Facultad de Ingeniería

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PLAYTHERAPY : videojuego de apoyo a terapias de recuperación física.

Trujillo Uribe, María Patricia | 2020-03-11

Las terapias de rehabilitación física involucran la ejecución de ejercicios repetitivos, monótonos e incluso dolorosos, lo cual puede resultar en efectos no deseados en los pacientes como falta de motivación para finalizar sus terapias o descompensación de su condición de salud. Playtherapy es un proyecto de investigación que se desarrolla como un juego digital, como una metodología que permita mejorar la motivación de pacientes de rehabilitación física para culminar satisfactoriamente sus terapias. Playtherapy se compone de un conjunto de minijuegos diseñados para favorecer funcionalidad de las personas.

Obtención de aloe vera (Aloe Barbadensis Miller) en polvo con retención de características fisicoquímicas y nutricionales. materia prima para la elaboración de alimentos.

Ayala Aponte, Alfredo A. | 2019-05-14

El Aloe vera es un producto de interés debido a sus componentes bioactivos que le confieren propiedades medicinales. El u so potencial del Aloe vera, implica algún tipo de procesamiento que permita conservar sus propiedades nutricionales. El objetivo de este estudio fue evaluar la influencia del espesor de la muestra (5 y 10 mm) y la temperatura de secado (60, 70, 80, 90°C) por la técnica de Ventana de Refractancia sobre las cinéticas de secado, el color, volumen y relación de rehidratación en láminas de Aloe vera, así mismo sobre la solubilidad, viscosidad, vitamina C, E y capacidad antioxidante en Aloe vera en polvo reconstituido en agua. Para las muestras en láminas de Aloe vera se calcularon los coeficientes de difusión y la energía de activación. Los valores experimentales de humedad fueron ajustados a los modelos de Newton, Page, Modificado de Page, Henderson Pabis, Logar ítmico y Midilli Kuck. Los resultados mostraron que el aumento de temperatura disminuyó el tiempo de secado. Los tratamientos con espesor de 5 mm mostraron una reducción del tiempo en 50% respecto al de 10 mm. El coeficiente de difusión presentó mayores va lores con el incremento de la temperatura y del espesor. El modelo de Midilli Kuck obtuvo estadísticamente el mejor ajuste para ambos espesores de Aloe vera. El cambio de volumen de las láminas de Aloe vera presentó una relación lineal respecto a la pérdida de humedad. El cambio de color mostró mayor influencia con el factor espesor, siendo mayor los cambios a 10 mm. La relación de rehidratación de muestras secas y la solubilidad de Aloe vera en polvo aumentaron con la temperatura y con menor espesor, siendo el espesor de 5 mm los que mostraron los mayores valores. La temperatura influyó significativamente sobre los contenidos de vitaminas C, E, capacidad antioxidante y la viscosidad en Aloe vera en polvo reconstituida en agua.

Conflictos socioambientales en Santiago de Cali, una lectura desde la historia cultural urbana.

Navarrete, Marcela | 2019-09-20

Este proyecto de investigación propuso abordar, desde la perspectiva de la percepción social y la historia cultural urbana, la identificación, caracterización y sectorización de los conflictos ambientales que afectan la calidad de vida de los habitantes de Santiago de Cali. Conocer cómo la historia oral, aunada a la percepción social, dan cuenta de la historia ambiental de Santiago de Cali fue fundamental para este proyecto, porque representó el punto de encuentro entre saberes técnicos y no técnicos que facilitaron la interpretación de las acciones colectivas ante situaciones ambientales desfavorables, a juicio de la comunidad. Se buscó, desde esta perspectiva, lograr trascender las concepciones oficialistas, homogenizantes y positivistas de las ciencias sociales y ambientales que abundan en la bibliografía existente sobre el tema, planteando una mirada desde “los de abajo” que reconociera su papel vertebral en la construcción e interpretación de la ciudad, teniendo en cuenta la cotidianidad, historias de vida, identidad, memoria y acciones colectivas. La alta diversidad étnica y cultural presente en Santiago de Cali, como un municipio que recibe influencias del pacífico y de zonas de alto conflicto social como los departamentos de Cauca y Nariño, ofreció la oportunidad de conocer diversas cosmovisiones y tradiciones culturales que transmiten otras miradas sobre el territorio y nuevas posibilidades de adaptación a este territorio, siempre cambiante.

