Ingeniería Ambiental

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Diseño de un plan de negocio para analizar la viabilidad de una planta de recuperación de residuos sólidos inorgánicos en la ciudad de Mitú

Correa Henao, Oscar David | 2022

RESUMEN: La presente investigación, consiste en el diseño de un plan de negocio para analizar la viabilidad de una planta de recuperación de residuos sólidos inorgánicos en la ciudad de Mitú. Se realizó un análisis del contexto socioeconómico de la ciudad de Mitú y un diagnóstico del manejo de los residuos sólidos que genera dicha población. Partiendo de lo anterior se plantea la puesta en marcha de una planta de recuperación de materiales aprovechables como lo son el papel y cartón, el plástico y los metales, para lo que se realiza un estudio del mercado de dichos materiales, se determinan los aspectos técnicos que debería tener la empresa, y teniendo en cuenta el contexto nacional y principalmente el contexto local del proyecto, se proponen unos supuestos para obtener por medio de la proyección del flujo de caja a 10 años de operación, su viabilidad financiera.

Caracterización del ecosistema límite superior del bosque (lsb) en la zona de amortiguación del PNN Los Nevados, en la Cuenca del Río Claro, Caldas

Gutiérrez Lagoueyte, María Elena | 2022

RESUMEN: Los ecosistemas clave para la conservación en Colombia representan hoy en día una importante necesidad de ser estudiados debido al poco conocimiento que hay sobre algunos. Es el caso del ecosistema del Límite Superior del Bosque (LSB) del Parque Nacional Natural los Nevados, el cual tiene ecosistemas adyacentes de gran importancia como lo es el páramo, pero su conocimiento e investigación es muy poca. Con esta investigación se caracterizó el ecosistema del LSB usando metodologías SIG, fotointerpretación de imágenes satelitales, determinación del NDVI y verificación de información en campo. Se obtuvieron nuevos mapas del área de estudio, como el uso del suelo y pendientes. Además, con base en información tomada en campo, se caracterizó la composición y estructura de la vegetación dominante y algunas propiedades de los suelos, así como la revisión de la clasificación de las coberturas vegetales. Se hizo una integración de la información recopilada y analizada para establecer el estado en el que se encuentra este ecosistema actualmente en comparación al potencial que podría haber.

Análisis de la transición energética en los países latinoamericanos y el poder de decisión de los usuarios finales.

España F., Juan Manuel | 2022

RESUMEN: El presente trabajo brinda un análisis sobre como los usuarios finales están cambiando el marco de la transición energética con la masificación de los recursos energéticos distribuidos y la digitalización de los sectores eléctricos en diez países de Latinoamérica; Perú, Chile, Argentina, Uruguay, Paraguay, Ecuador, Brasil, Costa Rica, Colombia y México. Adicionalmente, se realiza una investigación de la situación actual teniendo en cuenta la capacidad instalada y el porcentaje de participación de fuentes no convencionales de energía (FNCE), la estructura general y las principales autoridades del sistema eléctrico, los mecanismos, la política pública y la regulación que permitan la elaboración y ejecución de proyectos renovables, el nivel de implementación de infraestructura de medición avanzada (AMI), las tarifas eléctricas, la legislación y las condiciones para ser prosumidor, los métodos de remuneración para los excedentes inyectados a la red y los principales proyectos de energía centrados en el usuario. Con la información reportada se procedió a verificar la misma con expertos del sector eléctrico mediante entrevistas de validación online para cada país y se construyó un ranking latinoamericano del poder de decisión de los usuarios de energía dividido en cuatro bloques; bloque 1 - Penetración de FNCER y competencia en el sistema eléctrico, bloque 2 - Tarifas de energía, bloque 3 - Condiciones de generación a pequeña escala y bloque 4 - Medición inteligente y proyectos de innovación. La gráfica de barras final con los puntajes totales de los cuatro bloques analizados dio como resultado la siguiente lista de países; ordenados de mayor puntaje a menor; Uruguay, Costa Rica, Chile, México, Argentina, Brasil, Colombia, Ecuador, Perú y Paraguay.

Inclusión de pequeños prosumidores en el modelo de transacción de certificados de energía renovable de EcoGox

