Ingeniería Sanitaria y Ambiental

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Simulación de la estabilidad química del agua en las plantas de potabilización abastecidas por el Río Cauca en el Municipio de Cali - Colombia, mediante el modelo hidrogeoquímico PHREEQC.

Barba Ho, Luz Edith | 2021

Los indicadores de agresividad del agua permiten conocer su carácter agresivo, y además el uso de índices, como el de Langelier, permiten llevar a cabo un control correcto del proceso de certeza en la potabilización del agua, así como la realización de los cálculos necesarios para la preparación de las sustancias quimicas estabilizantes. La afectación en la calidad del agua hace necesario un proceso de certeza al final del proceso de tratamiento, en el cual se asegura un agua con características ácidas o incrustantes que podrían generar afecciones en las tuberías. En cuanto al contexto local, las plantas de tratamiento de agua potable del río Cauca en Cali-Colombia, presenta aguas tratadas clasificadas como insaturadas con tendencia a la corrosión en el sistema de distribución, utilizando como alcalinizante cal hidratada, esto aun tratando los rangos de pH y alcalinidad total disponible por la Resolución Colombiana 2115 de 2007. Para la realización del presente trabajo, fue indispensable el análisis y organización de los datos experimentales del agua clorada lista para estabilizar en las plantas de potabilización de Puerto Mallarino y Río Cauca, donde se agregó un volumen creciente de solución estabilizante a lo largo de seis jarras y una vez realizada la mezcla de esta, se midieron los parámetros de temperatura, pH, alcalinidad, dureza total, dureza cálcica, conductividad y sólidos totales disueltos; y se realizó el cálculo del calcio total, la dureza magnésica y el índice de saturación de Langelier. Por medio del análisis de estos parámetros mediante el modelo hidro hidrogeoquímico PHREEQC se limita la precisión de los datos arrojados por el modelo, que además de arrojar datos confiables, demostró la calidad de los datos medidos de manera experimental encontrando algunas incongruencias, como que la concentración del calcio en el agua no aumentaba a medida que se aumentaba la dosis de estabilizante.

Selección de tecnologías bajo criterios técnicos para el tratamiento del agua residual doméstica con propósito de reusó en el riego de caña azúcar en dos municipios del Valle del Cauca.

Restrepo Tarquino, Inés | 2021

Las aguas residuales domésticas son una fuente alternativa para el riego de caña de azúcar en el departamento del Valle del Cauca, ya que según datos oficiales este cultivo en el departamento requiere, en un ciclo de 13 meses, aproximadamente 10.300 m3 /ha de agua. Sin embargo, los municipios del departamento no cuentan en su totalidad con la infraestructura de tratamiento de agua residual necesaria para depurar los organismos y sustancias contaminantes que permitan promover su uso en estos cultivos; para así mitigar los impactos que se pueden generar al ambiente y en la salud de las personas por el uso directo del agua residual. Para cada municipio de estudio, se seleccionó una tecnología de tratamiento de agua residual, según criterios técnicos vigentes en la normatividad colombiana. La elección se apoyó sobre un modelo de selección que evalúa o pondera los criterios permitiendo establecer la tecnología más conveniente.

Evaluación de la sequia en el departamento de Nariño mediante el índice estandarizado de precipitación evapotranspiración(SPEI) utilizando inteligencia artificial.

Carvajal Escobar, Yesid | 2021

La sequía es un evento climático extremo de la naturaleza, que ha aumentado gradualmente en su duración, frecuencia e intensidad debido al cambio climático. Debido a esto, los estudios de la sequía han incrementado en los últimos años con el fin de caracterizar, comprender, mitigar y reducir los impactos negativos. En este estudio se estimaron diferentes métodos de evapotranspiración potencial: FAO-PM56 (FAO PENMAN MONTEITH), Hargreaves, Turc, Thornthwaite y Cenicafé, los cuales fueron evaluados mediante métricas de desempeño de validación: coeficiente correlación de Pearson, BIAS, NSE (ecuación Nash-Sutcliffe), RMSE (error cuadrático medio) y estadístico t, para determinar el método más ajustado al sugerido por la FAO (FAO-PM56) el cual fue Hargreaves. Posteriormente, para la estimación del método de Hargreaves y de FAO-PM56, se compararon dos modelos, regresión lineal múltiple y redes neuronales artificiales, donde también se aplicaron métricas de desempeño de validación (R2 , BIAS, NSE, RMSE y coeficiente de correlación de Pearson). Finalmente se realizo la estimación del índice de sequía SPEI y SPI, y se correlacionaron ambos índices interpolaron los resultados utilizando kriging para determinar las zonas más secas del departamento de Nariño.

Influencia de la temperatura sobre la generación de gas metano a partir de la digestión anaerobia de residuos de alimentos.