Evaluación de la respuesta sísmica de estructuras utilizando simulaciones híbridas en tiempo real.

Areiza, Gilberto | 2019-07-09

Los sismos son una de las principales amenazas para estructuras civiles, causando inseguridad en sus ocupantes y daños en elementos estructurales. Para la mitigación de las vibraciones excesivas se han desarrollado dispositivos de control activos, pasivos semiactivos e híbridos que han sido ampliamente estudiados e implementados alrededor del mundo. Uno de los factores que han impulsado el desarrollo de tales dispositivos es el uso de Simulaciones Hibridas en Tiempo Real (SHTR), ya que permiten el estudio de sistemas complejos clasificando los componentes fáciles de modelar como subestructura numérica.

Recubrimientos nanocompuestos de [TiC/Ti-Si-C-N]n por magnetrón sputtering para aplicaciones mecánicas industriales en empresas metalmecánicas de la región.

Caicedo Angulo, Julio Cesar | 2021-07-19

En este proyecto se definió como principales objetivos, la síntesis de recubrimientos monocapas (TiC y TiSiCN) a partir de cátodos de Si3N4 y TiC, donde se pudiera estudiar el comportamiento de dichos recubrimientos por separado y los sistemas multicapas [TiC/TiSiCN]n donde se obtuvieron n= (1, 10, 40 y 70) bicapas, con el fin de estudiar el efecto del aumento del número de bicapas en las propiedades mecánicas, tribológicas y electroquímicas. Dichos recubrimientos monocapas y multicapas fueron caracterizados para determinar propiedades como: Estructura cristalina, propiedades mecánicas (dureza y módulo de elasticidad), propiedades tribológicas (coeficiente de fricción), propiedades electroquímicas (curvas Tafel e impedancia electroquímica), con el fin de determinar el número de bicapas donde se encuentre un mejor conjunto de propiedades. Con los resultados obtenidos, se realizó un índice de mérito donde se relacionó varias propiedades (mecánicas, tribológicas y electroquímicas) donde se determinó que el sistema multicapa [TiC/TiSiCN]n para n= 70 bicapas presentan el mejor conjunto de propiedades, demostrando que este sistema es una muy buena opción a la hora de implementar revestimientos protectores en herramientas de corte.

Modelación de la curva de peso de tres años, de neonatos con bajo peso al nacer en el Hospital Universitario Del Valle (HUV), en Santiago De Cali, Colombia, Sur América.

Andrade Bejarano, Mercedes | 2021-08-18

La proporción de neonatos con bajo peso al nacer en Colombia ha pasado de 7.2% en 1998 a 9.4% en 2019, con un crecimiento continuo el cual presentó una leve disminución en el período 2012 a 2016, volviendo a incrementar en el año 2017. Por departamentos, en el año 2019, el departamento del Valle del Cauca reportó una proporción de 7.0% de neonatos con bajo peso al nacer y de esta proporción, el 64.1% pertenecen a la ciudad de Santiago de Cali (capital del departamento del Valle del Cauca), siendo el Hospital Universitario del Valle (HUV) Evaristo García el principal centro de atención hospitalario público de nivel III del Departamento del Valle del Cauca y el que reporta el mayor número de neonatos con bajo peso al nacer, con una proporción de 75 % de los niños nacidos en este centro hospitalario. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación es modelar la curva de crecimiento de tres años de neonatos con bajo peso al nacer en el Hospital Universitario del Valle, Cali, Colombia, Sur América.

Conexión soldada implementando costillas como refuerzo en viga doble t - columna circular compuesta.

