Journal of Energy, Engineering Optimization and Sustainability
La revista Journal of Energy, Engineering Optimization and Sustainability, es una revista electrónica multidisciplinaria de difusión científica y arbitrada. Su publicación es continua y abierta todo el año para la recepción de manuscritos. Editada, publicada y distribuida por la División Académica de ingeniería y Arquitectura (DAIA) de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco (UJAT). http://revistas.ujat.mx/index.php/JEEOS/index, correo: jeeos@ujat.mx Editor responsable: Laura Lorena Díaz Flores. La revista es de libre acceso.
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Valorización de residuos: Uso de FeSO4 obtenido de alambre de neumáticos fuera de uso para el tratamiento fenton de agua con diclofenaco.
El tratamiento de aguas residuales ha cobrado relevancia debido al aumento de contaminantes emergentes, difíciles de remover con métodos convencionales, presentando un riesgo ambiental y sanitario. Por otro lado, los neumáticos que ya terminaron su tiempo de vida útil representan un gran problema de contaminación ambiental, por ello, se está buscando que se puedan valorizar en algún proceso, como por ejemplo en el tratamiento de agua contaminada. En ese sentido, en este proyecto se sintetizo FeSO4 a partir del alambre recuperado de neumáticos usados. La síntesis de FeSO4 se realizó en presencia de ácido sulfúrico, la sal resultante se caracterizó mediante FTIR, y se observó gran similitud entre el FeSO4 sintetizado y el FeSO4 grado reactivo. Considerando lo anterior, esta investigación buscó evaluar la eficiencia del proceso Fenton para la degradación de diclofenaco sódico empleando catalizadores de FeSO4 grado reactivo y FeSO4 sintetizado a partir de alambre recuperado de neumáticos usados, a diferentes relaciones estequiométricas del reactivo Fenton, Fe2+:H2O2, 1:1 y 1:3. Los resultados mostraron mayor eficiencia de degradación de diclofenaco sódico con la relación estequiométrica 1:1 utilizando el FeSO4 sintetizado (94.7%) comparado con el catalizador grado reactivo (92.8%). Estos resultados demuestran que el FeSO4 sintetizado a partir de residuos de neumáticos usados si es una alternativa efectiva y sustentable para la degradación de contaminantes orgánicos persistentes en agua.
Fenton process, Diclofenac sodium; End-of-life tires; Fenton Process; FeSO4.xH2O; Waste valorization.
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Sustratos de oro para el desarrollo de biosensores para la seguridad alimentaria: Avances y Perspectivas
La seguridad alimentaria es una preocupación global; cada año aproximadamente 600 millones de personas se enferman debido a alimentos contaminados, causando cerca de 500 000 muertes. Las técnicas analíticas tradicionales de detección presentan limitaciones de tiempo, costo y precisión, lo que impulsa la búsqueda de tecnologías más eficaces para monitorear contaminantes y patógenos en los alimentos. En este escenario, los biosensores basados en oro han surgido como un enfoque eficaz, debido a las propiedades únicas del oro, incluyendo su biocompatibilidad, conductividad y capacidad para inmovilizar biomoléculas, permiten mejorar la sensibilidad, estabilidad y eficiencia de los sistemas de detección. Este artículo revisa los avances recientes en el desarrollo de biosensores de oro aplicados a la seguridad alimentaria, destacando su potencial para la detección rápida y precisa de contaminantes y su contribución a estándares más altos de inocuidad alimentaria.
