División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Caracterización de partículas y determinación de sus fuentes en la zona cañera de Córdoba, Veracruz(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-03) Millan Vazquez, FernandoEl presente trabajo tiene como finalidad el estudio de la problemática ocasionada por el proceso agroindustrial de la quema de la caña en Córdoba Veracruz, ya que este proceso impacta negativamente a la salud y ambiente de esta ciudad. Por lo que se realizaron campañas de muestreo durante un año donde se consideró la temporada de Zafra (quema de los cañaverales para facilitar el corte de la caña) en la que se llevan a cabo los procesos para el tratamiento de la caña y posterior producción de azúcar, así como la de Sin Zafra, donde los procesos de quema se suspenden. El estado de Veracruz es un gran productor de azúcar que cuenta con 18 de los 49 ingenios que se encuentran en la República Mexicana. Así mismo, la industria azucarera representa una gran fuente de ingreso económico para las familias aledañas. La colecta de partículas se realizó con equipos de bajo y alto volumen (MiniVol con un flujo de 5 l/min y HiVol con un flujo de 1132 l/min), en los que se colocaron filtros de cuarzo y de teflón donde se retuvieron las partículas contaminantes PM2.5 y PM10. Para conocer la calidad del aire las concentraciones se determinaron posteriormente en el laboratorio de Química atmosférica de la UAM-Azcapotzalco y se realizó la caracterización de partículas; determinando las concentraciones de hidrocarburos aromáticos policíclicos, carbono elemental y carbono orgánico presentes en las partículas. Posteriormente se determinó la composición elemental de las partículas en el laboratorio del CSIC en Barcelona, España. Las concentraciones totales se introdujeron en el modelo de receptor (CMB), con la finalidad de identificar y cuantificar la contribución de las fuentes de emisión de PM2.5 y PM10 de las zonas de colecta de partículas.
- Fitoextracción de metales en suelos contaminados por la minería(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-09) Ibarra Garcia, Antonio RafaelEn el presente trabajo de tesis se llevó a cabo un estudio sobre el impacto ambiental que existe en los suelos y en el medio de la cabecera municipal de Noria de Ángeles, Zacatecas y sus alrededores, ya que se encuentra muy de cerca grandes depósitos de desechos mineros, los cuales son producto de la actividad minera que tuvo su origen en las décadas de los 80´s y 90´s, así como la presa de jales, en donde eran vertidos grandes cantidades de contaminantes como producto de procesos metalúrgicos para la extracción del mineral. Se realizó la caracterización del suelo mediante un trayecto que parte desde la tepetatera de mayor tamaño hasta la denominada presa de jales, pasando por el poblado que se encuentra en medio de la tepetatera y de la presa. Posterior al estudio se hizo el análisis de la contaminación que existe mediante las muestras recolectadas del suelo de la zona de estudio para los parámetros que se determinaron, así como el contenido de contaminantes que permitió conocer en forma clara y detallada el impacto ambiental que existe actualmente en la región. A través de los resultados se observó que la zona del jal rojo es la más contaminada, seguida de la presa de jales, rebasando los límites máximos permitidos por la NOM-147 SEMARNAT/SSA 1-2004, principalmente Zn, Pb y Cu, mientras que, en los suelos de los sitios correspondientes a la tepetatera, el poblado y el ejido los resultados indicaron que las concentraciones de estos metales, no se consideran aún contaminados. Además, se recolectaron diferentes tipos de plantas nativas en los diferentes sitios de los suelos estudiados, donde se determinó la concentración de éstos metales tomando en cuenta el tipo de planta y sus características en cuanto a tamaño, juventud, resistencia y adaptación, asimismo se seleccionaron las que mejor capacidad de bioacumulación presentaron para una fitoextracción metálica y de ser posible una fitorremediación de los suelos más contaminados. Se estudió Pasto Inglés (Lolium perenne) para utilizarlo como planta fitoextractora. Se midió el índice de bioacumulación y el porcentaje de eficiencia para cada metal durante su crecimiento a los 45, 90, 135 y 180 días. Se concluye que el pasto inglés presentó buenos resultados en la fitoextracción de metales, la cual toleró los niveles de metales presentes en los suelos que se analizaron y demostró ser una planta ideal para su implementación en fitoextracción.
