Examinando por Materia "Nitrógeno"

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    Adaptación de un inóculo fijador de nitrógeno electrogénico en una celda de combustible microbiana
    (Universidad del Valle, 2018) Rodríguez González, Claudia Lorena; Sanabria, Janeth; Lizcano Valbuena, William Hernando
    Las fuentes primarias de energía utilizadas para la sostenibilidad humana incluyen: combustibles fósiles (78.3 %), nuclear (2.5 %) y renovables (19.2 %). Las dos primeras son agotables y es bien establecido su asociación a impactos ambientales negativos. Se ha estimado que para el año 2020-2025 la población demandará el doble de petróleo, 75% más de gas y 40% más de carbón. En la última década se ha acentuado el interés por formas no convencionales, es decir, producción de energía a partir de fuentes renovables sin emisiones de CO2. Estas formas de producción son entre otras: hidráulica, eólica, solar, bioenergía y geotérmica. Las celdas de combustible microbianas (CCM), Microbial Fuel Cell, (MFC) han sido implementadas como fuente alternativa de energía y biorremediación. Sin embargo, los inóculos utilizados hasta el momento han sido provenientes de sistemas de tratamiento y sedimentos y han presentado limitaciones en la generación de electricidad. No se han encontrado estudios que evalúen la capacidad de producción de electricidad de consorcios fijadores de nitrógeno. La hipótesis de que la fijación biológica de nitrógeno es un proceso que será más eficiente en densidad de potencia en una CCM radica en la importante transferencia de protones y electrones en el proceso. Con el presente trabajo, esperamos que consorcios fijadores de nitrógeno enriquecidos en biorreactores pueden llegar a ser más eficientes que los inóculos utilizados hasta el momento.
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    Construcción y caracterización de consorcios microbianos autoensamblados fijadores de N2 y CO2 atmosférico
    (Universidad del Valle, 2024) Suárez López, Eliana; Sanabria, Janneth; Castillo Giraldo, Andrés Orlando
    La fijación biológica de nitrógeno y dióxido de carbono, así como los mecanismos biológicos subyacentes a estos procesos han sido ampliamente estudiados; sin embargo, la exploración ecológica específica de comunidades bacterianas fuertemente seleccionadas para favorecer ambas capacidades metabólicas y sus posibles aplicaciones biotecnológicas constituye un área de investigación innovadora. La comprensión de la estructura y funcionamiento de estas comunidades puede sentar las bases para futuras aplicaciones, por ejemplo, en el campo de la agricultura, con la fabricación de biofertilizantes nitrogenados. En este estudio, se construyeron consorcios microbianos utilizando muestras de ecosistemas altamente contrastantes (suelo, lodo y materia fecal humana). Estos consorcios se autoensamblaron en un biorreactor alimentado con un medio de cultivo mineral líquido, sin adición de compuestos nitrogenados o fuentes de carbono. El sistema operó con un flujo continuo de aire atmosférico que aportó N2 y CO2 y un recambio semanal del 50% del volumen. Se realizaron mediciones de nitrógeno total, pH, densidad óptica; y análisis de diversidad bacteriana con base en secuenciación de las regiones V3 y V4 del gen 16S ribosomal, para las muestras iniciales y las comunidades autoensambladas. Además, se predijeron las funciones metabólicas para las comunidades utilizando el software PICRUSt2 y se compararon las funciones obtenidas entre las comunidades ensambladas y las iniciales. Los resultados sugieren una asociación y sintrofía entre los miembros de las comunidades como respuesta a las condiciones de selección con un favorecimiento esperado de la fijación de N2 y CO2, metabolismos altamente extendidos entre las bacterias. Entre los géneros más abundantes se encontraron Azospirillum, Gordonia, Burkholderia y Sphingobium.
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    Determinación de nitrógeno lixiviado en el cultivo de estevia (Stevia Rebaudiana Bertoni) aplicando fertilizantes nitrogenados de lenta liberación por medio de lisímetros de drenaje.