Biosensores, Sustratos de oro, nanopartículas, Seguridad Alimentaria, Detección de Contaminantes
Análisis del ciclo de vida de la producción de bioturbosina a partir de lodo residual: planteamiento y desarrollo
La aviación contribuye globalmente con el 2% de las emisiones de CO2. Asociaciones de aviación han establecido compromisos para reducir las emisiones netas de CO2 a cero para el 2050. El uso de biocombustibles como la bioturbosina sintetizada a partir de fuentes renovables ha despertado el interés de la comunidad científica para cumplir los compromisos. Este trabajo, tiene como objetivo plantear y desarrollar las primeras etapas del proceso de valorización de lodos de agua residual para la producción de bioturbosina mediante hidroprocesamiento (HEFA) empleando análisis de ciclo de vida (ACV). Se utilizó como unidad funcional la gestión de 1 kg de lodos de una planta de tratamiento de aguas residuales localizada en el estado de Nuevo León. El trabajo aporta los inventarios de ciclo de vida (ICV) necesarios para evaluar el perfil ambiental de dos escenarios; los cuales consideran el uso de dos catalizadores diferentes para la producción de bioturbosina: a) Ni/SAPO-11 y b) Cu/SAPO-11. A partir de los ICV, se concluyó que el escenario a) mostró mayor demanda de insumos que el escenario b). Sin embargo, no hay una diferencia significativa entre los consumos energéticos consecuencia en la similitud entre las propiedades fisicoquímicas y de transferencia de calor de los insumos.
Análisis de ciclo de vida; Bioturbosina; Impacto ambiental; lodos residuales
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Avances en el desarrollo en recubrimientos autorreparable
El propósito de este estudio es ofrecer un análisis detallado sobre el impacto y el potencial de los recubrimientos autorreparables en la ingeniería de materiales. Estas soluciones representan un avance significativo en la ciencia de materiales, ya que poseen la capacidad inherente de recuperar su funcionalidad tras sufrir daños superficiales, como arañazos o fisuras. Según el mecanismo de autorreparación, se clasifican en sistemas basados en microcápsulas con agentes reparadores, polímeros curables mediante radiación ultravioleta y redes dinámicas con enlaces reversibles. Estos recubrimientos pueden estar compuestos por polímeros, metales o materiales híbridos, cada uno adaptado a requerimientos específicos en diferentes sectores industriales. Sus aplicaciones abarcan áreas estratégicas como la industria automotriz, la construcción, la electrónica y la biomedicina. Entre sus principales beneficios se destacan la mejora en la durabilidad de los materiales y la reducción de costos a largo plazo, aunque enfrentan limitaciones técnicas como su elevado costo inicial y la funcionalidad restringida en condiciones extremas. A futuro, las investigaciones se centran en desarrollar recubrimientos más económicos y sostenibles, optimizando los procesos de producción y explorando su integración en campos emergentes como la energía renovable y las aplicaciones médicas, consolidando así su importancia en la ingeniería de materiales.
Recubrimientos autorreparables. Corrosión, Innovación, Mecanismos.
Francisco Javier Dominguez De Los Santos
Desafíos numéricos y soluciones hidráulicas prácticas a escala local: caso Unidad Chontalpa, Tabasco, México
Se presenta una modelación hidráulica bidimensional de alta resolución para evaluar el comportamiento del flujo superficial en la Unidad Chontalpa de la UJAT, una zona caracterizada por su topografía plana y frecuentes eventos de inundación. El objetivo fue diagnosticar el funcionamiento actual del sistema de drenaje y proponer soluciones estructurales prácticas. Se construyó un modelo numérico en HEC-RAS 2D V6.6, con base en un Modelo Digital de Elevación corregido mediante datos topográficos y batimétricos de alta precisión. Se simularon escenarios bajo dos condiciones: sin intervención y con obras hidráulicas propuestas (canales, bordos y una laguna de regulación). Los resultados muestran que, en condiciones naturales, el sistema presenta anegamientos prolongados con tiempos de residencia mayores a 10 horas. En contraste, la implementación de obras reduce el área inundada en un 90%, disminuye los tiempos de salida y disminuye los niveles de lámina de agua. El estudio confirma la importancia de modelos a escala local con alta precisión espacial para el diseño de intervenciones efectivas en entornos urbanos planos. La metodología propuesta es replicable en otras instalaciones con características geomorfológicas similares.
