Potencial de generación de energía eléctrica a partir de plantas de tratamiento de lodos activados

Luciano Sandoval Yoval Gabriela Mantilla Morales MERCEDES ESPERANZA RAMIREZ CAMPEROS JAVIER ALEJANDRO NAVARRO FRANCO ALBERTO ESQUIVEL SOTELO César Calderón Mólgora (2017, [Ítem publicado en memoria de congreso])

En México de acuerdo con el Inventario Nacional de Plantas que reporta la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA, 2015), las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales que están en operación son 2 477, con una capacidad instalada de 177.97 m3/s y un caudal tratado de 120.90 m3/s, de las cuales 746 son de lodos activados. Este proceso genera una gran cantidad de lodos biológicos de desecho, sin embargo, si éstos se estabilizan mediante procesos anaerobios, son una fuente de energía renovable al generar biogás, rico en metano, que puede emplearse para generar parte de la energía requerida por los equipos electromecánicos del sistema de tratamiento. Como objetivo del estudio, se evaluaron 93 plantas de lodos activados con un caudal igual o superior a los 200 L/s con posibilidades de cogenerar energía y así reducir sus costos de operación. Los resultados muestran que de las modalidades de lodos activados en operación en México, la convencional es la que más energía eléctrica puede generar (0.32 kW/L), además puede obtener cerca del 100% de sus requerimientos energéticos, haciéndolo económicamente viable. Por lo que, el proceso de lodos activados puede ser sustentable en cuestiones energéticas y con costos de operación bajos. Así, la energía eléctrica proveniente de la combustión del biogás, producto del tratamiento de los lodos residuales, debe ser vista como una fuente de energía renovable y limpia, pues reduce la emisión de gases de efecto invernadero al disminuir el consumo de las fuentes convencionales de energía.

Lodos activados Plantas de tratamiento Fuentes de energía INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Energía renovable para el desarrollo hidroagrícola en microcuencas del sector rural

JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA Ulises Dehesa (2015, [Documento de trabajo])

Falta de infraestructura hidroagrícola, deficiente distribución del agua de riego disponible, mala calidad del agua o la falta de suministro de energía eléctrica en el lugar requerido, son algunos de los principales factores que demeritan o limitan la productividad agrícola de riego, incluida la falta de tecnología adecuada. Ante esto, una de las alternativas que se busca impulsar, es el uso de fuentes alternas de energía en el riego agrícola en microcuencas. Como principales puntos de atención contemplados en este proyecto, se tienen: 1) Estado del arte sobre la aplicabilidad del uso de la energía renovable para el desarrollo rural; 2)Anteproyecto para el desarrollo de un área experimental con tecnología renovable para la producción de alimentos en el medio rural; 3)Diseño y proyecto ejecutivo de una parcela agrícola experimental, abastecida con energía solar en las instalaciones del IMTA; 4) Artículo para revista arbitrada sobre sistemas de desalación de agua para riego abastecido con energía solar.

Desarrollo rural Energía no convencional Riego INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estudio para identificar proyectos productivos sobre el aprovechamiento integrado del agua, la agricultura y la energía

José Javier Ramírez Luna (2018, [Documento de trabajo])

Como parte de las actividades del proyecto se llevó a cabo un trabajo con enfoque de manejo de cuencas para elaborar un Plan de Reconversión Productiva donde se considera la elaboración de proyectos productivos agrícolas y frutícolas con aprovechamiento de agua y energía renovable para lo cual se apoyó en la realización de un muestreo de suelos, la obtención de la erosionabilidad del suelo y zonificación agroecológica para definir las zonas o áreas para la producción de cultivos y frutales en el área de influencia de la cuenca presa El Gallinero que se ubica en el municipio de Dolores Hidalgo, Guanajuato.

