Producción y caracterización de biodiesel mediante catálisis heterogénea empleando hidróxidos dobles laminares

LUIS RUBEN REYNA VILLANUEVA (2015, [Tesis de maestría])

En este estudio se evaluó la producción de biodiesel a partir de una reacción de transesterificación empleando como catalizadores a los hidróxidos dobles laminares (HDL) con el objetivo de relacionar las propiedades fisicoquímicas y de textura de estos materiales con la conversión de la reacción.

En el presente trabajo se probaron catorce muestras que fueron empleadas como catalizadores en la producción de biodiesel entre las que se incluyeron a los HDL, óxidos mixtos y óxidos de aluminio y magnesio. En la síntesis de los catalizadores se variaron distintos parámetros entre los que se encuentran la relación molar de los cationes (Mg2+ y Al3+), el tipo de agente hidrolizante utilizado (Na2CO3 ó NH3) y la calcinación o no de algunas de las muestras. Estos parámetros fueron tomados en cuenta ya que se ha reportado que tiene un efecto directo en la actividad catalítica de este tipo de materiales sobre la producción de biodiesel.

Además, los materiales fueron caracterizados por medio de un análisis de difracción de rayos X, fisisorción de N2, espectroscopia de infrarrojo, termogravimétrico, microscopia electrónica de barrido (SEM) y además se realizó la determinación del potencial zeta y punto de carga cero (pHPCC).

También, cada una de estas muestras fue probada como catalizador en la reacción de transesterificación utilizando aceite girasol comercial para comprobar su actividad catalítica y la relación de sus propiedades fisicoquímicas y de textura con la conversión de biodiesel en la reacción.

Finalmente, se determinaron las condiciones óptimas de operación en la reacción de transesterificación utilizando como catalizador la muestra que presentó mayor actividad catalítica en las pruebas preliminares y se verificó que el producto final cumpliera con algunos de los parámetros de calidad establecidos en la norma Europea EN14214 y Americana ASTM D6751.

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Bioclimatic residential building design under tropical humid conditions: short on-site comfort evaluations and physical investigations for different case studies in Quintana Roo, Mexico

Jascha Julius Moie (2012, [Tesis de maestría])

Within the scope of this work, requirements on bioclimatic building design have been investigated for the provision of thermal comfort for residential buildings in the warm-humid climate of Quintana Roo, Mexico. Resulting environmental impacts were estimated with focus on embodied energy and CO2 emissions of the building materials. Series of temperature and humidity measurements of indoor climate in comparison with exterior have been conducted for several days and for three different bioclimatic building types during the high temperature season. The resulting values confirmed the estimations by supportive decision tools that exclusive natural ventilation does not meet the comfort requirements year-round. By indoor temperature at medium body height 4 Kelvin below the exterior in the afternoon, the test results suggest the suitability of natural pitched roofs. The replacement of natural by more durable materials causes loss of permeability and thus requires elaborate measures for adequate ventilation. In addition, the environmental impact increases many times over, due to high energy input for manufacture and transport. Therefore, locally available materials are preferable. Fundamental guidelines for building planning in Quintana Roo have been elaborated and reassessed with regard to the specific case studies.

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Propuesta de un programa de comunicación de riesgos por subsidencia del terreno en la zona metropolitana de San Luis Potosí - Soledad de Graciano Sánchez, México

DIANA ELIZABETH NAVARRO FLORES (2014, [Tesis de maestría])

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Payments for environmental services in the Huasteca Potosina region, México : forest cover impacts at regional level and socio-economic impacts at local level

ADRIANA GONZALEZ GONZALEZ (2013, [Tesis de maestría])