Modelación hidráulica urbana; HEC-RAS 2D; inundaciones locales; topografía de alta resolución; soluciones estructurales
Cuantificación e identificación de compuestos extraidos por maceración de semillas de un árbol silvestre
En este trabajo se presenta el análisis preliminar de espectroscopía ultravioleta visible, espectroscopía de infrarrojo (FTIR) y cromatografía de gases acoplada a masas (GC-MS), a extractos obtenidos del proceso de extracción por maceración de las semillas del árbol silvestre Gmelina arbórea. A partir de los resultados de ultravioleta e infrarrojo se manifiesta la evidencia de grupos funcionales orgánicos y presencia de ácidos decadenas cortas, sin evidencia de fenoles o polifenoles de cadenas cortas, además mediante CG-MS se logró identificar que el ácido erúcico se encuentra en un 50.2% y se tiene un 23.04% de ácido 9,12 octadecadienoico principalmente cuando se utiliza agua, etanol y acetona como solvente a 80 °C. mediante este análisis se demostró que el tamaño de partícula influye en la composición de los extractos, con partículas más finas que permiten la extracción de un mayor número de compuestos, aunque con partículas más grandes se obtiene una concentración más alta de ciertos compuestos. Además, se evaluó el efecto de diferentes solventes en la extracción, encontrando que el agua resultó ser el más eficiente para la extracción de ácido
Gmelina arborea, phytochemical profile, seed
Pantoja-Castro M. A. Pantoja-Castro M. A.
Este sumplemento es dedicado a los avances y desafíos en el campo de la corrosión, un tema fundamental para la industria y la preservación de materiales en ambientes agresivos. Se seleccionaron los trabajos presentados en el II Congreso Internacional de Corrosión y Gestión de Integridad realizado los días 17 y 18 de mayo de 2024, en el Aula Virtual de la UJAT. Cuyo objetivo fue divulgar a nivel Nacional e Internacional los estudios de corrosión y gestión de integridad, participaron países de México, Cuba, Colombia, Perú, Brasil, Costa Rica y Francia. Les damos la bienvenida a un suplemento en el volumen 9, No 1/2025 del Journal of Energy, Engineering Optimization and Sustainability, revista electrónica multidisciplinaria de divulgación científica y arbitrada Incluida en el Sistema Latindex. Tiene una periodicidad cuatrimestral, la División Académica de ingeniería y Arquitectura (DAIA), es la encargada de su edición.
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Efecto de la concha de ostión calcinada en la resistencia del mortero de albañilería
En la presente investigación se analiza el uso de la concha de ostión (Crassostrea Virginica) calcinada como sustituto parcial del cemento Portland convencional en la elaboración de mortero de albañilería. Después de ser recolectada, la concha fue sometida a un proceso de limpieza a mano, calcinada en diferentes grupos y por separado a diferentes temperaturas (150, 300, 500, 750, 1000 °C) y, posteriormente, fue tamizada a un tamaño menor de partícula de 0.150 mm. Este proceso permitió obtener cinco tipos de biocemento. Como medida de control se fabricó un mortero convencional de albañilería con relación de cemento arena 1:4, con una consistencia (trabajabilidad) de 175 mm ± 5 mm. Partiendo de este diseño base se elaboraron morteros con sustitución parcial (en diferentes porcentajes) del cemento por los biocementos. Para determinar al biocemento con mejor desempeño y su porcentaje óptimo de sustitución los ensayos de laboratorio se dividieron en dos grupos A y B, respectivamente. Los resultados mostraron que el biocemento con mejor rendimiento en cuanto a resistencia fue el calcinado a 1000 °C, con porcentaje óptimo de sustitución del cemento del 10 %. Si bien la resistencia a la compresión de los morteros con biocemento no es mayor que la resistencia del mortero de control se demostró que es factible sustituir el cemento comercial por biocemento obteniendo resistencias aceptables para aplicaciones no estructurales. Con el reciclaje de la concha de ostión como biocemento se estaría incentivando el reciclaje de las conchas de ostión, reduciendo su acumulación excesiva.
