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Acople de procesos fotocatalíticos y biológicos para el tratamiento de aguas residuales con residuos de plaguicidas

Becerra Moreno, Dorance (2014-10-28)

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 ...
Aplicación de Ti02 modificado con polioxometalatos en la degradación de soluciones acuosas de carbofuran bajo radiación solar simulada, y evaluación del potencial de acople con un sistema biológico

Múnera Castañeda, Bryan Esteban (2015-10-20)

Se realizaron ensayos de fotodegradación a escala de laboratorio bajo radiación solar simulada del plaguicida Carbofuran (CBF), utilizando catalizadores basados en TiO2 modificados con ácidos Tungstofosfórico ¿ TPA ...
Comparación entre fotocatálisis con TIO2 y foto-fenton para la degradación del fenol en un reactor solar de placa plana

Tipaz Tipaz, Edith Amanda; Morales Gómez, Yarith (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2012)

En 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. ...
Decoloración fotocatalítica de una mezcla de colorantes utilizando dióxido de titanio y peróxido de hidrógeno

Cerón Rosada, Oscar Eduardo; Pinta Bustamante, Raquel Estefanía (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2013)

Se 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, ...
Degradación de materia orgánica por medio del progreso foto-fenton utilizando concentraciones bajas de hierro y un pH cercano a la neutralidad: efecto de la matriz de diferentes fuentes naturales de agua [recurso electrónico]

Herrera López, Karen Lizeth (2015-02-04)

Actualmente la población de muchas regiones de países en vía de desarrollo consume agua sin un tratamiento adecuado. El método de desinfección comúnmente utilizado es la cloración, sin embargo la presencia de materia ...
Dielectric relaxation studies in activated carbon doped Titanium Dioxide at high temperatures

Castañeda, Karen A.; Cuellar, Ingrith P.; Castillo, José H. (Universidad del ValleColombia, 2017-01-30)

(Eng) Titanium Dioxide (TiO2) has been an object of different investigations in the recent years, principally to its applications in solar cells due to its interesting optic, electric and magnetic properties. In this work ...
Efecto fotocatalítico del TiO2-Au sobre células de cáncer de cuello uterino.

Camargo Amado, R.J. (2013-09-24)

Los fotocatalizadores han abierto las puertas a múltiples aplicaciones en ciencia y medicina, entre ellas el TiO2 en presencia de luz ultravioleta UV-A se está abriendo espacio en el futuro tratamiento de diferentes tipos ...
Especiación de hierro durante la aplicación del proceso foto-fenton para la degradación de materia orgánica en aguas A ph cercano al neutro

Nieto Trujillo, Loren (Universidad de ValleColombiaFACULTADES DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTASQUÍMICA, 2012)

La problemática de la escasez de agua que afecta a millones de personas en todo el mundo ha llevado a la búsqueda de nuevos enfoques para la reducción costos y la solución de inconvenientes asociados a las tecnologías ...
Evaluación de procesos de oxidación fotocatalítica en acuacultura marina (enfoque biológico)

García Garay, Juan Guillermo (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTASBIOLOGÍA, 2012)

Actividades como la conservación ex-situ de especies, la acuacultura y la acuariofilia en medios confinados marinos alejados del mar no se pueden realizar fácilmente debido a la acumulación de material nitrogenado (Materia ...
Evaluación de procesos de oxidación fotocatalítica en acuacultura marina (enfoque ingenieril)

García Garay, Juan Guillermo (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERIA QUIMICA, 2012)

Actividades como la acuacultura, la conservación ex-situ de especies y la acuariofilia en medios confinados marinos alejados del mar no se pueden realizar fácilmente debido a la acumulación de material nitrogenado (materia ...
Evaluación de reactores fotocatalíticos para la obtención de agua tratada mediante la tecnología sodis mejorada con el proceso foto-fenton

Herrera López, Karen Lizeth (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTASMAESTRÍA EN CIENCIAS - QUÍMICA, 2016)

La falta de infraestructura y condiciones adecuadas para el saneamiento de agua, especialmente en zonas rurales y marginales de Colombia ha conllevado a un aumento progresivo en el desarrollo de enfermedades diarreicas, ...
Implementación de un sistema fotocatalítico-biológico para el tratamiento de aguas residuales agroindustriales contaminadas con mancozeb y lambda-cihalotrina a escala piloto

Campo Ceballos, Nelson Adrian (Universidad del ValleColombiaFACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTASMAESTRÍA EN CIENCIAS - QUÍMICA, 2015)

La incapacidad de los sistemas convencionales para tratamiento de aguas residuales agroindustriales altamente cargadas con sustancias toxicas y no biodegradables, representa un grave problema de contaminación de los recursos ...
Microbiology cell-staining wastewater treatment using T iO 2 thin films