    (Universidad del Valle, 2015) Díaz García, Jefferson Antonio; Aguirre Arias, Luis Esteban; Daza Torres, Martha Constanza
    El presente trabajo de grado hace referencia al uso de fertilizantes nitrogenados de lenta liberación, los cuales buscan soluciones de conservación del medio ambiente y pretenden reducir los costos en la aplicación de los fertilizantes. En Colombia, para el establecimiento de productos como la papa, del costo total de producción por hectárea, se encuentra destinado aproximadamente un 29.6% a la aplicación de fertilizantes, mientras que en cultivos como el cacao es el 8% (SAC, 2006). En el Valle del Cauca, se observan rangos que van desde el 11,5% para la arveja, hasta el 41,9% en el repollo (SEDAMA,2010); por lo tanto, existen sectores en los cuales los efectos serán mucho más críticos, debido al gran consumo de fertilizantes nitrogenados que demanda el desarrollo adecuado del cultivo. Gran parte de los productores agrícolas aplican los fertilizantes de forma empírica de acuerdo con la respuesta del cultivo, y en ocasiones se cae en el error de aplicar más cantidad de fertilizante que el necesario por el cultivo, lo cual se traduce en una posterior contaminación del medio ambiente y pérdidas económicas para el agricultor.
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    Estimación de nitrógeno en dosel para el cultivo de caña de azúcar (saccharum offcinarum) a partir de imágenes multiespectrales
    (Universidad del Valle, 2025) Saiz Álvarez, Eduardo José; Moreno Maya, José Alejandro; Reyes Trujillo, Aldemar; Garcia Cortes, Cesar Edwin
    Conocer el estado nutricional de las plantas, especialmente el contenido de nitrógeno es fundamental en la agricultura para la planificación de la fertilización nitrogenada en cultivos como la caña de azúcar en el Valle del Cauca. Este proyecto tiene como propósito desarrollar un modelo de estimación de la concentración de nitrógeno en dos ciclos del cultivo (plantilla y soca) de caña de azúcar variedad CC-01-1940 sometido a diferentes dosis de fertilización nitrogenada. Se obtuvo información multiespectral y de la concentración de nitrógeno foliar a partir de cuatro campañas de medición por ciclo. Para la construcción del modelo de regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS), se procesaron las imágenes multiespectrales y se obtuvieron 23 índices de vegetación (IV), adicionalmente, mediante una matriz de coocurrencia de niveles de grises se calcularon 8 variantes de textura para cada uno de los IV, para un total de 207 variables predictoras. Dando como resultado que el modelo es más útil para estimar el contenido de nitrógeno en etapas tempranas de desarrollo vegetativo (R2 > 0.756) en caña de azúcar, específicamente en la variedad CC 01-1940, logrando identificar mayor influencia en la predicción del modelo en índices espectrales que involucran la región del rojo, borde rojo e infrarrojo cercano (RedEdge & NIR).
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    Estimación de nitrógeno en dosel para el cultivo de caña de azúcar (saccharum offcinarum) a partir de imágenes multiespectrales
    (Universidad del Valle, 2025-08-11) Saiz Álvarez, Eduardo José; Moreno Maya, José Alejandro; Reyes Trujillo, Aldemar; Garcia Cortes, Cesar Edwin
    Conocer el estado nutricional de las plantas, especialmente el contenido de nitrógeno es fundamental en la agricultura para la planificación de la fertilización nitrogenada en cultivos como la caña de azúcar en el Valle del Cauca. Este proyecto tiene como propósito desarrollar un modelo de estimación de la concentración de nitrógeno en dos ciclos del cultivo (plantilla y soca) de caña de azúcar variedad CC-01-1940 sometido a diferentes dosis de fertilización nitrogenada. Se obtuvo información multiespectral y de la concentración de nitrógeno foliar a partir de cuatro campañas de medición por ciclo. Para la construcción del modelo de regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS), se procesaron las imágenes multiespectrales y se obtuvieron 23 índices de vegetación (IV), adicionalmente, mediante una matriz de coocurrencia de niveles de grises se calcularon 8 variantes de textura para cada uno de los IV, para un total de 207 variables predictoras. Dando como resultado que el modelo es más útil para estimar el contenido de nitrógeno en etapas tempranas de desarrollo vegetativo (R2 > 0.756) en caña de azúcar, específicamente en la variedad CC 01-1940, logrando identificar mayor influencia en la predicción del modelo en índices espectrales que involucran la región del rojo, borde rojo e infrarrojo cercano (RedEdge & NIR).