Gutiérrez, Albio | 2021-08-19

Este trabajo presenta los resultados de investigación del comportamiento sísmico de una conexión de viga de acero doble T y columna de tubo relleno de hormigón mediante diafragmas, de acuerdo con las pautas de diseño dadas por las normas AISC 341-16 y AISC 358-16. Se presentan los resultados de un estudio experimental que involucra cargas cíclicas de acuerdo con los estándares FEMA 350 para estructuras resistentes a terremotos. Los modos de falla, desempeño histerético, degradación de resistencia y rigidez, clasificación de rigidez y disipación de energía de esta configuración se estimaron en detalle para investigar el comportamiento sísmico. Los resultados experimentales indican que la viga de acero de doble T y la conexión de la columna de tubo de acero rellena de hormigón con diafragmas exhibe grandes bucles histeréticos, desarrolla ductilidad y capacidad de disipación. Las capacidades de rotación cumplieron con los requisitos de diseño de ductilidad sismorresistente de acuerdo con la normativa vigente. De esta manera, la conexión propuesta es adecuada para ser utilizada en estructuras especiales de pórticos de momento ubicadas en áreas de alta amenaza sísmica. Este estudio experimental permite mejorar el proceso de diseño de este tipo de conexiones.

Evaluación numérica del comportamiento sísmico de edificaciones de muros delgados de concreto reforzado representativas del diseño y construcción en Colombia.

Areiza Palma, Gilberto | 2021-04-23

El sistema constructivo de muros delgados de concreto reforzado (MDCR) es uno de los más utilizados actualmente en Colombia y Latino américa. Esto se debe a que la forma en que ha sido diseñado demanda menor cantidad de mano de obra, de materiales y reduce el tiempo de ejecución respecto de los sistemas constructivos tradicionales. Lo anterior se traduce en menores costos, y ocasiona que las constructoras opten por este tipo de proyectos. La práctica profesional ha impulsado el uso de MDCR con ausencia de elementos de borde y el uso de una sola capa de malla electrosoldada como refuerzo en el alma, y sólo en algunos casos con barras adicionales de acero dúctil en los extremos de los muros. Investigaciones sobre el comportamiento de los muros de concreto reforzado, han puesto en evidencia que el sistema de MDCR puede presentar un desempeño limitado ante demandas sísmicas importantes.

Desarrollo de una plataforma para la implementación de didácticas de aprendizaje activo en ingeniería electrónica con base en la iniciativa CDIO

Nieto Londoño, Rubén Dario | 2019-11-05

Se diseñó e implementó un laboratorio de experimentación remota como un espacio de trabajo en el marco de la iniciativa CDIO (Conceiving, Designing, Implementing, Operating), para apoyar los procesos de enseñanza-aprendizaje en los programas académicos de Ingeniería Electrónica. Para ello, se desarrolló (a modo de innovación tecnológica) una tarjeta de entrenamiento basada en dispositivos programables y configurables la cual se constituye como un recurso relevante en la ejecución de didácticas propias de los procesos de educación en ingeniería electrónica. Este recurso se integra en una red, en el marco del Internet de las Cosas (Internet of Things: IoT), en el que su acceso y operación está dirigido a la formación en ingeniería bajo la iniciativa CDIO. El proyecto de investigación entrega como producto principal un sistema informático constituido por dos componentes: un desarrollo en hardware, que corresponde a una tarjeta de experimentación con interfases de E/S y de comunicación, y el desarrollo de una aplicación en software que permite a varios usuarios (clientes) el acceso a implementación y pruebas de sistemas digitales a través de una plataforma con servicios Web 3.0. Así mismo, se propone un modelo metodológico para la adaptación de didácticas de aprendizaje activo, colaborativo y cooperativo en los laboratorios de experimentación local y/o remota, con base en los lineamientos CDIO, lo que permitirá apoyar los procesos de reforma curricular de los programas de ingeniería electrónica.

Valorización de residuos de construcción y demolición (RCD) para la elaboración de materiales de construcción vía activación alcalina.