Fernández, Jorge A.; Cardozo, Magda G.; Carrascal, Ana K.; Salcedo, Juan C.; Pedroza, Aura M.; Daza, Carlos E. (Universidad del ValleColombia, 2015-06-19)

(Eng) Microbiology cell-staining wastewater was treated by UV/TiO 2 thin films photocatalysis. A simple method of applying gravity sedimentation over grass-type substrate was used for the preparation of the films. The use ...
Microbiology cell-staining wastewater treatment using TiO2 thin films

Fernández, Jorge A.; Cardozo, Magda G.; Carrascal, Ana K.; Salcedo, Juan C.; Pedroza, Aura M.; Daza, Carlos E. (2018-07-12)

La fotocatálisis con UV/TiO2 usando películas delgadas fue empleada para el tratamiento de agua residual de microbiología. Se empleó un método simple de sedimentación por gravedad sobre sustrato de vidrio para la preparación ...
Modificación de las propiedades electrónicas de complejos pinza tipo (NS2) DE Ni (II).

Benítez Vásquez, Luis Norberto; Mondragon, Alexander; Aguilar, Johan Sebastian (Universidad del ValleColombia, 2020-10-05)

Basados en el sitio activo de la hidrogenasa, se han sintetizado diferentes tipos de complejos capaces de reducir protones provenientes del agua, usando complejos generalmente de Ru (II) como fotosensibilizadores que son ...
Molecular adsorption model for organic compounds over TiO2 – P25 by protonic distribution affinity.

Mueses, Miguel A.; Machuca Martínez, Fiderman (2014-04-28)

A 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 ...
Revisión del estado tecnológico de los reactores fotocataliticos para la descontaminación de agua [recurso electrónico]

Ceron Delgado, Carol Vanessa (2012-11-09)

Hoy en día existe una gran demanda tecnológica para resolver problemas de contaminación ambiental. Como consecuencia, los gobiernos de las potencias mundiales han impulsado la investigación y desarrollo de diversas técnicas ...
Síntesis de catalizadores para tratamiento de aguas residuales de minería.

Machuca Martínez, Fiderman; Hernandez, Aracelly; Arce Sarria, Augusto; Betancourt, Luis Andrés; Vásquez, Clara; Veitia, Lina (2019-10-22)

En Colombia, la extracción de oro (Au) a pequeña y mediana escala se realiza a través de la lixiviación del oro presente en el mineral usando una solución de cianuro de sodio como solvente, disolviendo el oro en forma ...
Síntesis y caracterización de complejos Foto-Catalíticos de Niquel : sistemas viables en la fotoreducción de protones usando luz artificial.

Bdnítez Vásquez, Luis Norberto; Mondragón, Alexander; Castillo, Iván (Universidad del ValleColombia, 2018-05-21)

En la actualidad, existe un fuerte interés en fuentes alternativas de energía que puedan reemplazar la demanda creciente de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo que contribuyen al calentamiento global. Uno de ...
Transformation of agroindustry effluents with pesticides content by heterogeneous catalysis.

Barba Ho, Luz Edith; Becerra Moreno, Dorance; Angulo, Viviana; Salazar, Liliana (2012-10-17)

Un tratamiento fotocatalítico se utiliza para degradar contaminantes de las aguas residuales de alta generados durante las operaciones de lavado de tractores utilizados para la fumigación agroindustrial. Los efluentes ...

Envíos recientes

Acople de procesos fotocatalíticos y biológicos para el tratamiento de aguas residuales con residuos de plaguicidas

Becerra Moreno, Dorance | 2014-10-28

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 acoplados fotocatalíticos-biológicos. Se utilizó como fotorreactor una Placa Plana Inclinada (TiO2 como catalizador), y como reactores biológicos un Filtro Percolador y un Humedal de Flujo Subsuperficial. 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. En cuanto a la fotocatálisis se encontró que, para energías acumuladas inferiores a 75 kj.L-1, actúa sobre los plaguicidas transformándolos en sustancias menos tóxicas y de mayor biodegradabilidad, sin llegar a mineralizarlos (remoción de DQO del 57.0%, de Carbono Orgánico Disuelto - COD del 23.9% y de plaguicidas del 100%). Finalmente, se determinó que la fotocatálisis con TiO2 en un Reactor de Placa Plana Inclinada acoplada a procesos biológicos de tratamiento de elevado tiempo de retención (>30 días) constituye una alternativa viable para el tratamiento de aguas residuales agroindustriales con contenido de plaguicidas, pues logra altas eficiencia de remoción de contaminantes (DQO, COD y plaguicidas) en cortos periodos de tiempo.

