Maestría en Ciencias e Ingeniería Ambientales
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- Estudio de la remoción de arsénico en agua con zeolita natural mexicana(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) Palma Aramburu, FelipeLa presencia de arsénico en las fuentes de abastecimiento de agua es indeseable por sus efectos negativos para la salud ya que la exposición a arsénico aún en bajas concentraciones durante largos periodos de tiempo ocasiona diversos problemas para la salud de las personas. La mayor amenaza por ingesta de arsénico proviene de la ingestión prolongada de agua con bajas concentraciones de arsénico inorgánico, por lo que la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 establece que el límite es de 0.025 mg/L de iones arsénico en agua. En éste trabajo se presenta el empleo de un medio adsorbente que consiste en una zeolita natural mexicana (tipo clinoptilolita) recubierta con óxido de manganeso o de hierro, como una alternativa simple y de bajo costo para remover el arsénico mediante una columna de flujo descendente con material filtrante para adsorber los iones arsénico. Este sistema simple, combina las ventajas de un filtro convencional con las de un medio adsorbente natural, proporcionando un tratamiento en continuo, de bajo costo y relativamente fácil de operar. Se estudió la capacidad de remoción de arsénico con zeolitas naturales usando un agua sintética, tomando en cuenta las siguientes variables en estudio: material adsorbente (zeolita natural y modificada), concentración de arsénico de 1 a 3 ppm, pH de la solución (5 y 7), temperatura de prueba de 25°C y 60°C, tiempo de contacto (1 o 24 h) y sistema de remoción (columna o tanque agitado). El uso de una zeolita natural mexicana acondicionada con un recubrimiento de óxido de manganeso o con óxidos de fierro, permitió contar con un material adsorbente que presenta una alta superficie efectiva para remover de forma eficiente y económica el arsénico en un agua sintética que contiene una concentración de 1 y 3 ppm.
- Eliminación de formaldehído mediante procesos catalíticos avanzados en un reactor de membrana(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2015-02) Reyes Guzman, Jecika FaviolaEn el presente trabajo se sintetizaron dos tipos de materiales para ser evaluados como catalizadores en la reacción de oxidación húmeda catalítica (CWO) de Formaldehído (HCHO), los materiales preparados fueron óxidos mixtos de Co-Cu- Ce soportados en Al2O3 en polvo y una membrana catalítica de Co-Cu-Ce/Al2O3. Los catalizadores fueron caracterizados por diferentes técnicas: Difracción de Rayos X (XRD), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Análisis Químico Elemental (SEM/EDS), Reducción a Temperatura Programada (TPR) y Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FT-IR). La reacción de eliminación de Formaldehído se estudió en dos tipos de reactores, en un reactor convencional de tanque agitado y en un reactor de membrana, dada la diferente constitución de los catalizadores preparados. En el reactor convencional de tanque agitado se probaron los Testigos (T1 y T2) y el catalizador en polvo, y la membrana catalítica fue evaluada en reactor de membrana, y por último se realizó un estudio comparativo de ambos sistemas de reacción. Con base en los materiales preparados el reactor de membrana es considerado una alternativa novedosa y reciente, para la eliminación catalítica, que se basa en la oxidación de compuestos orgánicos por medio de catalizadores sólidos, ésta técnica garantiza grandes ventajas tanto económicas como ecológicas respecto a los métodos convencionales.
- Eliminación de compuestos orgánicos volátiles en atmósferas cerradas mediante el uso de un material híbrido, zeolita-mof(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019) Rivera Montenegro, Laura AlejandraAnte los problemas de salud generados en el ser humano por la contaminación del aire en espacios cerrados, debida en gran parte por la presencia de compuestos orgánicos volátiles (COV’s) los cuales son generados por las actividades cotidianas y el uso de materiales en espacios interiores, es necesaria la implementación de soluciones eficientes y económicas para resolver esta problemática. En este trabajo de investigación se contribuyó a resolver dicha problemática, con el uso de un material híbrido, conformado por una zeolita natural y una estructura metal-orgánica con cerio, para adsorber y/o oxidar algunos compuestos orgánicos volátiles comúnmente encontrados en interiores, como son: formaldehído, tolueno y xilenos; con el uso del material híbrido se ha logrado tener un efecto sinérgico entre ambos materiales para una completa y efectiva oxidación de los contaminantes atmosféricos en espacios cerrados, con el fin último de proponer una posible solución que propicie una atmósfera limpia y saludable en espacios interiores en donde se desarrollan de manera cotidiana las actividades humanas.
