Revista ION

Una mirada fisicoquímica a la solubilidad del propano en N-formil morfolina y sulfolano

Brandon Smith Martínez Costa — Fri, 02 Dec 2022 00:00:00 +0000

A nivel mundial el gas propano o gas licuado de petróleo (GLP) ha sido ampliamente utilizado con diversos fines, tales como gas refrigerante, combustible, calefacción; entre otros. El propano es un hidrocarburo perteneciente a la familia de las parafinas, el cual se considera soluble en algunas sustancias orgánicas. El propósito de esta reflexión es abarcar un estudio interpretativo y crítico sobre la solubilidad del propano en dos solventes orgánicos: N-formil morfolina (NFM) y sulfolano a 298.15, 313.15 y 343.15 K, teniendo en cuenta las condiciones de presión en trabajos ya culminados. Este trabajo, comprende una perspectiva fisicoquímica hacia el análisis de la presión y la temperatura como principales factores cuantitativos en los sistemas binarios propano (2) + NFM (1) y propano (2) + sulfolano (1); destacando un análisis crítico y global acerca de los parámetros de la ecuación de Krichevsky-Ilinskaya (KI). Finalmente, y bajo las condiciones establecidas, se discuten los efectos de la ecuación de estado de Peng-Robinson (PR EOS), tales como el parámetro de interacción binaria (BIP), la función alfa y algunas modificaciones de estos mismos.

Fabricación de membranas sensibles al cambio de pH para posibles usos en tratamiento de heridas cutáneas

Fri, 02 Dec 2022 00:00:00 +0000

Este estudio tuvo como objetivo la obtención de antocianinas a partir del repollo morado (brassica oleracea) para utilizarlas como agentes indicadores de pH en membranas fabricadas a partir de cuatro biopolímeros diferentes para su posible uso en aplicaciones biomédicas. Se evaluaron parámetros de eficiencia y respuesta al pH con el fin de optimizar el proceso de extracción de las antocianinas, en el caso de las membranas se realizaron además pruebas de hinchamiento y degradación con el objetivo de realizar una comparación entre ellas. Todo el proceso estuvo sustentado mediante espectros y absorbancias medidas por espectrometría, y pruebas de comportamiento. Los resultados muestran que las membranas preparadas presentan buenas propiedades indicadoras en el rango de pH alcanzado por la piel, adecuados porcentajes de hinchamiento y tiempos de degradación que superan las 96 horas, lo que las hace útiles para un posible uso en el tratamiento de heridas cutáneas.

Evaluación técnico-económica de una propuesta de planta de tratamiento de aguas residuales crómicas

Amaury Pérez Sánchez, Marisabel Sánchez González — Fri, 02 Dec 2022 00:00:00 +0000

Las plantas de tratamiento de aguas residuales son sistemas que, de funcionar apropiadamente, pueden ayudar a la salud de la industria y el medioambiente. En el presente trabajo se efectuó la evaluación técnico-económica de una propuesta de planta de tratamiento de aguas residuales crómicas con una capacidad de procesamiento de 9 t de aguas residuales por lote, con el fin de determinar sus principales parámetros de rentabilidad, empleando el simulador SuperPro Designer^® v. 10. Se generan alrededor de 6959,90 L/lote de agua tratada, mientras que se requiere una inversión total de capital de USD $ 3,549 millones y un capital fijo directo de USD $ 3,222 millones. La partida que más influencia presenta en los costos anuales de operación es la de costos dependientes de la instalación (USD $ 345 000/año) mientras que el reactivo que más influye en los costos anuales por concepto de consumo de materiales es el cloruro férrico (USD $ 56 805/año). Se obtuvo un costo unitario de procesamiento de USD $ 0,22/kg, unas ganancias netas anuales de USD $ 486 000 y un Retorno de la Inversión de 22,16%. Los valores obtenidos de los indicadores Valor Actual Neto (USD $ 3 361 000), Tasa Interna de Retorno (29,61 %) y Periodo de Recuperación de la Inversión (4,51 años) permiten establecer que la propuesta es rentable bajo las condiciones económicas actuales de Cuba.

