Motores térmicos de vapor, gas y de combustión interna a través de PBL (Project Based Learning)

Nivel educativo: Grado. Duración (en horas): De 31 a 40 horas

Actas del II Congreso de Estudiantes de Ingeniería Química de la Universidad de Alicante

Actas distribuidas a través de memorias USB e Internet (web del congreso).

Química inorgánica. Manual de prácticas

Este texto está constituido por experimentos inspirados en los fenómenos físicos y químicos que cotidianamente se pueden observar o percibir. De tal forma, el texto que se presenta ahora como una segunda edición, pretende continuar contribuyendo a esa formación en el ámbito experimental del estudiante de Ingeniería Ambiental en sus niveles básicos, para un manejo fundamental de ciertos tópicos de la química inorgánica que le permitan desarrollar una actitud analítica frente a la observación de los fenómenos físicos y químicos que le ayuden a interpretar, concluir, recomendar.

Composición química de la biomasa verde y amonificada con diferentes niveles de urea del pasto Gamba (Andropogon gayanus), cv CIAT-621 en etapa fonológica de pansoneo, Santa Rosa, Sabana Grande, Managua

Se llevó a cabo un estudio con el objetivo de determinar el mejoramiento de la composición química de la biomasa verde y tratada con Urea como proceso de amonificación. El pasto utilizado fue el Gamba (Andropogon gayanus Kunth), cv CIAT- 621 el cual se encontraba en etapa fenológica de pansoneo. El muestreo se realizó durante el mes de noviembre del año 2009 en la Finca Santa Rosa, Universidad Nacional Agraria. Managua, Nicaragua. Los tratamiento consistieron en cuatro niveles de aplicación de Urea; 0, 1, 3 y 5 % en base al forraje verde a tratar, diluido en 0.5 lt de agua, y almacenados en bolsas de polietileno durante 21 días a temperatura ambiente. El diseño utilizado fue un DCA (Diseño completo al Azar) con tres repeticiones. Las variables de estudio para cada tratamiento fueron, porcentajes de; materia seca, proteína cruda, fibra ácido detergente (FAD), fibra neutro detergente (FND), calcio y fósforo. Se realizaron análisis de varianza (ANDEVA) y separaciones de medias, usando Duncan (P<0.05). Para el análisis estadístico las variables codificadas en porcentajes se transformaron, según, 2 arco seno p (Dos veces Arco seno de la raíz cuadrada de la proporción). Se encontró diferencias significativas (P ≤ 0.05) para las variables Proteína Cruda (PC), Fibra Ácido Detergente (FAD), Calcio y Fósforo. La PC varío de 5.24 % a 11.48 % para 0 % y 3 % de Urea respectivamente, mientras la FAD disminuyo de 56.06 % a 43.64 % para los mismos tratamientos. Los minerales evaluados presentaron una tendencia inversa con los tratamientos de Urea, incrementándose el Ca y disminuyendo el Fósforo a medida que aumentaba la dosis de Urea. La Fibra Neutro Detergente aunque no presentó diferencias estadísticas entre los distintos tratamiento fue mejorada (disminución del contenido fibroso) con el tratamiento 3 % de Urea. Se concluye que el tratamiento de 3 % de Urea es el más recomendado para la amonificación de forraje verde en etapa fenologica de pansoneo en Andropogon gayanus Kunth cv CIAT 621. Estos resultados son halagadores ya que con el uso de esta tecnología se evidencia la transformación de materiales maduros de baja o nula calidad en alimentos que provean nutrientes (Proteína – Energía y Minerales) al animal durante la época seca

Composición química de la biomasa verde y amonificada pasto Gamba (Andropogon gayanus, Kunth), cv CIAT-612, en inicio de floración, Santa Rosa, Sabana Grande, Managua, Nicaragua