Villaquirán, Mónica A. | 2021-09-08

Actualmente, los residuos de construcción y demolición (RCD) son los residuos mayormente generados a nivel mundial. En Colombia, se generan ~ 22 millones de toneladas de RCD por año, de las cuales 1 millón de toneladas se generan en Santiago de Cali; por lo tanto, la mitigación y reutilización de RCD son importantes para reducir el impacto ambiental del sector de la construcción. Este proyecto consistió en aplicar la tecnología de activación alcalina de RCD, para preparar pastas, morteros y concretos utilizando diferentes activadores alcalinos como silicato de sodio, sulfato de sodio e hidróxido de sodio. Se produjeron diferentes tipos de pastas geopoliméricas utilizando una mezcla de 80%RCD-20%cemento Portland y variando el contenido de silicato-Na, sulfato y NaOH. Los materiales desarrollados se caracterizaron microestructural, física y mecánicamente. Los resultados de la microscopía electrónica de barrido (SEM) y de la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) mostraron que los productos de reacción eran geles N-A-S-H y (N, C) -A-S-H. Además, en las pastas activadas con sulfato de sodio, la etringita se identificó, mediante SEM y difracción de rayos X (XRD), como un producto de hidratación adicional. Los aglutinantes activados con sulfato de sodio (Na2O al 0,8%) (activador de estado sólido) reportaron resistencias a la compresión de hasta 18 MPa en pastas y 7 MPa en morteros a los 28 días. Para las mezclas de RCD activadas alcalinamente con silicato-Na+ NaOH, las resistencias a compresión alcanzaron hasta 40 MPa, por lo cual fueron aptas para la elaboración de concretos. Estos resultados brindan una oportunidad para la reutilización potencial de RCD en nuevos materiales de construcción ecológicos.

Predicción de datos para estimar el grado de polimerización en transformadores de potencia.

Aponte Mayor, Guillermo | 2019-12-03

El transformador de potencia es uno de los activos más importantes en cualquier sistema de interconexión eléctrico, por lo tanto; que reconocer su condición es importante en aspectos como: mantenimiento, reposición, adquisición de seguros y seguridad de los operarios. Se considera de gran importancia y pertinencia contar con las ayudas para procesar los resultados de las pruebas que se realizan sobre los transformadores y a partir de esas estimar su condición. El Grado de Polimerización es un indicador que a la fecha se considera el más acertado para estimar la condición de aislamiento sólido del transformador, valor que está asociado con la vida remanente del mismo. Como algunos de los datos para estimar el Grado de Polimerización, no se tienen directamente o de manera completa, es necesario hacer estimación de los mismos para poder hacer la evaluación de condición. Este proyecto, se desarrolló una metodología para predecir los datos requeridos para hacer una estimación del Grado de Polimerización, como un indicador de la condición técnica de los transformadores.

Estudio del efecto hidrodinámico y de transporte de energía radiante en el diseño y optimización de reactores fotocatalíticos heterogéneos solares.

Pinzón, María Helena | 2020-12-18

Las tecnologías de origen fotocatalítico capaces de emplear la luz solar natural en la descontaminación de aguas presentan una notable prospectiva como procesos altamente sustentables con el medioambiente. Sin embargo, aún hay muchos aspectos por desarrollar para que estas tecnologías alcancen un verdadero potencial como una solución real a problemas a gran escala en el tratamiento de aguas. Uno de los principales puntos que limita su progreso es la falta de modelos matemáticos y métodos de cálculo que aborden los problemas típicos de un enfoque de ingeniería contribuyendo a avances significativos en el marco del diseño y optimización de reactores fotocatalíticos heterogéneos, en particular aquellos con capacidad de usar la luz solar y de tratar grandes volúmenes de agua contaminada. Actualmente, la construcción y puesta en marcha de los reactores fotocatalíticos se basa esencialmente en información empírica obtenida por ensayo y error, con la consecuente inversión de recursos que ello implica. En este contexto, el objetivo general de este proyecto es establecer una metodología matemática genérica para la evaluación y optimización del diseño de reactores fotocatalíticos solares que incorpore los efectos del transporte de radiación y de las propiedades ópticas del fotocatalizador.

Modelamiento de datos de cáncer usando distribuciones de probabilidad no convencionales.