Los pagos por servicios ambientales (PSA) surgen como una alternativa, para contrarrestar la degradación de los ecosistemas, ya que reducen la presión sobre los ecosistemas, financian la conservación de la naturaleza y el buen manejo de los recursos naturales, y procuran que sus beneficiarios mantengan un nivel de vida. Por ello es necesario evaluar su desempeño y garantizar su duración a largo plazo. El objetivo del estudio fue evaluar la efectividad de los PSA en el mejoramiento de la calidad de vida de sus beneficiarios, y la conservación de los ecosistemas forestales de la Huasteca Potosina, San Luis Potosí, México, a escala local y regional, durante el periodo de 2007 a 2012. Se determinaron los cambios en la cobertura forestal en el interior de los polígonos apoyados durante el periodo de estudio. A nivel local, se determinaron el uso de los incentivos económicos en dos comunidades: Ejido Laguna del Mante y Ejido Xochititla, y la relación del programa con otros programas de apoyo gubernamentales. Entre el 2007 y 2012 se presentaron 291 proyectos de PSA en la Huasteca Potosina, de los cuales fueron financiados 74. La superficie total apoyada es de 55,871.58 ha, con un monto apoyado de 116.64 millones MXN (9,07 millones USD). El 48% de los PES financiados se encuentran en la sub-región norte, el 43% de la sub-región sur, y del 9% en la subregión central. De los 74 proyectos de PSA, el 75% se encuentran en tierras comunales mientras que el 25% en propiedades privadas. 58 proyectos son por servicios hidrológicos y sólo 16 por la protección de la biodiversidad. El análisis espacial mostró que 44 polígonos no presentaron cambios en el área cubierta forestal; 6 cambios negativos presentados (51 ha); 11 cambios positivos (637 ha). En Xochititla el PES fue dividido entre los participantes, teniendo cada uno aproximadamente 450 MXN (34,99 USD) por ha por año. En Laguna del Mante el incentivo se dividió en tres partes: actividades para la conservación, inversión en la comunidad y la división de la comunidad entre los beneficiarios, resultando en 500 MXN (38,89 USD) por familia participante por año. Entre las actividades realizadas para la conservación se encuentran brechas cortafuegos, mantenimiento de los bebederos y recorridos de vigilancia, terrazas de captación de agua y jornadas de educación ambiental. A nivel familiar, el recurso se utiliza mayormente para la alimentación. Los esquemas de PSA tienen una relación de complementariedad con los subsidios provenientes de otras instancias oficiales como SEDESOL, SEMARNAT, CONANP y CONAFOR, pero tienen un potencial de relación de oposición con las políticas de SAGARPA. La eficacia de los PSA en el mejoramiento de la calidad de vida de sus beneficiarios va de moderada a baja, mientras que en la conservación y mantenimiento de los ecosistemas forestales en los predios apoyados es alta.

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Water quality impact on rice production, case study: Blue Creek, Belize

FELIX CONRADO CAWICH (2014, [Tesis de maestría])

La industria del arroz en Belice ha visto varios cambios desde su establecimiento.

Actualmente, el país es auto suficiente en la producción de arroz debido a implementación

de sistemas mecanizados, irrigados y de los altos insumos; de los cuales, una gran parte

ocurre en el norte de Belice, principalmente la comunidad de Blue Creek. Dichos sistemas,

pueden tener efectos directos e indirectos al ambiente a largo plazo. Debido a esto, el

objetivo de este trabajo es de analizar agua de riego y su impacto en la producción de arroz,

ya sea en la estructura del suelo como el crecimiento y desarrollo del cultivo. A la misma

vez, simular la producción de arroz bajo la condiciones actuales a través del programa de

modelaje de cultivos- AquaCrop y determinar la confiabilidad del programa para futuros

experimentos. Como resultado, el agua utilizada para el riego se clasifica como C4-SI, con

un alto contenido sales y bajo contenido de sodio. Dicha agua, es considerada inadecuada

para su uso agrícola, a menos que cumplan determinadas condiciones como: suelos de buen

drenaje, disponibilidad excesiva de agua para lixiviación, cultivos tolerantes al a salinidad,

