Revista ION

EVALUATION OF ELECTROCHEMICAL ORIENTATION OF PROTEINS ON POLYLACTIC ACID COATING

En este trabajo se ha realizado una activación superficial mediante irradiación con luz UV, en películas de Ácido Poli-Láctico (PLA), depositadas sobre cristales de cuarzo Au/Cr sobre la cual se estudia la adhesión y direccionamiento de proteínas de colágeno y albumina bovina (BSA), bajo la imposición de un sobrepotencial electroquímico anódico, hallado mediante voltametría cíclica, el cual garantiza una condición de hidratación y adsorción de la proteína. Cambios de masa, de la capacitancia interfacial y de la impedancia de adsorción de la monocapa proteínica, fueron evaluados mediante microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) y Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS). Variaciones en la temperatura y en las concentraciones de las proteínas, fueron realizadas, para obtener parámetros termodinámicos de adsorción. Se planteó un modelo de circuito equivalente que muestra la adhesión de proteína preferencialmente direccionada sobre la superficie irradiada. Para verificar los resultados y los cambios obtenidos, se caracterizó la superficie empleando microscopía óptica y FT-IR.

A superficial activation was made with the use of UV irradiation on Poly-lactic acid films (PLA) that were deposited on quartz crystal (Au/Cr). These are used to study the adhesion, and orientation of collagen, and bovine serum albumin (BSA) proteins under imposition of an electrochemical overpotential of anodic polarization and to be analyzed by cyclic voltammetry, which guarantees a condition of moisture and adsorption of the protein. Mass change of interfacial capacitance and impedance of adsorption of the monolayer protein was assessed using quartz crystal microbalance (QCM) and electrochemical impedance spectroscopy. Variations in temperature and concentrations of proteins were carried out to obtain thermodynamic parameters of adsorption. An equivalent circuit model was proposed which illustrated the preferential adhesion of protein directed towards the irradiated surface. To verify the results and changes, the surface was characterized with the use of optical microscopy and FT-IR.

FEASIBILITY OF USING PLANTAIN STARCH AS DRILLING FLUID ADDITIVE

El almidón de plátano está conformado por una fracción molecular lineal (amilosa) y por una fracción molecular ramificada (amilopectina), componentes que a nivel práctico han demostrado funcionalidad e interesantes características que contribuyen a la optimización de los fluidos de perforación base agua, tales características permiten: aumentar la viscosidad del fluido de perforación, controlar las pérdidas de filtrado del lodo y mejorar las propiedades de la bentonita como agente potenciador de la viscosidad del lodo. En este trabajo se evaluó la capacidad del almidón de plátano para aumentar la viscosidad del fluido de perforación base agua, incrementar el rendimiento con respecto a otros aditivos usados comúnmente en la industria como la bentonita y como controlador de pérdidas de filtrado en lodos contaminados con cal, mediante la aplicación de pruebas estándar a condiciones de laboratorio; estas pruebas son: rendimiento en agua dulce y en salmuera, control de filtrado en gran variedad de escenarios de contaminación que se presentan regularmente en la perforación de pozos y extensión de las propiedades de la bentonita en agua dulce. De acuerdo con los resultados de esta investigación, se comprobó que el almidón de plátano puede ser utilizado como aditivo para lodos de perforación con un rendimiento superior al de otros aditivos similares de amplio uso en la industria petrolera.

Plantain starch is composed of a linear molecular fraction (amylose) and a branched molecular fraction (amylopectin), these components have demonstrated high functionality in field tests and they have shown interesting features that contribute to the optimization of water-based drilling fluids, such features allows: to increase drilling fluids viscosity, to improve filter loss control and to extend bentonite properties as mud viscosity enhancer. In this study, by applying API standard laboratory tests, was evaluated the capability of plantain starch: to increase the viscosity of water-based drilling fluids, and to improve the performance of other additives commonly used in oil industry such the bentonite, it was also evaluated the response of the plantain starch as filter loss controller in lime contaminated environments; tests carried on in this study were: fresh water and brine yield tests, filtration control tests, performed in a variety of contamination scenarios frequently observed in well drilling operations, and extension of the properties of bentonite in fresh water tests. According to the results of this investigation it was found that plantain starch can be used as a drilling mud additive due to its outstanding technical performance, superior to other similar products widely used in well drilling activities.