Torres Losada, Patricia | 2021

La generación de residuos sólidos municipales (RSM) es una problemática a nivel mundial que han ido incrementando a lo largo de los años, estimándose un aumento del 70% de producción para el año 2050. De éstos, el 44% son biorresiduos de origen municipal (BOM),los cuales incluyen principalmente residuos de alimentos (RA). Su disposición en los rellenos sanitarios (RSa) es una fuente importante de contaminación de las fuentes hídricas y el suelo, además de la generación de olores y de gases de efecto invernadero -GEI (i.e CH4, CO2) que aportan al calentamiento global. Dado lo anterior, se han implementado estrategias para el aprovechamiento de éstos;en los últimos años la Digestión Anaerobia (DA) se ha convertido en una importante alternativa tecnológica para la gestión de los RSM tanto para el control de la contaminación como para la obtención de energía renovablealternativa a los combustibles fósiles (biogás compuesto principalmente por CH4) y acondicionador de suelos (biosólidos o digestatos). Los procesos de la DA se ven influenciados por varios factores ambientales y operacionales, siendo la temperatura uno de los parámetros más significativos. Por lo anterior, en este se llevó a través de ensayos de Potencial Bioquímico de Metano (PBM), la incidencia de la temperatura psicrofílica (20±5°C), mesofílica (35±5 oC) y termofílica (55±5 oC), sobre la producción de CH4 y mediante el ajuste de los datos experimentales se aplicaron tres modelos cinéticos (Primer Orden, Gompertz Modificado y de Función Logística) que permitieron determinar el PBM especifico acumulado, la constante de hidrólisis, tasa máxima de producción de CH4 y el tiempo de letargo (fase de latencia). De acuerdo con los resultados experimentales, se obtuvo una producción máxima de 107 (± 21,04) mL CH4 /g.SV para temperatura termofílica, seguida de 82 (± 11,10) mL CH4 /g.SV para mesofílica y 48 (± 18,91) mL CH4 /g.SV para psicrofílica, lo cual concuerda con lo reportado por algunos autores donde indican que a mayores temperaturas se favorece la velocidad de crecimiento de microorganismos, la actividad microbiana y el rendimiento. A través del ajuste del modelo de primer orden se estimó que el valor de la constante de hidrólisis (kh) fue de 0,010, 0,017 y 0,025 d-1 para los digestores operados a 20, 35 y 55 °C, respectivamente, lo que indicó un ligero incremento de la tasa de hidrólisis en los tratamientos conforme se aumentó la temperatura. El análisis estadístico de los resultados experimentales obtenidos indica que los tres modelos cinéticos evaluados presentan un buen ajuste (R2 > 0,98) con los datos experimentales. El modelo de Primer Orden arrojó los mayores R2 para los digestores a 35 y 55 °C y logró describir correctamente la tasa de hidrólisis para todas las temperaturas de estudio. Por otro lado, aunque el modelo Gompertz Modificado presentó un mayor R2 comparado con el de Función Logística, este último describió mejor el comportamiento de producción teórica de CH4 con relación a los datos de Pmáx y λ.

Evaluación de la reducción de nitrógeno, fosforo y DQO del agua residual del proceso de extracción de almidón de yuca por medio de un sistema algal.

Rodríguez Victoria, Jenny Alexandra | 2021

El agua residual del proceso de extracción de almidón de yuca se caracteriza por presentar un alto potencial de aprovechamiento biológico, ya que dispone de fuentes de carbono fácilmente asimilables (carbohidratos solubles, lípidos) y nutrientes, moléculas que son necesarias en el desarrollo de cultivos de microalgas. Sin embargo, deben presentarse condiciones favorables en el cultivo para que las microalgas puedan adaptarse al sustrato y maximizar el crecimiento con la respectiva depuración del efluente. Factores como la limitación de nutrientes, concentración inicial del inóculo, pH, carga orgánica del efluente, temperatura, luz, entre otros, pueden promover o inhibir el crecimiento de las microalgas dependiendo de los rangos óptimos para cada especie. En el presente trabajo se evaluó la influencia de los factores relación sustrato/biomasa (S/X) y el pH, en la reducción de nitrógeno, fósforo y DQO del agua residual del proceso de extracción de almidón de yuca, utilizando la microalga Chlorella sp. Así mismo, se evaluó el efecto de los factores en el crecimiento de biomasa microalga. La relación S/X se evaluó mediante 3 niveles (100, 50, 30 g DQO por g inóculo) y el pH mediante 2 niveles (7,5 y 6,5). La relación S/X se obtuvo al mantener la concentración inicial de inóculo constante (0,5 gL1 ), mientras que la concentración de sustrato se varió por medio de diluciones. La concentración del inóculo se obtuvo después de un periodo de aclimatación que duró 20 días. El ensayo experimental se realizó después del periodo de aclimatación, con una duración de 13 días, durante ese tiempo se monitoreo el pH, concentración de Ortofosfatos, concentración de Nitrógeno amoniacal total (NAT) y crecimiento de biomasa. Con los datos obtenidos se determinó el porcentaje de reducción, consumo y tasa de consumo de nutrientes y DQO, así como la productividad y Biomasa máxima (Bmax). Los resultados permitieron concluir que al incrementar la relación S/X, se optimizaba la reducción de DQO y nutrientes, lo cual se corroboró en el análisis estadístico (p<0,05). El tratamiento que presento el mejor comportamiento durante la fase experimental fue T1B (S/X=100; pH=7,5), con porcentajes de reducción, consumo y tasa de consumo de DQO iguales a: 94,27 ± 1,27 %, 3.697,56 ± 71,24 mg, 284,43 ± 5,48 mgL-1d -1 respectivamente. Para la reducción de nitrógeno se obtuvieron los siguientes resultados: 98,24 ± 0,66 %, 6,11 ± 2,12 mg, 0,47 ± 0,16 mgL-1d -1 respectivamente. Para la reducción de Ortofosfatos se obtuvieron los siguientes resultados: 85,46 ± 2,55 %, 17,70 ± 1,44 mg, 1,36 ± 0,11mgL-1d -1 respectivamente. Se pudo observar que el pH no presento un efecto significativo en las variables respuesta, lo cual se corroboro en el análisis estadístico (p>0,05). Los factores evaluados (S/X y pH) no presentaron un efecto significativo en el crecimiento de biomasa (p>0,05), sin embargo, el mejor tratamiento se seleccionó de acuerdo con el comportamiento que presentó en el resto de las variables evaluadas durante el periodo de cultivo. El tratamiento que presentó los valores más altos de producción de biomasa y Biomasa máxima (Bmax) fue T1B, con valores de 0,076 ± 0,048 gL-1d -1 y 1,29 ± 0,69 gL-1 respectivamente.

