AHA. Tesis
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Publicación Acceso abierto Uso de nitrógeno como agente inertizante para mitigar la oxidación de tintes capilares(Universidad ECCI, 2024) Fonseca Morales, Linda Celena; Sánchez Sierra, Hailyn Tatiana; Mariscal Moreno, Juan PabloEl proyecto de investigación se enfoca en la dosificación de nitrógeno durante el envasado de tintes capilares en la industria cosmética, con el propósito de generar una atmósfera inerte que prevenga la oxidación a largo plazo.Publicación Acceso abierto Estudio del efecto del modelo termodinámico y el número de componentes sobre la estimación de costos para el proceso de producción de biodiesel a partir de aceite vegetal(Universidad ECCI, 2024) Paipilla Diaz, Ivan Ricardo; Vásquez Vásquez, Francisco JavierEn este estudio se analiza el proceso de producción de biodiesel enfocando la composición de tres aceites vegetales (palma, soja y jatropha), representando la estructura de estas materias primas en diferentes secciones para evaluar el efecto de cada selección en el proceso. Sumado a esto se evalúan tres modelos de estimación de propiedades con el fin de establecer cuál de ellos estima de forma más precisa las propiedades de los aceites vegetales y el biodiesel, para ello se analiza el porcentaje de error de cada método respecto a datos experimentales encontrados en la literatura. Adicionalmente, se emplea el software de simulación libre DWSIM para representar el proceso tomando en cuenta las estructuras y el modelo de estimación de propiedades seleccionados anteriormente además de dimensionamiento previo de los equipos. Por último, se realiza el costeo de los equipos de acuerdo a la condición específica de cada configuración, los resultados se comparan paralelamente con el número de moléculas y el tipo de aceite empleado.Publicación Acceso abierto Estudio de la prefactibilidad de un reactor PFR para producción industrial de biodiésel a partir de aceite de palma(Universidad ECCI, 2024-07-04) Rodriguez Ramos, Lily Johana; Martínez Saavedra, José Mateo; Vásquez Vásquez, FranciscoEn este trabajo se aborda el diseño y la evaluación de un reactor de flujo pistón (PFR) destinado a la transesterificación del aceite de palma. El proceso de diseño del PFR consideró aspectos que afectan la eficiencia y la efectividad de la transesterificación, tales como la cinética de reacción, la transferencia de calor y las propiedades del fluido empleado. Se realizaron comparaciones detalladas entre tres modelos termodinámicos distintos: el modelo de Joback, el modelo de Marrero y el modelo de Constantino; usados para la determinación de las propiedades del aceite de palma. Además, se exploraron dos enfoques de modelos de mezcla: uno detallado y otro basado en pseudocomponentes. Esta evaluación permitió comprender las propiedades termodinámicas y de mezcla que afectan el proceso de transesterificación. Se introduce la implementación de un reactor tipo película líquido-líquido, diseñado estratégicamente para potenciar la transferencia de masa en el sistema. Este enfoque facilita una mayor área de contacto entre las fases reactivas, promoviendo una transferencia de masa más eficiente y, por ende, una mayor conversión del aceite de palma en biodiesel. Al mejorar la eficiencia del proceso de transesterificación, no solo se logra una producción más sostenible de biodiesel, sino que también se mejora la viabilidad económica y ambiental de esta importante alternativa energética.Publicación Acceso abierto Diseño de un biorreactor de dos etapas para la degradación de residuos sólidos orgánicos(Universidad ECCI, 2024) Duarte Hernández, Jeimmy Rocío; Mariscal Moreno, Juan PabloEste trabajo presenta el diseño de un biorreactor de dos etapas que combina un reactor de tanque agitado continuo (CSTR) y un reactor anaerobio de flujo ascendente (UASB) para optimizar la degradación de residuos sólidos orgánicos y aumentar la producción de biogás. La investigación se enfoca en ofrecer una solución sostenible y escalable para la gestión de residuos en Bogotá.Publicación Acceso abierto Modelado de Propiedades Críticas de Sustancias mediante Redes Neuronales y Estructura Molecular(Universidad ECCI, 2024) Mayorga Chaves, Eliana Marcela; López Santamaría, Camilo AndrésEste estudio se centra en la aplicación de redes neuronales en ingeniería química para la estimación precisa de propiedades críticas, como la presión y la temperatura crítica, fundamentales en el diseño de plantas químicas. En Colombia, la industria química enfrenta un desafío importante debido a la falta de avances tecnológicos en el diseño de equipos para sectores clave como agricultura, alimentos, farmacéutica y petroquímica. Actualmente, el diseño de equipos se basa en modelos empíricos o determinísticos que, carecen de la información necesaria para realizar estimaciones precisas de las variables pertinentes. Ante esta problemática, se propone el desarrollo de una red neuronal que se enfoca en la temperatura crítica como parámetro principal. Esta red utiliza matrices de distancia y conectividad para representar la información