STATISTICAL ANALISYS IN THE PREDICTING OF MIXING VOLUME GENERATED BY BATCHING TRANSPORT OF HIDROCARBONS THROUGH PIPELINES

El presente trabajo tiene como propósito predecir a diferentes concentraciones admisibles, el volumen de mezclado que se genera en el transporte de lotes sucesivos de los destilados gasolina y diesel a través de poliductos. Esto se realiza mediante la implementación de un modelo matemático reportado en la literatura, cuya solución consiste en el planteamiento de una metodología de cálculo basada en el desarrollo de un algoritmo numérico soportado en el software MATLAB y la introducción de un parámetro conocido como coeficiente de dispersión axial; el cual, dentro de las múltiples posibilidades existentes para su determinación, se encontró que la ecuación empírica propuesta por Sjenitzer, conlleva a un mejor ajuste con los datos experimentales. Obteniéndose de esta manera, las expresiones matemáticas que permiten estimar el tiempo de corte en función de la concentración admisible, generando así un significativo aporte en el establecimiento de los principios necesarios para realizar una posterior automatización del proceso de separación y respectivo almacenamiento de los fluidos que constituyen el sistema en cuestión. Finalmente, con la realización de un análisis estadístico se demostró que un cambio en el diámetro de la tubería, dado por un predominio de las fuerzas inerciales sobre las fuerzas viscosas en el número de Reynolds, ejerce un mayor efecto sobre el volumen de contaminación, en comparación con una variación en la longitud del poliducto y el caudal de flujo.

The purpose of this article is to determinate the mixing volumes in batching transfer of distilled fuel and diesel at different admissible concentrations trough multiproduct pipelines. The methodology employed to realize this work consists on both of an own numerical algorithm, which has been supported on MATLAB, and the introduction of a parameter called axial dispersion coefficient. In order to obtain a better coincidence between experimental data by using this methodology, we employed the empirical equation of Sjenitzer to determine the axial dispersion coefficient. This step allowed finding two mathematical expressions which allow obtain a relation between cut's times and the admissible concentrations; thus generating, a significant contribution to the necessary foundations to automatize the separation process and storage subsequent of the fluids which are part of the system in study. Finally, a change in the pipeline diameter given by a predominance of inertial forces over viscous forces in the Reynolds number, produces a higher effect over the contaminated volume in contrast with a pipeline length change or a flow change. These facts were demonstrated with a statistical analysis.

EXPLORING STUDY ON THE VINASSE TREATMENT BY SOLAR PHOTOCATALYSIS WITH TITANIUM DIOXIDE IN A FALLING FILM REACTOR

La fotocatálisis con dióxido de titanio y radiación solar aparece como una aplicación potencial para el tratamiento de la vinaza, dado que muchos de sus componentes podrían ser totalmente mineralizados u oxidados en compuestos de menor carga orgánica. En este artículo se estudia el comportamiento del tratamiento para diferentes condiciones de operación tales como concentración inicial de catalizador, el pH inicial y el factor de dilución de vinaza, en un reactor solar de película descendente a escala piloto. La degradación por fotocatálisis heterogénea en el tratamiento de vinaza se cuantificó con el seguimiento del carbono orgánico total, los sólidos totales y la turbidez. En promedio se obtuvo una reducción en el carbono orgánico total de 12,33%, pero se obtuvo un aumento de sólidos totales y turbidez de 12,93% y 16,50%, respectivamente. Estos resultados se obtuvieron a pH ácido, a concentración inicial de dióxido de titanio de 0,8 g/L y concentración de vinaza del 10% v. Por otra parte, cuando el proceso se llevo a un pH básico se presenta el fenómeno de floculación debido a la formación de hidróxidos metálicos que actúan como floculantes convencionales.

Photocatalysis with titanium dioxide and solar radiation becomes as a potential application for vinasse degradation, because its many components could be completely mineralized in low organic load compounds. This paper shows the behavior of treatment for different operating conditions such as initial concentration of catalyst, the initial pH and the dilution factor of vinasse in a solar reactor pilot-scale falling film. The degradation of the vinasse by heterogeneous photocatalysis was quantified monitoring total organic carbon, total solids and turbidity. By heterogeneous photocatalysis average were obtained the highest total organic carbon reduction of 12,33%, but there are a increase of total solids and turbidity of 12,93% and 16,50%, respectively. These results were obtained at acid pH, initial concentration of titanium dioxide of 0,8 g/L and concentration of vinasse of 10% v/v. Moreover, when the process was running in a basic pH, this shows the flocculation process due to the formation of metal hydroxides that act as conventional flocculants.