Formulación de alternativas de gestión integral de residuos sólidos en la vereda Varejonal, Municipio de Jamundí, Valle del Cauca

Marmolejo Rebellón, Luis Fernando | 2020

El presente documento expone el proceso y resultados de la investigación participativa realizada con la comunidad de la vereda Varejonal, del Municipio de Jamundí, Valle del Cauca. Tuvo como objetivo general formular alternativas de gestión integral de los residuos sólidos (GIRS) que se generan a nivel local por medio de un diálogo de saberes que acogió los conocimientos, visiones y propuestas de los diferentes participantes, generando reflexiones de reapropiación social de su entorno desde una perspectiva cultural y científica. Como resultado se obtuvo una estrategia de innovación local que afronta la problemática de la inadecuada gestión de los residuos sólidos. La metodología implementada fue desarrollada principalmente con integrantes del Consejo Comunitario de Varejonal, como organización representativa de la comunidad. En la etapa de diagnóstico, se obtuvo información cualitativa y cuantitativa sobre las percepciones y prácticas habituales en la gestión de los residuos sólidos en el ámbito domiciliario y comunitario, por medio de encuestas, visitas domiciliarias, diálogos formales e informales, y observaciones realizadas en la vereda. Además, la caracterización física de residuos sólidos permitió establecer la composición y estimar producción per cápita (PPC) de residuos en una semana típica. Posteriormente, se identificó y concertó con la comunidad las alternativas viables en la gestión integral de residuos sólidos implementando técnicas como la lluvia de ideas, la identificación de actores y de recursos disponibles. En ese marco, fue posible identificar que la representación social de residuo sólido entre los habitantes de la vereda difiere con el significado generalmente asociado por habitantes de zonas urbanas, y se reconoció la multiplicidad de saberes individuales y colectivos que posee la comunidad. Se estimó que la PPC promedio de residuos sólidos para los residentes permanentes en vereda correspondió a 0.33 kg/habitante-día, equivalente al 63% que la PPC reportada a nivel municipal y que la fracción de residuos aprovechables, orgánicos y reciclables, representó el 79% del total generado.

Estudio de las características fisicoquímicas de suelos y sedimentos y su influencia en las actividades productivas de la zona afectada por derrames de hidrocarburos en el Río Mira

Barba Ho, Luz Edith | 2019

El río Mira, ubicado en el municipio de San Andrés de Tumaco ¿ Nariño, sufre de constantes derrames de hidrocarburos causados principalmente por atentados o fallas a la infraestructura petrolera de la zona y a la instalación de válvulas y refinerías para el comercio ilegal de crudo. Esta problemática afecta a principalmente a las poblaciones rurales que se asientan a lo largo del río Mira, como es el caso del Consejo Comunitario Bajo Mira y Frontera (CCBMYF) que se ha visto afectado por derrames de gran magnitud como el ocurrido el 22 de junio de 2015 que causó el vertimiento de aproximadamente 10.000 barriles en un afluente del río Mira, lo cual pudo tener influencia en las principales actividades productivas de la zona, la pesca y la agricultura. En esta investigación se evaluaron las características fisicoquímicas de los suelos y sedimentos de un tramo de la zona afectada por derrames de hidrocarburos del CCBMYF, esto se llevó a cabo con base en el estudio realizado por Invemar, Univalle y Corponariño en el año 2017, en el que se determinaron características fisicoquímicas, cantidad de metales pesados e hidrocarburos en muestras de suelos y sedimentos. Posteriormente los resultados se compararon con referentes nacionales e internacionales de calidad de sedimentos superficiales y suelos para uso agrícola, a su vez, esto se comparó con resultados de la percepción de la comunidad, para lo que se elaboraron entrevistas semiestructuradas y abiertas a 13 personas pertenecientes al CCBMYF, que identificaron como principales problemáticas: Dificultades de la producción, Contaminación del rio y los suelos, Disminución en la producción de cultivos, Disminución en la producción de peces y mariscos, Afectaciones a la salud, Responsabilidades y Apoyo institucional. La evaluación de los contaminantes en las muestras de suelos y sedimentos de la zona de estudio sólo presentó valores que superaron las concentraciones máximas planteadas por referentes internacionales para níquel, estos valores se obtuvieron en 41% de las muestras de sedimentos. A pesar de que los resultados obtenidos en muestras de suelo y sedimentos de la zona de estudio no indican gran afectación en la calidad de estos, la comunidad percibe que si hubo un daño en el ecosistema y la salud de las personas. Esto podría demostrar que el efecto del derrame fue inmediato y que la recuperación del ecosistema ha sido muy lenta ya que aún se presentan repercusiones en las actividades productivas de la zona y la salud de la población de la zona de estudio.