- Monitoreo automatizado de los parámetros de calidad del agua pH, temperatura y conductividad(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-07) Hernandez De Jesus, Jose IsmaelEl manejo apropiado de la calidad del agua juega un papel muy importante hoy en día, ya que ésta se ve afectada debido al mal manejo de las descargas sanitarias, descargas industriales y aguas negras etc. Cada parámetro de calidad por sí solo puede afectar de manera directa a la salud animal, vegetal y a las personas que se encuentran en contacto con ella. Los parámetros de calidad del agua se monitorean y calculan en forma periódica, esta actividad es realizada por personal de muestreo, con la ayuda de instrumentos de medición para dar seguimiento al estado de cada parámetro de muestreo en campo. Los registros de estas mediciones permiten observar los cambios que se presentan y así, tomar decisiones de manera ágil para que las acciones preventivas o correctivas puedan ser realizadas oportunamente. Con el fin de optimizar el proceso de registro de mediciones se desarrolló este proyecto de investigación el cual consistió en diseñar e implementar un equipo de monitoreo automatizado, que incluye sensores, cuya función es medir los parámetros de calidad del agua (pH, temperatura y conductividad), los mismos que se pueden visualizar en una interfaz gráfica de usuario (GUI), que automáticamente serán enviados de manera remota y en tiempo real a cualquier dispositivo electrónico (PC y dispositivos móviles, entre otros), mediante la implementación de una tarjeta sim900. El prototipo fue validado y se obtuvieron resultados satisfactorios de su respuesta en los parámetros de pH, temperatura y conductividad electrolítica de la precisión, exactitud, límite de detección, límite de cuantificación e incertidumbre. Este prototipo contribuirá en la protección de los cuerpos de agua, al poder registrarse en tiempo real las variaciones de los parámetros de campo, que alerten del peligro para el ecosistema, además de ofrecer el ahorro en gastos de mano de obra, ya que no requiere la presencia de personal técnico para la realización del monitoreo.
- Biodegradación de hidrocarburos de fracción pesada en suelo, por hongos ligninolíticos inmovilizados(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) Cardenas Matus, Luz AriannaEn México la presencia de hidrocarburos en suelo es un tipo de contaminación común y que actualmente es tratada principalmente mediante métodos fisicoquímicos. Esta tesis comprende el desarrollo de un método biotecnológico para restaurar los suelos contaminados con hidrocarburos, el cual consiste en su biodegradación utilizando dos hongos ligninolíticos inmovilizados en soportes orgánicos. Para llevar a cabo las pruebas de degradación se seleccionaron los hongos basidiomicetos, Phanerochaete chrysosporium y Picnoporus cinnabarinus, los cuales fueron inmovilizados en dos soportes, olote de maíz y madera. La inmovilización de los hongos se realizó favoreciendo su desarrollo sobre los soportes durante tres semanas, posteriormente ambos hongos inmovilizados se mezclaron con el suelo contaminado en una proporción de 200 gramos de soporte por cada kilogramo de suelo contaminado. En las unidades de experimentación se determinaron las actividades de las enzimas Lignina Peroxidasa (LiP), Manganeso Peroxidasa (MnP) y Lacasa (Lac) y se relacionaron con el porcentaje de degradación de hidrocarburos obtenidos en cada caso. En el sistema del hongo P. chrysosporium inmovilizado en olote se presentó la mayor actividad de la enzima MnP, por lo que se puede relacionar con el porcentaje alto de degradación de hidrocarburos a la semana seis. En este sistema y a ese tiempo de incubación, se presentó el mayor porcentaje de degradación de hidrocarburos, que fue del 72.7%. Para el sistema del hongo P. cinnabarinus inmovilizado en olote, la enzima que mostró más actividad fue la Lac, seguida por la actividad de la MnP, y con una actividad más baja se presentó la LiP en la semana seis. En este sistema y a ese tiempo de incubación, se presentó un porcentaje de degradación de hidrocarburos del 62.2 %.
