Ingeniería y competitividad

Importancia de los datos científicos y su publicación como artículo de datos

Potencial de aprovechamiento de lodos industriales en la fabricación de pegante cerámico gris para pisos

Abstract The growing generation of sludge from Wastewater Treatment Plants (WWTP) has become a great challenge for researchers in the last decades; this is mainly related to its special characteristics, which must comply with regulatory comprehensive management to eliminate any risk of negative environmental impacts. Therefore, it must be ensured that waste production has to be merged into productive cycles for their valorization and minimization of negative environmental impacts that may be generated by its poor disposal. The current investigation evaluated the incorporation of industrial and municipal waste sludge in ceramic adhesive manufacturing. Several attributes of sludge were evaluated and an experimental design (DOE) methodology was implemented to identify the quality of the glue by collaboration with the industrial company MAECOL. Experimental results showed that the most suitable sludge to replace a percentage of the conventional aggregates of the ceramic adhesive was the one produced by the company 2 of the metalworking sector; this was mainly due to the higher tensile strength obtained after the tests. It should be noticed that after the DOE study, the best tensile strength obtained after the runs was 0.34 MPa; this was achieved when 10% of the sludge was replaced In addition, it was observed that after replacing 20 and 30% of the sludge, the tensile strength decreased, nonetheless, to acceptable values.

Resumen La creciente generación de lodos procedentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) se ha convertido en un gran desafío para los investigadores en las últimas décadas; esto debido a que, por sus características especiales, la regulación obliga a que se deba garantizar que haya una gestión integral para eliminar cualquier riesgo de producir impactos ambientales negativos. Por tanto, se busca asegurar que la generación de estos residuos sea incorporada a ciclos productivos para su valorización y disminución de los impactos ambientales negativos debido a su inadecuada disposición. La presente investigación evaluó la incorporación de lodos residuales industriales y municipales en la fabricación de pegante cerámico. Se evaluaron las diversas características de los lodos y se implementó un diseño experimental en colaboración con la empresa MAECOL para identificar la calidad de los pegantes. Se encontró que el lodo más adecuado para sustituir un porcentaje de los agregados convencionales del pegante cerámico es el producido por la empresa 2 del sector de metalmecánica, ya que se obtuvieron resistencias a la tracción mayores, siendo el mejor comportamiento cuando se reemplaza el 10% de este lodo (0.34 MPa). Además, se observó que después de reemplazar 20 y 30% del lodo, la resistencia a la tracción disminuyó, no obstante, a valores aceptables.

Definición de la ronda hídrica del río Cauca entre La Balsa y Mediacanoa

Abstract The objective of this investigation was to delimit the riparian buffer zone of the Cauca River in the stretch between La Balsa and Mediacanoa. For this, different methodologies has been analyzed and, additionally, the terms of the Preferred Flow Zone (ZFP) and the Dangerous Flood Zone (ZIP) indicated by the Ministry of the Environment and Sustainable Development (MADS) have been considered, in order to determine the riparian buffer zone, as well as i) the location of marginal protection dams as stipulated in Agreement 052 of 2011 of the regional environmental authority of the Valle del Cauca (CVC) and the ecosystem component and ii) ecosystem and geomorphological components. The results show that by applying the ZIP criterion, the area required for the riparian buffer zone is 25,153 hectares, which is equivalent to 84% of the total area of the alluvial plain of the Cauca River between La Balsa and Mediacanoa. Although the proposals evaluated do not meet the ZFP criterion, the water levels of the Cauca River will be reduced to 0.67 m with respect to the current condition. Considering the dynamics and local conditions of the Cauca River in the sector between La Balsa and Mediacanoa, in combination with the results obtained in this study, it is confirmed that the proposed methodologies in Spain (Sustainable Fluvial Territory), The Netherlands and Colombia (MADS) are the most complete to achieve the recovery and conservation of riparian zones. Therefore, a methodology which considers the most relevant aspects of these three methodologies has been created and applied.