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Aplicación de Ti02 modificado con polioxometalatos en la degradación de soluciones acuosas de carbofuran bajo radiación solar simulada, y evaluación del potencial de acople con un sistema biológico

Múnera Castañeda, Bryan Esteban | 2015-10-20

Se realizaron ensayos de fotodegradación a escala de laboratorio bajo radiación solar simulada del plaguicida Carbofuran (CBF), utilizando catalizadores basados en TiO2 modificados con ácidos Tungstofosfórico ¿ TPA ([PW12O40]3-) y Tungstosilícico ¿ TSA ([SiW12O40]4-), los cuales presentan como principal novedad la absorción de luz en el espectro visible. Los ensayos preliminares permitieron evidenciar que el complejo TiO2-TPA es más efectivo en la degradación del CBF que el TiO2-TSA, pero el Degussa P25 supera la eficiencia de los materiales modificados. Se realizó un diseño experimental utilizando TiO2-TPA y Degussa P25, evaluando la concentración del catalizador (0,25¿ 1,0 g.L-1) y la potencia de irradiación (300 ¿ 400 W.m-2) a pH 6, durante 180 minutos de tratamiento. Los resultados mostraron que los niveles máximos (1,0 g.L-1 y 400 W.m-2) de los factores estudiados fueron los que permitieron obtener mayores porcentajes de degradación. Se realizaron ensayos de biotratabilidad con P. Aeruginosa y C. Sporogenes. Los resultados mostraron que el CBF puede ser asimilado con y sin tratamiento. Los subproductos del tratamiento con TiO2-TPA favorecen en mayor medida el crecimiento celular que los subproductos generados con Degussa P25. Los ensayos de biotratabilidad con un sistema anaerobio permitieron evidenciar que el CBF es un tóxico metabólico y que los subproductos del tratamiento fotocatalítico con TiO2-TPA pueden ser utilizados como sustrato para la producción de metano.

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Comparación entre fotocatálisis con TIO2 y foto-fenton para la degradación del fenol en un reactor solar de placa plana

Arce Sarria, Augusto | 2012

En 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.

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Decoloración fotocatalítica de una mezcla de colorantes utilizando dióxido de titanio y peróxido de hidrógeno

Machuca Martínez, Fiderman | 2013

Se 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.

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Degradación de materia orgánica por medio del progreso foto-fenton utilizando concentraciones bajas de hierro y un pH cercano a la neutralidad: efecto de la matriz de diferentes fuentes naturales de agua [recurso electrónico]

Herrera López, Karen Lizeth | 2015-02-04

Actualmente la población de muchas regiones de países en vía de desarrollo consume agua sin un tratamiento adecuado. El método de desinfección comúnmente utilizado es la cloración, sin embargo la presencia de materia orgánica conlleva a la formación de los subproductos de desinfección (DBPs), entre ellos los trihalometanos (THMs), considerados un peligro eminente para la salud humana por sus propiedades mutagénicas y carcinógenas. Por tanto, la reducción en la concentración de los DBPs es un tema de estudio para el tratamiento de agua potable, los cuales son disminuidos por la eliminación de sustancias precursoras como son los ácidos húmicos, componentes mayoritarios de la materia orgánica natural (MON) y de los cuales no se conoce una estructura definida.

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Dielectric relaxation studies in activated carbon doped Titanium Dioxide at high temperatures

Castañeda, Karen A. | 2017-01-30

(Eng) Titanium Dioxide (TiO2) has been an object of different investigations in the recent years, principally to its applications in solar cells due to its interesting optic, electric and magnetic properties. In this work is presented the dielectric response study of activated carbon doped TiO2 in pressed pills in different Molar relations. The electric behavior of the composites is obtained by bringing the samples to a Nitrogen and Helium atmosphere and studying with complex impedance spectroscopy, in the 50Hz to 5 MHz frequency interval and from room temperature to 723 K. The experimental results showed that the Nitrogen atmosphere leads to an anionic doping, in which an nitrogen anion (A) gets into the TiO2 lattice, replacing an oxygen and forming TiO2-x Ax.

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Efecto fotocatalítico del TiO2-Au sobre células de cáncer de cuello uterino.