de la estructura molecular de las sustancias. Adicionalmente, usa descriptores como peso molecular y electronegatividad. Los resultados conllevan a estimaciones de propiedades críticas, especialmente para sustancias orgánicas, partiendo de matrices de conectividad. Este enfoque promete contribuir al avance tecnológico en la industria química colombiana al proporcionar herramientas más precisas y eficientes para el diseño de procesos y equipos. Además, abre nuevas oportunidades para investigaciones futuras en el campo de la química computacional y la inteligencia artificial aplicada a la ingeniería química con el fin de satisfacer las necesidades industriales y sociales.Publicación Acceso abierto Influencia de las condiciones de reacción en la morfología de nanopartículas de Óxido de Zinc(Universidad ECCI, 2023) Parra Cuesta, Astrid Tatiana; Buitrago Perdomo, Catalina; León Molina, Helia BibianaPublicación Acceso abierto Implementación de nanopartículas de sílice en fluido de perforación base agua para el mejoramiento de propiedades fisicoquímicas para el pozo Peñas Blancas 39 ubicado en Casabe, Colombia(Universidad ECCI, 2024) Gómez Cardozo, Paula Alejandra; Flórez Prieto, Miguel ÁngelEl propósito principal de este estudio consistió en evaluar el impacto de las nanopartículas de sílice en el entorno de Peñas Blancas. El enfoque del trabajo se centró en detectar alteraciones en las propiedades reológicas, la filtración y el espesor del revestimiento de los fluidos sometidos a estas partículas. Los resultados revelaron un aumento en los valores de viscosidad plástica a una temperatura específica, al mismo tiempo que se observó una disminución en la capacidad de filtración. Notablemente, el espesor del revestimiento se mantuvo constante, con un promedio de 0,25 mm. Este análisis sugiere que las nanopartículas de sílice pueden tener un potencial considerable para su aplicación en el terreno. Los resultados alentadores obtenidos a nivel de laboratorio indican que esta tecnología podría ofrecer ventajas significativas. Por lo tanto, la modificación en las propiedades de los fluidos podría tener un impacto positivo en diversas aplicaciones en campo, incluyendo aquellas relacionadas con la industria petrolera y otras áreas que requieren un control preciso de los fluidos. En conclusión, este estudio subraya la prometedora utilidad de las nanopartículas de sílice en situaciones de campo, respaldando la eficacia de esta tecnología en entornos de laboratorio. Estos hallazgos abren la puerta a futuras investigaciones y aplicaciones que pueden beneficiarse de estas partículas a nivel industrial y científico.Publicación Acceso abierto Síntesis de nanopartículas de Óxido de Zinc a través de coprecipitación en Metanol(Universidad ECCI, 2023) López Zapata, Laura Nicole; Mazonas Vanegas, Rosa Valentina; Romero Rodríguez, Brenda Yineth; León Molina, Helia BibianaLa nanotecnología es un área del conocimiento que estudia la materia a una escala de orden de 10-9 metros; esta materia a nano-escala comprende diversas propiedades fisicoquímicas permitiendo elaborar estructuras y materiales nuevos a través de las llamadas nanopartículas, tendencia que ha generado avances científicos. Las nanopartículas actualmente constituyen un foco importante de investigación, debido a que tienen diversas aplicaciones, cada una con el objetivo de desarrollar herramientas innovadoras y materiales para la industria química, entre otras. En los últimos años las nanopartículas de Óxido de Zinc (ZnO) han tenido un elevado crecimiento en la industria, debido a sus características físicas y químicas que aportan propiedades antimicrobianas y fungicidas, entre otras; por este motivo ha sido de gran importancia el desarrollo de métodos de obtener estas. En el presente proyecto se trabajó la síntesis de nanopartículas de ZnO utilizando la técnica de coprecipitación controlada en metanol (CH3OH) variando la concentración en sus reactivos y las condiciones de reacción, la metodología se escogió debido a que esta se acoplaba la infraestructura del laboratorio donde se desarrolló el proyecto, además de ser un proceso sencillo y escalable. Se toman muestras del producto final de las diferentes reacciones y se caracterizaron morfológicamente a través de microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido (SEM) y de microscopía electrónica de transmisión (TEM) donde finalmente se hace el análisis de las partículas, determinando la influencia de las condiciones de reacción sobre la morfología. Este proyecto aporta conocimiento en métodos experimentales de laboratorio para la purificación del producto final y preparación de muestras para las técnicas de caracterización. Paralelamente se obtuvieron datos en cuanto a variación del pH a lo largo de las reacciones, morfologías y tamaños de las nanopartículas obtenidas durante el proyecto para la validación del modelo. Adicionalmente las nanopartículas obtenidas en el presente proyecto se aplicarán para modificar las propiedades de materiales en futuros desarrollos del Semillero de Investigación en Materiales Poliméricos (SIMP) de la