Concha de ostión; cemento; Mortero; Biocemento
Efecto de las variables operativas en la estabilidad durante el arranque de un biodigestor semi-continuo
La digestión anaerobia es una opción viable para el manejo y aprovechamiento de residuos de frutas y verduras (RFV) . Sin embargo, la inherente tendencia de los RFV a acidificar el medio puede inhibir el crecimiento de microorganismos. Parámetros como el pH, temperatura, tiempo de retención hidráulica (TRH) y la tasa de carga orgánica (TCO) influyen de manera significativa en la estabilidad y eficiencia de la digestión anaerobia (DA). La selección adecuada de estos parámetros de operación asegura el balance de nutrientes, la estabilidad de las comunidades microbiológicas y maximiza la producción de biogás. Este estudio analiza el impacto del TRH y la TCO durante la fase de arranque de un biodigestor semicontinuo. Un monitoreo continuo del pH, temperatura, concentración de gas metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) se llevó a cabo con el fin de evaluar su relación con la producción de biogás y garantizar la estabilidad del sistema. A partir del monitoreo en tiempo real del pH, se establecieron límites de pH operativos y se reguló el TRH y TCO para prevenir posibles fallos en el sistema. Se observó una mayor estabilidad del sistema con un TRH de 60 días y una TCO de 0.2104 g SV L-1 d-1 a 27ºC. Estos valores corresponden con la mayor concentración de CH4.
Análisis fisicoquímico de abonos orgánicos elaborados con residuos sólidos urbanos procesados aeróbica y anaeróbicamente
El compostaje y la biometanización son alternativas para el aprovechamiento de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos, por lo que la presente investigación analizó las propiedades físicas y químicas de los abonos orgánicos obtenidos en procesos aeróbicos y anaeróbicos. El diseño experimental fue completamente al azar, con 6T y 3R. Se determinó la capacidad de retención de agua (CRA), cenizas, pH, conductividad eléctrica (CE), materia orgánica (MO), carbono orgánico (CO), nitrógeno total (NT), contenido de fósforo (P), Potasio(K) y prueba de fitotoxicidad (% de germinación) en jitomate. Se llevó a cabo análisis de varianza y prueba de Tukey (alfa = 0.05). Existen diferencias significativas entre los tratamientos de las variables: P, cenizas y fitotoxicidad. El T1, numéricamente presentó valores altos en CO y MO; el T4 en P. El K se encontró en los rangos óptimos en todos los tratamientos, el % CRA fue adecuadoen los T1, T3 y T6 incluyendo testigo, el pH fue ligeramente alcalino a excepción en losT1 y T2. El porcentaje de MO, CO, N asimilable, P y CE están por debajo de los valores óptimos y presentaron valores altos en cenizas en todos los tratamientos. Se concluye que la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos presentan viabilidad para uso en la agricultura a través de sistemas de degradación aeróbica y anaeróbica, donde la calidad del abono orgánico depende principalmente de la relación Carbono: Nitrógeno de la materia prima a degradar.
Alkalinity, organic fraction, phytotoxicity
Estrategia Educativa: Prototipo de Microgasificador para el Aprovechamiento de Residuos Sólidos y Biomasa
El presente trabajo presenta el desarrollo de un prototipo de microgasificador, para el aprovechamiento de biomasa, para ello se diseñó un microgasificador de 60 cm de alto y un diámetro interno de 20 cm, con perforaciones a en las partes superior e inferior para la succión de aire de 1 cm de diámetro. Se diseño un modelo el software SolidWorks para evaluar la dinámica de fluidos. Posteriormente la construcción física se realizó en utilizando acero inoxidable de 3mm de espesor en las cuales se colocaron 3 perforación a a 15, 30 y 45 centímetros para colocar termo pares tipo K los cuales se conectaron a un sistema de adquisición datos mediante el desarrollo de un software y de esta manera monitorear la temperatura dentro del microgasificador. Al realizar las pruebas físicas se encontró que la temperatura alcanzada es de aproximadamente 900 °C conforme el consumo de biomasa va disminuyendo y se va alcanzando cada sensor. Así mismo, se monitoreo la temperatura de un valde con agua conteniendo un litro, en el cual la temperatura de ebullición (93°C a 2100 msnm) se alcanzó a los 20 minutos. El tiempo de combustión total de 1 kg de madera fue de aproximadamente 80 minutos, lo cual permite aprovechar el poder calorífico de la biomasa. Adicional a ello los residuos de biomasa (ceniza) cuantificados fueron de 50 gr lo cual indica un alto aprovechamiento de la biomasa. Con ello se espera promover el prototipo de manera educacional, así como el uso en comunidades con pobreza energética al aprovechar la biomasa de la zona.