Camargo Amado, R.J. | 2013-09-24

Los fotocatalizadores han abierto las puertas a múltiples aplicaciones en ciencia y medicina, entre ellas el TiO2 en presencia de luz ultravioleta UV-A se está abriendo espacio en el futuro tratamiento de diferentes tipos de cáncer. En este trabajo se determinó el efecto fotocatalítico de los compuesto TiO2 y TiO2-Au sobre células de cáncer de cuello uterino (HeLa) y células sanas de ovario de hámster chino (CHO). Se variaron las concentraciones de los compuestos, los tiempos de exposición a la luz UV-A y la presencia o ausencia de luz UV-A. Para cada caso se midió la citotoxicidad de los compuestos sobre las células HeLa y CHO a través de la prueba lactatodeshidrogenasa (LDH). El mayor porcentaje de citotoxicidad en células HeLa fue 43.2 %, mientras la citotoxicidad en células CHO fue negativa en todos los casos. Los compuestos no causan efecto citotóxico sobre la línea celular CHO

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Especiación de hierro durante la aplicación del proceso foto-fenton para la degradación de materia orgánica en aguas A ph cercano al neutro

Benítez, Luis Norberto | 2012

La problemática de la escasez de agua que afecta a millones de personas en todo el mundo ha llevado a la búsqueda de nuevos enfoques para la reducción costos y la solución de inconvenientes asociados a las tecnologías existentes para el tratamiento y purificación de aguas. Actualmente, se plantea el uso de la fotodegradación de materia orgánica en agua proveniente de fuentes naturales mediante el proceso Fenton a pH cercano al neutro y bajas concentraciones de catalizador, lo cual, además de recurrir a una fuente de energía renovable como la luz solar para ejecutar el proceso, supone una menor exigencia en el acondicionamiento del agua para el tratamiento y con ello mayor aplicabilidad. Con el fin de conocer el mecanismo de acción del catalizador en esta nueva alternativa, este proyecto estudió la especiación del catalizador hierro durante el proceso. En los ensayos en los que se inició con Fe insoluble (sistema heterogéneo) se evidenció un aporte de éste en la degradación de resorcinol (molécula modelo de materia orgánica natural). Los subproductos de la degradación del resorcinol se asociaron con una disminución del pH y la consecuente solubilización del Fe obteniéndose un sistema homogéneo (paralelo al heterogéneo) que condujo a una mayor velocidad de degradación del resorcinol.

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Evaluación de procesos de oxidación fotocatalítica en acuacultura marina (enfoque biológico)

Rubio Rincón, Efraín Alfonso | 2012

Actividades como la conservación ex-situ de especies, la acuacultura y la acuariofilia en medios confinados marinos alejados del mar no se pueden realizar fácilmente debido a la acumulación de material nitrogenado (Materia orgánica, amonio, nitritos, etc.).De estos compuestos el más toxico es el amonio (NH3/NH4+). Una alternativa para la eliminación de la materia orgánica y los compuestos nitrogenados son los procesos avanzados de oxidación (PAOx). Dentro de los PAOx se encuentra la fotocatálisis heterogénea, que puede degradar rápidamente compuestos contaminantes. En el presente estudio se evaluó la remoción fotocatalítica de NH3/NH4+ en agua marina a diferentes pH (8, 9,10 y 10.6), con cuatro concentraciones de dióxido de titanio (TiO2) como catalizador (0.05, 0.6, 1.3 y 2 g TiO2/L), estas dos variables tuvieron un efecto significativo y se encontró una relación directa entre la concentración de catalizador y la remoción de NH3/NH4+. Además de la eliminación del NH3/NH4+, también se logró evaluar las condiciones óptimas para la eliminación de la materia orgánica y el nitrato. Posteriormente, en el ensayo de cultivo superintensivo con Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) se sembraron 264 ind/m2 en acuarios de 0.087 m2 y se evaluaron tres sistemas que eliminaban los compuestos nitrogenados de manera diferente: con filtración biológica, con tratamiento fotocatalítico del 25% del agua y otro con recambio condicionado (se recambiaba si aumentaba el NH3/NH4+. Comparando estos tratamientos se encontró que hay diferencia significativa entre ellos, y que la más alta supervivencia y biomasa se obtuvo en los cultivos donde se trataba semanalmente con fotocatálisis, además se determinó que bajo condiciones de aumentos de NH3/NH4+, es posible reducir un 31.72 % el ingreso de “agua nueva”. Adicionalmente se detectó la presencia de bacterias patógenas en el cultivo y se evaluó el efecto de la fotocatálisis en ellas. En total se logró un multiefecto del proceso fotocatalítico (disminución de: NH3/NH4+, materia orgánica y carga bacteriana) en el proceso de tratamiento de agua marina para la acuacultura.