etc. Los suelos fueron clasificados como calcáreos y arcillosos con altos niveles de calcio y

magnesio. Bajo las prácticas agrícolas, calidad del agua y suelo utilizadas, el rendimiento

observado fue de 6.67 ton/ha, una disminución de años anteriores. El rendimiento simulado

fue de 6.14 ton/ha, un diferencia de 8% con respecto al observado. La utilización del

programa AquaCrop es confiable para simular los rendimientos de arroz bajo las

condiciones actuales de producción del área de estudio. Para mejorar la producción de arroz

en Blue Creek, Belize, es necesario implementar tratamiento de agua a través de la mezcla

de alternación de diferentes fuentes de agua durante las fases del cultivo menos susceptibles

al estrés por salinidad; enmiendas al suelo por medio de la incorporación de materia

orgánica antes de la siembra para mejorar su estructura.

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Cálculo de la energía eléctrica generada en un gimnasio

JESÚS ÁNGEL CORRAL JARA (2015, [Tesis de maestría])

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Community participation in slum upgrading : An assessment of participation strategies of the Programa Vila Viva in the Aglomerado da Serra, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil

FERNANDA DEL LAMA SOARES (2014, [Tesis de maestría])

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Potential of renewable energies in the Galápagos archupelago - acceptance of technological systems in a protected enviroment

KATHARINA AGATHE LANGER (2013, [Tesis de maestría])

En 2001, en el archipiélago de Galápagos occurió un derrame de petróleo causado por el buque Jéssica; el derrame generó un inmenso riesgo y consecuencias desastrosas para la flora y la fauna de Galápagos. Un año después como reacción a los riesgos de derrames de petróleo y, además, por el incremento de la población y el consecuente aumento de la presión sobre los recursos naturales, el gobierno de Ecuador acordó espezializarse en los sistemas de energía renovables en el archipiélago. Este acuerdo fue reforzado en el año 2007 por la iniciativa “Cero Combustibles Fósiles para Galápagos”. Esta iniciativa tiene como objetivo reemplazar la energía derivada de combustibles fósiles por las energías obtenidas vía recursos renovables (biocombustibles) y recursos inagotables (energía eólica y fotovoltaica). Las tecnologías de las energías de recursos renovables son un componente clave para facilitar el desarrollo sostenible y un paso importante hacia la independencia energética de nuestro futuro. Sin embargo, una empresa, industria o el gobierno, que pretende establecer proyectos de energía renovable puede encontrar resistencia dentro de la población local. En este proyecto se analizarán los niveles de la aceptación sobre los sistemas de energías renovables de los habitantes y visitantes en el archipiélago y las preocupaciones acerca de los posibles impactos económicos, ambientales y de seguridad pública. Mediante los métodos de investigación, que consistieron en la aplicación de entrevistas semi-estructuradas y cuestionnarios con los visitantes y los residentes, con el fin de comprender la percepción de los actores involucrados. Los resultados indican que la mayoría de los participantes aprueban los sistemas de energía renovable, mientras que mucho de ellos no tienen conocimiento acerca de la iniciativa del proyecto. Además, la población local, exige participar más activamente con el gobierno en la implementación del proyecto.

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Caracterización cuantitativa de los carbohidratos no estructurales del maguey mezcalero potosino (Agave salmiana)

CHRISTIAN MICHEL CUELLO (2007, [Tesis de maestría])

