Remoción de metales pesados con carbón activado como soporte de biomasa

El incremento en los niveles de contaminación del agua por metales pesados ha resultado en un aumento en la investigación y el desarrollo de métodos más efectivos para su eliminación

Análisis de variaciones geométricas en el desempeño termohidráulico de evaporadores domésticos con crecimiento de escarcha

El uso eficiente de la energía es uno de los temas principales en años recientes. En el país, el consumo de electricidad en el sector doméstico representa el 25.4%, y de este el 29% es debida al uso de refrigeradores. Un intercambiador de calor tipo tubo y aleta operando como evaporador a temperaturas por debajo del punto de congelación del agua origina la formación de escarcha por el lado donde circula aire húmedo. La formación de escarcha ocurre por la deposición de pequeños fragmentos de hielo sobre la superficie fría, resultado del cambio de fase de vapor a sólido. La escarcha se deposita tanto en el área externa del tubo como en la de las aletas que lo rodean, obstruyendo el paso del aire e interviniendo en el rendimiento térmico del equipo. En este estudio se hace un análisis de variaciones geométricas de los evaporadores utilizados en refrigeradores domésticos, y se buscan configuraciones que permitan la operación del ciclo por más tiempo antes de la etapa de deshielo. En este estudio, se determina la distribución de flujo de aire en intercambiadores de calor tipo tubo y aleta con áreas de flujo variable. Se calculan las propiedades físicas y grosor de escarcha bajo condiciones de operación locales en cada uno de los segmentos en que se divide el evaporador. Se analiza el tiempo de operación en el cual el área libre de flujo entre aletas se reduce un porcentaje del área inicial tal que, la operación del equipo se ve comprometido. Se evalúa la disminución de la transferencia de calor y el aumento de la caída de presión en un evaporador tipo tubo y aleta continua a medida que crece la escarcha. Se identificaron las configuraciones que permitan un mayor tiempo de operación entre ciclos de deshielo mediante simulaciones termohidráulicas que muestran la relación de bloqueo de cada canal.

Purificación de aire mediante oxidación fotocatalítica de gases contaminantes NOₓ: estudio de los fotocatalizadores TiO₂ y ZnO

Los óxidos de nitrógeno (NOx) son gases contaminantes que afectan al medio ambiente al ser responsables de la formación de smog fotoquímico, lluvia ácida, ozono troposférico, reducción de la capa de ozono, además de participar en el efecto invernadero en la forma de N2O. Adicionalmente, la exposición a estos gases provoca daños a la salud de los seres humanos. Una propuesta tecnológica para abordar esta problemática ambiental es su eliminación mediante un proceso fotooxidativo, lo cual requiere del empleo de óxidos semiconductores con alta actividad fotocatalítica. En el presente trabajo de investigación se valoró el alcance de la tecnología de fotocatálisis heterogénea para la purificación de aire por eliminación de gases tipo NOx. Para este propósito, en una primera parte del trabajo se construyó un reactor fotocatalítico de acuerdo a la norma internacional ISO 22197-1 con el fin de realizar las pruebas fotocatalíticas en condiciones estándar a las establecidas por la regulación internacional y dar así consistencia a los resultados obtenidos. La segunda parte del trabajo consistió en la síntesis y caracterización de los óxidos semiconductores TiO2 y ZnO por el método sol-gel para lo cual en cada caso se aplicó un diseño de experimentos con el fin de encontrar las condiciones experimentales que permitieran la obtención del mejor fotocatalizador de cada sistema en base a sus propiedades fisicoquímicas. La actividad fotocatalítica de las muestras de TiO2 y ZnO se determinó en la reacción de fotooxidación de óxido nítrico (NO) en aire bajo radiación UV. Los mejores fotocatalizadores fueron seleccionados para pruebas de desempeño variando las condiciones experimentales de la reacción fotocatalítica como el caudal volumétrico que entró al reactor, la irradiancia y la cantidad de humedad presente en el medio de reacción, evaluando además el efecto de diversas variables experimentales de la reacción fotocatalítica en sus respectivos valores. Asimismo, el seguimiento de los productos de reacción confirmó la presencia iones nitrato (NO3-) como producto mayoritario de la fotooxidación de NO, lo que dota al proceso de eliminación de NO de un carácter sustentable. En una tercera parte del trabajo se probó la actividad fotocatalítica del fotocatalizador TiO2 cuando fue incorporado en un prototipo de material de construcción. El desempeño fue probado bajo condiciones simuladas y reales de exposición a la intemperie. Los resultados obtenidos indicaron la potencial aplicación de los materiales para el desarrollo comercial de productos fotocatalíticos. En la parte final del trabajo se presentan resultados obtenidos con óxidos semiconductores alternos a los convencionales como Bi2Mo3O12 y TiO2/WO3 cuyo principal propósito fue el de desarrollar fotocatalizadores cuya activación fuera mediante absorción en la porción visible del espectro solar.