- Remoción de arsénico en agua con ozonación y carbón activado(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-07) Acevedo Afanador, Laura MariaEn el presente trabajo se busca una alternativa de solución a una problemática mundial como es La contaminación del agua con arsénico. En México se han reportado concentraciones de más de 50 μg/L en agua potable en 13 Estados, algunos de ellos con actividad minera, con concentraciones de hasta 158 mg/L, lo que indica que los habitantes de estos Estados están expuestos día a día a concentraciones por encima del límite máximo permisible estipulado en México en la norma para agua potable NOM-127-SSA-1994. Se conocen diversos procesos para la eliminación de este contaminante del agua, algunos con costos elevados y otros ineficientes para la especie de arsénico trivalente, por lo que es necesario la búsqueda de tecnologías eficientes y económicas para el tratamiento de aguas contaminadas con este metal. En el presente trabajo se estudió la eliminación de arsénico (III) acoplando dos procesos: oxidación-adsorción. La oxidación con ozono permite el cambio del estado de oxidación de trivalente a pentavalente, reduciendo de esta manera la toxicidad del metal y facilitando su eliminación por adsorción con carbón activado (CA). Se utilizó carbón activado granular (CAG) de cáscara de coco ya que el As (V) presenta mayor afinidad con este material adsorbente. Teniendo como objetivo evaluar la capacidad de remoción de arsénico mediante los procesos de oxidación avanzada con ozono y de adsorción en carbón activado, así como definir parámetros de pH, tiempos de contacto, concentraciones de arsénico y dosis de ozono para los cuales el proceso de oxidación-adsorción presenta su mayor eficiencia.
- Evaluación del cambio de uso de suelo en la Sierra del Ajusco y modelado de escenarios de crecimiento urbano(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-05) Vazquez Gonzalez, SaraiEste trabajo pretende evaluar el cambio de uso de suelo en la Sierra Ajusco y sus alrededores, desde la década de los setentas a la fecha por medio de Sistemas de Información Geográfica, así como modelar los escenarios de crecimiento urbano. Se hizo un análisis de aptitud de crecimiento urbano utilizando cadenas de Markov, autómatas celulares y regresión logística. Se construyeron los mapas de uso de suelo de la zona de interés en base a la información de las series I a la V (INEGI), se evaluaron los cambios de superficie de cada categoría de uso de suelo y vegetación y se realizó una validación en campo de cada una de las categorías. Con los mapas procesados, se desarrollaron los modelos de crecimiento urbano por medio de la técnica de cadenas de Markov y autómatas celulares; el modelo se validó haciendo un pronóstico al año 2011 y comparando los resultados con la serie V. Se elaboró un modelo por medio de regresión logística para conocer cuáles eran las variables significativas que influyen en el crecimiento urbano. Otro modelo se construyó con la técnica de evaluación multicriterio, utilizando la combinación lineal ponderada con el método de Saaty, generando los valores de ponderación. En la zona se identificaron 7 tipos de vegetación: Bosque de encino, bosque de encino-pino, bosque de oyamel, bosque de pino, bosque de pino-encino, matorral crasicaule y pastizal inducido; así como, uso de suelo para agricultura de temporal y zona urbana. Entre la serie I y la V, la superficie urbana se incrementó 1.6 veces, sin embargo, de acuerdo a la imagen de satélite (Landsat 8, 2014) la superficie urbana aumentó aproximadamente 3 veces. Cerca de 1,600 ha que tenían una clasificación de uso de pastizal o agricultura cambiaron a uso urbano, lo mismo ocurrió con 1,000 ha de bosque de encino. El modelo construido con las Series II y IV para pronosticar al 2011 por medio de cadenas de Markov, resultó con un valor alto de índice de Kappa (de aprox. 0.9), combinado con autómatas celulares. El valor de similitud fue calculado al comparar las series II y IV con la serie V. Los resultados obtenidos en estos modelos fueron utilizados para realizar el pronóstico de crecimiento a mediano y largo plazo. Los escenarios construidos en base a la teoría de cadenas de Markov y autómatas celulares no simularon algún cambio en el crecimiento de la zona urbana, sin embargo, se considera que existen variables impredecibles (como intereses políticos, costo de terreno, lucha de clases, etc.) que pudieron influir en el crecimiento. Se simuló el crecimiento urbano de acuerdo a las características históricas con lo que se determinó el crecimiento de la zona urbana, utilizando las técnicas de cadenas de Markov y de autómatas celulares.
