oral, del hogar y personal.(2017-11-24) Timaná Rodríguez, Kelly Andrea; Machuca Martínez, FidermanLa nueva normatividad de vertimientos reglamentada por el Decreto 3930 de 2010, y la cual actualiza el Decreto 1594 de 1984 (vigente desde hace 30 años) ha llevado a la industria a buscar métodos y tecnologías que permitan su cumplimiento. Actualmente se conocen múltiples tecnologías y tratamientos que permiten el cumplimiento de la misma, unas más económicas y eficientes que otras, dependiendo del vertimiento de dicha industria. Electroflox es un tratamiento que combina electrodisolución, floculación y oxidación, ha sido aplicado en tratamientos de lixiviados, vinazas producida en destilerías de alcohol y plantas productoras de levadura, aguas contaminadas con tintas y drenajes ácidos de minas de carbón. A diferencia de los tratamientos de oxidación conocidos, el tratamiento Electroflox no busca degradar la materia orgánica contenida en el agua residual, sino que aplica la oxidación como tratamiento final para eliminar la carga orgánica e inorgánica residual, por lo que el consumo de agentes oxidantes se reduce al mínimo (Martinez, Cabrales, & Palomino, 2011) En el presente estudio se llevó a cabo la evaluación de la eficiencia de dicha tecnología a nivel de laboratorio para aguas residuales provenientes de una empresa manufacturera de productos de aseo personal y del hogar. Las pruebas preliminares fueron realizadas basadas en un diseño implicando 4 factores tales como densidad de corriente (1,6 mA/cm2), carga eléctrica (500, 2000 C/L), pH de coagulación (9, 12) y concentración de peróxido (500, 1500 ppm), siendo la variable de respuesta la demanda química de oxigeno (DQO) y la demanda biológica de oxigeno (DBO), y los factores carga de corriente y densidad de corriente significativos para dicha variable. De acuerdo con los resultados obtenidos, se evidencio una remoción mayor por parte del tratamiento Electroflox, que el tratamiento fisicoquímico actualmente utilizado para las aguas residuales en algunos casos, sin embargo no se logró alcanzar valores cercanos a los establecidos por la normatividad 500 ppm y 250 ppm, para DQO y DBO respectivamente. Por lo anterior para dar cumplimiento a la normatividad, se requiere de una tecnología adicional, que junto con Electroflox permita alcanzar dichos valores.Publicación Acceso abierto Implementación del modelo Six Flux para la descripción del campo radiante en un reactor diferencial con lámpara UV [recurso electrónico](Universidad del Valle, 2012) Orozco Donneys, Carolina; Machuca Martínez, Fiderman; Mueses, Miguel ÁngelEsta investigación se basa en la comparación de la cinética de un sistema reactivo dado cuando se utilizan dos modelos distintos para describir el campo radiante. Se modeló un reactor fotocatalítico diferencial con lámpara UV tomado de la literatura, en cual se llevó a cabo la fotodegradación heterogénea del ácido dicloroacético (DCA) catalizado por partículas de TiO2 (Aldrich). Basado en la propuesta matemática de Zalazar et al 2005 y de un modelo algebraico para la descripción de campo radiante denominado “modelo de seis flujos”, se realizó el cálculo de los parámetros fotocinéticos teniendo en cuenta los datos del tipo de catalizador y de reactivos, la configuración, tipo de reactor y las condiciones de operación, haciendo algunos ajustes en el modelo debido a que éste ha sido solamente trabajado en radiación solar.Publicación Acceso abierto Molecular adsorption model for organic compounds over TiO2 – P25 by protonic distribution affinity.