Biomasa, Instrumentación, Microgasificador, Sustentabilidad
Evaluación de dos extractos naturales para mitigar la corrosión como inhibidores en medio ácido
El objetivo de este trabajo fue encontrar la eficiencia de dos extractos como inhibidores de corrosión verde aplicándolo en acero SAE 1010 en medio acido con HCl 1M, los extractos son de origen natural, son considerados respetuosos con el medio ambiente y se caracterizan por ser biodegradables. Se utilizó la extracción soxhlet para la obtención de compuestos químicos del maguey morado y de la cáscara de plátano. La velocidad de corrosión (Vcorr) se evaluó con la técnica gravimétrica de pérdida de peso, donde se obtuvo eficiencia del 91% y 2.63 mg/cm2h con el extracto de la cáscara de plátano y 93% de eficiencia y 1.36 mg/cm2h con el maguey morado en tiempos de inmersión de 6 días, las Vcorr altas indican un deterioro rápido de corrosión. Con la técnica de impedancia electroquímica se obtuvo 91% de eficiencia con el maguey morado y 75% de eficiencia con la cáscara de plátano en tiempos de inmersión de 1 h, que es debido a una formación de película protectora en la superficie del acero.
Corrosion inhibitor, Musa paradisiaca, Tradescantia spathacea
Efecto de la presión de sulfurización-cristalización sobre las propiedades ópticas del CU2ZNSNS4
Se depositaron sulfuros binarios mediante la evaporación térmica secuencial bajo el orden de apilamiento vidrio/CuS/SnS/ZnS y posteriormente fueron sometidos a un proceso de sulfurización-cristalización de dos pasos, en la primera etapa a 200 °C por 30 min y en la segunda de 550 °C durante 15 min, variando las presiones de 10 TORR y 40 TORR, las películas obtenidas fueron caracterizadas usando difracción de rayos-X, transmitancia, reflectancia, espectroscopia Raman y Fotorespuesta. Con el objetivo de identificar y estudiar el efecto de la presión en el proceso de sulfurización-cristalización que permite formar películas de Cu2ZnSnS4 (CZTS) en su fase Kesterita. De acuerdo con la caracterización se obtuvieron películas delgadas, cristalizadas a una presión de 40 TORR, de fase kesterita con una brecha de energía 1.36 eV, así como tamaño de cristal adecuado de 18.33 nm, además, presenta una conductividad en oscuridad de 9x10-3 (Ω-cm)-1 y 1.32x10-2 (Ω-cm)-1 en iluminación, fotosensibilidad de 0.46. Los resultados obtenidos, muestran que, a una mayor presión de tratamiento térmico mejora la calidad cristalina y por tanto el valor de fotosensibilidad
Cristalización; CZTS; evaporación térmica; Sulfurización
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Evaluación fotocatalítica de compositos de Cr-ZnO/Nanotubos de carbono para la degradación de rodamina B
Por medio de una ruta de síntesis rápida por microondas se obtuvieron partículas de ZnO y compositos de ZnO/NTC y Cr- ZnO/NTC, para evaluar su desempeño en la degradación fotocatalítica de Rodamina B. Las propiedades estructurales, ópticas y texturales de los materiales obtenidos fueron analizadas mediante Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR), Fisisorción de nitrógeno y espectroscopia UV-Vis. Por difracción de rayos X se determinó que la estructura cristalina de estos materiales pertenece a la fase wurtzita hexagonal del ZnO. El tamaño de cristalito se modificó con la incorporación de los NTC y el Cr. En el análisis de los grupos funcionales de las muestras, se observó que presentaron vibraciones de enlace para el ZnO y otras relacionadas a los NTC. Los compositos exhibieron absorbancia en la región visible a diferencia del ZnO pristino, esto gracias al enlace entre los NTC y el Cr en estas muestras. El análisis de textural reveló que las muestras poseen estructuras mesoporosas. El composito ZnO/NTC exhibió el mejor desempeño fotocatalítico con relación a los dos materiales analizados. Esto se asocia a los NTC y su papel en la retención de los portadores de carga fotogenerados en la degradación del contaminante.