Evaluación del efecto del pretratamiento químico de un inóculo para la producción de hidrógeno a través de la fermentación oscura de Vinaza

Rodríguez Victoria, Jenny Alexandra | 2019

El hidrógeno es el combustible que cuenta con la más alta eficiencia energética, cuya combustión tiene como subproductos vapor de agua y energía. La generación de hidrógeno a través de la fermentación oscura de agua residual agroindustrial propone una simbiosis entre la industria agrícola y la energética, donde los residuos de una industria se convierten en la materia prima de la otra. De acuerdo con esto, la vinaza es un subproducto de la generación de etanol caracterizado por tener una carga orgánica que le proporciona alta capacidad contaminante, lo cual la convierte en un sustrato ideal para su aprovechamiento a través de la fermentación oscura mediante para la generación de hidrógeno. En este trabajo de investigación se evaluó el efecto del pretratamiento químico sobre un inóculo para la producción de hidrogeno a través de la fermentación oscura de la vinaza. Se estudiaron los factores: ácido (H2SO4 - HCl), pH (2 - 3) y tiempo de exposición (6 horas ¿ 24 horas), para determinar las condiciones de pretratamiento que permiten obtener una mayor generación de hidrógeno. Se utilizó como inóculo lodo del reactor UASB de la PTAR del matadero de CAVASA, previo al pretratamiento se llevó a cabo una adaptación progresiva del inóculo a la vinaza. Para iniciar el pretratamiento se adiciona el ácido al inóculo hasta alcanzar el valor de pH correspondiente, una vez concluido el tiempo de exposición se adiciona Na3HPO4 como alcalinizante hasta alcanzar un pH de 5,3 para dar por terminado el pretratamiento. Para realizar los ensayos en los que se evaluó el potencial bioquímico de hidrógeno se adicionó al reactor el inóculo pretratado y el sustrato (vinaza al 15%) en proporciones que permitieran mantener una relación carbohidratos:SV de 2:1, posteriormente se sellaron de forma hermética los reactores y se dio inicio a la agitación. Se realizó el monitoreo de la generación de H2 de manera indirecta, a través de la medición de la presión de biogás. A partir de esta información se generaron curvas de presión y volumen en función del tiempo, y se tomaron las muestras de biogás en viales Exetainer estériles y sellados al vacío. Los resultados mostraron que la generación de hidrógeno se ve afectada principalmente por el tiempo de exposición al pretratamiento. Tras comparar los resultados obtenidos para cada pretratamiento se determina que el pretratamiento óptimo fue pH 2 por 6 horas utilizando H2SO4. Aplicando el pretratamiento óptimo, al utilizar vinaza como sustrato, se obtuvo una producción de 0,0303 mol H2/Lsustrato, fracción de hidrógeno en el biogás 0,47 mol H2/mol biogás, y eficiencia para la generación de hidrógeno de 0,77 mol H2/mol glucosa. Al utilizar sacarosa como sustrato, se obtuvo una producción de 0,177 mol H2/Lsustrato, fracción de hidrógeno en el biogás 0,71 mol H2/mol biogás, y eficiencia para la generación de hidrógeno de 3,3 mol H2/mol glucosa.

Enriquecimiento de bacterias psicrófilas fijadoras de nitrógeno en reactores biológicos secuenciales (SBR)

Sanabria, Janeth | 2019

El presente trabajo tiene como finalidad de estudiar la fijación biológica de nitrógeno asimbiótica a bajas temperaturas, adaptando consorcios microbianos fijadores de nitrógeno a temperaturas entre 8ºC y 12ºC, haciendo uso de reactores SBR, teniendo en cuenta los bajos costos de las muestras y la adaptación de los inóculos a las temperaturas mencionadas. Se espera la existencia de bacterias fijadoras de nitrógeno en el lodo de lSTAR de la industria papelera y en el suelo de clima frío escogidos.Las condiciones en las que se encuentran los microorganismos provenientes de un lodo de PTAR supone su resistencia a ambientes extremos y la sobrevivencia en presencia de distintos compuestos. Adicionalmente se pretende generar una alternativa de selección de biofertilizante para climas fríos colombianos que funcione como estrategia para disminuir el uso de fertilizantes químicos nitrogenados.