- Eliminación de formaldehído en agua mediante procesos de oxidación avanzada(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019) Rodríguez Carrasco, EstefaniaLa presente investigación contribuye al estudio de la degradación de Formaldehído (HCOH), contaminante refractario presente en efluentes acuosos, mediante la reacción de Oxidación Húmeda Catalítica (CWO), utilizando catalizadores de óxidos mixtos y nanopartículas. Se sintetizaron dos tipos de catalizadores para el estudio de la degradación de HCOH el primero, a base de óxidos mixtos de cerio, cobre y cobalto soportados en alúmina comercial; posteriormente, se procedió a sintetizar el segundo catalizador, impregnando nanopartículas de oro en el óxido mixto, con el fin de aumentar la eficiencia en la eliminación del contaminante mediante la oxidación total del formaldehído. En este trabajo se verificó una mayor degradación del contaminante tras la incorporación de las nanopartículas de Au en el catalizador trimetálico, obteniéndose un incremento entorno a un 10% más de conversión, en comparación con los materiales sin nanopartículas. Los catalizadores fueron caracterizados por diferentes técnicas: Difracción de Rayos X (XRD), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Dispersión de Energía de Rayos X (EDS), Reducción a Temperatura Programada (TPR) y Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR), antes y después de la reacción CWO del HCOH.
- Reducción de nitratos en agua residual con materiales catalíticos estructurados(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018) Velázquez López, EdgarExisten diferentes métodos de tratamiento para la eliminación de cantidades excesivas de iones nitrato del agua que pueden clasificarse en: procesos catalíticos, físico-químicos, biológicos, etc., algunos de estos procesos ya se han probado en la reducción de nitratos de los suministros de agua, pero han resultado inviables por su elevado costo o lentitud en el proceso, como son: el intercambio iónico, la desnitrificación biológica y por ósmosis inversa o electrodiálisis. El presente trabajo se ha propuesto estudiar un sistema alternativo de reacción consistente en una membrana catalítica que actúa como interface entre la solución acuosa que contiene el contaminante líquido (nitratos) y un agente reductor en fase gas (hidrógeno). Este sistema tiene varias ventajas: en membranas porosas se incrementa el contacto entre la fase liquida donde se encuentra presente el ion nitrato y el hidrogeno en fase gas favoreciendo el contacto dentro de los poros, donde se encuentran nanopartículas del catalizador, además se ve favoreciendo la desorción de productos a la fase gaseosa y se evita el inconveniente de arrastre del sólido catalítico (no generando un residuo). Con el reactor de membrana estaríamos ante una alternativa tecnológica limpia, eficiente, competitiva en costos y rendimientos, dentro del amplio espectro de tratamientos de aguas residuales existentes. Como fase catalítica activa, se propone el uso de nanopartículas bimetálicos a base de Sn y Pd, los cuales se depositarán sobre un soporte poroso comercial de gama-alúmina con geometría tubular para conformar la membrana catalítica que se emplea en un reactor de membrana tipo contactor inter-facial, con el fin de conseguir la eliminación de los iones nitrato de aguas contaminadas, mediante la hidrogenación de los iones nitrato. Las pruebas de eliminación se realizarán en reactor convencional y un reactor de membrana tipo contactor interfacial para comparar las dos diferentes configuraciones de sistemas de reacción.