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Evaluación de procesos de oxidación fotocatalítica en acuacultura marina (enfoque ingenieril)

Machuca-Martinez, Fiderman | 2012

Actividades como la acuacultura, la conservación ex-situ de especies y la acuariofilia en medios confinados marinos alejados del mar no se pueden realizar fácilmente debido a la acumulación de material nitrogenado (materia orgánica, amonio, nitritos, etc.). Esto lleva a que se realice un costoso y continuo proceso de recambio de agua. Después del oxígeno, la variable que le sigue en importancia es el contenido de compuestos nitrogenados inorgánicos. De estos compuestos el más tóxico es el amonio (NH3/NH4 +), la oxidación y eliminación de este compuesto, se realiza generalmente con filtros biológicos, pero estos presentan problemas en etapas de inicio, paradas y cuando están muy maduros estos filtros. Una alternativa para la eliminación de la materia orgánica y los compuestos nitrogenados son los procesos avanzados de oxidación (PAOx). Dentro de los PAOx se encuentra la fotocatálisis heterogénea, que puede degradar rápidamente compuestos contaminantes con la ayuda de una fuente de fotones y un semiconductor como catalizador. En el presente estudio se evaluó la remoción de NH4 +/NH3 en agua marina a diferentes pH (8, 9, 10 y 10.6), con cuatro concentraciones de dióxido de titanio (TiO2) como catalizador (0.05, 0.6, 1.3 y 2 g TiO2/l), estas dos variables tuvieron un efecto significativo y se encontró una relación directa entre la concentración de catalizador y la remoción de NH4+/NH3. Además de la eliminación del NH4 + /NH3, también se logró evaluar las condiciones óptimas para la eliminación de la materia orgánica y el nitrato. Posteriormente, en el ensayo de cultivo superintensivo con Litopenaeus vannamei se sembraron 264 ind/m2 en acuarios de 0.087 m2 y se evaluaron tres sistemas que eliminaban los compuestos nitrogenados de manera diferente: con filtración biológica, con tratamiento fotocatalítico del 25% del agua y otro con recambio condicionado si aumentaba el NH4 + /NH3). Comparando estos tratamientos se encontró que hay diferencias significativas entre ellos, y que la más alta supervivencia y biomasa se obtuvo en los cultivos donde se trataba semanalmente con fotocatálisis, además se determinó que bajo condiciones de aumentos de NH4 + /NH3, es posible reducir 31.72 % el ingreso de “agua nueva” en el sistema con fotocatálisis si se compara con el de recambio. Adicionalmente se detectó la presencia de bacterias patógenas en el cultivo y se evaluó el efecto de la fotocatálisis en ellas. En total se logró un multiefecto del proceso fotocatalítico, ya que podría remplazar tres etapas separadas (disminución de :NH4 + /NH3, materia orgánica y carga bacteriana) en el proceso de tratamiento de agua marina para la acuacultura, esto indica que la fotocatálisis es un proceso prometedor y aplicable a los cultivos acuícolas marino.

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Evaluación de reactores fotocatalíticos para la obtención de agua tratada mediante la tecnología sodis mejorada con el proceso foto-fenton

Benítez, Luis Norberto | 2016

La falta de infraestructura y condiciones adecuadas para el saneamiento de agua, especialmente en zonas rurales y marginales de Colombia ha conllevado a un aumento progresivo en el desarrollo de enfermedades diarreicas, debido a la contaminación microbiana de las fuentes de abastecimiento. La técnica de desinfección solar (SODIS) es una solución simple, de bajo costo y ambientalmente sostenible para el tratamiento de agua para consumo humano a nivel doméstico, en lugares en los que la población consume agua cruda y microbiológicamente contaminada, sin embargo, esta técnica requiere tiempos prolongados de exposición a la radiación solar para alcanzar la desinfección total, lo cual no es posible en algunas regiones donde la intensidad de la radiación no es constante. Por su parte, el tratamiento foto-Fenton se ha convertido en una de las herramientas fotocatalíticas más promisoria para la degradación de la materia orgánica natural (MON) y el cumplimiento de las regulaciones y normas emitidas por los organismos de sanidad. Por lo tanto, la utilización de ambas tecnologías podría convertirse en una alternativa interesante, que permite en principio disminuir los tiempos de exposición de las aguas a tratar, logrando la desinfección microbiológica y degradación de materia orgánica simultáneamente. El presente trabajo evaluó y comparó distintos reactores fotocatalíticos con diferentes materiales (vidrio y tereftalato de polietileno (PET)) y configuraciones (botellas y sistema mini-CPC) utilizando la técnica SODIS complementada con el proceso foto-Fenton para la degradación de resorcinol y la desinfección de Escherichia coli ̧ a escala de laboratorio en agua desionizada; empleando concentraciones bajas de hierro y peróxido a un pH inicial cercano a la neutralidad. Los resultados obtenidos indican que la utilización de esta tecnología podría convertirse en una metodología complementaria a las tecnologías de potabilización del agua ya que permite la remoción de contaminantes con altos porcentajes de degradación, así mismo se determinó que las botellas de borosilicato son los reactores que presentan mejor inactivación y degradación simultanea de E. coli y resorcinol, respectivamente.