Tovar Cuevas, José Rafael | 2020-01-20

Se realizó una revisión literaria de antecedentes que estuvieran involucrados con metodologías estadísticas para modelar datos de supervivencia considerando distribuciones censuradas y no censuradas, donde se observó que varios autores proponen familias de distribuciones sin considerar la presencia de censura en los datos, a excepción de uno de los artículos citas dentro el proyecto, en el cual los mecanismos de censura que asumieron fueron por la izquierda y por la derecha Tipo I, distintos al tipo de censura planteados eb este trabajo. Se ideó recurrir a modelos paramétricos más flexibles en relación con el comportamiento de la densidad y las funciones de la tasa de riesgo Se incluyó la obtención de la expresión analítica de la función de riesgo de una de las distribuciones estudiadas (Levy estándar. Por medio de la simulación, en la cual, se llevó a cabo la estimación de parámetros con base en el método de máxima verosimilitud, y utilizando procedimientos propios paradigma bayesiano, donde la estimación se obtuvo usando técnicas de Monte Carlo vía Cadenas de Markov (MCMC), se estimaron dos de las funciones más importantes del análisis, la función de supervivencia s(X) y la función de riesgo h(x), como también, se obtuvo la estimación no paramétrica de la supervivencia basada en el estimador de Kaplan - Meier (KM); el cual fue útil para comparar posteriormente su curva, con aquella función WOR s(x) asociada al modelo paramétrico respectivo. Se propone una metodología que permita modelar los tiempos de supervivencia con censura por la derecha usando distribuciones no convencionales que consideran la asimetría o valores extremos.

Reactividad a la combustión carbón biomasa en una caldera de generación de vapor a nivel industrial.

Barraza, Juan Manuel | 2020-02-04

El proyecto se enfocó en resolver la siguiente pregunta: ¿las mezclas de carbon - bagazo son reactivas a la combustión produciendo bajos niveles de carbono no quemado en las cenizas volantes y de fondo de las calderas, lo cual afecta su eficiencia? La respuesta a la pregunta es: la eficiencia de las calderas en los procesos de combustión de combustibles sólidos está estrechamente relacionada con la morfología de los carbonizados producidos, que representa a etapa dominante de la combustión. En el caso de las mezclas carbón-bomasa, nos e ha realizado una caracterización del proceso de carbonización y por lo tanto, se desconoce el rol de cada componente de la mezcla en la morfología de los carbonizados y sobre su reactividad a la combustión. De igual manera, no se tiene información de la influencia de las impurezas del carbón sobre la reactividad de las mezclas. la material mineral asociada al carbón participa como un componente de la mezcla carbón-biomasa, que puede afectar de forma directa la morfología de los carbonizados y en consecuencia, la eficiencia de la combustión

Evaluación de alternativas para la disminución del consumo eléctrico en la degradación de diclofenaco por procesos avanzados de oxidación.

Acuña Bedoya, Nilson David | 2020-01-17

En la actualidad se ha evidenciado en los cuerpos de agua la presencia de diversas sustancias contaminantes y muchos de sus efectos adversos han sido ampliamente estudiados, por lo que la disposición de muchos compuestos como aquellos proviene de la minería, los fármacos, la agricultura y la industria química se encuentra regulada y restringida hoy en día. Se ha ensayado diversas alternativas para degradar y mineralizar muchos de estos contaminantes y, hasta ahora, se ha logrado alcanzar altos porcentajes de mineralización (superior a 90% en peso) empleando procesos avanzados de oxidación (PAOs) entre los que se destacan la electro-oxidación con electrodos de diamante dopados con boro (BDD) y la ionización convencional. No obstante, los altos consumos eléctricos reportados para estas técnicas, hasta 25kwh m-3, son prohibitivos. Así mismo, la ionización convencional mineralizada los complejos de cianuro débiles, pero no los fuertes como sucede con el ion hexacianoferrato (III); además, la baja solubilidad del ozono en agua (cerca de 2 ppm) hace que la ozonización convencional sea energéticamente ineficiente; lo anterior hace que en la actualidad la aplicación de las alternativas señaladas sea económicamente inviable. La principal causa del excesivo consumo eléctrico de estas técnicas está relacionada con las bajas concentraciones que suelen alcanzar los contaminantes emergentes en los cuerpos de agua. En el presente estudio se ensayó la alternativa de emplear carbón activado como agente coadyuvante para concentrar el contaminante por adsorción y combinarlo con los procesos convencionales de electro-oxidación con BDD y con ionización buscando disminuir el consumo eléctrico.

Programación de proyectos de infraestructura vial en contratos de obra pública considerando riesgos.