- Separación y captura de CO2 mediante una membrana zeolítica(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018) Santa Cruz Navarro, DaliaLa concentración atmosférica de dióxido de carbono (CO2) y de otros gases de efecto invernadero (GEI) se ha incrementado considerablemente debido a diversas actividades antropogénicas, esto ha provocado un cambio en la temperatura global del planeta, intensificando el efecto invernadero y favoreciendo el cambio climático. El CO2 es considerado el GEI más importante debido a su capacidad de absorber radiación infrarroja y es emitido principalmente en la quema de combustibles fósiles para la generación de energía. Una de las alternativas para reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera es la separación y captura de este gas en sistemas post-combustión. Este proceso puede realizarse mediante la tecnología de membranas. Además de realizar una separación, es necesario almacenar el CO2 asegurando su estabilidad y aislamiento de la atmósfera a través de su captura. Este proyecto evaluó la separación de CO2 mediante una membrana zeolítica y la captura mediante secuestro del CO2 a través de su carbonatación con soluciones alcalinas. El estudio muestra una alternativa de control de emisiones de CO2 a la atmósfera a través de su separación y captura, pensado para ser implementando en sistemas post-combustión, además, muestra una opción para almacenar CO2 permanentemente mediante su transformación en sólidos precipitados de posible valor comercial.
- Remoción de flúor en agua con zeolitas naturales mexicanas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-11) Sampedro Duran, JavierLa problemática del flúor en México puede ser considerada crítica, puesto que no en todos los estados de México se han realizado estudios a las aguas subterráneas o pozos de donde es extraída el agua potable. Por lo anterior, el objetivo principal de éste trabajo fue evaluar la viabilidad del uso de las zeolitas naturales para la eliminación de fluoruros presentes en aguas subterráneas, que es destinada al consumo humano, así como, valorar el acondicionamiento de las zeolitas con soluciones de calcio, manganeso o hierro y su eficiencia como material adsorbente en dos sistemas de columna de lecho fijo, uno de flujo ascendente y otro de flujo descendente, proponer el tratamiento de acondicionamiento más adecuado a la zeolita en base a la eficacia, así como, designar los parámetros de operación, determinar la capacidad de adsorción de las zeolitas naturales y acondicionadas a través de isotermas de adsorción y proponer una alternativa para la disposición del residuo generado.
- Eliminación de iones As (V) y As (III) en agua con zeolitas naturales, tipo clinoptilolita(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-11) Garay Rodriguez, Maritza EstelaEste trabajo presenta el uso de zeolita natural mexicana (tipo clinoptilolita) de dos estados de la República Mexicana: Oaxaca y Guanajuato como material adsorbente en la remoción de iones arsénico(III) y arsénico (V) en agua. La zeolita se acondicionó con hierro por el método de precipitación-impregnación a partir de una solución de nitrato de hierro y las pruebas de remoción de arsénico se realizaron en un sistema de columna de flujo ascendente y descendente con un lecho fijo de zeolita acondicionada. En la remoción del arsénico se determinaron los siguientes parámetros de operación: la concentración de arsénico adsorbido, el pH óptimo, temperatura y tiempo de contacto. También se estudió la capacidad de retención de iones por medio Las zeolitas se caracterizaron por los métodos de Difracción de Rayos X (XRD), Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Análisis Químico Elemental (SEM/EDS), Espectroscopia Raman, Área Específica (BET), Análisis de Fluorescencia y Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FT-IR) antes y después de las pruebas de adsorción de arsénico. El acondicionamiento superficial de las zeolitas mejoró su capacidad de adsorción ya que la fijación del hierro en la superficie de la zeolita es posible dadas las propiedades superficiales que presentan éstos minerales, al tratarse de un material abundante y económico y que está presente en gran parte del suelo mexicano, podría proponerse como una alternativa de uso para remover el arsénico de agua contaminada con arsénico y solucionar los problemas de salud a los que se enfrentan muchos seres humanos por la ingesta diaria de agua contaminada con arsénico.