Adaptación de microorganismos fijadores de nitrógeno de vida libre a diferentes concentraciones de sales de amonio

Sanabria Gómez, Irma Janeth | 2019

La Fijación de Nitrógeno es considerada uno de los puntos clave de investigación para la sostenibilidad global en el planeta. Por tanto buscar alternativas sustentables es una prioridad mundial. La adaptación a condiciones de estrés salino puede afectar negativamente las bacterias nativas del suelo y limitar el desarrollo de las plantas y la calidad del suelo. Se realizó la selección y la adaptación de comunidades microbianas fijadoras de Nitrógeno provenientes de suelo y de lodos de tratamientos industriales. En Reactores Secuenciales en Batch (SBR). Un primer reactor se inoculó con lodos obtenidos de un Sistema de Tratamiento de Agua Residual de la industria de las levaduras (RL), el segundo reactor se inoculó con un suelo de vocación agrícola del Valle del Cauca (RS). Ambos reactores se alimentaron con un medio libre de nitrógeno para reactivar el crecimiento de los inóculos. Una vez reactivados los inóculos se sometieron a concentraciones definidas de sales para verificar su resistencia al estrés salino. El reactor RS presentó mayores densidades de BFN (2,8E+06 UFC.mL-1) para la fase de enriquecimiento. Al final de la fase de adaptación el reactor RL presentó densidades de BFN 4,6E+07 UFC.mL-1 y el reactor RS de 4,9E+07 UFC.mL-1. Por lo tanto, los resultados obtenidos en el experimento sugieren este tipo de inóculos como una alternativa para la recuperación de suelos degradados por salinidad.

Evaluación de la gestión interna de los residuos sólidos domiciliarios en la unidad Girasoles de la Flora II y propuesta de estrategias para su mejora

Marmolejo Rebellón, Luis Fernando | 2019

Actualmente en la ciudad de Santiago de Cali y municipios cercanos como Palmira, Candelaria y Jamundí, presentan un auge en la construcción de viviendas de tipo horizontal. En el año 2008, la Alcaldía de Santiago de Cali estimó que en la ciudad existen 2000 conjuntos residenciales (Alcaldía de Cali, 2008). Además, las proyecciones indican que dentro de 20 años el 75% de la población caleña vivirá en unidades residenciales (El País, 2016). El presente trabajo de grado se desarrolló en la unidad residencial ¿Girasoles de la Flora II¿, este documento provee información primaria para el análisis de la Gestión Interna de RS, debido a que existe desconocimiento de las cantidades promedio de residuos generados y residuos desviados por la recuperadora, conducta y percepción de los residentes frente a los RS, así como los esfuerzos por parte de la Administración por incentivar la separación de residuos y velar por la adecuada operación de la Unidad de Almacenamiento de Residuos (UAR). La actual gestión de RS en este conjunto residencial fue evaluada mediante inspección a la estructura donde se disponen los RS, cuantificación y clasificación de muestras de residuos sólidos de apartamentos seleccionados de manera aleatoria. Por medio de entrevistas a trabajadores y aplicación de encuestas a los residentes, se evaluó su percepción frente al manejo de los RS. También se estimó la cantidad de RS desviados por la recuperadora de oficio que labora en la UAR de la unidad residencial y se calculó la cantidad de RS presentados al prestador del servicio de aseo. Finalmente se plantean propuestas enfocadas a fortalecer o mejorar la actual gestión de RS. Algunas propuestas apuntan a la optimización de la UAR sin tener que hacer grandes intervenciones. Otras propuestas son para los residentes y están orientadas a la reducción y/o aprovechamiento de los RS. Y otras propuestas dirigidas a la administración, las cuales están encaminadas a realizar campañas de separación de residuos y hacer visible del trabajo realizado por la recuperadora.

Evaluación de sistemas de aireación para transferencia de oxígeno en aguas subterráneas