CORROSION OF PARTS OF VEHICLES MANUFACTURED WITH BRASS AND BRASS EXPOSED BIOETHANOL-GASOLINE BLENDS

En las últimas décadas se han realizado múltiples investigaciones sobre el empleo del etanol como biocombustible, detectándose varios efectos secundarios entre ellos; procesos de corrosión en las piezas expuestas a la mezcla bioetanol-gasolina. Esta investigación analiza los fenómenos de corrosión que ocurren al exponer latón y bronce, materiales comúnmente encontrados en piezas de motores a dichas mezclas. La investigación se realizó mediante ensayos estáticos de inmersión en mezclas de bioetanol-gasolina al 5, 10, 15, 20 y 100% en vol. de bioetanol y una temperatura de 25°C. El comportamiento de la corrosión se evaluó mediante la técnica de pérdida de peso y las técnicas electroquímicas de Espectroscopia de Impedancia Electroquímica y curvas de Tafel. Se determinó la estabilidad de las capas formadas durante el tiempo de exposición y su influencia en la velocidad de corrosión de los materiales.

In recent decades, there have been many research on the use of ethanol as a biofuel, where several secondary effects were detected, including corrosion processes on parts exposed to bioethanol-gasoline blend. This study examines the corrosion phenomena occurring when brass and bronze materials commonly found in vehicle parts were exposed to the blends. The research was conducted by static immersion tests of ethanol-gasoline blends at 5, 10, 15, 20 and 100% v of bioethanol and a temperature of 25°C. The corrosion behavior was evaluated using the method of weight loss and electrochemical techniques, Electrochemical Impedance Spectroscopy and Tafel curves. The stability of the layers formed during the exposure time and its influence on the corrosion rate were determined and calculated.

EFFECT OF THE PRESENCE OF CHLORINE IN Pd/γ-Al2O3 CATALYSTS ON THE DIBENZOTIOPHENE HYDRODESULFURIZATION REACTION

En este trabajo se estudió la influencia de la presencia del cloro en catalizadores Pd/γ-Al2O3, buscando entender la razón de la mejora en la actividad observada en la reacción de hidrodesulfuración (HDS) del dibenzotiofeno (DBT), cuando estos catalizadores se preparan con precursores clorados comparados con otros preparados con precursores orgánicos como acetilacetonatos. Para lograr este objetivo, se analizó el efecto de la incorporación del Cl antes y después de la sal de Pd y el efecto del cambio de las temperaturas de calcinación y de reducción de los catalizadores. Las propiedades ácido-base del catalizador fueron determinadas utilizando el método de distribución de afinidad de protones, lo cual permitió correlacionar la naturaleza y concentración de los diferentes sitios OH presentes en la superficie del catalizador con el comportamiento catalítico. Los resultados mostraron que la presencia de Cl en el catalizador genera cambios en las propiedades ácidas del soporte, creando posiblemente nuevos sitios ácidos Brönsted, lo cual tiene un efecto positivo en la HDS del DBT. Además se observó un aumento importante en la selectividad hacia la ruta de hidrogenación, cuando los catalizadores que contienen cloro son activados a baja temperatura (473 K).

In this work, the influence of chlorine in Pd/γ-Al2O3 catalysts was studied, in order to understand the reason of the improvement in the conversion observed in the hydrodesulfurization (HDS) of dibenzotiophene (DBT), when these catalysts are prepared from chlorided precursors compared to those prepared from acetylacetonates. In order to achieve this objective, the effect of the incorporation of Cl before and after the Pd salt, and the effect of changing catalysts calcinations and reduction temperatures was analyzed. The acid-base properties of the catalyst were determined using the Proton Affinity Distribution method, which allowed correlating the nature and concentration of the different OH sites present in the catalyst's surface with the catalytic behavior. The results showed that the presence of Cl in the catalyst generates changes in the acid properties of the support, possibly creating new acid Brönsted sites, presenting a positive effect in the HDS of the DBT. It was also was observed a very important increase in the selectivity to HYD when the catalysts containing chlorine were activated at low temperature (473 K).