La inulina es el carbohidrato de reserva en las plantas del género Agave. En las fábricas de mezcal este polisacárido se somete a hidrólisis térmica para liberar su fructosa y algo de glucosa, los cuales al fermentarlos junto con otros monosacáridos y disacáridos son la base para producir dicho aguardiente. El contenido de carbohidratos en los jugos de maguey determina el rendimiento y la calidad del producto terminado, lo cual puede depender de factores como fracción estructural de la planta, estado de madurez y condiciones de la hidrólisis térmica. Por ello, el objetivo de este estudio fue caracterizar cualitativa y cuantitativamente los carbohidratos no estructurales presentes en jugos crudos e hidrolizados de tallo y de penca de maguey mezcalero (Agave salmiana) con tres estados de madurez. La técnica analí¬tica utilizada fue cromatografía lí¬quida de alta eficiencia (HPLC). En los jugos de maguey se identificaron fructosa, glucosa, sacarosa, xilosa y maltosa. Solamente la interacción fracción x hidrólisis fue significativa en la concentración de glucosa. Las interacciones fracción x hidrólisis y madurez x hidrólisis fueron estadí¬sticamente significativas en la concentración de fructosa. La concentración de fructosa se incrementó notablemente con la hidrólisis, pero sólo en los jugos extraídos de tallos de magueyes maduros (quiotillos y castrados). Este incremento sólo fue estadísticamente significativo con la hidrólisis ácida.

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Evaluación de la fitotoxicidad en suelos contaminados por metales pesados en pasivos ambientales minero-metalúrgicos

Ricardo Ernesto Somohano Gamboa (2013, [Tesis de maestría])