Durán Hernández, Juan David | 2022

RESUMEN: La transición energética es una de las más grandes apuestas que están realizando los países en materia de sostenibilidad y una meta a la que la mayoría de las personas desea aportar debido a las notables consecuencias del cambio climático. Los Certificados de Energía Renovable (RECs) son grandes aliados para facilitar el acceso a este tipo de electricidad, y, con ello, reducir los impactos ambientales derivados del uso de fuentes no renovables. EcoGox es una plataforma colombiana liderada por XM, que se dedica a la transacción de REC. En la actualidad, dentro de su modelo solo pueden inscribirse plantas con generación mayor a 1MW para comercializar sus certificados, excluyendo a los pequeños prosumidores que también generan energía renovable, pero en menores cantidades. Con el fin de proponer a EcoGox recomendaciones para la inclusión de pequeños prosumidores en su modelo, se hizo un análisis de barreras, para el cual primero se evaluó el aporte de los REC a la implementación de estándares de sostenibilidad y su importancia para el posicionamiento internacional del mercado colombiano. También se definieron los beneficios ambientales, sociales y económicos de su inclusión, a partir de su relación con los ODS y lo expresado por otros autores en el pasado. Para identificar las barreras de ingreso de los pequeños prosumidores en la plataforma de EcoGox, se llevaron a cabo entrevistas y una encuesta, donde se indagó sobre la percepción de las energías renovables, la voluntad de ingresar en este mercado y el conocimiento acerca de los REC. A partir de los datos proporcionados por parte de uno de los prosumidores entrevistados, se planteó un escenario base para el desarrollo de un análisis financiero, con el fin de conocer la rentabilidad que tendría el prosumidor al entrar en la plataforma. Se encontró que los REC juegan un papel importante en el cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad de las empresas que puede mejorar su reconocimiento a nivel internacional; además, conllevan a la generación de una gran cantidad de beneficios sociales y ambientales. Las principales barreras desde el punto de vista del prosumidor se identificaron en torno al aspecto económico, debido a que el precio actual de los REC en Colombia no es suficiente para generar una rentabilidad significativa. Por su parte, desde el punto de vista de la plataforma, las barreras se encuentran en el mismo aspecto, debido a que la inclusión de usuarios con poca generación de energía implica mayores costos operacionales por un menor beneficio. Para superar las barreras identificadas, se propusieron varias recomendaciones, entre las cuales las principales son el planteamiento de estrategias de posicionamiento de la plataforma y del mercado de REC, y la creación de mecanismos de agregación de prosumidores.

Evaluación toxicológica de carbon dots producidos a partir de Molinia caerulea y Elaeis guineensis

Gaviria Arroyave, Maria Isabel | 2022

RESUMEN: Las enfermedades transmisibles causadas por la presencia de microorganismos patógenos, como Staphylococcus aureus y Escherichia coli, en aguas, alimentos y ambientes hospitalarios, han generado no solo un impacto negativo en la salud pública, sino también evidentes pérdidas económicas. Especialmente en países con condiciones de agua y saneamiento deficientes. Para el control de estos microorganismos se han empleado antibióticos que pueden generar resistencia. Teniendo como consecuencia el desarrollo de condiciones graves y obligando al uso de concentraciones más altas de dichos antibióticos o de sustancias químicas cada vez más potentes. En los últimos años, nanomateriales como nanopartículas de plata, oro y derivados de fuentes vegetales han ganado reconocimiento por ser utilizados como alternativa efectiva ante posibles agentes infecciosos. Sin embargo, persiste en la actualidad la necesidad de ampliar las estrategias que se utilizan como mecanismo de prevención y control de microorganismos patógenos disminuyendo los efectos adversos. Este proyecto tuvo como finalidad medir el potencial de los nanomateriales carbonosos como los Carbon dots (CD) para el desarrollo de aplicaciones que permitieran el control de microorganismos. Para ello se definieron tres etapas: 1) Se llevó a cabo la prueba del Poder Bactericida para determinar la actividad bacteriana de los Carbon dots (CD), sintetizados a partir de biomasa residual (Biochar) de las especies Molinia caerulea y Elaeis guineensis, en las bacterias Escherichia coli ATCC 8739, Staphylococcus aureus ATCC 6538 y la levadura Saccharomyces cerevisiae ATCC 9763. Teniendo en cuenta la norma NTC 5150, y concentración en partes por millón (ppm), pH y tiempo en minutos de exposición de los microorganismos con el nanomaterial; 2) Se analizó el ensayo Microtox® en cuerpos de agua para estimar el efecto de los CD al final de su vida útil; y 3) Se analizó la prueba MTT para corroborar la citotoxicidad de los nanomateriales, la cual se realizó con CD de E. guineensis y la línea celular NIH/3T3 (fibroblastos embrionarios de ratón). De acuerdo con los resultados obtenidos, los CD a partir de E. guineensis y M. caerulea son nanomateriales inhibidores de los microrganismos evaluados. El ensayo Microtox® para CD de Elaeis guineensis no arrojó toxicidad, y los CD de Molinia caerulea se clasificaron como moderadamente tóxicos; y, finalmente, como resultado del ensayo MTT se obtuvo que los CD de E. guineensis no son citotóxicos. Los tres estudios abordados muestran que los nanomateriales estudiados tienen potencial para el desarrollo de aplicaciones que pretendan el control de microorganismos. Al comparar los resultados obtenidos respecto a revisión bibliográfica para los CD estudiados, utilizando una ponderación de estos, se concluye que los CD de E. guineensis son el nanomaterial con el mayor potencial para la elaboración de un producto para el control de microorganismos. 

