División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Bioeconomía circular aplicada a un residuo agroindustrial de la Región del Totonacapan Veracruz. Caso de estudio(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-01) García Santiago, Berenice ElisamaEste trabajo consistió en la evaluación de la sostenibilidad ambiental, económica y social del proceso de composteo de un residuo agroindustrial con la finalidad de aprovecharlo dentro de su cadena de valor siguiendo un enfoque de bioeconomía circular, en el municipio de Papantla. En esta región del Totonacapan, la comercialización de la hoja de maíz es una actividad económica con mayor auge en los últimos años, en el que se añade azufre a la hoja para prolongar su vida útil y mejorar su calidad. Esto genera residuos de hoja de maíz con azufre y como no existe una gestión de residuos, se queman, lo que provoca que se liberen compuestos de azufre y otros gases contaminantes. Lo anterior impulsó, un estudio basado en entrevistas semiestructuradas con grupos de interés, estimación de generación de residuos, tratamiento por composteo, análisis de ciclo de vida ambiental y social, así como evaluaciones de circularidad del material y del producto en su cadena de valor. Los resultados indican que en el municipio de Papantla se generan anualmente más de 2,900 t de residuos de hoja de maíz azufrada. El tratamiento por composteo demostró que el azufre no interfiere en la degradación y que se alcanzan temperaturas superiores a 40 °C, que permiten la reducción de la relación C/N, la eliminación de patógenos, altos índices de germinación. La calidad de la composta es tipo C cuyo uso es para área verdes urbanas y reforestación. El uso del software SimaPro permitió realizar el análisis de ciclo de vida al proceso de composteo y compararlo con un relleno sanitario y la disposición a cielo abierto de los residuos de interés, mostrando que las categorías de impacto que se reducen en un 99.99 % mediante el composteo son ecotoxicidad del agua dulce, ecotoxicidad marina, eutrofización de agua dulce, eutrofización marina, toxicidad carcinógena humana y toxicidad no carcinógena humana. Por lo tanto, se concluye que el aprovechamiento de los residuos azufrados mediante su composteo y el uso de la composta como insumo agrícola, conducen a una simbiosis agroindustrial. Esto favorece la mejora en la eficiencia en el uso de los recursos al cerrar el ciclo productivo de la hoja de maíz, agrega valor a residuos previamente considerados desechos y contribuye a la reducción e impactos ambientales. En conjunto, estas acciones permiten la transición hacia una bioeconomía circular en la región del Totonacapan.
- Síntesis y caracterización de una aleación de Níquel-Titanio-Aluminio fabricada por pulvimetalurgia(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-04-09) Guillen Rodríguez, Diego SinuheLa presente investigación está enfocada en obtener la composición ideal de la aleación Ni-Ti-Al que presente alta resistencia mecánica y que a su vez, que esta aleación sea ligera, además se propone emplear la técnica de pulvimetalurgia para fabricar estas aleaciones, dado que las características de procesamiento de esta técnica nos garantiza el obtener productos con morfología microestructural homogénea lo cual se asocia a propiedades mecánicas elevadas y homogéneas, finalmente aunado a esto, se espera encontrar el tratamiento térmico que permita optimizar las propiedades mecánicas de la aleación Ni-Ti-Al.
