Examinando por Materia "Biodegradabilidad"

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    Alternativas de tratamiento biológico de plaguicidas usados en cana de azúcar para el acople con sistemas fotocatalíticos.
    (2011-10-18) Barba Ho, Luz Edith; Becerra Moreno, Dorance; Gutiérrez, Héctor M.
    El cultivo de caña de azúcar es una actividad agrícola que por muchos años ha utilizado plaguicidas nocivos al ambiente. Como solución al manejo de estos tóxicos se realizó el tratamiento de una mezcla de los plaguicidas Diurón, Ametrina y 2,4-D mediante sistemas biológicos a flujo continuo usando un Filtro Percolador y un Humedal de Flujo Subsuperficial para seleccionar el de mejor acople con procesos fotocatalíticos. Se estudiaron las características fisicoquímicas de la mezcla, en igual proporción y presentación comercial a las usadas en esta industria. Durante el estudio los reactores biológicos tuvieron adecuadas condiciones de temperatura, pH y suministro de nutrientes, por lo cual los factores ambientales no fueron limitantes para la biodegradación. El reactor biológico de mayor eficiencia de reducción de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) en el tratamiento fue el Filtro Percolador, alcanzando un 44,8%, frente al 35,4% del Humedal. El estudio determinó que la mezcla de plaguicidas no es tratable en estos sistemas biológicos por sí solos debido al efecto tóxico que ejercen sobre los microorganismos. Estos resultados, sin embargo, son muy importantes porque presentan al Filtro Percolador como una alternativa viable para ser acoplado con Procesos Avanzados de Oxidación (AOP's) para este tipo de aguas residuales.
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    Biodegradabilidad y toxicidad de herbicidas utilizados en el cultivo de caña de azúcar.
    (2012-10-17) Barba Ho, Luz Edith; Becerra Moreno, Dorance
    Los ingenios azucareros del Valle del Cauca están utilizando con buenos resultados los herbicidas Diurón, 2,4 D, Terbutrina, Glifosato, Fusilade y Ametrina para el control de las malezas en el cultivo de la caña de azúcar. Sin embargo, debido a las características inherentes a su carácter tóxico y al manejo inapropiado que en la mayoría de las ocasiones se hace de estas sustancias, se genera una variedad de impactos negativos sobre los componentes de los ecosistemas sometidos a su acción.En busca de determinar su efecto contaminante, se estudió la biodegradabilidad (mediante el Ensayo de Zahn-Wellens/EMPA OECD 302B) y la toxicidad (mediante la Prueba de Inhibición de la Respiración OECD 209) de cada uno de estos plaguicidas, con el fin de conocer su comportamiento. En este estudio se encontró que los herbicidas evaluados son altamente tóxicos y no biodegradables en sistemas biológicos aeróbios mediante la metodología estudiada constituyendo un riesgo ambiental al ser vertidos a los ecosistemas sin tratamiento.
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    Desarrollo de un sustrato sintético que simula agua residual domestica para fines de investigación
    (Universidad del Valle, 2019) Martínez Deusa, Gina Mabel; Pascichaná Hernández, César Arturo; Rodríguez Victoria, Jenny Alexandra; Grisales Penagos, Dayana Katerine
    El estudio de agua residual doméstica (ARD) a escala de laboratorio ha presentado dificultades en la evaluación de tecnologías y eliminación de contaminantes debido a la variabilidad de sus características, degradación y presencia de microorganismos patógenos. Por esta razón, en materia de investigación es importante desarrollar sustratos sintéticos que presenten una composición fisicoquímica similar a la del agua residual a tratar para que haya un mejor entendimiento sobre los procesos bioquímicos que ocurren en los tratamientos biológicos (Torres et al., 1996). Con este proyecto investigativo de modalidad teórico-práctica, se desarrolló un sustrato sintético que simuló en su mayor parte las características fisicoquímicas del afluente de la Planta de Tratamiento de Agua Residual - Cañaveralejo (PTAR-C), localizada en la ciudad de Santiago de Cali. Se tomaron como referencia para esta investigación, las bases de datos correspondientes a las caracterizaciones realizadas, durante los años 2016 y 2017, por la Administración de la planta. El estudio del sustrato se desarrolló en 2 etapas sucesivas. En la primera etapa se definió el protocolo de elaboración, para lo cual se hizo en primera instancia el estudio estadístico de las variables DQO (demanda química de Oxígeno), DBO5 (demanda bioquímica de Oxígeno), SST (sólidos suspendidos totales), Nitrógeno amoniacal, Fósforo en forma de Ortofosfatos, pH y temperatura, esto con el fin de obtener los rangos típicos de variación del afluente de la PTAR-C; paralelo al estudio estadístico, se realizó un análisis de diversas investigaciones que consideraron el desarrollo de un sustrato sintético para simular ARD, con el objetivo de identificar los compuestos utilizados y la fracción orgánica e inorgánica. La segunda etapa, dio lugar a la validación del sustrato sintético mediante ensayos de biodegradabilidad (BD) aplicados de manera simultánea tanto al ARD-sintética como al ARDreal, para establecer un análisis comparativo que permitió verificar el comportamiento de reducción de la DQO por vía aerobia. Se aplicó el ensayo de biodegradabilidad intrínseca Zahn Wellens 302B normalizado por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE). Analizando comparativamente las características de DQO, DBO5, Nitrógeno amoniacal y fósforo, medidos en el agua residual sintética con los datos del agua residual de la PTAR-C, y la dinámica de degradación mostrada, en la que se obtuvo 79,07 % de biodegradabilidad para el agua sintética frente a un 81,52% del agua real, se puede afirmar que el sustrato sintético simuló las características medias del agua residual real; confirmando así la confiabilidad del sustrato sintético para ser utilizado como instrumento en investigación.