Impacto ambiental en la microcuenca Cascabel ocasionado por la actividad minera del municipio de Marmato, Caldas

Tobón M., Olga Lucia | 2022

RESUMEN: El presente trabajo tuvo como objetivo analizar el impacto ambiental ocasionado por las plantas de beneficio de oro de Marmato, Caldas en la microcuenca de la Quebrada Cascabel, para cumplir con este objetivo, se hizo una búsqueda de información secundaria de estudios hechos en la zona y se realizó la caracterización ambiental de la microcuenca para tener un contexto del área en estudio. Luego, se identificaron y evaluaron los impactos ambientales, a partir de visitas y observaciones en el área de estudio, utilizando métodos como la lista de chequeo y la matriz de Conesa de acuerdo a las actividades realizadas por las plantas de procesamiento de oro. Posteriormente, se analizaron los impactos ambientales más significativos y se procedió a elaborar las medidas de manejo ambiental en la microcuenca, contemplando medidas de prevención, mitigación, corrección o compensación. Se concluyó que las actividades de los entables mineros generan impactos ambientales moderados y severos, afectando los recursos naturales (agua, suelo, aire, flora y fauna) de manera significativa y ocasionando un gran deterioro sobre la microcuenca de la quebrada Cascabel especialmente sobre el recurso hídrico, por lo tanto, es necesario realizar un trabajo conjunto entre las autoridades municipales, personal encargado de las plantas de beneficio y la comunidad, para elaborar e implementar las estrategias de manejo ambiental acordes a la problemática ambiental que se evidencia en la microcuenca de la quebrada Cascabel.

Viabilidad técnica del proceso de vitrificación como alternativa al manejo de relaves mineros

Torijano Gutiérrez, Sandra Adela | 2022

RESUMEN: El crecimiento exponencial de la población conlleva a una alta demanda de productos y servicios, para la satisfacción de esta demanda se requiere de un suministro constante de minerales, produciendo como efecto secundario, un conjunto de subproductos residuales de diferentes tipos, dentro de estos, los relaves o colas que son acumulados en depósitos de tipo presa y se convierten en pasivos ambientales mineros. En Colombia la minería de oro ha reportado un incremento de hasta un 260% en la producción de oro en un periodo de tiempo de 4 años, y en consecuencia un incremento proporcional en la generación de relaves, estos relaves representan un riesgo potencial de contaminación al medio ambiente y afectaciones a la salud humana debido a que las estructuras de contención presentan riesgo de colapso, y potencial para la formación de drenajes ácidos que pueden resultar en la lixiviación de elementos nocivos como metales pesados. Por lo anterior, se destaca la necesidad de generar alternativas al manejo de los residuos sólidos mineros, y se presenta la vitrificación como una práctica que podría ser viable al manejo y aprovechamiento como materia prima para la producción de un material vítreo con valor agregado y que adicionalmente tiene la capacidad de neutralizar los contaminantes que estén presentes en los relaves dentro de la matriz del vidrio. Para lograr el objetivo de este estudio se tomaron tres muestras representativas de un depósito de relaves en estado de abandono de una mina ubicada en el municipio de Segovia, (Antioquia), se planteó una metodología que parte de la caracterización física y química de los relaves por análisis granulométrico, espectrometría de absorción atómica y fluorescencia de rayos x, para así determinar los contaminantes a neutralizar, el potencial como materia prima y la formulación con fundentes necesaria para el proceso de vitrificación. Para el proceso de vitrificación se formularon tres composiciones potenciales utilizando relaves, fritas fundentes y nitrato de potasio (KNO3), el proceso de fundición se llevó a cabo bajo la asesoría de Sumicol, empresa del Grupo Corona. Los resultados del proceso de fundición indicaron que los relaves tienen bajo potencial para ser utilizados como materia prima en la vitrificación, pues tiene altos contenidos de óxido de silicio (SiO2) y alúmina (Al2O3) que son óxidos formadores de red vítrea, pero tienen un punto de fusión muy elevado y presentan alta viscosidad, lo que dificultad su trabajabilidad y demanda una gran cantidad de fundentes lo que hace inviable el tratamiento técnica y económicamente.