- Modelado de la hidrodinámica y de la calidad del agua del río Temoaya empleando el método del elemento finito en dos dimensiones(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-06) Trejo De La Mora, EstephanieEl buen caudal que contiene el río Temoaya, favorece tanto la oxigenación como la dilución de contaminantes de los cuerpos de agua receptores de la Cuenca Alta del Río Lerma, que son el río Lerma y el río Tejalpa, los cuales se caracterizan por sus altos niveles de contaminación debido a las descargas de aguas residuales urbanas, industriales y agrícolas. Esta es la razón de la importancia del estudio y la vigilancia de la evolución de los parámetros hidrodinámicos y de calidad del agua de este valioso tributario. Con el fin de evaluar en detalle las condiciones hidrodinámicas y la calidad del río Temoaya fueron medidos y modelados por el método de elemento finito sus características hidrodinámicas y la calidad del agua a lo largo de los 27 kilómetros de su curso. El modelado se realizó utilizando el programa TELEMAC-2D. Las condiciones iniciales y de frontera se determinaron a partir de mediciones en campo de propiedades topológicas, hidrodinámicas y de calidad del agua durante dos campañas de muestreo. En los resultados de las mediciones de campo se observó una variación significativa en los valores del coeficiente de Manning, que fue considerado durante los criterios de modelado y de calibración. También se obtuvieron altos gradientes de nivel y bajas concentraciones de DBO y SST. Durante la cinética de decaimiento de la DBO y de la fotosíntesis se obtuvieron valores bajos respecto a los típicos, lo que podría deberse a las bajas concentraciones de materia orgánica, que puede ser un factor influyente en la reducción de la tasa de reproducción de los microorganismos. Así mismo, como se demostró por medio de la modelación; se estima que las tasas de re-aireación asociadas a la pendiente y poca profundidad del lecho del río, permite la auto-depuración de cuerpo de agua. El modelado por el método de elemento finito, también identificó secciones donde es susceptible de que el equilibrio ecológico sistémico del río puede ser roto, estableciendo así las medidas para prevenir y controlar la contaminación, a fin de evitar la pérdida de este importante valor ambiental. Debido a lo indicado, es recomendable establecer estrategias de tratamiento de las aguas residuales que se introducen al río mediante las escorrentías para evitar el deterioro del río, ya que aún es tiempo para mantener su calidad.
- Evaluación de la movilidad de metales tóxicos en polvos recolectados en una avenida de alto aforo vehicular de la Ciudad de México(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-05) Santos Camacho, Jose AntonioEn este estudio se determinó la concentración de metales totales y por tamaño de partícula de plomo, cadmio, hierro, zinc y cobre en muestras de polvo recolectadas de la avenida Paseo de la Reforma con diferente intensidad de tráfico. La extracción de metales en polvos se llevó a cabo mediante digestión ácida, los análisis se realizaron por espectroscopia de absorción atómica. Los niveles encontrados siguieron el orden Fe>Pb>Cu>Zn>Cd en todos los sitios de muestreo, los cuales oscilaron entre 64027 a 36734; 239 a 83; 128 a 67; 44 a 18 y 2 a 5 mg/kg respectivamente. Los sitios con mayor presencia de metales tóxicos son la glorieta de San Marín y Cuauhtémoc y la de menor concentración es la glorieta del Ángel de la Independencia. A partir de las concentraciones totales se calcularon el factor de enriquecimiento, el índice de geoacumulación, el factor de contaminación, grado de contaminación y el factor potencial de riesgo ecológico, los cuales sirven para indicar que tan enriquecidos o contaminados se encuentran los polvos. La simulación del tracto gastrointestinal, por el método BCR, fue utilizada para evaluar el impacto sobre la salud, se prepararon varias soluciones que simulaban la composición de cada parte del sistema gastrointestinal. Los resultados de la simulación mostraron que las concentraciones más altas de plomo corresponden a la forma química más estable y menos peligrosa, como es la fracción residual (F4) en la simulación del recto, lo cual implica el menor riesgo a la salud, mientras que el cadmio y el cobre sucedió lo contrario, ya que se encontraron concentraciones más altas en la fracción oxidable (F3) en la simulación del Intestino grueso lo cual implica biodisponibilidad y un menor riesgo a la salud. Mientras que la concentración del zinc se encuentra más homogenizada en las cuatro fracciones. A partir de las concentraciones obtenidas de cada fracción del método BCR se determinó el factor de movilidad. Los resultados sugirieron que la movilidad y biodisponibilidad del hierro son bajas no superiores al 7 %, sin embargo, para el zinc se tienen valores relativamente altos hasta del 59% de movilidad.