Desvolatilización como alternativa para valorización energética de residuos biomédicos: estudio cinético

Mon, 05 Dec 2022 00:00:00 +0000

El análisis termogravimétrico ha establecido cinéticas para la desvolatilización de residuos biosanitarios como posibles fuentes de combustibles alternativos. En este estudio se realizó la degradación térmica de los materiales a diferentes velocidades de calentamiento: 5, 15, 30 °C/min con rampas dinámicas y periodos isotérmicos en el analizador termogravimétrico. Los datos de la pérdida de masa a diferentes tiempos y temperaturas, se calculó la conversión de la reacción de descomposición térmica, este valor se utilizó en tres modelos matemáticos que permitirán predecir los parámetros cinéticos como energía de activación, factor pre-exponencial y orden de la reacción. Se propone un modelo de mejor ajuste minimizando el error entre la tasa de degradación térmica calculada y la experimental. Se concluye que el mejor modelo cinético para ropa y guantes contaminados consideró la ecuación de Arrhenius y reacción de orden dos e incluye temperaturas de referencia de 450 y 367 °C para cada material. Los valores de energía de activación para batas y guantes contaminados son 553,62 y 154,06 kJ/mol, respectivamente. Se establece que, al lograr una conversión de 0,98 en la degradación térmica de estos materiales, pueden convertirse en el material de interés como combustibles alternativos.

Planteamiento de un modelo matemático de características macroscópicas de bioceras producidas del aceite de palma con interés comercial

Mon, 05 Dec 2022 00:00:00 +0000

Las bioceras obtenidas por hidrotratamiento de aceites vegetales se utilizan en la elaboración de productos cosméticos. Existen diversos trabajos sobre la composición química de las bioceras; sin embargo, no se encuentran reportes de cómo sus propiedades macroscópicas cambian dependiendo de su composición química. Por lo tanto, este trabajo consistió en implementar modelos matemáticos predictivos para seleccionar bioceras con características deseables para aplicación en la industria cosmética. Se determinaron las propiedades macroscópicas (punto de fusión e índices de acidez, saponificación, yodo) y la composición química (ésteres cerosos, alcoholes grasos, ácidos grasos, acilglicéridos y parafinas) a 34 muestras de bioceras. Se desarrolló un análisis estadístico descriptivo que permitió organizar las bioceras según sus propiedades macroscópicas, asignando una calificación relacionada con la calidad de la muestra; en una escala sobre 4, las calificaciones variaron entre 1,5 y 3,25. También se plantearon modelos matemáticos predictivos para cada propiedad macroscópica de las bioceras en función de su composición química. Se seleccionaron cinco bioceras con mayor puntaje y se calcularon los parámetros fisicoquímicos a través de los modelos obtenidos, observándose un error del modelo menor que 6% en el punto de fusión e índice de acidez. Estas bioceras seleccionadas podrían ser empleadas en la formulación de cosméticos de interés comercial.

Simulación de una planta WtE (Waste to Energy) para la recuperación de energía a partir de residuos sólidos municipales en el Valle de Aburrá

Rolando Barrera, Julián — Mon, 05 Dec 2022 00:00:00 +0000

Se presenta un modelo para simular una planta de combustión en parrilla para el aprovechamiento energético de residuos sólidos municipales bajo el concepto WtE (Waste to Energy) utilizando el software Aspen Plus. El modelo se validó mediante comparación de datos de proceso simulados y datos disponibles en la literatura. Independiente de las condiciones de operación simuladas, los resultados del modelo en cuanto a potencia térmica, potencia eléctrica, eficiencia mecánica y composición (kg/h) de los gases de salida de la planta presentaron desviaciones 12%, en comparación con datos reportados en la literatura para plantas WtE operando a las condiciones simuladas, lo que permite concluir que el modelo es apto para estimar flujos de masa y energía, al igual que la potencia eléctrica generada en el proceso WtE y es útil como herramienta de análisis para estudios de pre-factibilidad de este tipo de plantas. El modelo, una vez validado, se utilizó para evaluar diferentes escenarios de manejo de residuos sólidos municipales en el Valle de Aburrá, permitiendo estimar importantes datos energéticos para la evaluación o comparación de estrategias relacionadas con el manejo de residuos en zonas urbanas y bajo diferentes condiciones de operación.