Rivera Cadavid, Leonardo | 2018-08-16

Los proyectos de construcción de vías suelen sufrir complicaciones durante su desarrollo, existen diferentes grupos de interesados y son afectados por otros factores tanto internos como externos a él. Como resultado del impacto de diferentes riesgos, los reprocesos, suspensiones, demoras y sobrecostos son comunes durante la fase de construcción. La consecuencia final sobre el proyecto es difícil de prever y puede ser de tal magnitud que incluso el proyecto puede terminar en conflictos, controversias o procesos judiciales, lo que ya representa una tendencia no sólo en Colombia. En Colombia, los desfases en tiempo y costo en los proyectos de construcción de vías son frecuentes y a pesar que ya se consideran algo usual, son objeto de estudio de diferentes entidades. Varios diagnósticos de proyectos individuales han identificado causas como la falta de detalle en la planeación y programación, problemas en la toma de decisiones durante la ejecución y poca o inexistente identificación y tratamiento de los riesgos potenciales. De acuerdo con los anteriores elementos, el proyecto abordó la siguiente pregunta de investigación: ¿Cuál debe ser la forma de programación y control del tiempo en proyectos de infraestructura vial por obra pública teniendo en cuenta los riesgos inherentes en este tipo de proyectos en el Departamento del Valle del Cauca?

Modelamiento, simulación y análisis termodinámico de equipos, operaciones y procesos de secado de productos agroalimentarios.

Gómez Daza, Juan Carlos | 2019-03-04

Los países necesitan optimizar el aprovechamiento de sus recursos y Colombia debe empezar a tener políticas claras en cuanto el uso racional de la energía y a la vez incrementar la producción de alimentos de buena calidad con un tiempo de vida útil aceptable dentro de los parámetros internacionales. Objetivos General: Modelar, simular y analizar energéticamente equipos, operaciones y procesos de secado. Objetivos específicos: 1. Modelar y simular el proceso de secado asistido por bomba de calor modificado, para mejorar su desempeño. 2. Evaluar mediante simulación las condiciones del compresor del circuito de la bomba de calor original y modificado. 3. Rediseñar la cámara de secado del secador asistido por bomba de calor modificado. 4. Determinar las condiciones de operación de diferentes procesos de secado, tales como humedad relativa (temperatura), velocidad del aire y espesor de la muestra que permitan obtener mayores valores de DE, MER, SMER, DR y menores valores de SEC. 5. Evaluar desde el punto de vista termodinámico y validar energética y exergéticamente procesos de secado disponibles en Univalle y Uniandes. Metodología objetivos específicos 1, 2 y 3: Se realizaron experimentos computacionales para determinar el efecto de la humedad relativa del aire sobre el contenido de humedad final del material. Se escogieron modelos básicos de la literatura (algunos reportados por el investigador principal de UV) para las condiciones de frontera. Se utilizó el paquete computacional ANSYS para el trabajo de pregrado, y STAR CCM+ para los trabajos de posgrado, ejecutados en máquinas virtuales disponibles en la Universidad de los Andes. Para validar la respuesta obtenida, se realizó un análisis de sensibilidad al mallado, el cual permitió confirmar el ajuste de los modelos. Se confirmó la independencia del resultado respecto al mallado, se procedió a aumentar el grado de detalle del modelo, logrando simular la cámara de secado en 3D.

Extracción y purificación de compuestos bioactivos presentes en el fruto de papaya mediante las tecnologías de extracción y adsorción.