Sánchez Torrez, Luis Darío | 2019

El presente trabajo de grado se realizó para estudiar el comportamiento de dos tipos de aireadores para aguas subterráneas a escala piloto en relación con la transferencia de oxígeno. El estudio piloto se hizo para un aireador de aspiración hidráulica tipo Venturi y un aireador a gravedad tipo Cascadas tomando agua de un pozo profundo localizado en la PTAR Cañaveralejo de Cali. Las mediciones de cada ensayo se realizaron para el caudal de diseño (0,8 L/s) y para los caudales de 0,6 y 1,0 L/s en diferentes intervalos de tiempo, evaluando la influencia de la temperatura, el pH del agua y dos tipos de aireadores frente a la concentración de oxígeno disuelto. Los resultados permitieron evidenciar una mayor transferencia de oxígeno para el aireador de Cascadas que para el aireador tipo Venturi. Con una concentración de OD del agua cruda promedio de 0,66 mg/L y un caudal de diseño de 0,8 L/s el aireador de Cascadas alcanzó una concentración de OD de 5,5 mg/L logrando superar el valor de referencia recomendado de 4 mg/L, mientras que el aireador Venturi obtuvo una concentración de 2,75 mg/L. El coeficiente de eficiencia obtenido para el aireador de cascadas fue de 0,728 (72,8%), valor superior al coeficiente de eficiencia teórico (0,472) y para el aireador Venturi fue de 0,314 (31,4%), valor inferior al teórico (0,475). Lo que demostró que el aireador de cascadas superó las expectativas en términos de transferencia de oxígeno al agua subterránea. En el aireador de Cascada el parámetro altura entre escalones tuvo influencia en la transferencia de oxígeno, ya que aumentó la velocidad de caída entre bandejas e influyó en la absorción de oxígeno al tener el agua contacto con el aire y cuando el aire pasaba a través de la superficie del agua en la bandeja, esto debido a la inmersión del flujo de caída en la masa de agua de la bandeja receptora, causando la entrada de mayor cantidad de aire. Por lo tanto, la velocidad de caída determinó la transferencia del oxígeno en este mecanismo de transferencia. Este trabajo de grado contribuyó a entender la transferencia de oxígeno en agua subterránea empleando sistemas de aireación.

Formulación del sistema de gestión ambiental para la empresa constructora Construir S.A.S bajo NTC ISO 14001-2015

Restrepo Tarquino, Inés | 2019

La empresa CONSTRUCTORA CONSTRUIR S.A.S tiene como actividad principal la construcción de proyectos de Ingeniería y Arquitectura en sectores residenciales, comerciales e industriales. Esta empresa no cuenta un área de gestión ambiental y está interesada en desarrollar un sistema de gestión ambiental basado en la ISO 14001-2015, para adoptar un enfoque sistémico con relación a la gestión ambiental empresarial y de esta manera contribuir a la sostenibilidad. Para este trabajo de grado se planteó una metodología basada en los lineamientos de la NTC ISO 14001, cuya finalidad es diseñar un sistema de gestión ambiental (SGA) para la empresa. Esta metodología se desarrolló en 3 etapas, 1. Direccionamiento del SGA: Comprendió la revisión inicial, identificación de partes interesadas, aspectos e impactos ambientales y el cumplimiento de la normatividad. 2. Estructuración del SGA: Se revisó el componente ambiental de la empresa trazando directrices y estrategias en compañía de la alta gerencia. 3. Implementación y operación del SGA: Se definieron programas de control, medición y seguimiento del SGA promoviendo la mejora continua del mismo. Con la matriz de identificación y valoración de aspectos e impactos ambientales, se identificaron como impactos significativos: la ocupación de suelos para sitios de disposición final para residuos de construcción y demolición, la generación de aguas residuales asociadas al consumo de agua, contaminación atmosférica por emisión de gases y material particulado, generación de ruido y alteraciones en el suelo y perdida de fauna y flora. Por lo tanto, se formularon programas de gestión integral que permitirán a la constructora mejorar el uso racional, adecuado y eficiente de los recursos, prácticas y demás elementos relacionados con sus actividades productivas.

Comparación de la eficiencia de remoción de diésel en suelos sometidos a procesos de bioaumentación, bioestimulación y atenuación natural

Barba Ho, Luz Edith | 2019

Ante la contaminación desmedida de los suelos con hidrocarburos y específicamente con diésel, se llevó a cabo un estudio a escala de laboratorio durante un periodo de 100 días, donde se usó un diseño estadístico completamente al azar de un factor y 5 niveles, para evaluar el desarrollo de 5 tratamientos (Control Químico (C), Atenuación Natural (AT), Bioaumentación (BA), Bioestimulación (BS) y Control Microbiano (CM)). Los tratamientos se realizaron por triplicado en recipientes de plástico, los cuales contenían 2kg de suelo arcilloso con una concentración de 20,000ppm de diésel. El análisis inicial del suelo estableció las características más importantes de la matriz donde tendría lugar el proceso de eliminación del combustible adicionado; revelando el valor de parámetros de interés para realizar el biotratamiento de los hidrocarburos, tales como: textura, pH, materia orgánica, conductividad eléctrica, densidad de la población microbial y su disposición de nutrientes (fósforo y nitrógeno). Para evaluar el resultado de los tratamientos se midió el contenido de los Hidrocarburos Totales de Petróleo (HTP) cinco (5) días después de contaminar el suelo y al finalizar el experimento. Además, se realizó el seguimiento semanal del pH, la temperatura y la humedad y mensual de Carbono orgánico y Actividad microbiana. Los tratamientos estudiados revelaron la reducción de la concentración de los HTP en un 41,42% para el tratamiento por Atenuación Natural, 46,49% para el tratamiento por Bioaumentación y del 48,18% para el tratamiento por Bioestimulación. Este último mostró el mejor resultado para la reducción de hidrocarburos con diferencia significativa con el tratamiento de Atenuación Natural, pero sin tener una diferencia muy marcada con el proceso por Bioaumentación.

