Modelación hidráulica de un reactor de electrocoagulación tubular de sección anular

JAVIER DE JESUS CANTO RIOS Alejandra Martín-Domínguez Sara Pérez-Castrejón VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov (2017, [Artículo])

El presente trabajo se enfoca en el estudio de las pérdidas de carga totales en un reactor de electrocoagulación con flujo a presión y sección transversal anular simple y múltiple, donde esta última característica depende del arreglo de los electrodos. Se presenta el análisis de las pérdidas de carga por cortante y accesorios, las cuales se modelaron utilizando diferentes expresiones empíricas y se compararon con las mediciones realizadas a escala semipiloto. Como resultado del análisis se observó que la ecuación de Bahramir, Yovanovich y Culham (2006) asemeja las pérdidas reales en secciones anulares múltiples, mientras que la expresión propuesta por Davis describe mejor la sección anular simple. Estos resultados permitirán tener herramientas para diseñar reactores de electrocoagulación a escala real.

Electrocoagulación Modelación Pérdidas de carga hidráulica Secciones anulares INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Efecto de las propiedades electrocatalíticas de materiales catódicos carbonosos para la decoloración de moléculas modelo aniónica-catiónica en un proceso electro-Fenton

María Leticia Salazar López (2023, [Tesis de doctorado])

Evaluación de las propiedades electrocatalíticas de materiales carbonosos modificados y con ello se estudió el efecto en reacción de Fenton. Para esto, se plantearon tres etapas. La primera etapa consistió en evaluar materiales de carbón como cátodos para la producción de H2O2,y la electro-adsorción de hierro. En la segunda etapa se modificó un material carbonoso con ácido nítrico durante 0, 6, 12, 24 y 48 h para evaluar el efecto del grado de oxidación sobre la reacción de reducción de oxígeno. En la tercera etapa se evaluó el suministro de hierro de manera directa, o mediante el soporte en materiales, con los que se estudió el efecto del proceso homogéneo y heterogéneo. El uso de colorantes de origen opuesto permitió entender que la relación del material carbonoso con la molécula orgánica propicia un efecto en la interacción entre ambos asociada a las propiedades físicas, químicas, y electroquímicas; y por lo tanto en la decoloración durante el proceso electro-Fenton.

Evaluation of the electrocatalytic properties of modified carbonaceous materials and thus studied the effect in Fenton reaction. For this, three stages were proposed. The first stage consisted of evaluating carbon materials as cathodes for the production of H2O2, and the electro-adsorption of iron. In the second stage, a carbonaceous material with nitric acid was modified for 0, 6, 12, 24 and 48 h to evaluate the effect of the degree of oxidation on the oxygen reduction reaction. In the third stage, the iron supply was evaluated directly, or through the support in materials, with which the effect of the homogeneous and heterogeneous process was studied. The use of dyes of opposite origin allowed us to understand that the relationship of the carbonaceous material with the organic molecule favors an effect on the interaction between both associated with physical, chemical, and electrochemical properties; and therefore in discoloration during the electro-Fenton process.

KW: Electrochemical Advanced Oxidation Process, Fenton Reaction, Cathodes , Carbon materials

ELECTROQUÍMICA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Producción de bioelectricidad en humedales de celda de combustible microbiana a partir de exudados radiculares

OSCAR GUADARRAMA PEREZ (2020, [Tesis de doctorado])

Tesis (Doctor en Ciencias y Tecnología del Agua) -- Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Coordinación de Desarrollo Profesional e Institucional. Subcoordinación de Posgrado.

En la presente investigación se determinó el rendimiento bioelectroquímico de una serie de macrófitas operadas en humedales de celda de combustible microbiana. En la primera etapa experimental se evaluó la producción de bioelectricidad de las especies: Aglaonema commutatum, Cyperus papyrus, Epipremnum aureum, Dranacaena braunni, Philodendron cordatum, Chrysopogon zizanioides, Eichhornia crassipes y Juncus effusus, además de estudiar el efecto de la intensidad de radiación solar sobre la producción de exudados radiculares. En la segunda etapa experimental se utilizó una membrana de intercambio protónico para separar la zona rizosférica de la cámara anaerobia, mejorando las condiciones biológicas en el sistema. En la tercera etapa experimental se identificaron los mecanismos de transferencia de electrones de la reacción de reducción de oxígeno; para ello, se aplicaron pruebas electroquímicas e hidrodinámicas con un electrodo rotatorio acoplado a un potenciostato. La modificación catódica propicio un aumento de más del 100% de bioelectricidad.

