Ciencias e Ingeniería Ambientales
Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/11191/6733
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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.
- Síntesis de biodiesel a partir de grasa animal y vegetal por catálisis heterogénea(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-01) Oliva Montes, Jesus JosimarEn este estudio se realizó la síntesis de biodiesel por medio de una serie de reacciones de transesterificación, evaluando la conversión, selectividad, rendimiento y cinética de cada una; además de la caracterización de los productos de dichas reacciones por medio de cromatografía de gases. Las materias primas utilizadas fueron grasa de pollo cruda y aceite de ricino (proveniente de la higuerilla). Los catalizadores usados fueron hidróxido de potasio soportado en γ-alúmina (KOH/ γ-Al2O3) y zirconia sulfatada (ZrO/H2SO4) con tiempos de 1, 6 y 9 horas. Las reacciones fueron hechas con un catalizador, un aceite y un tiempo a la vez con el objetivo de poder comparar los resultados y determinar cual es la forma más eficiente para producir biodiesel. El alcohol utilizado fue metanol en todos los casos. Se hizo una extracción en un equipo Soxhlet de los aceites contenidos en las materias primas (grasa de pollo y semillas de higuerilla trituradas) para comparar la cantidad de aceite contenido en cada una. El contenido de aceite en la higuerilla fue de 47.35% y en el pollo de 45.70%. Además, se hizo una extracción por medio de calor del aceite de pollo con un rendimiento del 46%. La síntesis de los catalizadores se hizo por el método de sol-gel (ZrO/H2SO4) y método de impregnación (KOH/ γ-Al2O3). La caracterización de los materiales arrojó que ambos se pueden considerar como catalizadores nanoestructurados y con áreas superficiales grandes, 105 m2/g para KOH/γ-Al2O3 y 129 m2/g para ZrO2/SO4. La cromatografía de gases fue hecha en un equipo HP, utilizando un estándar de 37 metil ésteres marca Sigma Aldrich. Los análisis arrojaron que la mejor conversión de los aceites fue con la catálisis básica, obteniendo eficiencias de hasta 69.01% con el aceite de pollo durante 9 horas. Las eficiencias con el catalizador ácido no fueron las esperadas, ya que no se llegó ni al 40%. Los resultados de la selectividad y rendimiento indican que las reacciones tienen una tendencia a formar principalmente metil oleato y linoleato cuando se usa aceite de pollo y metil ricinoleato cuando se usa aceite de ricino; con rendimientos de hasta 22.80, 20.89 y 36.27% respectivamente. La cinética de las reacciones fue de primer orden al inicio y de segundo orden al final en el caso de 1 y 6 horas; mostrando un mejor comportamiento en las de 9. En las reacciones hechas con aceite de ricino no se pudo determinar un comportamiento.
- Factores de emisión de contaminantes atmosféricos y climáticos, y evaluación del potencial oxidativo y cancerígeno de las partículas finas por la quema de residuos agrícolas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) SANTIAGO DE LA ROSA, NAXIELILa quema de los residuos en la agricultura es un proceso químicamente ineficiente, lo que genera la emisión de diversos contaminantes atmosféricos que tienen implicaciones sobre la salud y el calentamiento global. Las partículas atmosféricas, los aerosoles de carbono orgánico (OC, por sus siglas en ingles), el monóxido de carbono(CO), el óxido nítrico (NO) y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs)se relacionan con daños a la salud y el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y los aerosoles de carbono negro (CN)tienen un efecto sobre el calentamiento global, ya que inducen a un forzamiento radiativo positivo. Con base en lo anterior, el objetivo de este trabajo fue determinarlos factores de emisión (FE) de partículas atmosféricas, HAPs, OC, CN, CO, CO2,NOy CH4a partir de la quema de los residuos de arroz, caña de azúcar, maíz, sorgo y trigo, para relacionar sus características fisicoquímicas con las emisiones y el comportamiento de la combustión, para ello se utilizaron dos metodologías de quema: en la primera se utilizó una cámara de combustión cerrada 3CEcon condiciones controladas, instalada en la Universidad Federico Santa María, Chile y en la segunda, una cámara de combustión abierta, construida en la Universidad Autónoma Metropolitana(UAM), unidad Azcapotzalco.