- Adsorción de sulfatos en medios acuosos usando adsorbentes biodegradables de quitosano-alginato dopados con cobre (II)(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-03-09) García Camacho, Germán GustavoLa contaminación de los cuerpos de agua por sulfatos supone un asunto medioambiental importante, a causa de su gran estabilidad química y la capacidad que tienen para moverse en medios acuosos. En este contexto, la adsorción constituye una alternativa eficiente y ambientalmente amigable, especialmente cuando se emplean materiales sostenibles. Por lo tanto, en este estudio se sintetizaron pellets biodegradables para eliminar iones sulfatos, utilizando una matriz polimérica híbrida de quitosano (Q) y alginato (A), a la que se le denominó QA. Luego, se le agregaron iones cobre para conseguir el material QA-Cu y mejorar su afinidad con especies aniónicas como los iones sulfato. Adicionalmente, los pellets QA y QA-Cu fueron caracterizados fisicoquímicamente antes y después del proceso de adsorción mediante difracción de rayos X, espectroscopía de infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X, microscopía electrónica de barrido con espectroscopia de rayos X por dispersión de energía, porosimetría por intrusión de mercurio, análisis termogravimétrico acoplado a FTIR, determinación del pH punto de carga cero, potencial zeta, factor de hinchamiento, y espectroscopia de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente. El análisis posterior a la adsorción mostró cambios en la química superficial y en el potencial zeta, confirmando la participación de interacciones electrostáticas y mecanismos de complejación metal–anión. La evaluación adsorptiva tuvo lugar a 23 °C; en este caso, el modelo de Langmuir describió mejor los datos de equilibrio, lo que sugiere que la adsorción ocurre en monocapa sobre ubicaciones homogéneas. Por otro lado, la cinética se ajustó al modelo de pseudo-segundo orden. Los pellets QA-Cu alcanzaron una capacidad máxima de adsorción de 236.4 mg de sulfato/ g de adsorbente en 48 h a 1000 ppm de sulfatos, mostrando concordancia entre la capacidad experimental y la teórica del modelo. Asimismo, en el estudio de la regeneración de los pellets de QA-Cu se obtuvo un porcentaje de remoción de sulfatos de un 38% a 48 h, manteniendo su desempeño hasta el cuarto ciclo de reutilización, lo que evidencia una adecuada estabilidad estructural y funcional. En conjunto, los resultados demuestran que los pellets QA-Cu constituyen un bioadsorbente prometedor para la remoción de sulfatos en medios acuosos, combinando sostenibilidad, estabilidad y eficiencia adsorptiva.
- Síntesis de partículas de oxalato de calcio como sitios de nucleación para el desarrollo de resistencia temprana de morteros(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-02) Calixto Rivas, Crhistian IvanEn el presente trabajo se estudió el efecto de partículas de oxalato de calcio monohidratadas (COM), sintetizadas a partir de una reacción mecanoquímica entre el hidróxido de calcio (CH) y el ácido oxálico dihidratado (OAD), en la cinética de hidratación y desarrollo de resistencia a la compresión al realizar un reemplazo parcial del cemento (5%) con las partículas COM. Las partículas se nombraron y sintetizaron usando tres relaciones estequiométricas CH:OAD distintas: i) P1Caox (1:1), ii) P2Caox (1:1.5) y iii) P3Caox (1.5:1). La caracterización fisicoquímica y microestructural de las partículas se realizó mediante técnicas analíticas de difracción de rayos X (DRX), espectroscopia de infrarrojo por trasformada de Fourier (FTIR), análisis termogravimétrico (TGA), y microscopia de barrido electrónico (MEB). Las fases obtenidas en partículas P1Caox fueron principalmente COM con una pequeña cantidad de CH (>1%). Para el sistema P2Caox se presentaron 2 casos: la primera consistía en COM junto con las fases anhidras de ácido oxálico (AO), mientras el segundo caso fue con OAD, siendo más frecuente el segundo caso. Finalmente, las partículas P3Caox encontraron fases COM, CH y carbonato de calcio (CC̄). Al estudiar la cinética de hidratación mediante las curvas calorimétricas y el estudio de evolución de fases mediante DRX/Rietveld, fue posible distinguir los distintos efectos al reemplazar parcialmente cemento con partículas. Para el caso de reemplazar P1Caox, la disolución de la fase C₃S y formación de fase amorfa se vio incrementada en etapas tempranas. Al reemplazar con P2Caox, el resultado fue contrario, teniendo un efecto retardante, desplazando las curvas calorimétricas aproximadamente 2 horas, la disolución de C₃S y la formación de fase amorfa se mantuvo en el menor nivel hasta los 3 días, cuando se igualo a los otros reemplazos y la conversión de Ettringita (AFt) a monosulfato (AFm) aumentó. Finalmente, al reemplazar con P3Caox, las curvas calorimétricas, el consumo de C₃S y la formación de fase amorfa se comportaron igual al testigo, lo que indicaría un efecto de relleno. Las resistencias desarrolladas a 3 días mostraron una caída respecto al testigo, dando una diferencia de 12.9% para P1Caox, 12.6% para P2Caox y 14.6% para P3Caox. Las resistencias a 7 días mejoraron, la diferencia fue de 5.8% para P1Caox, 2.1% para P2Caox y 7.3% para P3Caox. Por último, a los 28 días las resistencias fueron más cercanas al testigo, la diferencia fue de 3.2% para P1Caox, 4.4% para P2Caox y 5.7% para P3Caox, indicando una integración en la matriz cementicia.