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    Evaluación de cepas nativas de Azotobacter spp como agente reductor de urea en el cultivo de caña de azúcar (Saccharum spp).
    (2017-05-03) Valderrama Aguirre, Lina Carmenza; Reyes Trujillo, Aldemar
    El nitrógeno es uno de los fertilizantes más importantes en la industria azucarera del mundo, debido a que es un cultivo altamente extractivo; en Colombia es adicionado principalmente en forma urea; sin embargo; actualmente se han venido desarrollado tecnologías sostenibles que permitan reducir los impactos negativos por las pérdidas de nitrógeno; una opción de mucho interés es el uso de microorganismos diazótrofos que no solo fijan nitrógeno sino que tienen propiedades enraizadoras y biocontroladoras. El propósito de este trabajo fue evaluar cepas nativas de Azotobacter spp como agente reductor de urea en el cultivo de caña de azúcar (Saccharum officinarum L. (CC 85-92)). Se tomaron muestras de raíces, tallos y hojas de caña; donde se obtuvieron 25 cepas, de las cuales cinco cumplían con las características macro y microscópica y bioquímicas de Azotobacter sp. Finalmente, se seleccionaron dos cepas que fueron las más eficientes de acuerdo a la tasa de crecimiento, producción de compuestos indólicos, resistencia a la vinaza y reducción de acetileno (ARA). Estas fueron evaluadas en caña de azúcar a nivel de vivero bajo diferentes concentraciones de urea (100, 75, 50 y 0%), con un diseño factorial de tres repeticiones, donde la altura de la planta se evaluó cada 30 días después de la siembra hasta la fase de macollamiento a los 90 días. Adicionalmente, se evaluó el peso de la raíz al final del experimento, el peso del tallo, hojas y porcentaje de nitrógeno foliar. Se pudo establecer una relación inversa entre la cantidad de fertilizante y el efecto promotor de crecimiento de las bacterias (p<.0001); mostrando mejores resultados para la combinación bacteria dos (2) y 50% de urea. En conclusión la aplicación de las bacterias fue significativamente más efectiva estimulando el crecimiento de la caña de azúcar con una menor dosis de fertilizante. Por lo tanto se recomienda realizar experimentos a mayor escala que incluyan la evaluación de costo efectividad y producción en los cultivos.
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    Modelación del contenido de clorofila basado en la reflectancia medida por espectroradiometría de campo en caña de azúcar.
    (Universidad del Valle, 2015) Bedoya Duque, Harold Andrés; Rendón Valencia, José Luis; Hernández Torres, Francisco Luis
    En el siguiente trabajo, se desarrolló un experimento en invernadero con el fin de hacer uso de la espectroradiometría como herramienta que facilita la determinación o predicción de los niveles de clorofila en la caña de azúcar. Veinte (20) variedades de caña fueron estudiadas en este proyecto, haciendo uso de diferentes dosis de Nitrógeno: 14 mM, 8 mM, 2 mM, con solución alta, media y baja, respectivamente. A dichas variedades se les midió la respuesta espectral en un rango de reflectancia que estuvo entre los 400 y 950 Nm. Además de ello, se les realizó una toma semanal durante cinco semanas con el objetivo de analizar el aprovechamiento que cada variedad de caña tuvo respecto a las dosificaciones de nitrógeno aplicadas, y partiendo de su concentración de clorofila. Cabe anotar que, a pesar de que se realizaron cinco tomas de firmas espectrales, únicamente se pudo realizar el análisis a aquellos datos tomados el 16 de abril, debido a que solo en ese día se contó con datos Spad que hicieran posible la validación del proceso estadístico. Se evaluó, entonces, mediante un Análisis de Varianza (ANOVA), el aprovechamiento de las dosificaciones de N con respecto a las concentraciones de clorofila medidas en las plantas. Los datos obtenidos, gracias al uso de espectroradiometría de campo, y en conjunto con los índices de vegetación encontrados en la bibliografía consultada, los que se evaluaron por medio del uso de los coeficientes de Correlación de Pearson y de Determinación (R2) en relación con las mediciones de clorofila hechas en unidades Spad. Al final, se tomó el mejor índice y se empleó en un modelo lineal estimado por mínimos cuadrados, con el propósito de hacer la predicción de los niveles de Clorofila.