- Obtención de parámetros hidrodinámicos, fisicoquímicos y químicos para la operación eficiente del tratamiento de aguas residuales municipales en el sistema humedal de la UAM-Azcapotzalco(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-12) OSORNIO BERTHET, LUIS JESUSEl agua siempre ha sido un factor determinante de los seres vivos; en México la CONAGUA reporta en sus Estadísticas del Agua en México, que del total de aguas residuales municipales solo se trata el 35%, mientras de las aguas residuales industriales y las descargadas directamente a cuerpos receptores de propiedad nacional, únicamente es el 18% el agua tratada. Las aguas residuales no tratadas aportan contaminantes orgánicos e inorgánicos, tanto nutrientes como compuestos potencialmente tóxicos, microorganismos patógenos, residuos de fertilizantes, plaguicidas y los llamados contaminantes emergentes, a los cuerpos receptores causando el deterioro de calidad del agua. En los últimos años, los sistemas naturales de tratamiento de aguas residuales se han establecido en todo el mundo como una alternativa a los sistemas convencionales, entre ellos, se tienen a los humedales naturales y a los artificiales, asimismo, los sistemas lagunares, donde se pueden realizar combinaciones, ya que tienen ventajas respecto a otros sistemas de tratamiento en cuanto a costos iníciales competitivos de construcción, bajos costos de operación y mantenimiento, poco personal especializado para su operación y mantenimiento, además son estéticamente agradables a la vista. Del caudal total de aguas residuales tratadas (83.6 m3/s)en 2008, de las 1833 plantas de tratamiento de aguas residuales municipales, sólo el 0.56% recurrió al uso de humedales como su proceso principal. Este proyecto tuvo como objetivo el evaluar los parámetros tanto hidrodinámicos, como los fisicoquímicos y químicos que permitan hacer eficiente el tratamiento de un agua municipal en un sistema Humedal-Laguna piloto instalado en la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, donde uno de sus objetivos fue el obtener las características para diseñar sistemas de tratamiento a mayor escala de aguas residuales, principalmente en aquellas poblaciones que no tienen ningún tipo de tratamiento, principalmente en las comunidades rurales. Para mejorar la eficiencia del tratamiento se remodeló y realizaron pruebas previas, físicas, fisicoquímicas y químicas en el humedal sub-superficial de flujo horizontal (SSFH). Una primera fase experimental fue el diseño a escala del humedal para las pruebas hidráulicas e hidrológicas, así como en el humedal remodelado. En un fase posterior se sembraron las plantas hidrófitas Phragmitesaustralisy Typha latifolia, monitoreando la tasa de crecimiento yse obtuvieron los parámetros fisicoquímicos, asimismo se modeló el transporte de sólidos totales en suspensión (ST) y la hidrodinámica del humedal mediante el software IBER, para finalmente obtener las cinéticas de degradación de la materia orgánica (MO) a través de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y de la demanda química de oxígeno (DQO), de los ST, compuestos nitrogenados y fósforo en dos periodos (en la época de estiaje y en el periodo posterior a las lluvias). Finalmente se evaluó la calidad del agua tratada por el humedal SSFH utilizando y comparando dos índices de Calidad del Agua, el colombiano y el mexicano.
- Determinación de los parámetros hidrológicos, hidráulicos e índices de calidad para la recuperación de la laguna del sistema de tratamiento natural en la UAM-Azcapotzalco(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-12) GARCIA MARTINEZ, MAGDALENALas lagunas de estabilización son construidas para el tratamiento de aguas residuales domésticas, municipales y una amplia variedad de aguas industriales. Estos sistemas se han diseñado frecuentemente bajos los métodos de diseño racional que dan una explicación en términos cinéticos de lo que ocurre en estas lagunas. En la presente tesis se pretende describir de manera eficiente las condiciones y parámetros de operación de una laguna de maduración que complementa el tratamiento del agua residual que proviene del tratamiento de un humedal, con el objeto de dar continuidad al tratamiento destinado a la remoción de materia orgánica y lograr la obtención de un efluente de calidad, según la Norma Oficial Mexicana NOM-003-SEMARNAT-1997. Dicho sistema está ubicado en las instalaciones de la Universidad Autónoma Metropolitana de la Unidad Azcapotzalco. Se analizaron en primer lugar los tiempos de retención hidráulica y el comportamiento del flujo, para lo cual se construyó en un prototipo a escala; se modeló a través de un software IBER, el cual trabaja en dos dimensiones, analizando los módulos de sólidos sedimentables, turbulencia, número de Froude y velocidad, con la finalidad de evaluar de forma adecuada el comportamiento del sistema, asimismo se construyeron curvas peraltadas en los cambios de canal para evitar la formación de cortos circuitos. Se analizaron los parámetros fisicoquímicos in situ como son: temperatura, pH, conductividad eléctrica, sólidos totales, oxígeno disuelto, potencial redox, así como parámetros ex situ como son: DBO, DQO, alcalinidad, dureza, nitratos y algunos metales como fueron: magnesio, calcio, hierro, potasio y también fueron cuantificados los fosfatos. Se realizaron dos fases de muestreo principalmente en primavera e invierno en los años 2016 y 2017. Se llevó a cabo la obtención de la constante cinética de la degradación (k) de primer orden considerando la etapa de crecimiento exponencial y su relación con el tiempo de decaimiento de la DQO y DBO y con el modelo de Polprasert-Bhattarai se obtuvó el número de dispersión óptimo justificando el incremento de mamparas pasando de 3 a 6 y obteniendo así un régimen de flujo disperso con tendencia a pistón. Posteriormente se analizaron dos modelos de Índice de Calidad del Agua (ICA) correspondiente al modelo colombiano y modelo mexicano, los cuales contemplaron 5 y 9 parámetros respectivamente. Los resultados de ambos modelos clasificaron el agua del sistema bajo un criterio “aceptable”, es decir que resultó óptima para cultivos y para el desarrollo de la vida acuática.
- Producción de bioH2 por fermentación oscura a partir de pañales desechables usados(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-04) SOTELO NAVARRO, PERLA XOCHITLLos pañales desechables, uno de los símbolos de la cultura de usar y tirar, constituyen en México el 6.52% de los residuos sólidos urbanos, alrededor de 7,000 toneladas diarias, que generalmente son enviadas sin tratamiento a disposición final. Esto constituye una deficiencia seria en materia de la gestión de este tipo de residuos. Sin embargo, los pañales desechables están compuestos principalmente de celulosa y fibras sintéticas, susceptibles de ser aprovechadas por métodos biológicos. Entre éstos se encuentra la fermentación oscura, que es una alternativa para su valorización económica además de ser una clara opción para la producción de hidrógeno. En este contexto el presente proyecto tuvo como objetivo principal evaluar la fermentación oscura en lote de pañales desechables usados. De acuerdo a los resultados obtenidos en este trabajo se concluye que la fermentación oscura es una opción viable para el tratamiento biológico de los pañales desechables, contribuyendo a disminuir la cantidad de estos residuos que se envían a disposición final. Además, permite la obtención de un producto de valor agregado como lo es el hidrógeno, un combustible limpio. En el caso de los procesos de refinería en cascada como la producción H-M (hidrógeno-metano), aumenta significativamente la producción energética total del sistema.