Gestión de cuencas Agricultura Gestión integrada de recursos hídricos Abastecimiento de energía INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Evaluación de la disponibilidad de la energía y la potencia de las olas: determinación de las condiciones medias y extremas de oleaje en la zona costera: informe de avance

José Antonio Salinas Prieto María Eugenia Maya Magaña (2018, [Documento de trabajo])

Se presenta el avance el proyecto que tiene como objetivo identificar las costas mexicanas con mayor potencial energético, caracterizando su distribución espectral, utilizando tanto simulaciones numéricas como observaciones para diseñar e implementar dispositivos adecuados de generación de energía.

Energía del oleaje Costas [litoral] CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UNA PLANTA DE PROCESAMIENTO HIDROTERMAL UTILIZANDO ENERGÍA SOLAR: UN ANÁLISIS TECNO-ECONÓMICO

Eduardo Bautista (2023, [Tesis de maestría])

"En este trabajo de tesis se aborda el modelado tecno-económico de una planta de procesamiento hidrotermal, la cual acoplará en su operación tecnología de concentración solar con el objetivo de transformar biomasa de carácter lignocelulósico (residuos de madera triturada) para obtener productos objetivo de alta densidad energética como lo son los biocombustibles: bio-crudo y gas de síntesis.

El diseño de la planta se contempla para procesar 1 tonelada diaria de desechos de madera, la cual trabaja mediante el uso de energía solar de concentración y gas natural con el objetivo de tener una operación continua."

Energía solar de concentración Licuefacción hidrotermal Biomasa Desechos forestales INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGÍA FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGÍA

Captación de agua de lluvia y uso eficiente del agua para la producción agropecuaria

José Javier Ramírez Luna Héctor Gregorio Cortés Torres (2015, [Libro])

El incremento de la población trae como consecuencia directa la necesidad de aumentar la producción de alimentos, condición que se agrava bajo los efectos del calentamiento global y el cambio climático. Se estima que a nivel nacional las áreas agrícolas con infraestructura de riego deberán aumentar en un 60% la producción para el año 2050, situación que se ve desfavorecida por el incremento de plagas y enfermedades, la contaminación de los recursos hídricos y la degradación de las cuencas. En este contexto, se publica este libro donde abordan temas que contribuyen al establecimiento de sistemas productivos sostenibles, con lo que se pretende contrarrestar las pérdidas de suelo y agua, así como potenciar el aprovechamiento y uso eficiente del agua de lluvia y escurrimientos en actividades domésticas y productivas, mediante la incorporación del uso de energías renovables.

Conservación de recursos hídricos Captación de precipitaciones Energía no convencional Hidrología INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Uso de energía renovable con tecnología propia para su aplicación en el subsector agrícola

JOSE JAVIER RAMIREZ LUNA César Calderón Mólgora Olga Xochitl Cisneros Estrada (2012, [Documento de trabajo])

Antecedentes – Objetivos – Resultados: Desarrollo tecnológico para la desalación de agua salobre con generación híbrida de paneles solares y aerogeneradores; Desarrollo tecnológico para bombeo con energía fotovoltaica y eólica, empleando tanques elevados. 

Energía no convencional Tecnología apropiada Desalación Abastecimiento de agua CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD Y EXPRESIÓN GÉNICA DE ENZIMAS ANTIOXIDANTES (SOD, GPX, GST, GR y CAT) COMO BIOMARCADORES DE EXPOSICIÓN A FTALATOS EN CULTIVO CELULAR

Elizabeth Brassea Pérez (2023, [Tesis de doctorado])