Rodríguez de Stouvenel, Aida | 2019-06-19

Los compuestos bioactivos están presentes en diferentes cantidades en los vegetales, los cuales son de importancia en la salud humana, por sus reconocidos efectos antioxidantes. La papaya (Carica papaya L), posee diversidad de estos compuestos, los cuales están distribuidos en las diferentes partes del fruto. Sin embargo, la obtención de esos compuestos a partir de las diferentes de la planta presenta varios desafíos, relacionados inicialmente con la extracción, la cual debe ser económica, rápida y con altos rendimientos, extractos que a continuación es necesario purificar y enriquecerlos o concentrarlos para que tengan una actividad antioxidante eficaz. Por lo que el objetivo general de esta investigación fue evaluar el desempeño de las tecnologías de extracción y purificación de polifenoles y flavonoides presentes en el epicarpio, pulpa y semilla del fruto de papaya. En la etapa de extracción se utilizó una tecnología de extracción asistida con ultrasonido, empleando agua como solvente y se realizó la adsorción con resinas poliméricas para purificar los compuestos bioactivos. En la extracción asistida con ultrasonido se evaluaron los factores relación sólido:solvente, temperatura, porcentaje de amplitud del ultrasonido, tipo de solvente y tamaño de partícula de las muestras, con el fin de maximizar la extracción de polifenoles, flavonoides y la actividad antioxidante del fruto de papaya. A continuación, con el extracto más promisorio, se realizó una adsorción por lotes, evaluando la capacidad de adsorción de polifenoles y flavonoides de cuatro resinas a diferentes temperaturas, así como también, el solvente empleado en la desorción por lotes. A partir de los datos de adsorción y desorción por lotes se encontró la resina con mayor afinidad a los compuestos fenólicos, con la cual se realizó la adsorción en columna de polifenoles y flavonoides. Con las columnas de adsorción de lecho fijo se evaluó la velocidad de flujo y tiempo total de adsorción. El estudio experimental incluyó el ecoproceso secuencial e integrado de las etapas de extracción con ultrasonido y la adsorción en las resinas. Los resultados de la extracción asistida con ultrasonido permitieron establecer que la parte de la fruta de papaya con mayor porcentaje de actividad antioxidante, polifenoles y flavonoides fue el epicarpio, valores que fueron mayores a los reportados en literatura. También fue evidente un efecto positivo con la aplicación de ultrasonido, permitiendo obtener porcentajes de rendimiento de extracción mayores al 70% tanto para polifenoles y flavonoides extraídos de epicarpio. La resina XAD4 y mezclas etanol-agua al 60% presentaron los mayores porcentajes de adsorción y desorción de polifenoles y flavonoides, respectivamente. La integración de la extracción y adsorción continua permitió enriquecer 4 veces más el extracto inicial en la cantidad de polifenoles y flavonoides. De esta manera se consiguió obtener fracciones con alto contenido de compuestos bioactivos mediante un proceso ecoamigable con bajo consumo de tiempo y energía.

Aerogeles de nanosílice para recubrimientos superaislantes ecosostenibles.

Delvasto Arjona, Silvio | 2019-06-28

En esta investigación se obtuvieron partículas de nanosílice, hidrogeles, xerogeles y aerogeles silíceas a partir de un residuo agroindustrial (cascarilla de arroz), a través de un tratamiento termoquímico, una síntesis sol gel y secado supercrítico. Los procesos seguidos se diferencian de los métodos convencionales porque la materia prima es un desecho agroindustrial, la cascarilla de arroz, y no emplean reactivos de elevada toxicidad y costo como los alcóxidos metálicos. La fase experimental fue desarrollada en los laboratorios del grupo Materiales Compuestos y en el laboratorio del Grupo de Termodinámica Aplicada y Fluidos Supercríticos para obtener las aerogeles mediante una fase final de secado supercrítico. Se obtuvo y caracterizó una ceniza de cascarilla de arroz (CCA) óptima mediante un tratamiento termoquímico de la CA. Se obtuvieron dos precursores silíceos de silicato de sodio (SS), el primero SS1 (por calcinación de la CA) y el SS2 (obtenido directamente de la CA mediante un tratamiento químico). Se obtuvieron hidrogeles silíceos a partir de la cascarilla de arroz con 14 días de gelificación y con una resistencia mecánica capaz de soportar el secado supercrítico y con una apariencia traslúcida. Se hizo una combinación de tratamientos hidrotermales y de sol-gel que permitieron un mayor control de la porosidad final. Los materiales y reactivos implicados en el proceso fueron, entre otros: H2SO4, TEOS, CO2, N2, TEPA, HCl, Etanol, CETAB, etc. La síntesis seguida es un proceso amigable al ambiente con parámetros de operación económicos, tales como bajos tiempos de envejecimiento (no superiores a las 18 horas) y una temperatura de gelificación de 25 oC. Se obtuvieron aerogeles silíceas con una densidad de 0,08 g/cm3 y un volumen de poros del 96 %, comparable a las aerogeles obtenidas por precursores tóxicos y costosos como el TMOS y TEOS. Las xerogeles obtenidas mostraron una capacidad de fisiadsorción importante del CO2 debido a su elevado valor de área específica (AE) con valores superiores a los 40 mg CO2/g ads obtenido en la termobalanza, un resultado similar a capacidades de captación de materiales sintéticos como el SBA-15. El método planteado para el intercambio de solvente fue efectivo al poder realizarse un secado supercrítico con CO2, que permitió obtener aerogeles silíceas con una densidad de 0,08 g/cm3 y un volumen de poros del 96 %, comparable a las aerogeles obtenidas por precursores tóxicos y costosos como el TMOS y TEOS. La aplicación de nanosílice (nS) en morteros de cemento portland generó en estos valores resistente superiores en un 30% en edades tempranas, siendo la muestra con 0,5 de adición con mejores resistencias a los 7 días de curado, en comparación con morteros sin adición. También fue posible emplear microsílice obtenida del proceso químico como material de recubrimiento. La principal característica evaluada fue la conductividad térmica presentando una reducción del 45,8% respecto a la placa sin recubrimiento, con lo cual se comprobó su propiedad de aislamiento térmico.