Alternativa de aprovechamiento de la planta invasora Matandrea (Hedychium coronarium) como posible agente antimicrobiano

Torijano Gutiérrez, Sandra | 2022

RESUMEN: La planta Hedychium coronarium también conocida como Matandrea es nativa de Asia, esta se reportó en Colombia con un nivel de invasión de alto riesgo ya que debido a su rápido crecimiento y alta adaptabilidad provoca efectos negativos en los servicios ecosistémicos, en la agricultura, en diversos ecosistemas y además amenaza la biodiversidad nativa. Para generar valor en la planta H. coronarium, contribuir con el control de la proliferación de la misma y teniendo en cuenta que estudios anteriores arrojaban la posible propiedad antimicrobiana del aceite esencial de la planta, en el presente trabajo se llevó a cabo la extracción del aceite esencial de la planta H. coronarium recolectada en Manizales y en la quebrada La Ayurá de Envigado, por el método de hidrodestilación. Se extrajo aceite esencial de las hojas, pseudotallos, raíz y rizomas de la planta H. coronarium recolectada en Manizales y en la quebrada La Ayurá de Envigado. Se identificaron los posibles compuestos que predominaban en la composición de los aceites extraídos por medio del método de cromatografía de gases acoplado a masas. Se comparó la composición de estos aceites con trabajos que mostraban la composición de aceites extraídos de la misma planta, pero perteneciente a otros países. Los aceites extraídos se sometieron a un análisis microbiológico donde se les evaluó su actividad bactericida por la técnica del antibiograma en un microrganismo grampositivo y uno gramnegativo, pero en ninguno de los casos se observó actividad de los microorganismos evaluados. Se recomienda que en futuros procedimientos el proceso de extracción de aceite esencial se realice con un volumen mayor a 150 gramos de material vegetal debido al bajo rendimiento de la extracción del aceite de la planta H. coronarium.

Propuesta del Sistema de Gestión Ambiental para la Universidad EIA

Castaño Posada, Carlos Mario | 2022

RESUMEN: En los últimos años, el cambio climático y la contaminación de los ecosistemas han cambiado los paradigmas de desarrollo, así, en la búsqueda de la adaptación, se ha presentado una fuerte tendencia por implementar sistemas de gestión ambiental que garanticen la disminución de los impactos generados. Las instituciones de educación superior se han unido a esta iniciativa, con el fin de lograr un desarrollo sostenible y una ventaja a nivel competitivo. La Universidad EIA, como institución fundada en 1978, trae consigo un largo recorrido en la búsqueda de la sostenibilidad. Sin embargo, no se tienen unas metas específicas trazadas, por lo cual, el sistema de gestión ambiental se convierte en una herramienta de apoyo para el cumplimiento de los objetivos de desarrollo sostenible (ODS), metas que cierran su vigencia en 2030, además de un medio para asegurar una mejora considerable en el desempeño ambiental de la universidad. El presente trabajo de grado tiene como objetivo proponer un Sistema de gestión ambiental (SGA) basado en la norma técnica Colombiana ISO 14001:2015. Para ello, inicialmente se entenderá el contexto organizacional de la institución y la situación actual en cuanto a los aspectos e impactos ambientales. Posteriormente se procederá a plantear la política ambiental y las estrategias y planes de acción para asegurar el cumplimiento de las metas planteadas de acuerdo con las necesidades de la institución. Finalmente se realizará una guía en la cual se expondrán los pasos a seguir para dar cumplimiento al SGA.

Evaluación del uso por las aves de distintas especies de plantas, en un tramo del corredor ecológico de la quebrada La Hueso de la ciudad de Medellín

Velásquez, Maria Patricia | 2022

RESUMEN: Este proyecto evaluó el uso que le dan las aves a las diferentes especies de plantas que se encuentran presentes en un tramo del corredor ecológico de la quebrada La Hueso de la ciudad de Medellín, con el fin de indagar si estos espacios ayudan a compensar el problema creciente de la expansión urbana y la fragmentación de los ecosistemas. Esta investigación se realizó mediante avistamientos en el tramo de estudio junto con revisiones bibliográficas. Con este proyecto se pudo identificar cuáles especies de árboles y arbustos de este tramo del corredor ecológico tienen un uso potencial por la avifauna. Esta información es útil para futuras plantaciones donde se busca la conectividad ecológica dentro de la ciudad.

Identificación de especies arbóreas para la remoción de contaminantes y la captura de carbono en el Valle de Aburrá