Aloe barbadensis Miller GEL STABILIZATION AND BARBALOINA CONCENTRATION DECREASING BY ACTIVATED COAL PACKED COLUMNS ADSORPTION TECHNIQUE

Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) pertenece a la familia Aloaceae; la importancia de este género radica en los metabolitos secundarios producidos por estas plantas y en sus aplicaciones en la industria cosmética y medicinal. El objetivo de este trabajo se basó en obtener un gel de Aloe barbadensis con una concentración de barbaloína próxima a la permitida por la Internacional Aloe Science Council, y una alta concentración de azúcares reductores. Para este estudio, se trabajó en columnas empacadas con carbón activado con diferentes alturas de lecho empacado y evaluadas a diferentes caudales de alimentación. Los mejores resultados (producto final con una concentración de barbaloína de 10 mg/L) se obtuvieron con un caudal de alimentación de 30 mL/min y una altura de lecho de carbón activo de 23 cm. Los análisis se realizaron por fotometría y método del ácido dinitrosalicílico (DNS), a longitudes de onda de 360 nm y 540 nm para la barbaloína y azúcares reductores respectivamente. Igualmente se cuantificó la producción de los metabolitos, aloína y aloe-emodina por cromatografía líquida de alta resolución; haciendo posible el seguimiento de la degradación de la aloína a aloe-emodina, en muestras tratadas y no tratadas. De estos resultados se evidencia la poca influencia del proceso de estabilización en el contenido de aloe-emodina en el gel de aloe, como si ocurre en el caso de la aloína, su precursor. Los resultados obtenidos en estudio muestran la eficacia de la técnica propuesta (a escala de laboratorio) para la estabilización de gel de aloe Barbadensis Miller, con concentraciones de aloína en solución permitidas por el Aloe Science Council; manteniendo el contenido de azúcares presentes en el gel.

Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) belongs to the Aloaceae family; the most important issue of this variety is the presence of the secondary metabolites produced by this plant and its use on cosmetic and medical industry. The objective of this work was to obtain an Aloe barbadensis gel with a barbalonia concentration allowed by the International Aloe Science Council, and a high concentration of reducer sugars. This work is based on activated coal packed columns technique, changing the packing height and evaluated with different feed rates. The best results (final product with 10 mg/L barbaloina concentration) were gotten with a feed rate of 30 mL/min and an activated coal bed height of 23 cm. The quantification was developed by colorimetric and dinitrosalicylic acid method (DNS) analysis at 360 nm and 540 nm wave lengths for barbaloina and reducer sugars respectively. It was quantified the production of the metabolites aloine and aloe-emodine as well, by high resolution liquid chromatography; making possible to follow the aloine degradation to aloe-emodine, in treated and no treated samples. This results show a low influence of the stabilization treatment on the aloe-emodine content in the aloe gel, as it happens with the aloine, its precursor. The results obtained with this work show the efficacy of the technique studied (laboratory scale) for the aloe Barbadensis Miller gel stabilization, with aloine concentrations allowed by the Aloe Science Council; assuring the sugar aloe gel content.

RELATIONSHIP BETWEEN COMPRESSIVE STRENGTH AND POROSITY OF CONCRETE EVALUATED FROM ULTRASONIC PARAMETERS

El propósito de la presente investigación fue evaluar la resistencia a la compresión y la porosidad en muestras de concreto empleando medidas de velocidad de pulso ultrasónico (VPU) y posteriormente establecer relaciones entre las propiedades estudiadas y la VPU. Las muestras fueron preparadas con diferentes relaciones agua/cemento (a/c) y curadas durante 28 días en condiciones ambientales bajo techo. El trabajo se planteó teniendo en cuenta que la porosidad es un factor importante que influye en el material, ya que permite el ingreso de agentes agresivos dentro de la matriz del concreto afectando su resistencia a la compresión, y en general disminuyendo el tiempo de vida útil proyectado para la estructura. Estudios anteriores han demostrado que la porosidad depende entre otros factores de la relación a/c empleada en la mezcla. Uno de los métodos para evaluar las estructuras sin afectarlas es el ultrasonido, por medio de este se puede estimar la resistencia mecánica tanto in situ como en laboratorio. La técnica ultrasónica de mayor aplicación es la de VPU. En el presente trabajo se midió la resistencia a la compresión, la porosidad y la VPU a probetas de concreto fabricadas con cemento Portland tipo I y relaciones a/c de 0,45, 0,50, 0,55 y 0,60. Los experimentos fueron llevados a cabo a 7, 14 y 28 días de curado. Este primer trabajo acerca de la aplicación de la técnica de VPU como ensayo no destructivo para la evaluación de la calidad del concreto, permitió verificar el potencial de la técnica como medio para estimar el comportamiento del material durante el tiempo de este estudio.