Se llevó a cabo un estudio con el objetivo de determinar el mejoramiento de la composición química de la biomasa verde y tratada con Urea como proceso de amonificación. El pasto utilizado fue el Gamba (Andropogon gayanus Kunth), cv CIAT-621 el cual se encontraba en etapa fenológica de pansoneo. El muestreo se realizó durante el mes de noviembre del año 2009 en la Finca Santa Rosa, Universidad Nacional Agraria. Managua, Nicaragua. Los tratamiento consistieron en cuatro niveles de aplicación de Urea; 0, 1, 3 y 5 % en base al forraje verde a tratar, diluido en 0.5 lt de agua, y almacenados en bolsas de polietileno durante 21 días a temperatura ambiente. El diseño utilizado fue un DCA (Diseño completo al Azar) con tres repeticiones. Las variables de estudio para cada tratamiento fueron, porcentajes de; materia seca, proteína cruda, fibra ácido detergente (FAD), fibra neutro detergente (FND), calcio y fósforo. Se realizaron análisis de varianza (ANDEVA) y separaciones de medias, usando Duncan (P<0.05). Para el análisis estadístico las variables codificadas en porcentajes se transformaron, según, arco seno 2 p (Arco seno de dos veces la raíz cuadrada de la proporción). Los resultados encontrados demuestran diferencias significativas (P ≤ 0.05) para las variables Proteína Cruda (PC), Fibra Neutro y Ácido Detergente (FND, FAD), Calcio y Fósforo. La PC varío de 2.22 % a 6.07 % para 0 % y 5 % de Urea respectivamente, mientras la FND disminuyó de 78.47 % a 73.16 % para 0 y 3 % respectivamente. La FAD disminuyo de 52.46 % a 47.72 % para 0 y 3 % de inclusión de Urea. Los minerales evaluados presentaron una tendencia inversa con los tratamientos de Urea, Incrementándose el Ca desde el tratamiento testigo(0.65 %) hasta 1.24 % para 0 y 5 % de Urea. El Fósforo disminuyo de 0.21 % para el testigo a 0.14 % para 1 % de Urea.. Se concluye que el tratamiento de 3 % de Urea es el más recomendado para la amonificación de forraje verde en etapa fonológica de inicio de floración del Andropogon gayanus Kunth y que la tecnología de amonificación en verde ejerce un efecto positivo en el mejoramiento de la calidad del forraje.

Producción y composición química de la avispa (Hibiscus rosa-sinensis), a diferentes frecuencias de corte, Rancho Ebenezer, Masaya, Nicaragua

Se llevó a cabo un estudio durante el período lluvioso del año 2005, ‘Rancho Agropecológico’ “EBENEZER” Comarca ‘Hoja Chigüe’ Niquinohomo, Masaya, Nicaragua. El objetivo fue determinar la producción de materia seca y composición química de la biomasa a diferentes frecuencias de corte en Avispa (Hibiscus rosa - sinensis) . Se utilizó un diseño de bloques completos al azar (BCA) con tres repeticiones. Las frecuencias de corte fueron; 30, 45 y 60 días de rebrote. Las variables de estudio fueron longitud de rebrotes (cm), rendimiento de materia seca (kg de MS/ha/corte), porcentajes de materia seca, proteína cruda, fibra cruda, calcio y fósforo. Se realizaron análisis de varianza (ANDEVA) y separaciones de medias, usando Duncan (P<0.05). Las variables codificadas en porcentajes se transformaron, según, dos veces por el arco seno de la raíz cuadrada de la proporción, con el fin de ajustar los datos porcentuales a una distribución normal, Los resultados indican diferencias significativ as entre tratamientos para las variables; longitud de rebrote ( 29.90 y 1 3 .57 cm para frecuencias de 60 y 30 días); rendimiento de materia seca (1, 279.2 y 346.0 kg/ha/corte, para las mismas frecuencias). Se encontraron diferencias significativas para la materia seca (2 6.03, 15.15% para 60 y 30 días), proteína cruda (18.62 y, 23.16% para las mismas frecuencias), y fibra cruda (20.16 VS 15.67 % para 60 y 30 días). En cuanto a minerales, se encontró diferencias estadísticas para el fósforo no así, para el caso del calcio. El estudio permitió demostrar diferencias marcadas en la producción y composición química del forraje de Avispa (Hibiscus rosa-sinensis), observándose que, a diferencias de otros forrajes, los parámetros de calidad no presentan una disminución drástica a medida que se aumenta la edad de rebrote, con las frecuencias estudiadas.