- Aprovechamiento de aceite gastado de cocina para la producción de biosurfactante a nivel reactor(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016) Landa Faz, AnbuLos aceites vegetales son productos básicos en la vida humana, su principal uso es en la preparación de alimentos. Después de ser usados, sus desechos no son depositados de forma correcta contaminando cuerpos de agua. Una de las alternativas de utilización de estos residuos es la producción de biosurfactantes (BS) con microorganismos. Los cuales a su vez pueden tener aplicaciones en varias industrias entre ellas la farmacéutica, cosmética, alimenticia y petrolera. El principal objetivo de este trabajo fue evaluar el uso de un aceite gastado de cocina (AGC) como fuente de carbono para la producción de BS mediante la cepa IMP-P a nivel matraz y posteriormente a nivel reactor. El microorganismo utilizado en este trabajo fue la cepa IMP-P que pertenece al género Pseudomonas, proveniente de una colección microbiana. El uso de aceites gastados de cocina para la producción de BS es una alternativa viable para la disposición de estos residuos, obteniendo un producto con valor agregado.
- Procesos de oxidación avanzada con ozono y peróxido de hidrógeno para inactivar huevos de helminto Toxocara canis y quistes del protozoario Giardia lamblia(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-06) Castillo Campos, VerónicaLas enfermedades causadas por parásitos reciben el nombre de parasitosis y constituyen un problema de salud pública que, a pesar de los adelantos en la tecnología, continúan afectando la calidad de vida de los individuos y los animales que los adquieren. El ozono (O3) y el peróxido de hidrógeno (H2O2), así como la combinación de ambos (O3/H2O2) son poderosos oxidantes que se aplican exitosamente desde hace mucho tiempo como desinfectantes de agua de tipo residual y potable, por lo que es de interés evaluar su actividad parasiticida a diferentes tiempos de contacto, pH y concentraciones. Se utilizaron quistes de Giardia lamblia y huevos de Toxocara canis, ambos agentes zoonóticos, cosmopolitas, que comúnmente contaminan aguas residuales y suelo. El contacto hasta por 120 min de soluciones de H2O2 a diferentes concentraciones y pH inactiva el 52.2% de los huevos de T. canis y disminuye el 71.9% de viabilidad de los quistes de G. lamblia. El tratamiento con O3 inactivó al 98% de los quistes a pH 10, con los huevos alcanzó el 83.9% a pH 5. La oxidación con agua saturada con ozono de manera individual o combinada con peróxido de hidrógeno a diferentes valores de pH no eliminó el riesgo de transmisión de la giardiosis ya que solo alcanzó valores máximos de 35.5% de actividad giardicida, Sin embargo, la actividad del ozono aplicado en el reactor semi-bach fue 2.6 veces más eficiente en la inactivación de quistes de G. lamblia. La oxidación por el ozono en combinación con peróxido de hidrógeno y la acción de los radicales hidroxilo formados en el ambiente alcalino presentaron mayor inactivación de quistes de G. lamblia (99.4%) y huevos de helminto (89.4%) en comparación con la inactivación en reacciones a pH neutro y ácido. El sinergismo que se tiene con la combinación oxidante de O3/H2O2 y la presencia de radicales hidroxilo formados en el pH alcalino permitió obtener mayores porcentajes de inactivación lo que disminuye de manera importante el riesgo de transmisión de ambas parasitosis, por lo que se demostró que los procesos de oxidación a avanzada son una alternativa para inactivar quistes del protozoario G. lamblia así como huevos de helminto T. canis.