- Caracterización de microplásticos en tres matrices sólidas de la Ciudad de México(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-11) Rodríguez Villa, Aylin GeraldineEl presente estudio evaluó la presencia y caracterización de microplásticos (MP) en tres matrices sólidas de la Ciudad de México (CDMX): residuos sólidos urbanos (RSU) finos, polvos de la estación de transferencia y planta de separación (ETPS) Azcapotzalco, y polvos urbanos de calles de la misma alcaldía. El objetivo principal fue determinar la abundancia, morfología, tamaño, color y composición de los MP, así como identificar los posibles factores ambientales y antropogénicos asociados a su acumulación y dispersión. En los RSU finos, se registraron abundancias promedio de 190.49 ± 290.74 MP/g para partículas pequeñas y 0.47 ± 0.28 MP/g para MP grandes. La mayor concentración se observó en el estrato socioeconómico alto, predominando fragmentos, seguido de fibras y películas. Los polímeros identificados incluyeron polietileno de baja densidad (PEBD), polipropileno (PP), policloruro de vinilo (PVC), poliestireno de medio impacto (MIPS) y polibutileno tereftalato (PBT), entre otros. Comparado con estudios previos en México y vertederos de Asia, los resultados muestran concentraciones notablemente superiores, lo que evidencia la acumulación significativa de MP en residuos finos (RF) de la CDMX. En los polvos de la ETPS, tanto en el área de transferencia como en el área de selección, la abundancia promedio de MP pequeños fue elevada (852.43 ± 2,092.19 MP/g y 770.16 ± 1,216.62 MP/g, respectivamente), con predominio de fibras, seguidas de fragmentos y partículas derivadas de neumáticos. Los MP grandes y mesoplásticos fueron menos frecuentes pero diversos en polímeros, morfología y color. Comparaciones con estudios internacionales evidencian que las concentraciones en la ETPS de la CDMX son significativamente mayores a las de las instalaciones analizadas en estos estudios, lo que resalta la relevancia de estas instalaciones como puntos críticos de acumulación de MP. En los polvos urbanos sin fragmentos minerales (SFM) de calles, la abundancia promedio de MP pequeños alcanzó 9,773.99 ± 5,671.95 MP/g, siendo los fragmentos la morfología predominante en la mayoría de las vialidades, con excepción de la Cerrada sin nombre, donde dominaron partículas de neumáticos. Los MP grandes fueron escasos. La distribución no se relacionó de manera uniforme con la afluencia vehicular total; factores como tránsito de vehículos pesados, viento y textura de las calles resultaron determinantes en la acumulación y retención de partículas. Estos hallazgos evidencian que la dispersión de MP en entornos urbanos es heterogénea y multifactorial. En conjunto, los resultados muestran que la CDMX presenta una alta presencia de MP en diferentes matrices sólidas, con variaciones en su abundancia y composición determinadas por factores sociales, ambientales y de manejo de residuos.
- Determinación de ¹⁴C en aerosoles atmosféricos en el Puerto de Manzanillo Colima: Influencia de combustibles fósiles(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-01) Hernández Rangel, Ana KarinaLa contaminación por partículas finas (PM₂.₅) puede ser causada por la actividad portuaria llegando a representar una problemática tanto ambiental como de salud, por lo que es de suma importancia su estudio a nivel local, regional y global. Particularmente en el puerto de Manzanillo, Colima debido a que constituye una de las zonas con mayor actividad portuaria, ya que se considera uno de los puertos con mayor afluencia de cargueros que llegan de diversas partes de Asia, Estados Unidos y Canadá, aunado a las operaciones industriales que se llevan a cabo en la zona. En este contexto, la identificación de las fuentes de origen de los contaminantes es esencial para evaluar los impactos ambientales y de salud pública que están asociados a la misma. Por medio de este estudio se buscó determinar la proporción de carbono fósil y biogénico presente en los aerosoles atmosféricos en el puerto de Manzanillo, por medio de la medición de la fracción de ¹⁴C. Esta determinación permite separar la contribución de carbono de origen antropogénico (como la quema de combustibles fósiles) y natural (biomasa), permitiendo obtener información relevante para la formulación de políticas ambientales y estrategias de control de emisiones en zonas portuarias de México. La metodología empleada fue a través de un muestreo de aerosoles en la fracción PM₂.₅ llevado a cabo durante junio de 2024. Las muestras se recolectaron en filtros de teflón y cuarzo, usando un muestreador ARA y HI-Vol. Las muestras fueron analizadas mediante fluorescencia de rayos X (FRX), para la identificación de elementos traza, y espectrometría de masas con aceleradores (AMS) para la cuantificación del ¹⁴C. Posteriormente se aplicaron dos modelos de receptores (PCA y PMF) para identificar las posibles fuentes de origen de los contaminantes y su contribución relativa en la composición de las PM₂.