Composición química de la biomasa verde del pasto Guinea (Panicum maximum, Jack), CV Colonial, con diferentes niveles de inclusión de urea. Finca Santa Rosa, sabana Grande, Managua

Se llevó a cabo un estudio con el objetivo de determinar el mejoramiento de la composición química de la biomasa verde y tratada con Urea como proceso de amonificación. El pasto utilizado fue el Guinea (Panicum maximum, Jacq) CV Colonial el cual se encontraba en etapa de plena maduración (75 días). Durante el mes de septiembre del 2011 se realizó un corte de uniformidad para proceder al muestreo durante el mes de noviembre en la Finca Santa Rosa, Universidad Nacional Agraria. Managua, Nicaragua.Los tratamiento consistieron en cuatro niveles de plicación de Urea; 0, 1, 3 y 5 % en base al forraje verde a tratar, diluido en 0.5 lt de agua, y almacenados en bolsas de polietileno durante 21 días a temperatura ambiente.El diseño utilizado fue un DCA (Diseño completo al Azar) con tres repeticiones. Las variables de estudio para cada tratamiento fueron,porcentajes de; materia seca, proteína cruda, fibra ácido detergente (FAD), fibra neutro detergente (FND) y cenizas. Se realizaron análisis de varianza (ANDEVA) y separaciones de medias, usando Tukey (P<0.05). Para el análisis estadístico las variables codificadas en porcentajes se transformaron, según, 2 arco seno p (Dos veces Arco seno de la raíz cuadrada de la proporción).Se encontró diferencias significativas (P≤ 0.05) para las variables Materia seca (MS), Proteína Cruda (PC)y, Cenizas (CEN), no encontrando diferencias estadísticas ( P > 0.05) para las variables Fibra Neutro Detergente (FND) y Fibra Ácido Detergente FAD).El porcentaje de materia seca vario desde 48.04 % hasta 24.30 % para 0 y 5 % de Urea respectivamente. La PC pasó de 3.36 % para el tratamiento sin Urea a 8.37 % cuando se aplicó 5 % de Urea mientras la CEN aumento de 7.85 % a 8.60 % para 0 y 3 % de urea. La FDN y FAD aunque no presentaron diferencias estadísticas para los tratamientos evaluados, fue mejorado (disminución del contenido fibroso) con el tratamiento 5% de Urea. Se concluye que el tratamiento de 5 % de Urea es el más recomendado para la amonificación de forraje verde del pasto guinea (Panicum maximum, Jacq) CV Colonial. Con estos resultados se confirma que con el uso de esta tecnología se evidencia la transformación de materiales maduros de baja o nula calidad en alimentos que provean nutrientes al animal durante las épocas críticas

Evaluación de niveles de fertilización química en el cultivo del maní (Arachis hypogaea L.) su incidencia en el rendimiento y calidad de la cosecha