Universidad ECCI.Publicación Acceso abierto Formulación de un test de hidrotratamiento de aceites vegetales(Universidad ECCI, 2023) María Paula, Guerrero Macías; Martínez Saavedra, Jose MateoLa demanda de energía está aumentando constantemente, lo cual conlleva a que la extracción y comercialización del petróleo sean cada vez más costosas debido a su escasez. Esto ha generado preocupación en las industrias energéticas, quienes han empezado a implementar nuevas formas para producir combustible como son Ecopetrol, Canacol, GeoPark y Parex las cuales actualmente buscan el integrar la energía limpia en los procesos de producción de crudo y gas en sus tareas. Una alternativa es el proceso de hidrotratamiento de aceites vegetales o HDT el cual produce biodiésel, biokeroseno, y biogás a partir de aceites vegetales. Este proceso aún se encuentra en etapa de desarrollo y requiere de mayor investigación entre el catalizador y las condiciones de proceso. Este trabajo presenta el diseño experimental para estudiar el efecto catalítico del galio en el HDT de aceite de palma. Se empleó el diseño experimental por bloques para definir las variables más relevantes durante los test de experimentación, teniendo en cuenta las propiedades catalíticas. El diseño de experimentos propone realizar un total de 40 corridas experimentales divididas en: 5 experimentos para la calibración de condiciones iniciales, 15 experimentos para determinar limitaciones de velocidad de reacción por transporte de masa, y 20 para determinar el efecto del galio en el HDT. El diseño pretende usar cuatro catalizadores de Pt-Ga / γ-Al2 O3 los cuales tienen la misma composición de platino (1% p/p) y varían en la composición de galio (0, 0,1, 0,3 y 0,5 %p/p) esto se hace con el fin de comparar el rendimiento con cada uno de estos catalizadores. Estos se probarán en un rango de temperaturas entre 250 °C y 350 °C, 50 bar de presión de hidrógeno en un reactor Batch. También al formular el test de HDT para aceites vegetales se permitió identificar las variables independientes y dependientes relacionadas con los fenómenos de transporte de masa extra-partícula, y con la actividad catalítica para la planificación del diseño de experimentos. Además, permitió conocer y establecer las condiciones técnico-operativas del HDT.Publicación Acceso abierto Método de destilación simple para caracterización de aceites vegetales y combustibles líquidos(Universidad ECCI, 2023) Peña Cortes, Lina Estefannia; Guasca Rodriguez, Yenny Carolina; Martinez Saavedra, Jose MateoEl rápido avance del cambio climático en ambientes urbanos ha forzado a todos los países a buscar alternativas para los combustibles de origen fósil con el fin de disminuir las emisiones de dióxido de carbono (CO2). Una alternativa es la implementación del hidrotratamiento de aceites vegetales que da paso a la formación de bio-keroseno, bio-jet-fuel, bio-diésel y bio-gas. A partir de la captura del dióxido de carbono procedente de las plantas, que permite la obtención del aceite vegetal, generando de este modo un ciclo de origen renovable. Sin embargo, el estudio del hidrotratamiento requiere la implementación de una prueba de reacción catalítica que permita estudiar las condiciones de operación y los diferentes tipos de catalizador. La prueba de reacción química requiere de una técnica de caracterización de aceites y productos de reacción. El presente trabajo presenta la validación del método de destilación simple para la caracterización de aceites vegetales y combustibles líquidos obtenidos de pruebas catalíticas. La validación requirió la calibración de la temperatura, el flujo de nitrógeno, y la temperatura del fluido de control en el condensador. La calibración de la temperatura necesitó de tres sensores y un controlador de tipo proporcional integral derivativo (PID), mientras que el flujo de nitrógeno se fijó constante. Para el fluido de control dispuesto en el condensador se empleó un variación en su temperatura de acuerdo al estado de la muestra a condiciones de temperatura ambiente no superior a 40°C esto con el objetivo de retardar la solidificación del aceite destilado. La técnica permitió caracterizar por punto de ebullición el aceite vegetal de palma y soya, además de combustibles líquidos convencionales como gasolina y diésel.Publicación Acceso abierto Propuesta de uso de fertilizante orgánico para la producción de tomate a partir de parámetros fisicoquímicos en la finca Villa Sofia en Choachi(Universidad ecci, 2022) Solano León, Emilyn Tatiana; Ramírez Futtinico, Gabriela; Rodríguez Rodríguez, Diana Marcela; Morales Suárez, Carlos Andrés; Universidad ecciEl presente trabajo de investigación propone el mejoramiento de los procesos de producción del cultivo de tomate en Colombia en la región de Cundinamarca, para este efecto se realizó un estudio de las condiciones fisicoquímicas del agua y suelo en la finca Villa Sofia ubicada en el municipio de Choachí analizando parámetros como pH de agua y suelo, conductividad eléctrica, oxígeno disuelto, turbiedad, sólidos, nitratos, nitritos, fosfatos, humedad, materia orgánica y textura.