₅. El promedio de las PM₂.₅ durante el mes de junio fue de 10.61 μg/m³; en cuanto al carbono total (CT) estuvo en el rango de 2.4 y 5.8 μg/m³, mientras que la fracción de 14C (F¹⁴C) tuvo un promedio de 0.62 ± 0.01. El carbono biogénico varió entre 45 % y el 81 %, mientras que el carbono de origen fósil estuvo entre el 19 % y 55 %; lo cual indica que el sitio cuenta con mayor aportación de fuentes de origen biogénico. Los modelos de receptores permitieron determinar 4 fuentes de origen de los contaminantes; través del modelo PMF se obtuvieron las fuentes: arena, aerosoles marinos, quema de biomasa y combustibles fósiles. En el modelo PCA se obtuvieron: quema de biomasa, arena, quema de combustibles fósiles y procesos industriales. Por lo antes mencionado, se puede concluir que el uso de ¹⁴C como trazador isotópico permitió diferenciar el origen del carbono de origen biogénico y fósil, dando una idea de las fuentes de contaminación en el puerto de Manzanillo. Mostrando que el sitio presenta mayor influencia de carbono de origen biogénico; sin embargo, debido a que el muestreo se llevó a cabo en la estación húmeda, se deben considerar muestreos en otras épocas del año.
- Estudio electroquímico sobre el efecto de tiourea y sacarina en el galvanizado de Zn-Ni en acero al carbón(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026) Cruz Enríquez, PatriciaLa electrodeposición de aleaciones zinc-níquel (Zn-Ni) es una alternativa para la protección del acero al carbón contra la corrosión en sectores industriales como la aeronáutica y automotriz. No obstante, este proceso presenta desafíos en el control de la homogeneidad de los depósitos. Este estudio evalúa el efecto de los aditivos orgánicos (sacarina 0.024 M y tiourea 0.001 y 0.01 M) en la electrodeposición de Zn-Ni a partir de un baño ácido de cloruros, variando parámetros como el potencial aplicado (-1.350 V a -1.700 V) y el tiempo de deposición (5-30 minutos). Los resultados muestran que los aditivos modifican significativamente la cinética de deposición y la morfología final. La sacarina permitió obtener recubrimientos con estructura hexagonal definida y granos finos (1 μm) a potenciales menos negativos (-1.420 V), reduciendo el tiempo de electrólisis y mejorando la uniformidad. Por su parte, la tiourea, aunque requirió potenciales más negativos (-1.500 V a -1.700 V), generó recubrimientos con mayor dureza tipo Vickers. La caracterización mediante SEM y EDS confirmó la influencia de los aditivos en la composición y morfología de los depósitos. La incorporación de sacarina y tiourea impactan en el proceso de galvanizado de Zn-Ni ofreciendo una alternativa para mejorar la calidad de los recubrimientos, así como propiedades mecánicas, con potencial aplicación como tratamientos anticorrosivos.
- Optimización de la planeación energética mediante cómputo cuántico y clásico: Un estudio enfocado al contexto mexicano(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-01) Ávila Jaimes, Jesús EduardoEl presente trabajo aborda el problema de la optimización de la planeación energética, centrándose específicamente en las regiones de Baja California y Baja California Sur. Para ello, se emplea un enfoque hibrido de optimización que combina computo clásico y computo cuántico mediante el Algoritmo de Optimización Aproximada Cuántica (QAOA, por sus siglas en inglés). En primer lugar, se presentan los elementos fundamentales de la investigación, incluyendo la descripción del problema, la motivación, la justificación, los objetivos, la hipótesis y la metodología propuesta. Posteriormente, se revisan trabajos relacionados con la temática del estudio, así como conceptos básicos necesarios para el desarrollo y comprensión del marco teórico y metodológico. A continuación, se expone una descripción general del Sistema Eléctrico Nacional, para posteriormente centrar el análisis en la península de Baja California como casos de estudio. En esta sección se presentan los datos técnicos de las unidades generadoras de cada región, así como la demanda energética correspondiente a un día seleccionado con fines de análisis del caso de estudio. Posteriormente, se describe la metodología empleada, acompañada de la formulación matemática y computacional necesaria para resolver el problema central de esta investigación. Con la metodología definida y aplicada, se presentan los resultados obtenidos mediante el algoritmo de optimización hibrido basado en QAOA, los cuales se comparan con las soluciones obtenidas a través de métodos de optimización clásica utilizando solvers como GLPK. Finalmente, se discuten de manera sintética los principales hallazgos relacionados con la aplicación del cómputo cuántico, mediante el algoritmo QAOA, en la optimización de la planeación energética. Asimismo, se identifican las limitaciones actuales y los aspectos que requieren mejoras para que los algoritmos basados en computación cuántica puedan superar, en el futuro, a los enfoques clásicos convencionales.