Resumen El objetivo de esta investigación fue delimitar la ronda hídrica del río Cauca en el tramo comprendido entre La Balsa y Mediacanoa. Para ello se analizaron diferentes metodologías y adicionalmente se consideraron los criterios de Zona de Flujo Preferente (ZFP) y Zona de Inundación Peligrosa (ZIP) indicadas por el Ministerio del Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), para la delimitación de la ronda hídrica, al igual que la i) localización de los diques marginales de protección según lo estipulado en el Acuerdo 052 de 2011 de la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (CVC) y el componente ecosistémico y ii) componentes ecosistémico y geomorfológico. Los resultados obtenidos muestran que, al aplicar el criterio de Zona de Inundación Peligrosa el área requerida para la ronda hídrica es de 25,153 hectareas, lo que equivale al 84% del área total de la planicie aluvial del río Cauca entre La Balsa y Mediacanoa. Aunque las propuestas evaluadas no cumplen con el criterio de Zona de Flujo Preferente, permitirían disminuir los niveles de agua del río Cauca hasta 0.67 m respecto a la condición actual. Considerando la dinámica y las condiciones particulares del río Cauca en el sector comprendido entre La Balsa y Mediacanoa, y los resultados aquí obtenidos en este estudio se confirma que las metodologías propuestas en España (Territorio Fluvial Sostenible), Holanda y Colombia (MADS) son las más completas para lograr la recuperación y conservación de las zonas ripiarias de los ríos. Por lo tanto, se estableció y aplicó una metodología que considera los aspectos más relevantes de cada una de estas tres metodológías.

Acople de fotocatálisis heterogénea y proceso biológico aerobio de lodos activados para tratar aguas residuales con contenido de Clorpirifos

Abstract Chlorpyrifos is one of the most commonly used pesticides in Colombia, being the most commonly used in the department of Norte de Santander, where its usefulness has been proven to protect crops of rice, coffee, etc. However, due to improper use by farmers, this has brought negative consequences for the environment and the health of people, which is why in 2014 there were 715 cases of poisoning by this substance in the department. In order to generate a technically viable alternative for the treatment of agricultural wastewater containing Chlorpyrifos and advancing in the decontamination of receiving water bodies, the effectiveness of the heterogeneous photocatalysis coupling in a Composite Parabolic Collector - CPC and an aerobic biological process of activated sludge in batch. The photocatalysis was performed in a CPC of 0.83 m2, using sunlight as a source of energy (20, 40 and 60 KJ.L-1) and titanium dioxide - TiO2 Degussa P25 as a catalyst (100, 350 and 600 mg. L-1), at a pH of 3, 6 and 9 and as an aerobic biological process the Zahn-Wellens Test was used. The photocatalytic process achieved a maximum DQO removal of 44.2% and COD of 35.3%, for optimal conditions 159.19 mg.L-1 of TiO2 and 3.47 pH units. The biological process managed to degrade 17.0% of DQO and 9.3% of COD for wastewater without pretreatment. After pretreatment by photocatalysis, the removal of the biological process increased to 88.2% DQO and 67.8% COD. From the results obtained, it is established that the coupling of heterogeneous photocatalysis and an aerobic biological process is a viable alternative for the treatment of agricultural wastewater with the presence of Chlorpyrifos.

Resumen El Clorpirifos es uno de los plaguicidas que más se utiliza en Colombia, siendo el de mayor uso en el departamento de Norte de Santander, en donde su utilidad ha sido comprobada para proteger cultivos de arroz, café, etc. No obstante, debido al uso inadecuado por parte de los agricultores, este ha traído consecuencias negativas para el medio ambiente y la salud de las personas, es así como para el año 2014 se registraron 715 casos de intoxicación por esta sustancia en el departamento. Con el fin de generar una alternativa técnicamente viable para el tratamiento de las aguas residuales agrícolas con contenido de Clorpirifos y avanzar en la descontaminación de los cuerpos de agua receptores, se evaluó la eficacia del acople de fotocatálisis heterogénea en un Colector Parabólico Compuesto - CPC y un proceso biológico aerobio de lodos activados en batch. La fotocatálisis se realizó en un CPC de 0.83 m2, usando luz solar como fuente de energía (20, 40 y 60 KJ.L-1) y dióxido de titanio - TiO2 Degussa P25 como catalizador (100, 350 y 600 mg.L-1), a pH de 3, 6 y 9 y como proceso biológico aerobio se utilizó el Test de Zahn-Wellens. El proceso fotocatalítico alcanzó una remoción máxima de DQO del 44.2% y COD del 35.3%, para condiciones óptimas 159.19 mg.L-1 de TiO2 y 3.47 unidades de pH. El proceso biológico logró degradar el 17.0% de DQO y 9.3% del COD para el agua residual sin pretratamiento. Después del pretratamiento mediante fotocatálisis, la remoción del proceso biológico aumentó a un 88.2% de DQO y 67.8% de COD. De los resultados obtenidos se establece que el acople de fotocatálisis heterogénea y un proceso biológico aerobio, es una alternativa viable para el tratamiento de aguas residuales agrícolas con presencia de Clorpirifos.