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Implementación de un sistema fotocatalítico-biológico para el tratamiento de aguas residuales agroindustriales contaminadas con mancozeb y lambda-cihalotrina a escala piloto

Benitez, Luis Norberto | 2015

La incapacidad de los sistemas convencionales para tratamiento de aguas residuales agroindustriales altamente cargadas con sustancias toxicas y no biodegradables, representa un grave problema de contaminación de los recursos hídricos debido a su persistencia y bioacumulación. Esta problemática ambiental ha creado la necesidad de desarrollar e implementar tecnologías eficientes de tratamiento de aguas y con un impacto ecológico mínimo. En este trabajo de investigación se evaluó la eficiencia de un sistema combinado fotocatalítico-biológico a escala piloto para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con los pesticidas etilentiourea (ETU) y λ-cihalotrina (λ-CHT) provenientes de cultivos de tomate. En primera instancia se determinaron las condiciones óptimas de fotocatálisis por medio de la aplicación de un diseño central compuesto (DCC), para tratar soluciones de ETU, λ-CHT y de su mezcla preparadas a partir de pesticidas comerciales. Se realizó el monitoreo de su concentración y mineralización por cromatografía liquida de alta resolución (HPLC) y carbono orgánico total (COT) respectivamente. Observándose la degradación total de ETU tanto individualmente como en la mezcla de pesticidas (ETU + λ-CHT), mientras para λ-cihalotrina la degradación alcanzo un valor mayor al 50 % al ser fototratada individualmente y más de un 39 % en la mezcla. Al igual que la degradación, la mineralización se incrementó con el fototratamiento entre 35 y 55 % para la mezcla, más de un 65 % para λ-cihalotrina y menos de un 38 % para ETU. Según los análisis de biodegradabilidad, el carácter biodegradable de las soluciones de pesticidas aumento con el fototratamiento siendo la relación DBO5/DQO>0.4 y la degradación total mayor al 70 % en el test de Zahn-Wellens. La biotratabilidad de estos efluentes fue evaluada con dos sistemas biológicos (filtro percolador y columnas de suelo), caracterizados por ser biofiltros de carga baja y presentar una eficiencia de remoción de COT entre 53 y 75 %. La eficiencia global del sistema fotocatalítico combinado con los biológicos para la remoción de COT vario entre 55 y 90% del cual entre 20 y 50 % corresponde al tratamiento biológico, tanto en soluciones sintéticas como en un efluente agroindustrial real.

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Microbiology cell-staining wastewater treatment using T iO 2 thin films

Fernández, Jorge A. | 2015-06-19

(Eng) Microbiology cell-staining wastewater was treated by UV/TiO 2 thin films photocatalysis. A simple method of applying gravity sedimentation over grass-type substrate was used for the preparation of the films. The use of Na4 P2 O7, microwaves, and ultrasounds were studied for decreasing the TiO2 grain sizes on the films. It was established that the best method for reducing grain size resulted from a combination of Na4P2O7 (0.01M) and microwave radiation (700 W, 20 min). The Films were characterized by several microscopic and spectroscopic methods. Anatase phase (gap energy of 3.2 eV) and grain sizes averaging 83 nm were achieved. Photocatalysis tests using TiO2-film showed 99.5 % of decolorization, 79 % TOC abatement, and total microbial inactivation after 14 h of treatment. No bacteria re–growth was found 48 h after the treatment was completed.

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Microbiology cell-staining wastewater treatment using TiO2 thin films

Fernández, Jorge A. | 2018-07-12

La fotocatálisis con UV/TiO2 usando películas delgadas fue empleada para el tratamiento de agua residual de microbiología. Se empleó un método simple de sedimentación por gravedad sobre sustrato de vidrio para la preparación de las películas. El uso de Na4P2O7, microondas y ultrasonido fue estudiado para la disminución de los granos de TiO2 en las películas. Se estableció que el mejor método para disminuir los agregados resultó de una combinación de Na4P2O7(0.01M) y radiación de microondas (700 W, 20 min). Las películas fueron caracterizadas por métodos microscópicos y espectroscópicos. Se obtuvo la fase anatasa (brecha de energía de 3.2 e.V) y tamaños de grano de 83nm. Los ensayos fotocatalíticos utilizando las películas de TiO2generaron un 99.5% de decoloración, 79% de remoción de COT y una inactivación microbiana total luego de 14 h de tratamiento. No se encontró reactivación microbiana luego de 48 h de finalizado el tratamiento.