- Efecto de tratamientos térmicos sobre la resistencia al desgaste de herramientas giratorias de los aceros H13, D2 y A11 utilizadas en soldadura por fricción y agitación de aleaciones base cobre(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-10-15) Mateos Trinidad, Carlos AntonioLa soldadura por fricción y agitación (FSW) se ha convertido en una técnica innovadora y eficiente en el campo de la unión de materiales, ofreciendo ventajas significativas en comparación con métodos convencionales principalmente en términos de eficiencia energética y su capacidad para unir materiales diversos, desde aleaciones ligeras hasta compuestos avanzados. Sin embargo, la vida útil de las herramientas giratorias utilizadas en esta técnica para unir aleaciones base cobre es muy corta debido a la fricción generada en el proceso y al desgaste por adhesión. Cabe mencionar que en la literatura no existe información suficiente enfocada a la relación de los tratamientos térmicos con el desgaste de las herramientas. Por lo que este proyecto se enfocó en incrementar la resistencia al desgaste de las herramientas giratorias de acero por medio de la aplicación de tratamientos térmicos de temple y revenido, lo que podría generar un aumento en la vida útil de la herramienta giratoria. Ahora bien, los objetivos de este trabajo son: 1) desarrollar herramientas giratorias de acero H13, D2 y A11 para realizar cordones de soldadura en placas de latón con espesores de 4 mm; 2) determinar la dureza y caracterizar la microestructura de las herramientas giratorias de aceros H13, D2 y A11 antes y después de los tratamientos térmicos; 3) evaluar el desgaste de las herramientas mediante la realización de cordones de soldadura sobre placas de aleaciones base cobre en función de la velocidad de rotación y la velocidad de avance, y 4) comparar las superficies de las herramientas posteriores al proceso de soldadura con las herramientas testigo mediante microscopia óptica, microscopía electrónica de barrido y proyector de perfiles.
- Materiales mesoporosos sostenibles funcionalizados con poliestireno expandido útiles en remoción de iones Cu(II) y en catálisis heterogénea(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-07) Niño Castellanos, Marco JaredEl crecimiento de desechos de plásticos como el poliestireno (PS) que por su utilidad de embalaje termina por ser un contaminante exponencial para el entorno ecológico donde se encuentre, es una problemática que se buscó atender mediante la sulfonación de desechos de poliestireno para la obtención de un polímero ácido. En este sentido, el funcionalizar materiales mesoporosos como el MCM-41 con poliestireno sulfonado (PSSA), se pudo obtener un catalizador ácido heterogéneo (MCM-41-PSSA) capaz de funcionar eficazmente en la apertura de un epóxido. En relación con esto, se realizó un estudio acerca del efecto de incorporar poliestireno en la síntesis del MCM-41 y de igual manera funcionalizarlo con poliestireno sulfonado, es así como se obtuvieron los materiales PS-MCM-41 y PS-MCM-41-PSSA. El material MCM-41 debido a su estructura ordenada, gran volumen de poro, alta área superficial específica, así como su excelente estabilidad térmica y química, fue posible aprovechar dichas propiedades para la incorporación de cobre (Cu (II)) obtenido de un efluente industrial contraminado por este metal en los cuatro materiales previamente sintetizados. Posteriormente, con el objetivo de evaluar sus propiedades catalíticas de los nuevos materiales obtenidos, Cu@MCM-41, Cu@MCM-41-PSSA, Cu@PS-MCM-41 y Cu@PS-MCM-41-PSSA; se puso a prueba la síntesis de 1-Bencil-4-fenil-1H-1,2,3-triazol y de 1,4-difenilbuta-1,3-diino, productos de una reacción “Click” y del homoacoplamiento del fenilacetileno, respectivamente.