Efecto de la relación Carbono/Nitrógeno en la producción de carotenoides en microalgas

Abstract This study investigates the effect of C/N ratio on the production of biomass and total carotenoids on a Scenedesmus sp. Initially, three different carbon sources (sodium carbonate, sodium bicarbonate and sodium acetate) were tested under different concentrations of a nitrogen source (sodium nitrate) in 250 mL tubular air-lift reactors. The reactors were operated at 25° C for 40 days. in light:dark cycle of 12:12, under a continuous flow of air. Results showed that by the adjustment of the concentration of the carbon and nitrogen source, it is possible to increase the concentration of biomass up to 0.8 g/L. However, by the regulation on the concentration of sodium carbonate and sodium nitrate, the final content of total carotenoids was increased two times (from 0.3 to 0.66 % w/w). Results from this study shows that an specific ratio between the carbon source employed and the concentration of the nitrogen source shows that an outstanding increase on the final biomass and the concentration of total carotenoids that can be produced. Finally, the effect of well-known strategies such as light, salinity and pH, coupled with C/N ratio must be studied to achieve a proper method to stress the cell culture and enhance the synthesis of carotenoids in Scenedesmus sp.

Resumen El presente trabajo de investigación tiene como objetivo determiner el efecto de la relación Carbono/Nitrógeno en la producción de biomasa y carotenoides totales en una cepa de Scenedesmus sp. Inicialmente, se evaluaron tres fuentes de carbono diferentes (carbonato de sodio, bicarbonato de sodio y acetato de sodio) bajo diferentes concentraciones de una fuente de nitrógeno (nitrato de sodio) en reactores tubulares de 250 ml. Los reactores fueron operados a 25° C durante 40 días en un ciclo de luz:oscuridad de 12:12 horas y un flujo continuo de aire. De acuerdo con los resultados se encontró que mediante el ajuste de la concentración de la fuente de carbono y nitrógeno, es posible aumentar la concentración de biomasa hasta 0.8 g/L. Por otra parte, mediante la regulación de la concentración de carbonato de sodio y nitrato de sodio, el contenido final carotenoides totales se incrementó dos veces (de 0.3 a 0.66% p/p). Los resultados de este estudio muestran que, al ajustar las concentraciones de la fuente de carbono y de nitrógeno es posible obtener un aumento interesante en la biomasa final y la concentración de carotenoides totales. Finalmente, es importante resaltar que se debe estudiar el efecto de otras estrategias como la luz, la salinidad y el pH, junto con la relación C/N para obtener un método adecuado que lleve a las celulas hacia un estress metabolico y mejore así la síntesis de carotenoides en Scencedesmus sp.

Análisis, diseño y desarrollo de un prototipo de software para la administración de parqueaderos

Abstract This Project was born because of the needing of a software that simplifies the administration of a parking establishment, in a way that many of the characteristics of this establishments could be set from a software tool. In this project, a desktop app was designed and developed, that works on some Windows versions (7, 8, 8.1, 10), and allows the administration, setting up, and execution of the tasks performed in a parking establishment, with extended characteristics like inventory lending (helmets, etc.) and the creation of parking sites. The prototype has been developed in the Windows platform to take advantage of the basic infrastructure of a parking in Pereira city. The software conception includes activities like client management, employees, complaints, vehicles, monthly installments, incomes, expenses, binnacle, audit, inventory, lending, and billing. In order to develop the prototype, a client/server architecture was used, in order to have the different PCs connected to the same database, sharing between them every management. The IDE WINDEV was used, and the language WLANGUAGE was used for development.

Resumen Este proyecto nace a partir de la necesidad de un software que facilite la administración de un establecimiento dedicado al alquiler de parqueaderos, de modo que muchas de las características de estos establecimientos sean parametrizables desde una herramienta de software. En el proyecto, se diseñó y se desarrolló una aplicación de escritorio, compatible con versiones de Windows (7, 8, 8.1, 10) que permite la administración, parametrización y ejecución de las tareas realizadas en un establecimiento de alquiler de parqueaderos, con características extendidas como préstamo de inventario (cascos, chalecos) y creación de cupos de parqueo. El prototipo se desarrolló en la plataforma Windows para aprovechar la infraestructura básica de un parqueadero de la ciudad de Pereira. La concepción del software incluye actividades como; gestión de clientes, empleados, quejas, vehículos, mensualidades, ingresos, egresos, bitácora, auditoría, inventario, préstamos y facturación. Para el desarrollo del prototipo se utilizó una arquitectura cliente/servidor, de modo que los diferentes equipos estén conectados a una misma base de datos, compartiendo entre sí cada gestión. Se utilizó el IDE WINDEV y el lenguaje WLANGUAGE para el desarrollo.