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    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, Wilson
    Solar 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%.
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    Evaluación de la biodegradabilidad de lambda-cihalotrina y mancozeb en agua fototratada y el empleo de biofiltros para su remoción
    (Universidad de Valle, 2014) Goyes Castillo, Alejandro; Benítez Vásquez, Luis Norberto; Campo Ceballos, Nelson Adrian
    En este estudio se evaluó la viabilidad del acople entre el sistema de oxidación química, reacción foto-Fenton y la oxidación biológica, filtro percolador constituido de lodos activados ó suelos cultivados con Ají, Maíz y Tomate provenientes de los municipios de Vijes y Guacarí en el departamento del Valle del Cauca. Efluentes contaminados con los pesticidas lambda-cihalotrina (¿-CHT) y mancozeb, evaluado por el producto de degradación etilentiourea (ETU) fueron estudiados. Inicialmente se trataron con la reacción foto-Fenton a escala solar, los efluentes contaminados con ETU, ¿-CHT y mezcla a concentraciones de 10 y 50 ppm, a condiciones fotocatalíticas de 10 y 235 ppm de Fe(II) y H2O2 respectivamente. Durante el fototratamiento se hizo el seguimiento de la evolución de los pesticidas por HPLC, la mineralización por TOC y la biodegradabilidad teórica por DBO5 y DQO. Los resultados revelan que al fototratar las soluciones de pesticidas individuales su biodegradabilidad teórica, DBO5/DQO, aumenta a medida que transcurre el tiempo del fototratamiento para ambas concentraciones, sin embargo la mezcla presenta un carácter recalcitrante mayor, requiriendo en el fototratamiento valores de energías acumuladas (Quv) altas para garantizar que sea biodegradable. Consecutivamente se evaluó la biodegradabilidad real de un efluente fototratado a una energía acumulada de 28,44 kJ/L, por medio del test de Zahn-Wellens esto permitió confirmar de manera más precisa, en comparación al valor DBO5/DQO, la efectividad del fototratamiento en la obtención de efluentes biodegradables. Estas mismas soluciones se recircularon por los sistemas biológicos donde se estudió el contenido de materia orgánica removida, de los cuales se obtuvieron porcentajes de remoción por encima del 70%. Implícitamente fue posible determinar que el porcentaje total de remoción, por parte del sistema acoplado superó el 80%. Finalmente con los resultados obtenidos es posible demostrar que el acople entre el sistema de oxidación química y la oxidación biológica es eficiente para ser aplicado como un tratamiento de aguas contaminadas con los pesticidas ETU y λ -CHT.
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    Obtención y caracterización de películas activas obtenidas por extrusión de almidón modificado de yuca (Manihot sculenta crantz) [recurso electrónico]
    (2015-02-06) Enríquez Collazos, Mario Germán
    El objetivo de esta investigación fue obtener y caracterizar películas activas por extrusión de tornillo simple a partir de tres variedades de almidón de yuca hidroxipropilado, glicerol y capsaicina con el fin de identificar aquella variedad con propiedades potenciales para la elaboración de un empaque biodegradable. Para ello se estudiaron algunas propiedades de los almidones nativos y de los modificados. Luego se aplicó un diseño factorial para obtener películas a partir de los almidones con diferentes temperaturas de proceso, contenido de capsaicina y contenido de glicerol. Se desarrollaron pruebas para determinar las propiedades térmicas y mecánicas (esfuerzo y elongación) de las películas, que ayudaron a estimar las condiciones óptimas de operación.