Humedales Electrofisiología Nanocatalizadores INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Estudio Electroquímico de la Adsorción de Piocianina y su Efecto en la Transferencia Extracelular de Electrones entre una Biopelícula de Pseudomonas aeruginosa NEJ07R y un Electrodo de Carbono

Jesús Alberto Pérez García (2023, [Tesis de doctorado])

Pseudomonas aeruginosa produce biopelículas y compuestos redox como la piocianina, y se considera un modelo útil en el estudio de la transferencia extracelular de electrones (TEE) para el desarrollo de Tecnologías Electroquímicas Microbianas (TEM). En este trabajo se realizaron análisis electroquímicos para determinar las interacciones de adsorción de PIO en el electrodo y su efecto en el transporte de carga en la biopelícula, para explicar la participación de P. aeruginosa en la TEE. Los resultados mostraron que la adsorción de PIO sobre electrodos de carbono inhibe la transferencia de electrones de PIO disuelta. A concentraciones cercanas a 0.49 mM, la constante de transferencia electrónica heterogénea (kapp) disminuye, aumentando la resistencia de transferencia de carga (Rct). La interacción π-π de PIO con el electrodo podría ser la causa de la adsorción.

Electrochemical analyzes were performed to determine the PIO adsorption interactions on the electrode and its effect on charge transport in the biofilm, to explain the participation of P. aeruginosa in the TEE.

The results showed that the adsorption of PIO on

carbon electrodes inhibits the electron transfer of dissolved PIO. At concentrations close to 0.49 mM, the heterogeneous electron transfer constant (kapp) decreases, increasing the charge transfer resistance (Rct). The π–π interaction of PIO with the electrode could be the cause of the adsorption.

KW: Electrochemical Analysis, Bioelectrochemical Systems (BESs), Pseudomonas aeruginosa, Pyocyanin

ELECTROQUÍMICA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Comparación técnico-económica entre coagulación química y electrocoagulación para remover arsénico del agua

SARA PEREZ CASTREJON María de Lourdes Rivera Huerta ALEJANDRA MARTIN DOMINGUEZ Silvia Gelover Santiago MARTÍN PIÑA SOBERANIS Juana Enriqueta Cortés Muñoz (2012, [Artículo])

En este trabajo se comparan los procesos de coagulación química (CQ) y electrocoagulación (EC) para remover arsénico de agua de pozo. El estudio se realizó a escala piloto en una fuente de abastecimiento de agua para consumo humano con presencia de arsénico entre 60 y 77 μg/l. El caudal de operación fue de 15 l/min y el tren de tratamiento se integró por CQ o EC, seguida de floculación, sedimentación y filtración en arena. Con los dos procesos se logra obtener agua que cumple con el valor guía de 0.010 mg/l para arsénico, sugerido por la Organización Mundial de la Salud, el cual es más bajo que el límite máximo permisible de 0.025 mg/l, establecido por la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, modificada en el año 2000. Los costos de operación resultaron más bajos con la CQ ($1.19/ m3) que con la EC ($1.67/m3), en ambos casos se incluyeron costos de reactivos y energía.

Arsénico Potabilización Coagulación química Electrocoagulación Hierro Costos de operación BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Incidencia del gradiente de velocidad en la eficiencia de la electrocoagulación para remover arsénico en un reactor a flujo pistón

ALEJANDRA MARTIN DOMINGUEZ María de Lourdes Rivera Huerta MARTIN PIÑA SOBERANIS SARA PEREZ CASTREJON (2008, [Artículo])

Se realizaron estudios a escala de laboratorio usando un reactor electroquímico a flujo pistón con electrodos de hierro, que produce hidróxidos de hierro en línea como coagulante. Los objetivos fueron analizar la influencia de la turbulencia en el fenómeno de coagulación por neutralización de carga, así como definir los parámetros que más influyen en la eficiencia electroquímica de producción de hierro y en la remoción de los flocs formados. Los resultados mostraron que las eficiencias de producción de hierro y de remoción de los flocs producidos aumentaron al incrementarse el gradiente de velocidad en el mezclado (G) y el producto de éste por el tiempo de residencia en el reactor (Gt). La producción de hierro disminuyó conforme transcurrió el tiempo de operación del reactor; sin embargo, un valor de conductividad de 600μS·cm-1 originado por la adición de NaCl evitó este decremento y aumentó la eficiencia electroquímica. La presencia de cloro en el agua elevó significativamente la eficiencia en la remoción de hierro pero no influyó en la producción del mismo. En el estudio se partió del supuesto que entre más hierro se removiera después de la sedimentación, mayor sería la cantidad de arsénico que se eliminaría del agua. Los resultados mostraron que hay una buena correlación entre la eliminación de los dos contaminantes.