Arroyave Maya, María del Pilar | 2022

RESUMEN: La contaminación atmosférica es uno de los principales problemas ambientales que afectan la salud y la calidad de vida de la población urbana en el mundo. Los municipios del Valle de Aburrá no son ajenos a esta situación, como lo demuestran los diferentes informes de calidad del aire publicados por la autoridad ambiental. Una de las medidas para contribuir a la solución de esta problemática es el diseño estratégico de la infraestructura verde. El objetivo de este trabajo es identificar el potencial de las especies arbóreas en el Valle de Aburrá para remover contaminantes del aire y capturar carbono. Además, se pretende determinar cuáles rasgos funcionales están asociados a estos servicios y estimar estos beneficios en un sitio piloto de la ciudad de Medellín. Con el fin de cumplir estos objetivos, se seleccionaron 206 especies arbóreas, principalmente nativas de Colombia, existentes en la zona urbana del Valle de Aburrá, y se estimó la remoción de contaminantes (O3, PM2.5, NO2, SO2, CO) y el almacenamiento y la captura de carbono, mediante el software i-Tree Eco. Para el análisis de los rasgos funcionales, se seleccionaron cinco especies de árboles y se midieron las siguientes características: el área foliar, la masa seca foliar, el área específica foliar, la longitud foliar, el índice de área foliar (IAF), la densidad estomática y la presencia de tricomas. Como resultado, se obtuvo la clasificación de las especies, según su potencial para prestar estos servicios. Se encontró que Ceiba pentandra, Lecythis tuyrana y Caryocar glabrum son las especies que presentan la mayor remoción de contaminantes; Alchornea costaricensis, Anacardium excelsum y Cariniana pyriformis son las que presentan un mayor almacenamiento de carbono; y Alchornea triplinervia, Caryodendron orinocense y Cochlospermum orinocense son las que presentan mayor secuestro de carbono. El análisis de correlación entre los rasgos funcionales y los servicios ecosistémicos arrojó que, para el almacenamiento y secuestro de carbono, el DAP y la altura de los árboles tienen una correlación alta; sin embargo, la remoción de contaminantes no presentó correlaciones significativas con los rasgos funcionales analizados. Finalmente, la estimación de los servicios ecosistémicos en el sitio piloto (Compañía de Galletas Noel) determinó que los 220 árboles existentes en las zonas verdes de la empresa compensan la huella de CO2 y PM2.5 de desplazamiento de 13.848 y 40.340 empleados, respectivamente.

Propuesta de producción más limpia en una fábrica de arepas de maíz- caso de estudio. Productos alimenticios La Abundancia

Cadavid, Carlos Fernando | 2022

RESUMEN: El manejo ambiental que se tiene en algunas micro, pequeñas y mediana empresas (mipymes) sobre sus emisiones, vertimientos, desechos o residuos generados por estas, se puede presentar de manera incorrecta y perjudicial, una de las causas puede ser la inversión a sus costos ambientales, que bien puede ser poca o nula. En Medellín, se estima que puede haber alrededor de 60 fábricas de arepas de maíz que hacen parte de las mipymes de la ciudad, estas fábricas, presentan problemas ambientales y tecnológicos, debido a que elaboran un producto muy tradicional de la zona por lo que sus procesos y maquinaria no son muy innovadores aumentando sus impactos ambientales. La producción más limpia, es una estrategia ambiental que busca un equilibrio entre los aspectos económicos y ambientales de una empresa, por medio de buenas prácticas de operación, tecnologías limpias, disminución en los consumos de agua, energía y materiales, entre otras estrategias que buscan soluciones de mitigación y prevención desde el inicio del proceso para disminuir costos. Este proyecto tomará la empresa Productos Alimenticios La Abundancia como caso de estudio, la cual se estará visitando para la obtención de información pertinente y, de tal forma, conocer el estado ambiental de la empresa, así, poder analizar las estrategias más favorables que se deberán aplicar para el área de producción en donde se elaboran las arepas de maíz. Finalmente, se obtendrá una propuesta de producción más limpia que se evaluará, tanto en el aspecto ambiental como en el económico, para identificar el costo-beneficio que obtendrá la empresa si llegase a aplicar esta propuesta en el área de producción.

Evaluación de biochar procedente de cuesco de palma como mejorador de suelos

Quinchía Figueroa, Adriana María | 2021

RESUMEN: El creciente aumento en la demanda de alimentos y las preocupaciones ambientales hace que la agricultura cada día se enfrente a retos de mayor magnitud, en la actualidad la aplicación del biochar como mejorador de suelos ha revolucionado la forma en que se pueda dar uso a los residuos sólidos provenientes de los cultivos de distintas plantas, por ello el proyecto se basa en elaboración de biochar a partir de procesos termoquímicos en ausencia de oxígeno proveniente del cuesco de la palma de aceite producido en el Urabá antioqueño, de modo que pueda dar uso a la gran cantidad de residuos producidos en este proceso agroindustrial. El proyecto pretende brindar información sobre la producción de biochar y su capacidad de actuar como mejorador de suelos, analizando aspectos como el área superficial, la porosidad y grupos funcionales, cuya información nos dará la importancia de su aplicación en suelo. Se producirá el biochar media procesos de pirólisis a diferentes temperaturas y tiempos de residencia y se evaluará su aplicación a una escala de laboratorio, esperando saber cuál es el punto adecuado en términos de porosidad y área superficial para dar con el biochar a seleccionar.