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Modificación de las propiedades electrónicas de complejos pinza tipo (NS2) DE Ni (II).

Benítez Vásquez, Luis Norberto | 2020-10-05

Basados en el sitio activo de la hidrogenasa, se han sintetizado diferentes tipos de complejos capaces de reducir protones provenientes del agua, usando complejos generalmente de Ru (II) como fotosensibilizadores que son excitados por la luz solar promoviendo la transferencia de electrones al sitio donde ocurre la catálisis en la superficie de un semiconductor como el TiO2. Recientemente, se han desarrollado sistemas híbridos que funcionalizan covalentemente los complejos de Ru (II) con los complejos responsables de la catálisis haciendo innecesario el uso de superficies semiconductoras, facilitando y direccionando la transferencia de electrones lo cual aumenta tanto la velocidad del proceso como la eficacia del mismo. En este proyecto se propuso sintetizar y caracterizar espectroscópicamente compuestos bimoleculares formados por un enlace covalente entre un fotosensibilizador poliaromático como lo son los derivados del pireno con complejos pinza de Ni (II), para determinar sus propiedades electrónicas junto con su capacidad fotocatalítica en la reducción de protones frente a los sistemas acoplados en semiconductores.

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Molecular adsorption model for organic compounds over TiO2 – P25 by protonic distribution affinity.

Mueses, Miguel A. | 2014-04-28

A 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.

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Revisión del estado tecnológico de los reactores fotocataliticos para la descontaminación de agua [recurso electrónico]

Ceron Delgado, Carol Vanessa | 2012-11-09

Hoy en día existe una gran demanda tecnológica para resolver problemas de contaminación ambiental. Como consecuencia, los gobiernos de las potencias mundiales han impulsado la investigación y desarrollo de diversas técnicas para el tratamiento de contaminantes orgánicos. Desde hace algunos años, la fotocatálisis heterogénea se ha venido usando como un proceso de tratamiento y/o purificación de aguas y aire, siendo una de las aplicaciones fotoquímicas que más interés ha despertado en la comunidad científica internacional. Por otro lado, la posibilidad de la utilización de la radiación solar como fuente primaria de energía, hace que esta tecnología sea aún más atractiva constituyendo un claro ejemplo de tecnología sostenible. La eficiencia y la aplicabilidad del proceso fotocatalítico están estrechamente relacionadas con el tipo de reactor que se esté usando. Un buen contacto entre los reactivos y catalizador y, el aprovechamiento máximo de los fotones incidentes son algunos de los parámetros más importantes a la hora de diseñar un fotorreactor. Hasta la fecha se han publicado numerosos trabajos que plantean diferentes geometrías, materiales, catalizadores y soportes de los mismos; sin embargo, aún no se han logrado prototipos comerciales aptos para aplicaciones a escala industrial. La vigilancia tecnológica y la inteligencia competitiva evitan destinar recursos humanos y económicos en áreas cuya obsolescencia es inevitable. Identifican expertos a nivel mundial y regional y permiten establecer la capacidad de instituciones, grupos de investigadores e incluso empresas para llevar a cabo acuerdos de investigación y desarrollo. Por tanto, aportan información relevante en muchos campos no solamente sociales sino también científicos, como por ejemplo el campo de las ingenierías o las ciencias. En ese sentido, no practicarlas derivaría en pérdidas de producción de nuevos desarrollos y resultados de investigación desenfocados del contexto global. Teniendo en cuenta lo anterior se presenta este trabajo, con el que se pretende construir el estado del arte en reactores fotocatalíticos para el tratamiento de agua a través de un ejercicio de vigilancia tecnológica, usando como fuentes bibliográficas artículos científicos y patentes, con el fin de elaborar un documento que contenga una descripción detallada de las tecnologías existentes y emergentes, las líneas de investigación más comunes y los centros de investigación que lideran dichas investigaciones.

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Síntesis de catalizadores para tratamiento de aguas residuales de minería.