Evaluación de una laguna algal de alta tasa - LATAL, en condiciones tropicales, para la eliminación de compuestos farmacéuticos presentes en el efluente de una planta de tratamiento de aguas residuales.

Madera Parra, Carlos Arturo | 2019-11-01

Teniendo en cuenta la evidencia de la presencia de micro contaminantes en el agua en la ciudad de Cali, se planteó el presente proyecto cuyo objetivo fue el de evaluar el desempeño de una laguna algal de alta tasa (LATAL), a escala piloto, en condiciones del trópico americano, para la eliminación de compuestos farmacéuticos de los grupos analgésicos, antiinflamatorios, hipolipemiantes, antiepilépticos y tranquilizantes. La LATAL fue operada como un tratamiento secundario, por lo que fue ubicada a la salida de PTAR-C. Se diseñó para tratar un caudal de 0.2 m3 d-1, tres (03) días de tiempo de retención hidráulico (TRH) y se le instaló una rueda de paletas a la entrada con una velocidad de 5 RPM. Se tomaron 16 muestras a la entrada y salida de la LATAL (una semanal) para la determinación de compuestos farmacéuticos a través de HPLC/MS-MS y se midieron parámetros in situ como pH, temperatura, oxígeno disuelto (OD), potencial REDOX (ORP), radiación solar y conductividad, además de clorofila-a y DQO. Adicionalmente, se realizaron bio-ensayos a escala de laboratorio con el fin de evaluar la acción de las microalgas en la eliminación de ibuprofeno. En la LATAL se encontraron eficiencias de eliminación altas (>70%) para los compuestos ácido fenofíbrico, ibuprofeno y paracetamol, medias (30-70%) para gabapentina, lamotrigina, fenofibrato, gemfibrozilo, diclofenaco, ketoprofeno, naproxeno y pentoxifilina y bajas (<30%) para la carbamazepina y su metabolito 10,11-Dihidro-10,11-dihidroxicarbamazepina (CBZ-Diol). Estos resultados del presente trabajo son cercanos a los reportados en otros estudios, pero con un TRH menor, lo cual deja entrever que las condiciones ambientales del trópico favorecen la fotodegradación y contribuyen al desarrollo de las microalgas y el proceso de biodegradación. Las eficiencias de eliminación se reflejan en una reducción porcentual de la amenaza ecológica (> 50%) para la mayoría de los compuestos estudiados. Adicionalmente, se realizaron ensayos a escala de laboratorio usando la cepa pura de P. Kessleri, con el objetivo de determinar la capacidad de remoción, respuesta de crecimiento y clorofila a una exposición de 1000 μg/L y 16000 μg/L de ibuprofeno, en tres tiempos de exposición (12, 48, 96h). Los resultados mostraron inhibición del crecimiento de P. Kessleri, como una respuesta inmediata a la exposición de ibuprofeno (12 h). A 48 h, la recuperación tanto del crecimiento como de la clorofila a indicaron la tolerancia de la microalga al ibuprofeno, en la dosis más baja. En 96 h, se presentó inhibición parcial y disminución de clorofila a con la dosis de 16000 μg/L, debido a que con concentraciones más altas en tiempos prolongados se genera mayor estrés. Además, se encontró que la mejor remoción de ibuprofeno (46.4%) fue con la dosis más baja y a 12 h de exposición.