Electrocoagulación Remoción de contaminantes Arsénico Tratamiento del agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Efecto de la velocidad de flujo y de la calidad del agua en la pasivación de un reactor de electrocoagulación

Effect of flow velocity and water quality in the passivation of an electrocoagulation reactor

SARA PEREZ CASTREJON Silvia Gelover Santiago Alejandra Martín-Domínguez (2012, [Artículo])

En los últimos años se ha incrementado el interés por las técnicas electroquímicas para el tratamiento de distintos tipos de agua contaminada y, debido a esto, el desarrollo y la evaluación del desempeño de los reactores ha jugado un papel muy importante en el éxito de estas tecnologías. En ese sentido, el presente estudio muestra el efecto de la velocidad de flujo (vf) y la calidad fisicoquímica del agua a tratar, sobre la pasivación de un reactor de electrocoagulación. Las pruebas se hicieron a escala piloto en un reactor a flujo pistón, con electrodos de aluminio monopolares operando en forma galvanostática y con cambios de polaridad temporizada.

Electrocoagulación Calidad del agua Pasivación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Equidad y justicia hídricas

ALBERTO ROJAS RUEDA (2021, [Artículo])

DOI: 10.24850/b-imta-perspectivas-2021-12

El agua no solo es un elemento de la naturaleza, también es un componente fundamental para la sociedad. El agua también es equidad, justicia y bienestar. Por eso hay escuelas de pensamiento que, al hablar de equidad, discurren en torno a su relación con el agua o aquellas que abren la discusión hacia una justicia amplia que toca no solo temas ambientales sino específicamente relacionados con el agua. Otros grupos discuten alrededor de lo que denominan ‘metabolismo sociohídrico’, lo que refleja la importancia de este trinomio agua-naturaleza-sociedad. Así, la dimensión social del agua es vasta, no solo se relaciona con las actividades económicas o políticas, sino que abarca también múltiples aspectos culturales, sicológicos y éticos que han sido recientemente revalorizados a escala global mediante el reconocimiento del agua, desde 2010, como derecho humano por la Organización de las Naciones Unidas (refrendado en México por la reforma constitucional publicada en 2012) o por la Agenda 2030, que incorporó dentro de sus Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) contenidos específicos al agua y su saneamiento (objetivo 6), entre otros directa o indirectamente relacionados con el agua (combate a la pobreza, alimentación, salud, vivienda, protección de ecosistemas, etc.). Este giro, que retoma la dimensión social del agua, ha motivado a ampliar la discusión sobre la orientación que deben tener las políticas hídricas.

Política hídrica Dimensión social del agua Equidad en el acceso al agua CIENCIAS SOCIALES

Realidad virtual en fenómenos del espacio interestelar

Antonio Luciano Hernández Padilla (2024, [Tesis de maestría])

153 páginas. Maestría en Diseño y Visualización de la Información.

El proyecto es un prototipo que se distribuye en varias etapas y sigue un enfoque de diseño de videojuegos para crear una experiencia de realidad virtual (también conocida como VR Virtual Reality) organizada y coherente. Requiere una fusión de conceptos multidisciplinarios, incluyendo ingeniería, diseño tridimensional y programación, lo que demanda a los profesionales involucrados tener sólidos conocimientos y habilidades creativas. El diseño de videojuegos se valora como un proceso que exige dedicación y pasión, aunque también se destaca la importancia de establecer reglas y géneros para orientar el desarrollo del juego. En este proyecto, el juego se clasifica como una aventura en primera persona centrada en la exploración del espacio interestelar, donde el jugador debe seguir reglas preestablecidas para alcanzar objetivos. La ludología, como estudio académico de los juegos, resalta la constante esencia de jugar, aprender y socializar en los juegos. La construcción del mundo del juego se basa en un Game Design Document que describe la visión, género y objetivos del juego. "Space Travel" se centra en la exploración espacial y cuenta con una nave espacial minimalista y un exoplaneta rocoso y gélido. Las mecánicas del juego se centran en la recolección de objetos y su activación, con reglas que guían la interacción del jugador con el entorno. Este proyecto busca ofrecer una experiencia de VR inmersiva y atractiva, centrada en el usuario. El enfoque en los principios de diseño de videojuegos y la planificación a través del Game Design Document demuestran un compromiso con la creación de una experiencia gratificante y significativa. La atención a la inmersión y las mecánicas de juego respaldan la afirmación de que es un desarrollo centrado en la experiencia del usuario.