Machuca Martínez, Fiderman | 2019-10-22

En Colombia, la extracción de oro (Au) a pequeña y mediana escala se realiza a través de la lixiviación del oro presente en el mineral usando una solución de cianuro de sodio como solvente, disolviendo el oro en forma aurocianurada, y posteriormente recuperando el oro metálico por precipitación en presencia de zinc; las partículas de oro sólido son luego sometidas a un proceso de fundición. Debido a la reactividad del cianuro éste no sólo extrae el oro de los minerales, sino también otros metales no deseados como Zn, Fe, Cu y Ni entre otros presentes en la matriz del mineral. Estos metales forman complejos fuertes y débiles con el cianuro, consumiéndolo y generando posteriores problemas de tratamiento al impedir su precipitación. En general estas aguas cianuradas residuales no se someten a tratamiento y son expuestas a evaporación en lagunas de relave donde por acción del sol se evapora a lo largo de varios meses. Sin embargo, la disposición inadecuada de estas lagunas genera problemas por drenado a aguas subterráneas y en algunos casos contaminación a fuentes hídricas superficiales. Si bien la radiación solar puede ejercer un efecto de fotólisis en los cianocomplejos metálicos débiles, los complejos fuertes permanecen en solución y su tratamiento es escaso y en muchas ocasiones inexistente generando contaminación ambiental. Los procesos avanzados de oxidación son procesos emergentes en los cuales se aprovecha su potencial oxidativo para hacer tratamiento de aguas de matrices recalcitrantes. El dióxido de titanio representa el semiconductor utilizado por excelencia en la fotocatálisis por su capacidad de emplear reacciones redox, su bajo costo y abundancia. Sin embargo, el problema surge en la banda prohibida de 3.2 eV requerida para potenciar estas reacciones. Esto se consigue aprovechando la luz ultravioleta la cual se estima es menos del 4% de la radiación incidente en la superficie terrestre. En este trabajo se estudió la modificación de TiO2 para tratar estas aguas residuales. La propuesta se centró en la síntesis y evaluación de nuevos fotocatalizadores dopados o sensibilizados con el uso de tierras raras y óxidos mixtos de TiO2, WO3, para mejorar el espectro de absorción y aumentar su actividad como fotocatalizador en el tratamiento de aguas residuales con cianocomplejos sintéticas.

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Síntesis y caracterización de complejos Foto-Catalíticos de Niquel : sistemas viables en la fotoreducción de protones usando luz artificial.

Bdnítez Vásquez, Luis Norberto | 2018-05-21

En la actualidad, existe un fuerte interés en fuentes alternativas de energía que puedan reemplazar la demanda creciente de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo que contribuyen al calentamiento global. Uno de estos combustibles alternativos es el Hidrógeno, sin embargo, este o es una fuente de energía natural, ya que es incomparable con el alto contenido de oxígeno de la atmósfera. Además, la generación de Hidrógeno a partir de hidrocarburos es un proceso que consume grandes cantidades de energía en el cual se liberan gases invernadero; así la fuente ideal de Hidrógeno es el agua, que puede por ejemplo ser sometida a ruptura electrolítica usando fuentes de energía renovables no fósiles. En la naturaleza en el proceso de fotosíntesis, la ruptura del agua y la liberación de oxígeno y protones se lleva a cabo utilizando como fuente de energía la luz solar. Muchos de los microorganismos fotosintéticos también contienen una enzima que pueden convertir los protones liberados en hidrógeno, a la cual se le conoce como hidrogenasa. Estas enzimas facilitan la coordinación y posterior oxidación de hidrógeno a protones de forma reversible con la consecuente liberación de electrones. Por otro lado, la producción de hidrógeno (H2) por disociación fotoquímica del agua, ofrece una forma viable de capturar la energía solar y generar energía verde. En este contexto los catalizadores son un elemento crucial para la producción de H2 y existe gran interés en desarrollar nuevas alternativas a los metales nobles (especialmente Pt) que son capaces de convertir el agua en H2 cerca del potencial termodinámico.

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Transformation of agroindustry effluents with pesticides content by heterogeneous catalysis.

Barba Ho, Luz Edith | 2012-10-17

Un tratamiento fotocatalítico se utiliza para degradar contaminantes de las aguas residuales de alta generados durante las operaciones de lavado de tractores utilizados para la fumigación agroindustrial. Los efluentes contaminados con plaguicidas agroindustria Diuron, 2,4 D y Amethrine fue degradado usando un reactor de placa plana con dióxido de titanio (TiO2) como catalizador en suspensión y la radiación solar. Después del tratamiento fotocatalítico, la demanda química de oxígeno (DQO), carbono orgánico disuelto (COD) y la concentración de los pesticidas se midieron los parámetros de control del proceso de degradación de irradiaciones acumulado de 0, 18.75, 37.50, 56.25 y 75.00 1 kj.L. Los resultados experimentales mostraron una DQO 57% y el 23,9% de reducción de DOC para una energía máxima acumulada de 75 kj.L-1. La relación DQO / DOC resultó ser inversamente proporcional a la energía acumulada, lo que indica la transformación de los plaguicidas para los componentes con una estructura más simple molecular y por lo tanto, menos tóxicos y más fáciles de degradar a través de un post-tratamiento biológico junto con el proceso fotocatalítico.

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