Estrategia para la gestión de residuos sólidos domiciliarios con potencial reciclable en el sector de Palonegro del barrio Altos de Capri de Manizales, Caldas

Mejía Echeverry, Constanza | 2021

RESUMEN: Los residuos sólidos con potencial reciclable producidos en las viviendas de Manizales, Caldas, generan una gran oportunidad de aprovechamiento en el sector productivo del municipio. La reincorporación de estos a la cadena productiva por medio de la economía circular ayudará a reducir los impactos ambientales producidos por la inadecuada gestión de dichos residuos. En este proyecto se trabajará con los residuos sólidos domiciliarios con potencial reciclable producidos en las viviendas presentes en el sector de Palonegro del barrio Altos de Capri de Manizales, con el fin de encontrar la estrategia óptima de gestión de los residuos mencionados, teniendo en cuenta la separación en la fuente que los usuarios ejercen y el conocimiento que tienen sobre este tema al realizarles una encuesta, además se busca implementar una ruta de recolección con la ayuda de los recuperadores que recorren el barrio seleccionado, la cual será diseñada con el programa de georreferenciación ArcGis. Se espera poder cuantificar el nivel de conocimiento de los usuarios respecto al tema, para así poder implementar con mayor eficiencia la ruta de recolección selectiva por parte de los recuperadores de la zona y por consiguiente generar una posible estrategia de creación de conocimientos efectivos y duraderos para los habitantes de las viviendas de estudio, en cuanto a la adecuada gestión y disposición de los residuos sólidos domiciliarios con potencial reciclable.

Estudio de la cinética de adsorción del buchón de agua (eichhornia crassipes) presente en la planta de tratamiento de aguas residuales de la Universidad EIA

Torijano Gutiérrez, Sandra | 2021

RESUMEN: El presente trabajo de grado se enfoca en el estudio de la planta Eichhornia crassipes (buchón de agua), con el fin de conocer el proceso de remoción que se esta llevando a cabo en la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de la Universidad EIA, teniendo en cuenta la influencia de las condiciones ambientales en las cuales se encuentra la institución. Para ello se realizaron análisis fisicoquímicos del agua residual, y de la biomasa del buchón de agua durante seis semanas donde se conocieron los porcentajes de eficiencia de remoción de los contaminantes evaluados. Por otro lado, para conocer la cinética de remoción de materia orgánica se hizo un muestreo durante nueve días donde se determinó la DBO diaria y mediante el método gráfico de Thomas se calculó la constante de desoxigenación de materia orgánica carbonácea, con lo cual se pudo conocer el comportamiento de remoción del humedal presente como tratamiento terciario. Los resultados de las caracterizaciones arrojaron que las condiciones ambientales están influyendo negativamente en la eficiencia de remoción del buchón de agua, siendo las condiciones de temperatura, radiación solar y oxigeno disuelto en el agua las principales determinantes en la poca eficiencia del buchón.

Evaluación del uso de aptámeros para el desarrollo de un biosensor basado en carbon dots para la detección de pesticidas organofosforados en agua

Gaviria Arroyave, Maria Isabel | 2021

RESUMEN: Los pesticidas organofosforados son ampliamente utilizados en la industria agrícola para la mejora de la producción de los cultivos, sin embargo, se estima que apenas el 1% de la cantidad de pesticida aplicado en el área de interés es realmente aprovechado por las plantas y el resto se convierte en un contaminante ambiental que puede llegar fácilmente a los cuerpos de agua por escorrentía. Aunque actualmente se utilizas técnicas confiables basadas en cromatografía para la detección de dichos contaminantes, estas suelen ser tediosas dado que necesita de personal altamente calificado y equipos robustos que inviabilizan la caracterización de muestras en campo. Por esto, a lo largo del tiempo se ha incrementado el interés por el desarrollo de tecnologías que permitan la detección de dichos contaminantes de manera precisa, portable y en tiempo real para evitar los efectos adversos que estas sustancias puedan llegar a producir en los ecosistemas y hacia la salud humana. Los biosensores poseen el potencial para superar estas limitaciones de las tecnologías tradicionales y existe gran cantidad de producción literaria enfocada en la capacidad de detección de estos dispositivos para diversas moléculas analito, incluidos los pesticidas. Del mismo modo, se ha aumentado el interés por el uso de aptámeros como biorreceptor para el desarrollo de biosensores, los cuales son oligonucleótidos monocatenarios de secuencias cortas generados mediante un proceso in vitro, ya que posee mayor selectividad en comparación con el uso de anticuerpos o enzimas. En este trabajo se evaluó el uso de aptámeros para el desarrollo de un biosensor basado en carbon dots para la detección de pesticidas organofosforados, para lo cual se aplicó una metodología divida en tres fases, en la primera se realizó una revisión bibliográfica para identificar las condiciones que influyen en el desempeño de los aptámeros en los procesos de detección, en la segunda se realizaron protocolos experimentales para determinar la estrategia de detección más adecuada del sistema aptámero-carbon dots, por último, se evaluó la respuesta del sistema a diferentes concentraciones de los pesticidas organofosforados clorpirifos y profenofos. Con lo anterior, se logró con éxito la conjugación entre los aptámeros y los carbon dots mediante la caracterización por espectroscopia UV VIS, espectroscopia de fluorescencia y microscopia electrónica de transmisión (TEM). También, se encontró que las mejores condiciones de detección se presentaban con el uso de óxido de grafeno como agente modulador de fluorescencia y se realizaron pruebas para determinar la concentración mediante la cual se lograba una inactivación de la fluorescencia de los carbon dots más eficiente. Por último, se evaluó la respuesta de recuperación de señal de fluorescencia del sistema aptámero-carbon dots al exponerse a diferentes concentraciones de los analitos, en donde se identificó una tendencia de recuperación de fluorescencia proporcional al aumento de las concentraciones de los pesticidas.

