Ingeniería Ambiental

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Examinando Ingeniería Ambiental por Materia "Adsorción"

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    Eficiencia de la adsorción del bagazo caña de azúcar modificado por adición de quitosano y pululano en la remoción del colorante rojo-G en muestras sintéticas
    (Universidad Católica de Santa María, 2025-09-30) Azurin Figueroa, Sebastian Mauricio
    El proceso de adsorción ha sido considerado como un método opcional para el tratamiento de los efluentes textiles. Los residuos agroindustriales como el bagazo de caña de azúcar son generados en muchas regiones del Perú, de igual forma el quitosano, polímero proveniente de la quitina de los crustáceos y el pululano, biopolímero producido por el hongo Aureobasidium pullulans. Dicho adsorbentes puedes ser modificados de forma térmica y química para incrementar sus capacidades de remoción. El objetivo de este estudio fue evaluar la eficiencia de adsorción del colorante rojo-G (RG) sobre el bagazo de caña de azúcar (Saccharum officinarum) modificado (BCAM) por adición de pululano (P) y quitosano (Q) presente en muestras sintéticas. Los adsorbentes fueron caracterizados mediante parámetros de SBET. 13.42 (m2/g) en el BCAM y Q, sin embargo, de P fue de 12.88 y FTIR. Se realizaron cuatro tratamientos (T1, T2, T3 y T4) modo batch por triplicado, usando diferentes proporciones de los adsorbentes estudiados 1:1:16, obteniendo un máximo de remoción 95.68 ± 0.13%) a una concentración inicial de rojo G, CoRG = 30 mg/L a una dosis de adsorbente, CA = 60 mg. La capacidad de adsorción máxima dada identificada es a dosis de 60 mg/L de colorante RG con 60 mg de adsorbente en 120 min obteniéndose 667.50 mg/g. Por otro lado, el que presenta menor capacidad es a las concentraciones de 60 mg/L del colorante a una dosis de 40 mg de adsorbente. Las cinéticas e isotermas de adsorción fueron evaluadas, obtenido un ajuste cinético de pseudo segundo orden (K2 =1.12 x 10-5) e isoterma de Langmuir (R= 0.9999, KLangmuir = 4.38 x 10-19) en el T3. Se concluyó que a una CoRG = 48.62 mg/L, con CA = 40.5 mg y a un tiempo de t = 120 min la remoción fue de R= 70.02 ± 0.47%. A mayor concentración de adsorbente y a una menor concentración del adsorbato, la remoción será mayor.
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    Eficiencia del lodo crudo con modificación térmica y química proveniente de una depuradora de agua como adsorbente en la remoción de un colorante textil (Pardo B) en Arequipa, Perú
    (Universidad Católica de Santa María, 2024-12-13) Challco Hihui, Annie Verenice
    La generación de lodos químicos en las plantas de tratamiento de agua potable representa un problema ambiental debido al desafío que representa su disposición final. Sin embargo, estos lodos tienen un potencial uso como adsorbentes en la remoción de contaminantes en medios acuosos, como los efluentes residuales textiles, que están compuestos por colorantes químicos de difícil degradación. La activación térmica y química para adsorbentes como el lodo puede favorecer a la remoción de estos contaminantes, aprovechando su estructura porosa y grupos funcionales contenido en la superficie, logrando así reducir el volumen de residuos buscando valorizarlo de una forma sostenible en el tratamiento de efluentes. Es por eso que, en esta tesis, se estudió a los lodos modificados como adsorbente para la remoción del colorante pardo B, realizando primero una caracterización fisicoquímica, microbiológica, estructural y morfológica del lodo, para luego evaluar parámetros como el tratamiento térmico (100 – 700°C), tratamiento químico (0.25 – 1 M de HNO3), tiempo de contacto, pH de la solución, dosis de adsorbente y concentración del colorante pardo B.; buscando la mayor eficiencia de remoción del colorante, optimizando factores con un diseño experimental Box Behnken con superficie de respuesta. El lodo tratado químicamente resulto ser más eficiente, bajo condiciones óptimas de concentración de pardo B de 100 mg/L, concentración del HNO3 de 0.25M y dosis de 0.4 g de lodo, removiendo hasta el 94% del colorante. por lo que se concluye que los lodos activados químicamente pueden ser utilizados para la remoción eficiente de colorantes, gracias a su estructura química, que está compuesta principalmente por Al y Fe; y minerales que mejoran la interacción del colorante con la superficie del lodo.