"El plastificante bis(2-etilhexilo) ftalato (DEHP) altera el equilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno y las defensas antioxidantes. A pesar de la información disponible sobre los efectos tóxicos del DEHP en organismos modelo, la respuesta celular al DEHP en especies naturalmente adaptadas para tolerar el estrés oxidativo aún no se ha explorado. Los mamíferos marinos están naturalmente adaptados para hacer frente al estrés oxidativo derivado de la isquemia/reperfusión inducida por el buceo. El objetivo de este estudio fue comparar los cambios en los indicadores de estrés oxidativo asociados al DEHP en células de músculo esquelético de humanos (Homo sapiens sapiens) y lobos marinos de California (Zalophus californianus). Se recolectaron muestras de músculo abdominal de mujeres sanas sometidas a cesárea programada, tras obtener su consentimiento informado. Las muestras de músculo de lobo marino se obtuvieron de crías encontradas recientemente muertas en la colonia de Los Islotes, Golfo de California. Las células de músculo esquelético se aislaron y cultivaron en condiciones estándar. Las células se dividieron en dos grupos. Un grupo fue expuesto a DEHP (1 mM) durante 13 días (n=25; exposición), el otro grupo se mantuvo bajo condiciones control, es decir sin DEHP añadido (n=25; control). Se midió la producción de radical superóxido (O2•-), el daño oxidativo, la actividad de enzimas antioxidantes y la expresión génica mediante métodos espectrofotométricos y RT-qPCR. En células expuestas al DEHP la producción de O2•- y la actividad de superóxido dismutasa (SOD) fueron mayores que en las células bajo condiciones control para ambas especies. La actividad de glutatión S-transferasa (GST) y los niveles de carbonilos proteicos (PC) aumentaron significativamente en las células humanas expuestas a DEHP, y no significativamente en las células de lobo marino. Por el contrario, las actividades de glutatión peroxidasa (GPx) y catalasa (CAT) aumentaron significativamente en las células de lobo marino, pero no en las de humano expuestas a DEHP. Se observó una expresión diferencial de los genes implicados en el metabolismo redox entre las células control y expuestas a DEHP y entre especies. Los patrones de expresión de 26 y 19 genes fueron significativamente diferentes en las células humanas y de lobo marino, respectivamente, después de la exposición a DEHP. En las células humanas, la expresión de la GST1 microsomal y la GST (κ, μ, θ, ω y ᴢ) fue mayor,

"The plasticizer bis (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) dysregulates the balance between reactive oxygen species production and antioxidant defenses. Despite the information available on DEHP’s hazardous effects in model species, the cellular response to DEHP in organisms naturally adapted to tolerate oxidative stress remains unexplored. Marine mammals are naturally adapted to cope with oxidative stress derived from diving-induced ischemia/reperfusion. The objective of this study was to compare changes in oxidative stress indicators induced by DEHP in human (Homo sapiens sapiens) and California sea lion (Zalophus californianus) skeletal muscle cells. Abdominal muscle samples were collected from healthy women undergoing planned cesarean surgery at full term after obtaining informed consent. Sea lion muscle samples were obtained from recently deceased pups at Los Islotes rookery, Gulf of California. Skeletal muscle cells were isolated and cultured under standard conditions. Cells were divided into two groups. One group was exposed to 1 mM DEHP for 13 days (n=25; treatment), and the other served as a control (n=25; no DEHP). Superoxide radical (O2•-) production, oxidative damage, antioxidant enzyme activities and gene expression were measured using spectrophotometric methods and RT-qPCR. DEHP exposure increased O2•- production and superoxide dismutase (SOD) activity in both species. While the activity of glutathione S-transferase (GST) and protein carbonyls (PC) levels significantly increased in human cells, these indicators showed a non-significant elevation in sea lion cells. In contrast, glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) activities increased significantly in sea lion but not in human cultures exposed to DEHP. Genes involved in redox metabolism showed differential expression between treatments and species. DEHP exposure led to widespread modifications in gene expression patterns, with 26 and 19 differentially expressed genes in human and sea lion cells, respectively. In human cells, DEHP increased GST1 and GST (κ, μ, θ, ω, and ᴢ), while suppressing 8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1), CAT, GR, and nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) expression, suggesting increased oxidative stress and phase two detoxification processes. In contrast, DEHP increased OGG1, NRF2, GPx2 and SOD3 expression, suggesting that DEHP activates antioxidant defenses in sea lion cells, potentially contributing to maintain redox homeostasis and avoid oxidative...