El presente trabajo se realizó con el propósito de evaluar niveles de fertilización de nitrógeno, fósforo, potasio como elementos mayores y azufre, calcio y boro como elementos menores sobre el crecimiento, rendimiento y calidad del cultivo del maní utilizando la variedad George Runner la cual comprende un ciclo de 120-130 días bajo las condiciones ecológicas de la finca San José, León. El ensayo se estableció en la época de postrera del año 2000 utilizándose un diseño de bloques completos al azar con 6 tratamientos y 6 repeticiones; Encontrándose que la variable altura de planta no presento diferencias significativas a los 35 y 50 días, pero si se encontraron diferencias significativas a los 65 y 80 días después de la siembra, encontrándose que en esta última evaluación el tratamiento C (fertilización edáfica máxima más foliar) fue el que obtuvo la mayor altura con 41.6 cm. El diámetro del tallo presento diferencias significativas en todas las evaluaciones realizadas, en el cual a los 80 dds el tratamiento A (fertilización edáfica mínima más foliar) fue el que obtuvo el mayor diámetro con 4.9 mm. Para el número de hojas por planta se encontraron diferencias significativas en todas las evaluaciones realizadas, encontrándose que en la última evaluación el tratamiento C (fertilización edáfica máxima más foliar) obtuvo el mayor número de hojas con 286. De las variables evaluadas para el rendimiento y sus principales componentes se encontró diferencias significativas para el número de cápsulas en el cual el tratamiento C obtuvo el mayor número de cápsulas por planta con 139 y en el rendimiento de grano el tratamiento C fue el que obtuvo el mayor rendimiento con 4297 kg/ha.

Evaluación de alternativas de protección física y química de semilleros de chiltoma (Capsicum annum L.) contra el ataque del complejo mosca blanca (Bemisia tabaci, Gennadius) Geminivirus

La mosca blanca (B. tabaci) y los geminivirus que transmiten, se han convertido en un severo problema fitosanitario y socioeconómico para los productores de chiltoma (Capsicum annum L.) del municipio de Tisma, Masaya. Este complejo ha provocado grandes e importantes perdidas económicas al reducir los rendimientos, disminuir la calidad y aumentar los costos de producción de la chiltoma. Ante tal situación, en este municipio se evaluaron cuatro alternativas (tratamientos) de protección físicas y químicas de semilleros de chiltoma. Las alternativas evaluadas fueron: Semillero de chiltoma en bandejas bajo condiciones de Microinvernadero, semillero de chiltoma en bancos protegidos con malla organdí o antivirus (microtúnel), semillero de chiltoma en bancos tratado con aceite de Nim, semilleros de chiltoma en bandejas tratado con Gaucho y Confidor. Este estudio se realizó en el periodo comprendido entre los meses de mayo a noviembre del 2006. El tratamiento Microinvernadero presentó las poblaciones más bajas de mosca blanca por planta, y con respecto a la variable incidencia y severidad de virosis, los tratamientos Microinvernadero y Microtúnel, presentaron los menores porcentajes de incidencia y sev eridad de virosis. De acuerdo al análisis económico realizado en este estudio, se encontró que el tratamiento Microtúnel presentó el mayor rendimiento, mayores costos variables y mayor beneficio neto en comparación con los otros tratamientos.

Estudio de la factibilidad de aplicación, a escala planta piloto, del catalizador Cr2O3/Al2O3 en la reducción de emisión de SO2 a la atmósfera, proveniente de fuentes fijas : avances 2013

Resumen: Se planificaron las experiencias con el objeto de analizar el comportamiento del catalizador en la columna metálica de mayor diámetro. Se modificaron las masas usadas para verificar la eficiencia de retención respecto de la masa. Se realizaron ciclos de adsorción, desorción y readsorción sobre una misma muestra para determinar variaciones en la eficiencia del catalizador. En otra fase, en colaboración con el Dr. V. A. Ranea y el Dr. E. E. Mola (INIFTA, UNLP), se desarrolló el estudio teórico de la adsorción de moléculas de SO2, CH4, CO2, O2 y CO sobre Cr2O3(0001) mediante Teoría del Funcional Densidad (programa VASP, Vienna Ab-initio Simulation Package), y el estudio de la cinética de la reacción entre CH4, SO2 y el O2 junto con la presencia de especies sulfito y sulfato. Este estudio permitió hallar los sitios preferenciales de adsorción de S0 y la posible competencia con SO2 experimentalmente y por cálculos teóricos. Experimentalmente, se observa que la eficiencia de adsorción del catalizador respecto al SO2 es cercana al 100%. Se observa un pico de termodesorción a 1120 K. Luego, se estudió la oxidación de CH4 con SO2. Se observa que hay producción de CO2 desde temperatura inicial, seguida de un aumento significativo en la formación de CO2 hasta 330-340 K. Luego, la producción de CO2 se mantiene aproximadamente constante. Mediante el empleo de la ecuación de Arrhenius y resultados experimentales, se obtuvo la energía de activación de la reacción global, de 7 Kcal/mol. Mediante estudios teóricos, se determinó que la energía de quimisorción del SO2 sobre el Cr2O3 es de -3.09 eV para la configuración más estable, una energía de adsorción de O2 en estado disociativo de -1.567 eV, una energía para CH4 sobre O2 adsorbido previamente de -0.335 eV, y -0.812 eV para la configuración más estable de CO2 sobre el sustrato.