Huella hídrica: Una herramienta eficaz para el desafío de la sostenibilidad del agua

Abstract Water is an indispensable liquid for subsisting as for the development of society. However, currently the availability of water refers to the world community, at the same time, to the physical and economic problems of the resource, reason why it is necessary that this resource has an efficient management of the way to satisfy the current needs, without compromising its use in the future. This article will present a conceptual analysis of the dynamics of the resource with the emphasis on scarcity, and the importance of integral management, around an indicator such as the water footprint, the view as an effective tool for decision making.

Resumen El agua es un líquido indispensable tanto para subsistir como para el desarrollo de la sociedad. No obstante, actualmente la disponibilidad de agua preocupa a la comunidad mundial por la intensa aparición de escenarios de escasez física y económica del recurso. Razón por la cual, es necesario que este recurso tenga una gestión eficiente, de tal manera que satisfaga las necesidades actuales, sin comprometer su uso en el futuro. Este artículo, presentará un análisis conceptual de la dinámica del recurso con énfasis en la escasez, y la importancia de la gestión integral, alrededor de un indicador como la huella hídrica, vista como una herramienta eficaz para la toma de decisiones.

Flujo de Residuos del Tratamiento de Aguas Residuales en el sector industrial de Cali zona urbana y periurbana, zona franca de Palmira y Yumbo

Abstract This paper presents the research carried out regarding the management of waste (known in this case as sludge and grease) from the treatment of industrial and domestic wastewater from companies located in the industrial zone of Cali, urban and peri-urban area, and free trade zone. municipality of Palmira and Yumbo. Two stages were developed whose objectives were respectively: 1) to identify the generators of sludge and grease, and 2) to demonstrate the management practices by the managers (companies that provide the service of maintenance, collection and / or treatment of waste generated). At the end of these stages, the flow of these wastes was elaborated in the study area. This allowed us to obtain a compilation of data that describes the way in which the management of this type of waste occurs to generate a vision of the problem in the Valle del Cauca, as a basis for future research on providing technical solutions for handling these. For the year 2014, around 921 industries were found in the study area, of which 85 had wastewater treatment systems (therefore, they are waste generators). On the other hand, 85 waste managers were identified. In this research, 22 industries accepted to participate as well as 5 waste managers. The approximate volume of mud and grease generated by these companies is 367.89 ton / month. Of this amount, only 158.7 ton / month (43%) is used as a soil conditioner, fertilizer, humus or for the substitution of raw materials. In spite of some of the sludge is used, in conclusion, it was identified that environmental policies are required that encourage these alternatives to reduce the impacts on the environment

Resumen Este trabajo presenta la investigación realizada en cuanto al manejo de residuos (conocidos para este caso como lodos y grasas) provenientes del tratamiento de aguas residuales industriales y domésticas de empresas ubicadas en la zona industrial de Cali, zona urbana y periurbana, y zona franca del municipio de Palmira y Yumbo. Se desarrollaron dos etapas cuyos objetivos fueron respectivamente: 1) identificar los generadores de lodos y grasas, y 2) evidenciar las prácticas de manejo por parte de los gestores (empresas que prestan el servicio de mantenimiento, recolección o tratamiento a los residuos generados). Finalizando estas etapas, se elaboró el flujo de estos residuos en la zona de estudio. Lo anterior permitió obtener un compilado de datos que describe la forma en que ocurre el manejo de este tipo de residuos para generar una visión de la problemática en el Valle del Cauca, como base para futuras investigaciones en torno a dar soluciones técnicas para manejo de estos residuos. Para el año 2014, en la zona de estudio se encontraron alrededor de 921 industrias, de las cuales 85 tenían sistemas de tratamiento de aguas residuales (por lo tanto, son generadoras de residuos). Por otra parte, se encontraron 28 empresas gestoras de residuos. En esta investigación participaron voluntariamente 22 empresas generadoras y 10 gestoras. El volumen aproximado de lodo y grasa que generan estas empresas es 368 toneladas por mes. De esta cantidad, solo 159 toneladas por mes (43 %) es aprovechado como acondicionador de suelos, abono, humus o para sustitución de materias primas. A pesar de que un buen porcentaje de lodo es aprovechado, como conclusión se identificó que se requieren políticas ambientales que incentiven estas alternativas para reducir los impactos sobre el ambiente.