Gasificación Catalítica y Autotérmica de Residuos Biomásicos a Escala Banco: Construcción y Optimización.

Mon, 05 Dec 2022 00:00:00 +0000

En este trabajo se construyó y optimizó un sistema de gasificación a escala banco de residuos biomásicos (aserrín de pino). El sistema consta de una unidad de alimentación (tolva y tornillo), un reactor autotérmico de lecho fluidizado y acondicionamiento de gases (ciclón y enfriamiento). En el reactor se evaluaron 2 catalizadores de bajo costo: un mineral natural (dolomita) y residuo de pirólisis comparados con un sólido inerte (arena). Los catalizadores y la biomasa fueron caracterizados por diferentes técnicas: ICP, BET, TGA, CHONS, entre otras. En la optimización del proceso se estudiaron diferentes parámetros: tamaño de partícula de biomasa, flujo másico de alimentación, agentes gasificante y perfiles de temperatura. Los ensayos mostraron un óptimo funcionamiento con un tamaño de biomasa en el rango de 0.50-0.85 mm, un flujo másico de alimentación de 0.840 kg/h y una relación de equivalencia entre mezcla de agentes gasificantes (aire y/o vapor de agua) y alimentación de 0.35-0.45 con temperaturas de equilibrio de 650 y 750ºC, respectivamente. Los catalizadores evaluados tuvieron una reducción de alquitrán entre 10-45% comparado con el inerte y valores superiores en la relación H₂:CO y LHV. Los resultados mostraron que el sistema de gasificación autotérmico a escala banco construido, permite la transformación de la biomasa utilizando catalizadores de bajo/nulo costo, lo que lo hace atractivo desde el punto de vista ambiental y económico.

Producción de hormigón verde a partir de ceniza de cascarilla de arroz y residuos de vidrio como sustitutos del cemento

Mon, 05 Dec 2022 00:00:00 +0000

Este trabajo explora el uso de residuos de vidrio (RV) como material puzolánico para mejorar las propiedades del hormigón preparado con ceniza de cascarilla de arroz (CCA). Se prepararon relaciones en masa CCA:RV 1:0, 1:1, 1:2 y 1:3 (CCA +RV = 5% en masa) como reemplazo del cemento. Se evaluó el asentamiento, la resistencia a compresión y las emisiones de CO₂. Los resultados evidenciaron que el asentamiento y la resistencia de las mezclas ´preparadas fueron mayores a las presentadas por el hormigón preparado con ceniza de cascarilla de arroz. La mayor resistencia a compresión se observó en la mezcla 3:1. Las emisiones de CO₂ disminuyeron con la incorporación de ceniza y residuos de vidrio. La incorporación de RV en hormigón preparado con CCA representa una buena alternativa para la disposición de estos residuos.

Validación de un método por cromatografía líquida de alta resolución para la determinación simultánea de diclofenaco e ibuprofeno en aguas

Mon, 05 Dec 2022 00:00:00 +0000

El diclofenaco sódico y el ibuprofeno son medicamentos de alto consumo, empleados para el alivio de dolencias comunes, y su poca metabolización hace que gran proporción de estos se conviertan en contaminantes acuíferos, que por su bioacumulación representan una problemática ambiental que requiere atención urgente. Es por esto que el seguimiento de estos contaminantes, a través del desarrollo y validación de metodologías analíticas que permitan su cuantificación en fuentes hídricas, se convierten en una necesidad para su prevención y control. En este estudio se desarrolló un método por cromatografía líquida de alta resolución para la determinación simultánea de diclofenaco e ibuprofeno en aguas. La validación del método se llevó a cabo con la determinación de la linealidad, límites de cuantificación y detección, exactitud y precisión en términos de repetibilidad y precisión intermedia. Para la determinación de los parámetros de desempeño se calculó el porcentaje de recuperación, el promedio, la desviación estándar, la desviación estándar relativa, el coeficiente de variación y el intervalo de confianza. Además, para determinar la exactitud y la precisión de aplicó el análisis factorial de varianza con un nivel de confianza del 95% y nivel de significancia del 0.05. Los valores obtenidos para todos los parámetros cumplieron con los criterios de aceptación establecidos, con lo que se concluye que el método desarrollado es exacto y preciso con altos niveles de confiabilidad.