The purpose of this research was to evaluate the compressive strength and porosity of concrete samples using ultrasonic pulse velocity (UPV) measurements and then establish relationships between the studied properties and the UPV. The samples were prepared with different water/cement ratios (w/c) and cured for 28 days at indoor environmental conditions. This work was raised taking into account that porosity is an important factor that influences the material, allowing aggressive agents to enter the concrete matrix affecting its compressive strength, and in general decreasing the projected lifetime of the structure. Previous studies have proved that porosity strongly depends on the water/cement ratio (w/c) used for the mixture. One method to evaluate structures without affecting them is ultrasounds. Through this technique, mechanical resistance can be estimated both in situ and in laboratory. The ultrasonic technique that is widely used is the ultrasonic pulse velocity (UPV). In this paper the compressive strength, the porosity, and the ultrasonic pulse velocity were measured in concrete test tubes manufactured with Portland cement type I, using water/cement ratios of 0.45, 0.50, 0.55, and 0.60. The experiments were carried out at 7, 14 y 28 curing days. This first work about UPV technique application as a non-destructive testing for assessing concrete quality, allowed studying the potential of technique itself, as a means to estimate the material behavior, in this case during the curing stage under environment conditions.

DIVERSITY OF FUNGAL MICROBIOTA IN PAIPA CHEESE PRODUCED IN PACHO, CUNDINAMARCA

Se investigó la diversidad de los hongos presentes en el queso Paipa, único queso típico madurado de Colombia y la leche utilizada para su preparación, del municipio de Pacho. Se muestrearon quesos de 1, 5 y 10 días de maduración. El recuento promedio de hongos filamentosos en estos quesos presentó un rango de 1,48 y 3,67 log10 ufc/g y las levaduras en 4,15 y 5,93 log10 ufc/g. En la muestra de leche los hongos filamentosos y levaduras estuvieron entre 1,84 y 1,95 log10 ufc/g y 3,3 y 4,96 log10 ufc/g, respectivamente. Dentro de los hongos identificados se encuentran: Penicillium el cual posee especies tanto benéficas como perjudiciales; el género Aspergillus donde se han reportado especies que son toxigénicas; Fusarium, Phoma, Cladosporium y Botrytis donde la mayoría, presentes en los quesos, son contaminantes y Geotrichum responsable de las características organolépticas en quesos madurados. Las levaduras determinadas en esta investigación fueron, Trichosporum beigelii, Cryptococcus albidus, Candida guilliermondii, Cryptococcus uniguttulatus, responsables de otorgar características organolépticas en este tipo de quesos; además se identificaron Rhodotorula minuta y Rhodotorula rubra, Candida rugosa, las cuales son generalmente contaminantes en el proceso de producción.

The fungi diversity in Paipa cheese (the only typical mature cheese of Colombia) and the milk used in its preparation in the town of Pacho were studied. Samples of cheeses were taken on the first, fifth and tenth day of maturation. The mean count of filamentous fungi in these cheese was between 1.48 and 3.67 log10 cfu/g and between 4.15 and 5.93 log10 cfu/g for yeasts. In the milk sample, the filamentous fungi and yeasts were between 1.84 and 1.95 log10 cfu/g and 3.3 and 4.96 log10 cfu/g, respectively. Among the identified fungi, we found Penicillium (which has both beneficial and harmful species), Aspergillus (in which toxigenic species have been reported), Fusarium, Phoma, Cladosporium and Botrytis (where most species found in cheeses are contaminants), and Geotrichum (responsible for the organoleptic characteristics of matured cheeses). The yeasts identified in this research are: Trichosporum beigelii, Cryptococcus albidus, Candida guilliermondii, Cryptococcus uniguttulatus, all responsible for providing organoleptic characteristics in this type of cheese; Rhodotorula minuta, Rhodotorula rubra y Candida rugosa, also identified in this study, are generally contaminants in the production process.