Aplicación del proceso de coagulación mejorada para la remoción de atrazina utilizando como coagulante hidroxicloruro de aluminio

Barba Ho, Luz Edith | 2019

La atrazina es un plaguicida ampliamente utilizado en el mundo, que afecta la salud humana y el ambiente. El proceso de clarificación convencional del agua no remueve significativamente estas sustancias, mientras que la coagulación mejorada ha demostrado buenos resultados en la eliminación de materia orgánica natural. En este estudio se evaluó a escala de laboratorio, el proceso de coagulación mejorada en la remoción de tres concentraciones de atrazina, empleando como coagulante Hidroxicloruro de Aluminio (ACH). Se realizó la caracterización de la fuente de agua utilizada para evidenciar la presencia de este plaguicida, y una revisión sistemática de literatura para determinar las concentraciones máximas de atrazina presentes en cuerpos de agua superficial a nivel mundial (Max. 250 µg/L). A partir de esta revisión, se seleccionaron las concentraciones de atrazina a dopar 500, 1.000 y 1.500 µg/L. Por medio de diagramas de coagulación, se evaluó de manera indirecta la eficiencia de remoción de atrazina, en términos de absorbancia UV223, y la remoción de turbiedad y color verdadero. El proceso de coagulación mejorada con ACH redujo en un 90 % la turbidez y el color verdadero presentes en el agua. Las mejores remociones de atrazina, en términos de absorbancia UV223, se lograron disminuyendo el pH inicial del agua (4,0 - 10 mg/L ACH - pH: 4,4 - 5,0 UND), alcanzando remociones máximas del 55 %, 30 % y 30 % para las tres concentraciones iniciales de atrazina 500 µg/L, 1.000 µg/L y 1.500 µg/L respectivamente. La aplicación de coagulante en exceso del requerido (30 - 65 mg/L ACH - pH: 5,5 - 6,5 UND) presentó buenos resultados en la remoción de absorbancia UV223, sin embargo, comprometió la calidad del agua en términos de turbiedad, por lo tanto, las mejores opciones desde el punto de vista operativo para remover atrazina, turbiedad y color verdadero correspondieron al aumento del pH del agua (4,0 - 10 mg/L ACH - pH: 7,0 - 7,8 UND) o la aplicación de coagulación convencional (4,0 - 16 mg/L ACH).

Agua lluvia como opción para el ahorro en el consumo de agua potable en el jardín botánico de la Universidad del Valle - Sede Meléndez

Sánchez Torrez, Luis Darío | 2019

El agua lluvia es un recurso de gran importancia debido a que tiene numerosas aplicaciones y puede abastecer a comunidades enteras para sustentar la vida. En Colombia se distinguen diferentes ejemplos de uso en lugares como el pacífico colombiano, Puerto Carreño, El Vichada, La Guajira y otras regiones del país. Adicionalmente, se evidencia su empleo en sistemas comerciales e institucionales, mediante sistemas que permiten diferentes usos. Este estudio se orientó a definir una aplicación de agua lluvia para su aprovechamiento en el jardín botánico de la Universidad del Valle sede Meléndez, estimando la oferta de agua lluvia que puede ser recolectada en los edificios biblioteca y ciencias e identificando los diferentes usos. El estudio, consideró la búsqueda de información existente sobre precipitación, áreas de captación y posibles localizaciones y remodelaciones para su aplicación. También, se revisó el estado de la infraestructura en las edificaciones, para proponer el esquema de diseño. Con este estudio se estimó una oferta de agua lluvia entre 13.1 m3 y 18.6 m3, para un área de cubierta total de 12.686 m2 para los edificios E19 (biblioteca Mario Carvajal) y E20 (facultad de ciencias naturales y exactas). Con esta cantidad de agua se contempla un uso en riego entre 0.2 - 1 Ha del jardín botánico para 2 horas de riego al día.

Desarrollo de un sustrato sintético que simula agua residual domestica para fines de investigación

Rodríguez Victoria, Jenny Alexandra | 2019

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.

Caracterización de los residuos sólidos residenciales producidos en la zona urbana del municipio de Vijes