Remoción de compuestos fenólicos de aguas residuales de la refinación del petróleo mediante electrocoagulación, fenton y foto-fenton

En la presente investigación se evaluó la aplicación de los tratamientos de electrocoagulación (EC), Fenton y foto-Fenton para remover compuestos fenólicos presentes en el agua residual de una refinería del petróleo, y cumplir con el nivel regulatorio de descarga establecido por la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés). En el proceso de electrocoagulación se evaluaron las variables de tiempo de tratamiento, densidad de corriente, tipo de electrodo, tipo de configuración, posición de los electrodos, pH y agitación, mediante un diseño experimental. Al agua electrocoagulada se le aplicó el tratamiento Fenton, en el cual se evaluaron las variables de concentración de H2O2, Fe2+, y el tiempo de tratamiento. Con el fin de mejorar los porcentajes de mineralización del agua electrocoagulada se aplicó el tratamiento foto-Fenton con luz ultravioleta, en el cual se evaluaron los efectos de las concentraciones de H2O2, Fe2+ y aireación. Conclusiones y contribuciones: Para el tratamiento de electrocoagulación, las mejores condiciones de operación se obtienen bajo las siguientes condiciones: 40 mAcm-2, tiempo de tratamiento de 20 min, pH 7, agitación de 155 rpm, con electrodos orientados horizontalmente en configuración monopolar en paralelo, usando electrodos de hierro; bajo estas condiciones se remueve 52.4% de fenoles totales y 42.3% de COT. La aplicación al agua residual electrocoagulada del tratamiento Fenton, conduce a la degradación de los compuestos fenólicos remanentes del tratamiento de EC a concentraciones menores a 1 ppm y 57.6 % de remoción de COT, siendo las condiciones siguientes las mejores obtenidas: concentración de 19.8 mgL-1 de Fe2+ y 612 mgL-1 de H2O2 en un tiempo de reacción de 15 min a pH 3. Los mejores resultados del tratamiento foto-Fenton aplicado al agua electrocoagulada se obtienen con 306 mgL-1 de H2O2, 19.8 mgL-1 de Fe2+, y con aplicación de aire, alcanzando una remoción de 88% de COT.

Modelo geológico-geofísico de la zona del silencio en el Centro-Norte de México

En la presente tesis, partiendo de un análisis cualitativo de mapas de anomalías gravimétricas y magnéticas de La Zona del Silencio, localizada al Centro-Norte de México, en la frontera entre los estados de Chihuahua, Coahuila y Durango, en el margen oeste del bloque de Coahuila, con el propósito de encontrar una relación entre los datos geofísicos obtenidos y las estructuras geológicas que se encuentran a lo largo del área de estudio se propuso un modelo que explica el origen de los rasgos geológicos-geofísicos superficiales y profundos. Dicho análisis se realizó a partir del procesamiento e interpretación de los mapas de anomalías tanto gravimétricas como magnéticas. Con los datos gravimétricos obtenidos del International Gravimetric Bureau se generaron mapas de anomalías de Aire Libre y de Bouguer Completa. Con el procesamiento de los datos se elaboraron mapas de las componentes Regional, Residual y Primeras Derivadas. Los datos aeromagnéticos fueron obtenidos del Servicio Geológico Mexicano, con los cuales se generaron mapas de Reducción al Polo y Residual. Complementando con un Modelo Digital de Elevaciones (DME), combinado con la revisión de los estudios geológicos previos se hicieron correlaciones con estructuras superficiales y bloques de basamento profundos de la zona. Dentro del área de investigación se observó una clara diferencia estructural entre basamento cristalino y relleno sedimentario. La dirección del campo gravimétrico es generalmente NNW-SSE y refleja la estructura del basamento. En los mapas de anomalías gravimétricas residuales se observó una tendencia regional con una orientación preferencial NNW-SSE, la cual se asocia con la provincia extensional de Cuencas y Sierras. Las anomalías magnéticas presentan una orientación principal WNW-ESE, las cuales se relacionan con la fábrica de basamento definida con el fallamiento profundo de edad Pérmico-Triásico-Jurásico de orientación WNW-ESE.