Compositos de ZnO; Fotocatálisis; Rodamina B; Nanotubos de carbono
Estudio del efecto del pH en la degradación fotocatalítica de contaminantes textiles
En este trabajo se analizó la importancia del pH en un proceso de fotocatálisis al igual que se determinó el pH con el cual se obtiene mayor degradación del contaminante. Los resultados muestran que los contaminantes textiles azul de metileno y rodamina B con una concentración de 10ppm con un pH elevado obtienen mayor degradación esto debido a que al cambiar el pH con una solución de hidróxido de sodio con una concentración de 2M esta libera iones de hidroxilo los cuales pueden absorber hidrogeno (H+), lo que hace que la carga superficial y el tamaño de la banda del óxido de zinc se vean influenciados al igual que la carga del contaminante textil y al cambiar el tamaño de la banda se necesita menor energía para realizar la actividad electrón- hueco por lo que tiene mayor velocidad para la remoción del contaminante.
Fotocatálisis, Concentración, Contaminación, pH
Nanosensor de NiCo204 para la detección de etanol
La detección de etanol es crucial en diversas industrias, como la química, la pintura, la cosmética y la de laboratorio, donde la seguridad laboral es una prioridad máxima. Por lo tanto, el desarrollo de materiales con buenas capacidades de detección de etanol sigue siendo un gran desafío. En este estudio, se llevó a cabo la síntesis, caracterización y análisis de las propiedades de detección de vapor de etanol de nanopartículas de la cobaltita de níquel (NiCo2O4). Estas nanopartículas se obtuvieron utilizando un método coloidal asistido por microondas. La fase cristalina de NiCo2O4 se confirmó mediante difracción de rayos X después de una calcinación a 400 °C. Además, microscopía electrónica de transmisión reveló un tamaño promedio de nanopartícula de 7.7 nm. Las propiedades ópticas de las nanopartículas se examinaron mediante espectroscopia UV-visible y mostraron absorción en las regiones ultravioleta y visible con una energía de banda prohibida de 2.2 eV. Utilizando las nanopartículas de NiCo2O4, se fabricó un dispositivo sensor que mostró una respuesta repetible, reproducible y estable al vapor de etanol a una temperatura de funcionamiento de 120 °C. El nanosensor mostró tiempos de respuesta y recuperación de 6.50 s y 92.7 s, respectivamente. Además, demostró una excelente capacidad para detectar concentraciones bajas de etanol en el rango de 0.5 a 5 ppm. Estos resultados sugieren que las nanopartículas de NiCo2O4 son prometedoras para aplicaciones en dispositivos sensores para la detección de etanol.
Cálculo del complejo CT-HR y su influencia en la agresividad armosférica
Los factores meteorológicos, como la temperatura, velocidad del viento y humedad relativa, resultan de gran interés para evaluar la corrosión atmosférica. Específicamente, el tiempo de humectación, resulta un factor crítico que depende de la humedad relativa y la temperatura y puede ser calculado a partir de las variaciones en ambos factores. Para realizar predicciones precisas sobre la corrosividad del aire, es esencial obtener y analizar datos continuos de humedad y temperatura. Este enfoque permite calcular el tiempo de humectación, proporcionando una herramienta valiosa para los estudios de corrosión atmosférica y ayudando a predecir la tasa de corrosión en diferentes ambientes. En este trabajo se presenta un estudio estadístico del Complejo Temperatura-Humedad Relativa (CT-HR), basado en la correlación de datos recopilados de Temperatura (T) y Humedad relativa (HR) en horarios continuos para un periodo de seis meses (tres con periodos lluviosos y tres con periodos secos) en una zona rural-urbana de Cunduacán en el estado de Tabasco. El análisis estadístico del CT-HR mostró que los valores de HR y T, sufre dos variaciones significativas en periodos de tiempo específico. A lo largo de los 6 meses evaluados se encontró un tiempo de humectación total de 1243 horas. Con base en la categorización de la norma ISO 9223, se estableció una categoría de agresividad atmosférica de t3. Esto permite predecir un patrón de comportamiento para meses posteriores con base en las variaciones entre periodos secos y lluviosos.