Contaminantes emergentes, enzimas antioxidantes, estrés oxidativo, mamíferos, Una Salud Antioxidant enzymes, emerging pollutants, mammals, One Health, oxidative stress BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA BIOQUÍMICA ENZIMOLOGIA ENZIMOLOGIA

Transición de leña a gas licuado a presión (GLP) en el sur de México, oportunidad para la mitigación del cambio climático en la región menos desarrollada del país

Transition from biomass to LP gas in southern Mexico, an opportunity for climate change mitigation in the least developed region in the country

Elio Guarionex Lagunes Díaz María Eugenia González Rosende Alfredo Ortega Rubio (2015, [Artículo])

"En los estados del sur de México, entre un 25% y un 55% de los hogares dependen de la leña para cocinar, lo cual trae consecuencias en el ambiente, el desarrollo y la salud. No obstante, el conocimiento de estas consecuencias y la migración hacia combustibles modernos ha permanecido relegada de las políticas de desarrollo. En este trabajo, partiendo de una descripción del panorama de uso de leña en el país y su importancia como fuente de energía, se presenta una aproximación para estimar ahorros en emisiones de CO2 logrables por la transición a gas licuado a presión (GLP), los cuales pueden alcanzar 3.14 Mt CO2e, 26% menos que el escenario base. Se finaliza con una discusión de la transición hacia combustibles modernos, las barreras que la impiden y los logros y fallos de la distribución de estufas ahorradoras de leña, la principal iniciativa gubernamental para aliviar el consumo de leña en el país."

"Between 25% and 55% of households in southern Mexico depend on biomass for cooking, which carries serious consequences on the environment, development and health. In spite of the knowledge of these consequences, transition from biomass to modern fuels has remained outside energy and development policies. In the present work, after describing the panorama of fuelwood use in the country and its importance as an energy source, an approach is presented for estimating CO2 savings achievable by transition to pressurized liquefied gas (LP). These savings can reach 3.14 Mt CO2e, 26% less than the baseline scenario. At the end we discuss on the transition to modern fuels in Mexico, the barriers that hinder it and the achievements and failures of the distribution of fuelwood saving cookstoves, as the only and most important governmental initiative to alleviate biomass use, comparing it with other priorities in the government's agenda."

Transición energética, cambio climático, política energética. Energy transition, climate change, energy policy. CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO METEOROLOGÍA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Oportunidad de aplicación de la metodología FRONT END LOADING en la expansión de gasoductos en el sureste mexicano: una evaluación

Opportunity to apply the front end loading methodology in the expansion of gas pipelines in the mexican southeast: an evaluation

Raúl Enrique Trejo Alvarado Luis Rolando Méndez Miguel (2023, [Artículo])

Con la finalidad de impulsar el desarrollo de la región sureste de México, la actual administración del gobierno federal se ha propuesto la ampliación de la red nacional de gasoductos hacia esa zona del país, con el fin de suministrar energía a los megaproyectos de la región. No obstante, estas obras presentan actualmente retrasos, evidenciando la necesidad de metodologías de gestión que permitan solucionar este problema de raíz. Una de las metodologías más prometedoras en esta materia es la front-end loading (FEL), ampliamente aplicada en el sector extractivo y energético. El propósito del articulo estriba en evaluar la posibilidad de aplicar la metodología FEL a los proyectos de expansión del Sistema Nacional de Gasoductos en el sureste mexicano.

To boost the development of the southeast region of Mexico, the current federal government administration has proposed the expansion of the national gas pipeline network to this area of the country, to supply energy to the region's mega-projects. However, these projects are currently experiencing delays, demonstrating the need for management methodologies to solve this problem at its root. One of the most promising methodologies in this area is front-end loading (FEL), which has been widely applied in the extractive and energy sector. The aim of this paper is to evaluate the possibility of applying the FEL methodology to the expansion projects of the National Gas Pipeline System in the southeastern México.

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