Evaluación de alternativas de protección física y química de semilleros de tomate (Lycopersicum esculentum Mill) contra el ataque del complejo Mosca Blanca (Bemisia tabaci, Gennadius) - Geminivirus y su efecto en el rendimiento, en el municipio de Tisma, Masaya

Con el objetivo de evaluar alternativas de protección físicas y químicas de semilleros de tomate, se llevó acabo un ensayo en el municipio de Tisma, Masaya; en el periodo comprendido entre mayo y septiembre del año 2007. El experimento se estableció semiestructurado, debido a que no se llevo acabo en una estación experimenta y además estuvo al cuidado del productor, ya que el enfoque del proyecto fue participativo, por tal razón las parcelas que se compararon fueron: Semillero de tomate en era protegidos con Nim®, Semillero de tomate en bandejas protegido con Gaucho®-confidor®, semillero de tomate en era protegidos con malla antivirus (Microtúnel) y semilleros de tomate en bandejas protegido bajo la tecnología de Microinvernadero. Se hicieron muestreos semanales de mosca blanca y además se muestreo la incidencia y severidad de virosis transmitida por este insecto a los 45 y 60 días después del transplante; a las variables evaluadas (Mosca blanca/pta, porcentaje de incidencia y severidad) se les hizo un análisis de varianza (ANDEVA) (PROC GLM en SAS) seguido de un análisis de comparación de medias por Tukey (SAS instituto, 1990); de acuerdo a este análisis realizado, la alternativa que presentó las menores poblaciones de mosca blanca fue el Microtúnel, seguido de forma ascendente por Nim, Gaucho-confidor y Microinvernadero. Con respecto a la incidencia y severidad de la virosis transmitida por mosca blanca los tratamientos que presentaron los porcentajes más bajos fueron los tratamientos de Microinvernadero y Microtúnel. La fase de campo finalizó con la recolección de datos para luego realizar una estimación de cosecha en todos los tratamientos, determinándose que el tratamiento Microinvernadero obtuvo los mayores rendimientos. Finalmente, se realizó un análisis económico basado en un presupuesto parcial en el cual, el tratamiento Microinvernadero presentó, el segundo mayor costo variable pero a la vez el mayor beneficio neto en comparación con los otros tratamientos. Además, los tratamientos que fueron no dominados (Microinvernadero y Gaucho-confidor) se les determinó la Tasa de Retorno Marginal, concluyéndose así, que el microinvernadero fue la tecnología mas rentable; por tal razón, es la alternativa que en este estudio se puede recomendar para los productores de este municipio.