Evaluación de modelos de negocio basados en economía circular para paneles solares fotovoltaicos a partir de las proyecciones de crecimiento de energía solar para 2030 en Colombia

Ortega Arango, Santiago | 2021

RESUMEN: Con el incremento en el uso de la energía solar fotovoltaica como solución a las problemáticas actuales relacionadas con el cambio climático y su popularidad debido a la baja de precios en sus equipos, se prevé un aumento en la generación de los residuos de paneles solares. Esta situación representa un problema ya que la gestión inadecuada de estos residuos puede generar problemas ambientales y a la salud debido a su composición con metales pesados que pueden llegar a ser tóxicos. A su vez, los residuos de paneles solares tienen un gran potencial de aprovechamiento bajo la perspectiva de la economía circular. Por esta razón, en este proyecto se pretende formular modelos de negocio basados en economía circular en el contexto de Colombia proyectado a 2030 que permitan minimizar la cantidad de residuos, implementar estrategias que extiendan su vida útil y revalorizar los componentes de estos para convertirlos en oportunidades innovadoras y económicamente atractivas. Este trabajo se llevó a cabo en varias fases. En la fase uno se analiza el contexto colombiano proyectado a 2030 bajo 4 escenarios definidos previamente por Energética 2030, teniendo en cuenta las proyecciones de crecimiento de la capacidad instalada de proyectos de energía solar a gran escala y distribuidos. La información recolectada sirvió como insumo para la cuantificación de los residuos que se producirán en los próximos años. Adicional a esto, se realizó una revisión bibliográfica del marco institucional y normativo y se complementó con entrevistas a actores involucrados en la cadena de valor. En la segunda fase se analizan las tendencias de economía circular y se investigan diferentes empresas y startups que se dedican a la gestión de residuos de paneles solares. Lo anterior permitió la formulación de 7 propuestas de modelos de negocio aplicables en Colombia. La fase III corresponde a la evaluación cualitativa de los modelos de negocio a través de un análisis multicriterio, teniendo en cuenta la preparación del contexto colombiano, las fuerzas de Porter y las entrevistas a expertos. A partir de esto se priorizó el reciclaje como la alternativa más viable para Colombia. Finalmente, en la cuarta fase se evaluó el modelo elegido mediante un análisis financiero simple y se concluyó que el éxito de estos modelos de negocio está condicionados al tamaño de mercado y las metas de reciclaje nacionales.

Desarrollo de un modelo de seguimiento de la Transición Energética en Colombia, en el marco del Proyecto 7 de Escenarios de Energética 2030

Ángel Sanint, Enrique | 2021

RESUMEN: En los últimos años, muchos países, entre ellos Colombia, han venido estableciendo una serie de metas y regulaciones que giran en torno a la Transición Energética. Pero ¿significa esto que Colombia va por “buen camino”? Para responder a esta pregunta, el presente trabajo investigativo pretende desarrollar un sistema de seguimiento para los escenarios energéticos en Colombia propuestos en el marco del Proyecto 7, Escenarios, de Energética 2030. A lo largo del documento, se diseñó un sistema de seguimiento para la transición energética en Colombia basado en indicadores y líneas de tiempo. Se levantó una línea base para el seguimiento de los instrumentos y a cada uno se le asignó una escala de evaluación. Finalmente, se llevó a cabo en seguimiento de los instrumentos dentro de los periodos de tiempo establecidos. El proyecto tuvo dos resultados sorprendentes. El primero es que, a diferencia de lo que se planteó en el ejercicio de escenarios, Colombia se ubica en Escaleras y Serpientes y se espera que migre hacia Ajedrez. El segundo es que este trabajo propuso la utilización de líneas de tiempo como instrumentos para evaluar el estado de la transición energética y estas probaron ser herramientas de gran utilidad para este tipo de ejercicios.

Estudio de la dinámica poblacional en una población de Espeletia hartwegiana afectada por diferentes patógenos, en el Parque Nacional Natural Los Nevados.