(2014-04-28) Mueses, Miguel A.; Machuca Martínez, FidermanA predictive molecular adsorption model for organic compounds over TiO2-P25 particles was formulated. The model is an extension of a theoretical method of surface characterization called Protonic Distribution Affinity (PDA), which is obtained from potentiometric titration analysis, zero point charge (ZPC) of the material and adsorption isotherms of the Langmuir-Hinshelwood type. The chemical nature of the compound in the model was established by initial pH and molecular weigh. We found that, for the TiO2-P25, the ZPC was 6.8. The model was validated using experimental data of dichloroacetic acid (DCA), 4-chlorophenol (4-CP) and phenol (PH) to different conditions. The model has high predictive capacity, numerical stability and sturdiness for obtaining the solutions. For available experimental data, the correlation coefficient was 0.97.Publicación Acceso abierto Revistas de Ingeniería : en mejoramiento continuo.(2018-07-12) Machuca Martínez, FidermanLa divulgación de la investigación y el conocimiento cuenta con un mecanismo de fácil acceso para los especialistas en los temas, los interesados y para el público en general. Las revistas científicas se convierten en el multiplicador que permite socializar los resultados de investigación, a lo que ha contribuido sin lugar a dudas, la Red de Revistas de Ingeniería de Colombia. El posicionamiento de las revistas pasa por la integración de todas las etapas de publicación, desde la recepción y evaluación de los artículos, hasta el proceso de divulgación de los mismos. Esta integración y el posicionamiento son de los mayores retos que enfrentan las revistas, sobre todo en la actual coyuntura, en el cual Colciencias ha manifestado en múltiples escenarios que el país necesita un nuevo modelo de medición de revistas, uno que esté acorde con las tendencias mundiales en cuanto al impacto de las publicaciones relacionadas con el conocimiento científico y tecnológico. Esto ha hecho imperiosa para las instituciones editoras la necesidad de elaborar planes que permitan no solo mantener sino mejorar la posición de las Revistas en los diferentes rankings de medición.Publicación Acceso abierto Solución de la ecuación de Rachford – Rice por homotopía diferencial(Universidad del Valle, 2020-05-26) Machuca Martínez, Fiderman; Ángel Mueses, Miguel; Lara Ramos, José Antonio(Spa) En el presente trabajo se desarrolla una rutina de cálculo numérico para resolver la ecuación de Rachford-Rice Generalizada (RR-G) en sistemas de tres fases y múltiples componentes, fundamentado en el acople del método de sustitución sucesiva y el de continuación por homotopía diferencial, el cual se aplicó a diferentes tipo de mezclas en equilibrios de Vapor-Liquido-Liquido (EVLL), Vapor-Liquido-Solido (EVLS) y Liquido-Liquido-Liquido (ELLL). El algoritmo propuesto se probó con tres mezclas distintas a condiciones de temperatura, presión, composición y distintos componentes, encontrándose que la solución propuesta es estable y convergente para cualquier tipo de vector de inicio. Los resultados predicen de forma satisfactoria las fases en equilibrio, siendo el error mínimo del 1.9% en ELLL y el máximo igual a 15.47 % en EVLLPublicación Acceso abierto Synthesis of (E)-13-n-hexyloxacyclicotridec-10-en-2-ona (macrolactone) by transesterification of castor oil using heterogeneous catalysts based on zinc oxide.(2013-09-19) Aragón Urresta, Julián; Machuca Martínez, Fiderman; Patiño, AlexanderEste trabajo recoge los resultados obtenidos a partir de la transesterificación de aceite de ricino con metanol en condiciones suaves (baja temperatura y presión atmosférica) y el empleo de sólidos básicos Ba / ZnO, Mg / ZnO y K / ZnO. Se encontró que los diferentes sistemas presentan una buena actividad catalítica para la transformación del aceite de ricino, pero el sistema Ba/ZnO mostró una mayor tendencia a la ciclación del ácido ricinoleico para formar un producto conocido como macrolactona, específicamente (E)-13-n-hexiloxaciclicotridec -10-en-2-ona. Los sistemas catalíticos fueron analizados a través de FT-IR, TEM, SEM, difracción de rayos X, la reducción de la temperatura programada, el análisis de superficie y de los ésteres obtenidos a partir de la reacción se analizaron mediante cromatografía de gases acoplada a masas (GC-MS).Publicación Acceso abierto Tratamiento de aguas residuales provenientes de estaciones de gasolina mediante ozonizacion catalítica.