Análisis de líneas de producción utilizando técnicas tradicionales

Resumen: En el contexto dinámico de producción de los procesos de manufactura modernos, los eventos críticos, que ocasionan inconvenientes, deben ser contemplados en el marco de la planificación y control de producción. Simular el impacto sobre la productividad ocasionado por un evento crítico, capturando la totalidad de los detalles operativos, se vuelve impráctico como herramienta de solución en tiempo real. Esta tarea se simplifica haciendo abstracciones operacionales del proceso mediante funciones analíticas, con lo cual se construye un metamodelo. Este trabajo propone una aplicación del metamodelo que describe el impacto operacional del evento parada de una máquina “clave” (máquina de control numérico computarizado, CNC) que afecta a la performance/productividad de la línea de producción en forma directa al número de partes demoradas e indirecta a las variables de respuesta dinámica. La incorporación de estos metamodelos en la toma de decisiones demuestra aportar una considerable mejora en la planificación del proceso de producción.

Redes neuronales artificiales aplicadas al análisis de datos en ingeniería ambiental e impacto ambiental

Resumen: Se realiza una revisión sobre los antecedentes de las Redes Neuronales Artificiales (RNA) como método de análisis de bases de datos medioambientales, aplicado en las diversas áreas de la Ingeniería Ambiental en general y de Impacto Ambiental en particular. Se describe como ejemplo, la aplicación de RNA en los algoritmos de inversión de datos obtenidos por sensado remoto satelital, para la medición de variables geofísicas

Herramientas y métodos para la caracterización de la sostenibilidad socio, productivo, ambiental en áreas representativas de la cuenca del río Carcarañá, en el sur de la provincia de Santa Fe

Resumen: El presente trabajo aborda la caracterización socio-ambiental de un tramo de la cuenca del Río Carcarañá que atraviesa el sur de la Provincia de Santa Fe, en Argentina. El sector de interés ha sido especialmente afectado por el desarrollo de la agricultura extensiva que, si bien ha sido un elemento determinante del crecimiento económico y de la expansión tanto de las áreas de uso agropecuario, como del medio urbano y recreacional hacia el rural, ha sido sometido a un uso extensivo que requiere analizar la vulnerabilidad ambiental de la cuenca por pérdida de bienes y servicios ecosistémicos, evaluar el soporte ambiental, el uso de los recursos y la sostenibilidad ambiental. Para lograr este objetivo se propone el empleo de La metodologia multimodal, para generar un marco de evaluaciones tanto sociales como biofísicas y energéticas y además bosquejar modelos empíricos y/o teóricos que permitan interpretar la dinámica de los diferentes contaminantes en la cuenca, así como las preocupaciones de la población con relación a estos temas.

Estudio de la reducción de SO2 con CH4 en presencia de O2 a altas temperaturas, sobre catalizador de Cr2O3 soportado en alúmina

Resumen: Se propone utilizar un óxido como el Cr2O3 como catalizador ya que se ha determinado anteriormente, en la primera etapa de esta investigación, (“Estudio comparativo de la retención de SO2 sobre óxidos de metales de transición soportados en alúmina”), que la retención de SO2 sobre su superficie es un proceso de quimisorción con formación de especies sulfito superficiales sobre sitios básicos y un proceso de óxido reducción del ión metálico. Apoya este mecanismo el hecho de que la cantidad de SO2 adsorbido es función de la temperatura. La mayor eficiencia del Cr2O3 puede explicarse en base a sus propiedades superficiales, lo cual ha sido utilizado en la segunda etapa de reacción de reducción, ya que se ha completado la etapa inicial de quimisorción. En la segunda etapa de esta investigación (“Estudio de la reacción de reducción de SO2 con CH4 a altas temperaturas sobre catalizador de Cr2O3 soportado en alúmina”), se apuntó al estudio de un nuevo tipo de sinergia entre propiedades ácido-base y propiedades redox en una misma superficie. Esta tercera etapa apuntó a determinar la influencia que tiene el O2 en este proceso, ya que el O2 se encuentra presente en las chimeneas industriales en las condiciones de reacción entre el SO2 y el CH4, y produce modificaciones en los parámetros de reacción. Se experimentó con diferentes masas de catalizador y flujos de los distintos gases, y se estudió la influencia de la presencia de oxígeno en la reacción y particularmente con diferentes flujos del mismo, y la posibilidad de regeneración del catalizador.