Eliminación de compuestos farmacéuticos presentes en el agua residual doméstica mediante un tratamiento primario avanzado

Abstract The presence of pharmaceutical compounds of therapeutic groups antiepileptics, hypolipemic agents, anti-inflammatory analgesic and tranquilizers were evaluated in three samplings campaigns, besides, the removal efficiency chemically enhanced primary treatment with coagulation, flocculation and sedimentation processes in the wastewater treatment plant of Cali city (Colombia) was estimated. 10 compounds were above the limit of quantitation of analytical technique used: carbamazepine, 10,11-dihydro-10,11-dihydroxycarbamazepine (CBZ-Diol), gabapentin, fenofibric acid, gemfibrozil, diclofenac, ibuprofen, ketoprofen, naproxen, and paracetamol, in concentrations from affluent between 0.15 and 10 µgL-1. After the treatment, the majority of compounds had removal efficiency lower than 30%, while the paracetamol and naproxen had the highest removal of 98.1% and 57.1%, respectively. These removal efficiencies could linked not only with the coagulation-flocculation process, which is fair for lipophilic substances, but also with the biodegradation action of bacterial present in the wastewater.

Resumen Se evaluó la presencia de compuestos farmacéuticos de los grupos terapéuticos antiepilépticos, agentes hipolipemiantes, analgésicos antiinflamatorios y tranquilizantes en tres jornadas de muestreo, además se estimó la eficiencia de eliminación mediante un tratamiento primario avanzado (TPA) con procesos de coagulación, floculación y sedimentación en la planta de tratamiento de agua residual de la ciudad de Cali (Colombia). De los compuestos medidos, 10 estuvieron por encima del límite de detección de la técnica analítica usada: carbamazepina, 10,11-Dihidro-10,11-dihidroxicarbamazepina (CBZ-Diol), gabapentina, ácido fenofíbrico, gemfibrozilo, diclofenaco, ibuprofeno, ketoprofeno, naproxeno y paracetamol, en concentraciones que oscilaron entre 0.15 y 10 µgL-1 en el afluente. Después del tratamiento, la mayoría de compuestos tuvieron eficiencias de eliminación inferiores al 30%, siendo el paracetamol y naproxeno los que obtuvieron los mejores porcentajes de 98.1 y 57.1%, respectivamente. Estas eficiencias de eliminación se relacionaron no solo al proceso de coagulación floculación, el cual es favorable para compuestos lipofílicos, sino también a la biodegradación por la acción de las bacterias presentes en la matriz de agua residual.

Datos del estudio de películas delgadas de CdS:Al crecidas por el método de deposición de baño químico después del envejecido

Abstract This article present the data of the study of the structural, optical and vibrational properties of CdS:Al thin films synthesized by chemical bath deposition (CBD) method after aging. The samples were characterized by X-ray diffraction, UV-vis and photoluminescence spectroscopy, and Raman spectroscopy. X-ray diffraction pattern of the samples disclosed hexagonal crystalline structure of CdS. The crystallite size was estimated for each thin film. The energy band gap was calculate using the Tau plot method. The samples present defects in their structure. A detailed study on the structure was carry out in the region of 200 to 800 cm-1, where the 1LO and 2LO phonon modes are presents. The data have not been reported nor discussed for now.

Resumen Este artículo presenta los datos del estudio de las propiedades estructurales, ópticas y vibracional de películas delgadas de CdS:Al sintetizadas por el método de deposición de baño químico (DBQ) después del envejecido. Las muestras fueron caracterizadas por difracción de rayos X, espectroscopia UV-visible y fotoluminiscencia, y espectroscopia Raman. El patrón de difracción de rayos X de las muestras presenta una estructura cristalina hexagonal de CdS. El tamaño del cristalito fue estimado para cada película delgada. La brecha de banda de energía fue calculada empleando el método de Tau. Las muestras presentan defectos en su estructura. Un estudio detallado sobre la estructura fue llevado a cabo en el rango de 200 a 800 cm-1, donde los modos vibracionales 1LO y 2LO están presentes. Los datos no han sido reportados o discutidos por ahora.