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    Producción de metano a partir de la digestión anaerobia de biorresiduos de origen municipal
    (2014-10-23) Parra Orobio, Brayan Alexis
    Los Biorresiduos de Origen Municipal-BOM representan la fracción predominante en los Residuos Sólidos Municipales-RSM principalmente en los países en desarrollo, éstos se caracterizan por su alto contenido de materia orgánica, humedad y nutrientes lo que los convierte en una fuente contaminante cuando se disponen inadecuadamente, no obstante, se promueve su aprovechamiento y valorización debido a que estas características favorecen la transformación a través de procesos biológicos como la Digestión Anaerobia-DA, en la que generan subproductos como el biogás rico en metano que es una fuente de energía alternativa a las fósiles. Los resultados de esta investigación permitieron mostrar otra opción de aprovechamiento de los BOM. Para ello se utilizó la técnica de Potencial Bioquímico de Metano-PBM (método manométrico) por medio del sistema OXITOP$. Los ensayos fueron realizados a temperatura de 30°C y con un Tiempo de Retención de Sólidos- TRS de 30 a 40 días. Se evaluó la influencia de la relación sustrato-inóculo-SII, pH y tamaf'lo de partícula sobre la producción de metano y la hidrólisis, que es considerada la etapa limitante de la DA de los BOM, a través de la aplicación de un modelo cinético de primer orden y el ajuste de Gompertz. La relaciones evaluadas estuvieron entre 0,25 y 9,0 gSVsus-.-gSV,n6culo¿', obteniéndose valores de PBM superiores a 102 mLCH/gSY y un Índice de Biodegradabilidad-%B o transformación del sustrato en biogás del 42% con relaciones menores que 1. El rango pH evaluado estuvo entre 5,5 y 8,0 unidades, lográndose resultados de PBM mayores que 95 mLCH4-g SY' y un %B por encima del 41 % en rangos de pH entre 7,0 y 8,0 unidades. Los tamat\os de partículas evaluados entre <0,25 y 12,5 mm, evidenciaron que con tamaños de partícula inferiores a 2,0 mm, se logran producciones de metano del orden de 128 mLCH4*g SY', que equivalen a una producción de 53% de biogás. A partir de los modelos cinéticos de primer orden y el ajuste de Gompertz, se ratificó que la constante de hidróHsis (Kn) y la fase de letargo, son influenciadas por la relación Sil, pH y tamaño de partícula. Aunque los Kn y la fase de letargo se encontraron en el rango típico para el proceso de DA, los mejores resultados se presentaron en relaciones inferiores de 1 gSV..,strato*gSVinóculo-\ rango de pH ente 7 y 8 unidades y tamaños de partícula menores que 2,0 mm, bajo estas condiciones se reportó una rápida degradación del sustrato y por consiguiente cortos periodos en la fase de letargo.
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    Tratamiento de aguas residuales provenientes de un cultivo de tomate contaminadas con mancozeb y lambda-cihalotrina aplicando un proceso de fotocatálisis solar acoplado a un sistema biológico a escala piloto.
    (Universidad del Valle, 2013) Mejía Cobo, Claudia Marcela; Benítez Vásquez, Luis Norberto; Campo Ceballos, Nelson Adrian
    En los cultivos de tomate son empleadas altas cantidades de pesticidas con el fin de garantizar buena producción y rendimiento de las cosechas, los más utilizados para esta práctica son el Mancozeb y Lambda-cihalotrina, caracterizados por su amplio espectro de acción fungicida e insecticida respectivamente, que tras su aplicación excesiva generan aguas residuales contaminadas con sustancias recalcitrantes causantes de un grave problema de contaminación ambiental. El tratamiento de esta clase de aguas residuales es complejo debido a la baja biodegradabilidad de los contaminantes orgánicos presentes; lo cual ha hecho necesario implementar sistemas de tratamiento eficientes para descontaminación de este tipo de aguas residuales. En este estudio se implementó unsistema fotocalítico-biológico para el tratamiento de aguas residuales agroindustriales provenientes de cultivos de tomate. En primera instancia se optimizaron las condiciones de fotocatálisis (6,75 ppm Fe2+ y 235 ppm H2O2) partiendo de un diseño central compuesto (DCC), la degradación fotocatalítica de ambos pesticidas y de su mezcla (50 ppm cada uno) se llevó a cabo utilizando en un colector parabólico compuesto (CPC), además se estudió la evolución de la biodegradabilidad de las aguas con el tiempo de fototratamiento. Los resultados obtenidos revelan un 100% de degradación de etilentiourea (principal producto toxico de la hidrolisis del mancozeb) con baja mineralización al cabo de 30 minutos de fototratamiento; por su parte el pesticida lambda-cihalotrina se degradó un 53.2% con una mineralización del 80,6% a las 3 horas; mientras que para la mezcla de los pesticidas se obtuvo una degradación del 100% y 37,1% para etilentiourea y lambda-cihalotrina respectivamente, con una mineralización del 61,7%. Los estudios de biodegradabilidad por medio del test de Zahn-Wellens confirmaron que las soluciones fototratadas son biodegradables y pueden ser vertidas a un sistema biológico completando su mineralización. La eficiencia del acople fotocatalítico-biológico oscilo entre un 69,3% y 70,8%, con un aporte en la remoción de carbono orgánico del 58,3% por parte del fototratamiento y de un 11,0% a un 12,5% por parte de los sistemas biológicos. Lográndose finalmente con este sistema acoplado, la eliminación total de estos pesticidas en un efluente agroindustrial, con una alta remoción de carga orgánica que oscila entre un 93,6 y 100%