Clima tropical húmedo; corrosión atmosférica; tiempo de humectación.
Cic-Scales: herramienta computacional para la predicción de formación de incrustaciones
La formación de incrustaciones en los sistemas de explotación de petróleo y gas es considerada una de las problemáticas más importantes de la industria, debido a que las depositaciones ocasionan reducción significativa de la tasa de producción, afectación de la integridad de los equipos y aumento considerable en costos de operación. Por consiguiente, dentro de los planes de aseguramiento de integridad, es requerido identificar el nivel de amenaza de la formación de incrustaciones en la infraestructura asociada a pozos de inyección y producción, para establecer planes de prevención, control y seguimiento que mitiguen dicha amenaza. Este trabajo presenta el desarrollo de la herramienta CIC-Scales, para la predicción de formación de sustancias incrustantes a través del análisis de condiciones de operación y fisicoquímica del agua. La herramienta se construyó realizando las fases: a) levantamiento de requerimientos y definición de la arquitectura del software; b) implementación de modelos de cálculo para la determinación de índices de saturación (LLNL, PHREEQC, PITZER, Oddo-Tomson y Henderson-Hasselbalch); y, c) codificación de la interfaz del usuario con visualización de resultados en tablas, gráficas de barras y, perfiles de pH, presión y temperatura. La herramienta demostró que tiene capacidad de predicción al coincidir con datos experimentales de salmueras saturadas y en equilibrio, reportadas en literatura. CIC-Scales es una herramienta computacional eficiente y confiable para conocer la amenaza de la formación de incrustaciones en infraestructura de producción de petróleo y gas, con capacidad de brindar información para evaluar alternativas de prevención y control de la amenaza.
Índice de saturación; incrustaciones; predicción; salmuera
Aprovechamiento de los escombros de cerámica como agregado fino en mezclas de mortero
En este artículo se analiza el reciclaje del escombro de cerámica (loseta) triturada como sustituto parcial de la arena natural en la elaboración de mezclas de mortero de albañilería. Se diseñó una mezcla base de mortero en una proporción cemento arena 1:4. La consistencia para todas las mezclas de la investigación fue de 175 mm ± 5 mm. Una vez establecida la mezcla de control se tomó el mismo diseño y se sustituyó parcialmente en distintos porcentajes a la arena por cerámica triturada. Para cada mezcla se elaboraron nueve muestras cúbicas de 5 cm, mismas que fueron colocadas a curado con agua, para después ser ensayadas a compresión simple a diferentes de curado. Los resultados mostraron que, con respecto al mortero de control, los morteros con 5 % de cerámica son ligeramente más resistentes, mientras que los morteros con 10 % alcanzaron el 88 % de la resistencia del mortero de control. Con lo anterior quedó demostrado que la reutilización en bajos porcentajes de la cerámica para fabricar mortero es factible. Esta práctica reintroduce a los escombros de cerámica al ciclo de producción, disminuye su desecho en basureros y reduce el uso de la arena natural.
Mortar; sustentability; recycled aggregate; circular economy
El azúcar en mezclas de cemento. ¿aditivo retardante o acelerante?