(Universidad del Valle, 2019-01-30) Hernández Medina, Nathalia; Bejarano Ayala, Stephanie A.; Mena Guerrero, Natali; Machuca Martínez, Fiderman(Spa) En este estudio se investigó la efectividad del proceso de ozonización catalítica heterogénea (POCH) en agua residual proveniente de una estación de servicio, con el uso de un catalizador magnético (magnetita) para la degradación de compuestos orgánicos que poseen dobles enlaces (alquenos), compuestos aromáticos, fenólicos y aminas, los cuales se identificaron en el agua residual mediante espectroscopia de masas. Se evaluó la influencia del pH, la cantidad de catalizador y el tiempo de reacción. Se identificó por medio de las pruebas FTIR realizadas a la magnetita que las propiedades catalíticas se mantienen invariables durante el proceso de ozonización catalítica heterogénea. El POCH obtuvo una disminución de la carga orgánica del efluente de COD (60.92%) y de DQO (74.76%) a un pH 10, con una cantidad de magnetita de 0.3 g/L y un tiempo de reacción de 40 minutos. Por otra parte, en tiempo de reacción de 40 minutos a un pH 3 y cantidad de magnetita 0.1 g/L la disminución de la turbiedad fue de 96.98%. De igual manera se determinó para un pH de 3, con una cantidad de magnetita de 0.3 g/L y un tiempo de 40 minutos una disminución de la concentración de hidrocarburos totales, tensoactivos, grasas aceites las cuales presentaron una disminución en su carga de 19.74%, 56.67% y 15.50%, respectivamente. Al concluir el proceso se identificaron algunos productos de la oxidación de los alquenos como: hexadecanos, octadecanos, dodecanos y acetatos. Finalmente, la ozonización catalítica heterogénea es un método técnicamente eficaz para el tratamiento de agua residual proveniente de estaciones de servicio.Publicación Acceso abierto Tratamiento de pesticidas mediante un sistema acoplado de fotocatálisis solar y humedal subsuperficial.(2014-10-23) Arriaga Barrios, Teddy; Machuca Martínez, Fiderman; Colina Márquez, José Ángel; Madera Parra, Carlos ArturoEste trabajo de tesis se realizó con el objetivo de evaluar el desempeño del sistema de fotocatálisis solar y humedales a escala banco de flujo subsuperficial como alternativa para el tratamiento de una mezcla comercial de pesticidas desusada en los cultivos de caña de azúcar. La investigación fue realizada en el Laboratorio de Fotocatálisis Solar de la Universidad del Valle. En este estudio se usó una metodología donde la matriz de contaminantes sometida al tratamiento fue una mezcla de tres pesticidas comerciales (diurón, 2,4-D y ametrina) usados en el cultivo de la caña de azúcar y cuya composición simula la encontrada en el agua residual del lavado de envases y contenedores usados en la aspersión. La mezcla de pesticidas fue tratada en un sistema fotocatalítico solar de tres módulos de colectores parabólicos compuestos (CPC), y posteriormente se alimentó de forma paralela dos tratamientos biológicos considerados en este estudio: un humedal de flujo sub-superficial (HFSS) plantado con Heliconia psittacorum y el otro un filtro. Para el diseño experimental se consideraron la concentración inicial de la mezcla contaminante y el tipo de tratamiento biológico con el fin de analizar la incidencia de estos factores en la disminución de carbono orgánico total (COT), demanda química de oxígeno (DQO) y demanda bioquímica de oxígeno (DBO) de la mezcla de pesticidas. Se determinó la incidencia significativa del tipo de tratamiento biológico pero no de la concentración inicial de carbono orgánico total. El HFSS mostró las mejores remociones con respecto al contenido de COT, DQO y DBO. La relación de biodegrabilidad (DBO5/DQO) en el afluente de la fotocatálisis solar entro con 0,2 y se mantuvo por encima de 0,5 en efluentes HFSS. De acuerdo con el diagrama de Pareto, el análisis de varianza, la prueba de Tukey y las eficiencias del sistema, se confirma que la presencia de Heliconia psittacorumtiene un efecto positivo en el porcentaje remoción.