The ongoing project is a prototype in various stages, following a game design approach to create an organized and coherent virtual reality experience. It requires a fusion of multidisciplinary concepts, including engineering, three-dimensional design, and programming, demanding that involved professionals possess strong knowledge and creative skills. Game design is valued as a process that demands dedication and passion, while also emphasizing the importance of establishing rules and genres to guide game development. In this project, the game is classified as a first-person adventure focused on interstellar space exploration, where the player must adhere to preset rules to achieve objectives. Ludology, as an academic study of games, highlights the constant essence of playing, learning, and socializing within games. The construction of the game world is based on a Game Design Document describing the vision, genre, and objectives of the game. "Space Travel" focuses on space exploration, featuring a minimalist spaceship and an icy, rocky exoplanet. Game mechanics revolve around object collection and activation, with rules guiding the player's interaction with the environment. This project aims to deliver an immersive and engaging virtual reality experience centered on the user. The focus on game design principles and planning through the Game Design Document demonstrates a commitment to creating a rewarding and meaningful experience. Attention to immersion and game mechanics supports the assertion that it's a user experience focused development.

Espacio, realidad, virtual, interactividad, diseño, experiencia, usuario. Space, Virtual, Reality, interactivity, design, user, experience. Video games--Design. Outer space--Exploration. Video games--Programming. VRML (Computer program language) Three-dimensional display systems. Videojuegos -- Diseño. Espacio exterior -- Exploración. Diseño de sistemas centrado en el usuario. QA76.76.C672 INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES DISEÑO CON AYUDA DE ORDENADOR

Tratamiento bio-electroquímico del agua residual alcalina del proceso de reparaciones de la industria aeronáutica

Elizabeth Figueroa Hernandez (2023, [Tesis de maestría])

'La calidad de agua en el mundo y en México, se ha visto afectada debido al aumento de la población, y a su vez la demanda de productos manufacturados. Existen diversas industrias que representan un alto aporte a las necesidades básicas, lo cual llega a amenazar a la naturaleza del agua, ya que, dentro de los procesos involucrados, se utilizan grandes cantidades agua. Algunas industrias pueden usar más agua que otras; un ejemplo destacado es la industria aeronáutica, la cual involucra procesos de limpieza que requieren de productos químicos. Por lo cual se generan cantidades considerables de contaminantes, los cuales se incorporan al agua cuando se utiliza en el proceso de limpieza de esas piezas, esta agua al ser contaminada no debe reintegrarse al medio ambiente por los efectos adversos que pueden presentarse. En la búsqueda de darle tratamiento a este tipo de efluentes, se han implementado diversas tecnologías, sin embargo, aún no se ha encontrado un tratamiento adecuado para eliminar los contaminantes presentes en el agua residual. Por esta razón, es necesario investigar e implementar nuevas alternativas de tratamiento, en relación con ello se llevó a cabo el presente trabajo de tesis, donde el principal objetivo fue hacer uso de celdas de electrolisis microbianas, como tratamiento para el agua residual de la industria aeronáutica. En esta investigación se incluyeron diversos experimentos tanto electroquímicos como bioelectroquímicos, utilizando electrodos de fieltro de grafito y electrodos de fieltro de grafito recubiertos con níquel, para comparar la degradación de los contaminantes y el comportamiento del sistema en diferentes condiciones de pH (7 y 9). Las respuestas e interacciones dentro del sistema, se monitorearon a través de técnicas analíticas como; voltamperometría cíclica y cronoamperometría, mientras que, para analizar y caracterizar a los electrodos, se emplearon técnicas como la espectroscopia raman, difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido y análisis elemental EDS, en cuanto a la caracterización del agua residual se midió la absorbancia, fluorescencia y parámetros fisicoquímicos. Los resultados obtenidos demostraron eficiencia en las celdas de electrolisis microbianas para degradar los contaminantes del agua residual, además de que se logró un mayor porcentaje de degradación de los contaminantes en las celdas donde se emplearon electrodos recubiertos con níquel.

Biodegradation, Wastewater Treatment, Agua residual

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