Sanint, Enrique Ángel |

RESUMEN: Los páramos son ecosistemas importantes en la regulación del recurso hídrico, debido a sus componentes tanto bióticos como abióticos, dentro de los cuales se encuentra Espeletia hartwegiana; esta es una especie emblemática del Parque Nacional Natural Los Nevados, la cual pertenece a la famila Asteraceae, este frailejón posee la capacidad de captar y almacenar agua. Las constantes alteraciones a su ecosistema (páramo), han representado cambios y afectaciones a los frailejones, tales como hojas entorchadas en individuos de diferentes edades, consumo del meristemo, clorosis y pérdida de turgencia en las hojas jóvenes, cambios de color hacia el amarillo, entre otros. Debido a estos cambios evidenciados, se hace necesario estudiar el comportamiento de una población de frailejones influenciada por diferentes patógenos como hongos e insectos, mediante un modelo de su dinámica. Se incluyen parámetros de medición como altura y diámetro de copa, así como su respectiva georreferenciación, del mismo modo se realizaron observaciones en campo con el fin de identificar los patógenos implicados en los cambios. Para el montaje del modelo se tuvieron en cuenta los rangos de altura de los individuos, en conjunto con nacimiento y muertes. Finalmente se obtuvieron estimaciones del avance de varias patologías sobre la población estudiada, lo que unido a la aplicación del modelo demográfico genera una estimación del futuro comportamiento de la población.

Estandarización del cultivo de Entonaema liquescens para la obtención de un bioformulado con potencial en la degradación de aceite lubricante usado

Gaviria Arroyave, María Isabel | 2021

RESUMEN: Los aceites lubricantes usados son considerados residuos peligrosos por su composición química compleja (hidrocarburos) y la presencia de metales pesados como: cromo, cadmio, arsénico y plomo que se adhieren a este durante su paso por el motor. En Colombia se consumen aproximadamente 50 millones de galones de este tipo de aceites al año, de los cuales solamente entre el 30 al 40% son reutilizados, lo que convierte al restante 60 a 70% en un potencial contaminante debido a las inadecuadas prácticas de disposición asociadas a fuentes de agua, alcantarillado, sistemas de drenaje y vertimientos al suelo. Para dar solución a esta problemática se han planteado diversas alternativas, las cuales abarcan en su gran mayoría tratamientos físicos poco eficientes por la necesidad que se tiene de tratar posteriormente los residuos extraídos de las zonas afectadas. La biorremediación por su parte se muestra como una gran alternativa, ya que al contrario de los tratamientos físicos es capaz de remover esta clase de compuestos directamente, disminuyendo de esta forma su movilidad e impacto sobre el medio ambiente. Estudios realizados por el semillero de Biotecnología Ambiental de la Universidad EIA resaltan el potencial del hongo Entonaema liquescens en procesos de degradación de aceites lubricantes usados, el cual ha sido capaz de degradar hasta concentraciones del 25% V/V de dicho compuesto, presentándose como una alternativa novedosa ya que no se tiene conocimiento del uso de este microorganismo en aplicaciones biotecnológicas. Sin embargo, aunque se han identificado los factores que mayor influencia tienen en el proceso de degradación, todavía se desconocen las condiciones óptimas bajo las cuales el hongo es capaz de alcanzar su mayor rendimiento de degradación, razón por la cual el presente estudio buscó estandarizar el cultivo de Entonaema liquescens para la obtención de un bioformulado con potencial en la degradación de aceite lubricante usado. Para llevar a cabo este proceso se planteó primero la evaluación de tres variedades de papa: Capira, (Solanum tuberosum), Criolla (Solanum phureja) y Nevada (Solanum tuberosum); esto como punto de partida para definir los componentes del medio de cultivo a trabajar. Partiendo del sustrato seleccionado por la mayor obtención de biomasa (Capira) se realizó un diseño para optimizar los factores más influyentes en el proceso de degradación según estudios previos: concentración de glucosa (0, 5, 10 y 15 g/L) y concentración del aceite (15, 20 y 25 %V/V). Posteriormente se realizó un análisis cualitativo del aceite por FTIR, un análisis de degradación de hidrocarburos totales de petróleo (TPH) con el fin de conocer el porcentaje de degradación posterior a cada tratamiento, además de una caracterización de la actividad enzimática lipasa y pruebas de emulsificación para comprobar la producción de biosurfactantes por parte de E. liquescens. Finalmente, los resultados encontrados sugieren la ausencia de un cometabolismo a bajas concentraciones de aceite, punto en el cual se encontró la combinación óptima de los factores (15 %: 0 g/L Aceite:Glucosa), alcanzando un 41% de degradación de TPH. Además, se comprobó la producción de enzimas tipo lipasa y biosurfactante mediante las técnicas empleadas.