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    Evaluación de la adsorción de arsénico mediante lodo con activación térmica proveniente de la Planta de Tratamiento de Agua Potable “La Tomilla” en la ciudad de Arequipa
    (Universidad Católica de Santa María, 2025-10-21) Ventura Fernandez, Angie Eliani
    El incremento en la demanda global de agua ha generado una elevada producción de lodos en las plantas de tratamiento de agua potable, los cuales suelen ser dispuestos de forma inadecuada, generando impactos negativos en el ambiente y la salud humana. No obstante, estos residuos poseen potencial para su reutilización como materiales adsorbentes. Este estudio evalúa la eficiencia del lodo activado térmicamente proveniente de la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) “La Tomilla” en la remoción de arsénico (As) en medios acuosos. La caracterización del material se realizó mediante Difracción de Rayos X (DRX), Fluorescencia de Rayos X (XRF), Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y Análisis BET de Área Superficial. Los resultados del análisis FTIR muestran grupos funcionales relacionados con Si y Al, mientras que el área superficial específica fue 51.83 m2/g, tras la activación térmica a diferentes temperaturas (200 °C, 300 °C, 400 °C y 500 °C), se observó que el área superficial especifica aumentó hasta 68.01 m2/g para la muestra modificada térmicamente a 300 °C (LA300). Sin embargo, el área superficial disminuye para la muestra activada a 500 °C (LA500) debido al cambió de la estructura del óxido de aluminio a una forma cristalizada. La muestra LA300 mostró la mayor eficiencia de remoción de As (90,81%), superior a otras temperaturas evaluadas. El diseño experimental Box-Behnken indicó que la máxima remoción (98.02%) fue para C0As = 10 mg/L, pH 6 y d = 13 g/L. Los estudios cinéticos evidenciaron que el proceso sigue un modelo de pseudo-segundo orden, lo que sugiere que el mecanismo de adsorción está relacionado con la quimisorción. Asimismo, el modelo de Langmuir describió adecuadamente el proceso de adsorción (R² = 0.998), indicando que el sistema sigue un comportamiento más cercano al de una adsorción en monocapa sobre una superficie homogénea. Los resultados obtenidos evidencian que la calcinación constituye una técnica efectiva para la obtención de adsorbentes derivados de lodos de PTAP, con alta capacidad para la remoción de As.
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    Evaluación de la eficiencia de retención de 98Mo basado en la síntesis del polímero bioadsorbente de quitosano modificado a partir de la pluma de calamar gigante (Dosidicus gigas)
    (Universidad Católica de Santa María, 2024-11-20) Nina Humpiri, Nury Sheyla; Jímenez Neyra, Ariana Nicole
    A partir de la problemática identificada con la gestión inadecuada de residuos de pluma de calamar gigante (Dosidicus gigas) y los residuos químicos provenientes del proceso de generación de Tecnecio 99 metaestable (99mTc) como radioisótopo en la medicina nuclear, se ejecutó una investigación con el fin de evaluar la eficiencia de retención de 98Mo mediante la síntesis de un polímero bioadsorbente de quitosano modificado a partir de la pluma de calamar gigante. Inicialmente, se realizó la recolección de pluma de calamar en el puerto de Pucusana, seguida por la extracción de β-quitina mediante desproteinización y la obtención de quitosano (QPP) por medio de desacetilación. La caracterización del QPP se llevó a cabo utilizando diversas técnicas analíticas, incluyendo conductimetría, viscosimetría, FTIR, DRX, TGA y SEM, revelando un grado de desacetilación (%NH2) de 74.6, un peso molecular de 277.29 kDa, picos característicos en 3360-3300 cm-1, un pico en 2θ ≈ 20°, una Tmax≈ 300 °C y ausencia de porosidad. Posteriormente, se procedió a la síntesis de polímeros de quitosano modificados con glutaraldehído al 50% (PQPP1) y 40% (PQPP2), los cuales fueron caracterizados mediante FTIR, DRX, TGA y SEM, evidenciando diferencias atribuibles a la presencia de glutaraldehído. Se implementó un diseño experimental considerando la concentración del reticulante (40 y 50%) y la masa del adsorbente (0.05, 0.1 y 0.2 g), destacando que el PQPP2 demostró ser más eficiente con una masa de 0.05 g. La investigación abordó la cinética de adsorción mostrando que el modelo que describe mejor el comportamiento del adsorbente es el de pseudo segundo orden. Además, se examinaron las isotermas de adsorción con diversas concentraciones de Mo, del cual, el modelo de Freundlich describe de forma óptima el proceso estudiado. Estos resultados son significativos en términos de contribución al conocimiento científico, ya que ofrecen una posible solución para la gestión de residuos de pluma de calamar gigante, promoviendo la economía circular al convertir un residuo en materia prima. Además, podrían influir en la modificación del método de producción del radioisótopo 99mTc, lo que podría conducir a una reducción en la contaminación asociada con su producción tradicional.