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    Propuesta de un modelo matemático para la transformación de nitrógeno y carbono presentes en lagunas facultativas secundarias, utilizadas en el tratamiento de aguas residuales
    (2014-10-23) Rosero, Ángela Andrea
    Los sistemas de tratamiento de aguas residuales han sido diseñados para prevenir y/o minimizar los impactos negativos de las cargas contaminantes de los desechos líquidos a cuerpos de agua. Dentro de estos sistemas se encuentran los métodos naturales y entre estos las lagunas de estabilización, que es uno los tratamientos más utilizados en áreas tropicales debido a sus condiciones climáticas. Dentro de estas lagunas se encuentran las lagunas facultativas secundarias en las cuales su comportamiento depende de fenómenos complejos y dinámicos como son la relación entre biomasa (algas y bacterias), sustrato y las condiciones ambientales. Estas interacciones permiten las transformaciones de especies químicas como sustancias carbonadas y nitrogenadas por parte de los microorganismos, siendo la base para el conocimiento de la eficiencia de estos sistemas. En tanto esta investigación permitió proponer dos modelos dinámicos, uno para la transformación del nitrógeno y el segundo para la transformación del carbono, en una laguna facultativa secundaria convencional. Estos modelos fueron simulados considerando el fotoperiodo, siendo la radiación solar el factor ambiental más relevante para los procesos de transformación de cada una de las especies. Para el modelo de nitrógeno las correlaciones (R2) obtenidas en la evaluación del modelo entre los flujos másicos medidos y los entregados por el modelo fueron: 0.61, 0.8 y 0.68 para el amonio, nitrato y Nitrógeno orgánico total (NOT) respectivamente y en el periodo nocturno se obtuvieron 0.77, 0.62 y 0.8. Los resultados de las simulaciones presentaron que las tasas de transformación más dominantes fueron: la asimilación de NH4 por parte de la biomasa (85.90%) para el amonio, la denitrificación (55%) para el nitrato y el aporte de nitrógeno por parte del crecimiento de la biomasa (70%) para el NOT 16 En el modelo de carbono se obtuvieron correlaciones para el periodo diurno de: 0.81 y 0.73 para el dióxido de carbono y carbono orgánico total (COT) respectivamente y en el periodo nocturno fueron 0.82 y 0.69. Los resultados de las simulaciones presentaron que las tasas de transformación más dominantes fueron el crecimiento de biomasa (58.80%) para el COT y la fijación de CO2 por fotosíntesis (60%) para el dióxido de carbono.
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    Síntesis y caracterización de poliaminas cationicas resistentes a la cloración y su aplicación como ayudantes de coagulación en el tratamiento de aguas residuales.
    (Universidad del Valle, 2013) Zuñiga Segura, Johan Sebastian; Zuluaga Corrales, Héctor Fabio
    En este proyecto de investigación se llevó a cabo la síntesis de poliaminas catiónicas resistentes a la cloración mediante una reacción de policondensación de epiclorhidrina con dimetilamina y dietilentriamina, adicionando etilendiamina como agente modificante. Para lo cual se llevaron a cabo experimentos con la finalidad de obtener un procedimiento a nivel de laboratorio y a escala industrial en el cual cada una de las etapas y parámetros de la reacción se acondicionaron para obtener el producto con la mejor densidad de carga. El polielectrolito con la mejor densidad de carga sintetizado fue caracterizado mediante espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR), resonancia magnética nuclear protónica (RMN-1H), porcentaje de sólidos, densidad de carga, viscosimetría rotacional y capilar además de realizarle pruebas de jarras para determinar la efectividad como ayudante de coagulación obteniendo una poliamina catiónica con apariencia de líquido con coloración amarillo-verdoso de baja viscosidad (entre 80 y 120 cP) con altas densidades de carga (entre 4000 y 4300 meq/L), porcentajes de remoción de turbidez del 77% en procesos de coagulación y floculación, pesos moleculares viscosos de 2.29 x104 g/mol y porcentaje de sólidos del 50%.