Marmolejo Rebellón, Luis Fernando | 2019

El mundo se enfrenta a una problemática ambiental relacionada con la generación de residuos sólidos (RS); esta problemática requiere de planes de emergencia y medidas profundas que permitan encontrar soluciones verdaderas en los próximos años. Una adecuada gestión de RS requiere el desarrollo de planes de gestión integral de residuos sólidos (PGIRS) con los cuales deben contar las administraciones municipales, siendo fundamental la información obtenida en los estudios de caracterización de residuos sólidos (CRS). En la presente investigación se realizó la caracterización de los residuos sólidos residenciales (RSR) en la cabecera municipal de Vijes, Valle del Cauca. Este municipio no contaba con estudios de este tipo que permitan establecer la producción per cápita (PPC) de los RSR, ni la composición de estos, pese a que se encontraba dentro de las metas del plan de desarrollo del municipio. Este tipo de estudio es fundamental para identificar el potencial de aprovechamiento o disposición final para los RSR generados. Los resultados obtenidos mostraron que la cabecera municipal de Vijes, generó en el 2014, 1.218 Ton de RSR con una PPC de 0,478 Kg/hab-día. Respecto a su composición se tiene que los residuos de comida representan la mayor categoría de los RSR generados, representando el 66,80%; seguido por los residuos higiénicos con un 7,56%; los residuos plásticos con un porcentaje del 7,04%; los de residuos de jardín con el 6,65%; los textiles con un porcentaje de 1,90%; los residuos de caucho y cuero con el 1,87%; los productos de cartón con un porcentaje del 1,63%; los productos de papel con el 1,43%; los productos cerámicos, ceniza, rocas y escombros con un porcentaje del 1,28%; los residuos peligrosos con el 1,11%; la categoría de vidrio con un porcentaje del 1,05%. Esta composicion muestra la opción de aplicar alternativas de reducción establecidas en la politica nacional de gestión de RS, en este sentido es indispensable fortalecer los procesos de educación ambiental con el objeto de reducir la generación de residuos de comida. Por otra parte la proporción de materiales como papel y plástico es significativa y dado que tienen un mercado en la zona, se deberá pensar en opciones de aprovechamiento.

Evaluación de la coagulación mejorada con cloro férrico para la reducción

Torres Lozada, Patricia | 2019

La Atrazina es un herbicida organoclorado usado ampliamente en muchos países sin restricciones ni prohibiciones, aun cuando es posible que cause efectos negativos sobre la salud humana. Entre sus características principales se encuentra su alta solubilidad en agua y baja adsorción en el suelo, por lo que es frecuente encontrar este plaguicida en fuentes de agua superficial (AS) y subterránea. Los procesos convencionales de tratamiento de agua potable (AP) arrojan bajas eficiencias de reducción de este tipo de contaminantes. Por tal razón, es común que el tratamiento convencional se combine con otros tratamientos específicos para incrementar las eficiencias; sin embargo, esto implica un aumento de costos, generación de subproductos, mayor complejidad operacional, entre otros. En este trabajo se evaluó la influencia de la coagulación mejorada (CM) como estrategia de reducción de la Atrazina de un AS dopada con tres concentraciones del plaguicida, aplicando Cloruro Férrico (FeCl3) como coagulante. Con el fin de definir las zonas óptimas de reducción y los mecanismos de coagulación predominantes, se realizaron diagramas de coagulación de turbiedad, color verdadero y absorbancia UV223 (indicador indirecto de la presencia de Atrazina) en condiciones sin y con modificador de pH. Las eficiencias obtenidas para las tres concentraciones de Atrazina en condiciones sin modificador de pH, fueron del orden de 95% para turbiedad, entre 80 al 95% para color verdadero y desde 20 hasta 40% para UV223. Al modificar el pH para alcanzar condiciones de la CM, se conservó la reducción de turbiedad y color verdadero y se logró incrementar la remoción de UV223 hasta del orden de 50%, eficiencias que sugieren remociones de Atrazina superiores a las reportadas por otros autores.

Caracterización y valorización del lodo generado en el tratamiento electrolítico de Vinazas

Barba Ho, Luz Edith | 2018

La vinaza es el principal subproducto líquido resultante del proceso de producción industrial de etanol anhidro y representa un riesgo medioambiental debido a sus características físicas y químicas. En este estudio se utilizó el proceso de tratamiento por extracción con solvente y electrodisolución heterocoagulación para determinar la reducción de contaminantes en la vinaza cruda y determinar la cantidad y calidad del subproducto generado (lodo) y su valorización. El seguimiento de las muestras tratadas se llevó a cabo por medio de parámetros como la demanda química de oxígeno (DQO), pH, carbono orgánico total (COT), sólidos suspendidos totales (SST), entre otros. La electrodisolución heterocoagulación mostró reducciones de COT entre 23%- 24%, SST entre 8%-90% y remoción de lodo entre 4,7-10,9 gramos, por lo cual, se decidió estudiar la extracción con solvente como alternativa para mejorar la producción de lodos; este tratamiento presentó remociones de SST entre el 79%-96% y el lodo obtenido se evaluó con respecto a características fisicoquímicas y microbiológicas: conductividad eléctrica, humedad, contenido de cenizas, análisis elemental, capacidad de intercambio catiónico, entre otras. Los lodos producidos en la extracción con solvente reportaron no ser aptos para pirólisis debido a su bajo poder calorífico superior de 3.991 BTU/lb seco, lo que implica un secado previo a su aprovechamiento aumentando los costos energéticos de la operación. Por otra parte, el lodo posee un alto potencial de aprovechamiento (Contenido de Nitrógeno: 2,49%, Potasio:6,49% y Calcio: 11,4%) y podría emplearse en compostaje, vermicompost o como fertilizante y enmienda orgánica si se corrigen parámetros como pH, carbono orgánico oxidable total y relación Carbono/Nitrógeno con adiciones de residuos agricolas, cascarilla de arroz, entre otros.