El impacto ambiental de las actividades minero-metalúrgicas está relacionado con su naturaleza extractiva y los residuos que producen. Los estudios sobre los efectos negativos de estas actividades humanas son de mayor interés debido a las graves consecuencias ambientales y los riesgos que pueden representar para la salud humana. A lo largo de su historia, estas actividades han dejado una huella evidente, como es el abandono de residuos, cuyos vestigios son conocidos como pasivos ambientales, que en la mayoría de los casos representan un riesgo permanente y potencial para la salud humana, el ecosistema y recursos naturales circundantes y la propiedad. Entre los pasivos ambientales de las actividades minero-metalúrgicas, resaltan los impactos por contaminación de suelos con Elementos Potencialmente Tóxicos (EPT) como son As, Pb, Cd, Hg, entre otros. Las posibles consecuencias de la presencia de EPT en suelo pueden ser variadas, pero sin duda los efectos adversos que pueden causar en especies vegetales es de especial relevancia por ser éstas la base de la productividad de los ecosistemas, por lo que cualquier posible efecto repercutiría en todos los niveles tróficos, además de que los EPT podrían transferirse a los consumidores. Los posibles efectos fitotóxicos por EPT pueden ser genotóxicos, fisiológicos y/o morfológicos los cuales pueden manifestarse mediante la disminución de la productividad, de la reproducción o mortalidad de las plantas. Para evaluar los posibles efectos fitotóxicos por exposición a suelos contaminados con EPT se han desarrollado diversas metodologías entre las que se encuentran los bioensayos, en los cuales se utilizan bioindicadores (especies vegetales sensibles) que presentan efectos causados por contaminantes presentes en suelo, agua o aire. La normativa nacional que establece los criterios de remediación de suelos contaminados con EPT (NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004) señala que para aquellos sitios donde no exista población humana expuesta, se requerirá determinar la vulnerabilidad de especies vegetales o animales ante la exposición a suelos contaminados con EPT, no obstante, esta normativa carece de lineamientos específicos para evaluar la vulnerabilidad a esta exposición. Por ello, con el propósito de contribuir en la evaluación de los potenciales efectos en la vegetación expuesta a suelos contaminados en pasivos ambientales minero-metalúrgicos, en esta investigación se estableció como objetivo diseñar y aplicar un modelo de análisis ambiental para determinar los efectos fitotóxicos generados por la fracción soluble de EPT presentes en suelos cercanos a un pasivo ambiental minero-metalúrgicos en el bioindicador Tradescantia clon 4430 a través de la determinación de parámetros de genotoxicidad y de efectos fisiológicos. La metodología desarrollada consistió primeramente en la obtención de muestras de suelo en el área circundante a un depósito de residuos metalúrgicos abandonados en la localidad Las Cuatas, en la región de Fresnillo, Zacatecas, en donde previamente se reportaron altas concentraciones de plomo, arsénico, cadmio y mercurio. El muestreo consistió en la selección de seis puntos de muestreo en áreas agrícolas y áreas sin aparente uso de suelo, para la obtención de suelo superficial (0-25 cm) que se consideró representativo de la capa donde ocurre la exposición de las raíces de especies herbáceas y arbustivas. Además, en cada punto de muestreo de suelo superficial, se obtuvo un núcleo de suelo hasta de un metro de profundidad, el cual se dividió en secciones de 25 cm para determinar la distribución de EPT con respecto a la profundidad. Los análisis químicos de las muestras de suelo consistieron en la determinación de la concentración total recuperable de 18 EPT por la técnica de Espectrometría de Masas con fuente de Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS), además se determinó la fracción soluble de los mismos EPT mediante extracciones con agua meteórica simulada, según establece la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004. Posteriormente, se evaluó la fitotoxicidad de la fracción soluble de EPT mediante la exposición del bioindicador Tradescantia clon 4430 aplicando dos técnicas diferentes, la primera consistió en la que establece la metodología estandarizada para la determinación de efectos genotóxicos que consiste en la inmersión de cortes de tallos directamente en el extracto que contenía la fracción soluble de EPT (Bioensayo 1), mientras que la segunda consistió en la exposición de las plantas a través de la raíz mediante riegos periódicos con el mismo extracto (Bioensayo 2). Los biomarcadores de efecto evaluados para ambos bioensayos consistieron en la determinación de micronúcleos (MCN) en células reproductivas como biomarcador de daño genotóxico, y en la determinación de la concentración de pigmentos fotosintéticos y mediciones de la conductancia estomática, como biomarcadores de efectos fisiológicos. Los resultados de la concentración total de EPT confirmaron que el suelo del sitio de estudio se encuentra contaminado por EPT, particularmente por As, Hg y Pb los cuales superaron los límites dictados por la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004, como consecuencia del inadecuado manejo y disposición de los residuos que ahí se localizan y que ha tenido como resultado su dispersión por transporte fluvial y eólico hacia los suelos circundantes, incluyendo suelos de uso agrícola y de uso forestal. No obstante que ninguno de los EPT superó su respectiva concentración de referencia soluble que establece la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004, en los bioensayos realizados con el bioindicador Tradescantia clon 4430, fue posible observar respuestas genotóxicas y fisiológicas de acuerdo a los biomarcadores de efecto evaluados. Los resultados de MCN, pigmentos fotosintéticos y conductancia estomática, como biomarcadores de estrés fitotóxico, mostraron significancia estadística con respecto a los controles negativos, cuando el bioindicador se expuso a la fracción soluble de EPT de los sitios de muestreo 2CF y 6CF, los cuales correspondieron a los suelos con las mayores concentraciones de EPT solubles. Por lo tanto, se demostró la capacidad de las fracciones solubles de EPT para causar efectos fitotóxicos, sugiriendo que aún cuando las concentraciones solubles de EPT no superan los criterios establecidos en la normativa nacional, pueden representar riesgos ecológicos por afectación a especies vegetales sensibles, por lo que en la caracterización de pasivos ambientales minero-metalúrgicos, sería recomendable incluir la evaluación de la fitotoxicidad de la fracción soluble de EPT mediante modelos similares al que aquí se propone. Con respecto al modelo experimental que se utilizó para evaluar los efectos genotóxicos por MCN de las fracciones solubles de EPT, se puede considerar como una herramienta confiable y de fácil aplicación, ya que el bioindicador Tradescantia clon 4430, demostró ser suficientemente sensible para responder a las variaciones típicas de concentración y movilidad en suelos contaminados por fuentes minero-metalúrgicas. No obstante, en el caso de los otros biomarcadores propuestos, será necesario continuar con la estandarización de las técnicas para la determinación de pigmentos fotosintéticos y de la conductancia estomática.

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