El tiempo de fraguado en las mezclas a base de cemento es el tiempo que le toma a la mezcla endurecerse debido a la hidratación del cemento cuando está en contacto con el agua. Este tiempo puede ser cambiado con la ayuda de aditivos retardantes o acelerantes según se requiera en obra. Esta investigación tuvo por objetivo analizar desde el punto de vista mecánico, el efecto de la adición de azúcar en el tiempo de fraguado de pastas de cemento. Para lograr lo anterior, se preparó una mezcla de control (cemento + agua) y se medió su tiempo de fraguado inicial y final, así como su resistencia a la compresión simple y densidad en estado seco. Tomando como base la dosificación de la muestra de control se fabricaron muestras añadidas con diferentes porcentajes de azúcar diluida en agua destilada. Para cada muestra se evaluaron las mismas propiedades que la muestra de control. Los resultados mostraron que añadir azúcar a las pastas de cemento tiene efectos retardantes si se agrega menos de 1.0 %, y efectos acelerantes si se sobrepasa este porcentaje. Para porcentajes mayores a 1.4 % el fraguado es tan rápido que no permite fabricar muestras. En todos los casos se observó que añadir azúcar a las pastas de cemento es perjudicial para la integridad estructural de las muestras y su resistencia.
Azúcar; Cemento; Tiempo de fraguado; Resistencia
VALIDACIÓN DE LA TÉCNICA MODULACIÓN DE FRECUENCIA ELECTROQUÍMICA PARA EL MONITOREO DE LA CORROSIÓN
Para la prevención de la corrosión se emplean métodos de monitoreo, entre estas, las técnicas electroquímicas son de gran importancia. La modulación de frecuencia electroquímica (EFM) emplea dos formas de onda de CA (corriente alterna) aplicándolas a un electrodo de trabajo. Las frecuencias en formas de onda sinusoidales no deben compartir ningún factor común utilizando frecuencias de 2 y 5 Hz. Cabe destacar que con esta técnica las constantes de Tafel no son necesarias para medir la densidad de corriente de corrosión. Lo anterior, coloca a EFM en ventaja frente a las técnicas de polarización. Esta investigación tiene por objeto la comparación de la velocidad de corrosión empleando la técnica EFM y sus valores con las técnicas de Resistencia a la Polarización Lineal (LPR), extrapolación Tafel y Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS), utilizando una solución 5 % en peso de NaCl, obteniendo valores cercanos a 0.0102 mm/año.
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La inteligencia artificial y sus aplicaciones en ciencias e ingenierías
El término inteligencia artificial (IA) es cada vez más común en la conversación diaria, generando opiniones diversas sobre su uso, así como temores en torno a su implementación en escala global. Sin embargo, en ocasiones no se tiene completa claridad acerca del significado del término, las ramificaciones que existen dentro de la IA, así como la manera en que se implementan las técnicas existentes. Este artículo describe estos conceptos. Asimismo, se discute la gran diversidad de aplicaciones que tiene la IA en ciencias e ingenierías, con énfasis particular en la Ingeniería de Procesos, una de las ramas de mayor relevancia en la Ingeniería Química. Finalmente, se discuten las perspectivas y áreas de oportunidad que se perciben para las diversas aplicaciones de la IA.
Inteligencia artificial, redes neuronales artificiales, ciencias e ingenierías.
Mezcla asfáltica a base de residudos de construcción y demolición para caminos rurales de Tabasco
Actualmente en México la cantidad de residuos de construcción y demolición (RCD) que se generan diariamente va cada vez más en aumento y la mayor parte son manejados de forma inadecuada. Este tipo de RCD se encuentran en lotes baldíos, calles de la ciudad, ríos y basureros clandestinos. El presente trabajo se centra en la sustitución de grava en mezclas asfálticas para caminos rurales, con el fin de proporcionarles una segunda vida a estos desechos evitando su destino en barrancos y ríos, de igual manera minimizar la explotación de materia prima. El objetivo de la investigación fue desarrollar un diseño de mezcla asfáltica a base de RCD como sustituto de agregados naturales, bajo lo que dicta la norma N.CMT.4.04/17 “Materiales pétreos para mezclas asfálticas”. La metodología consistió en las siguientes etapas: investigación bibliográfica, planteamiento del diseño de las mezclas asfálticas, elaboración de pastillas asfálticas y finalmente ensayo de las muestras. Los resultados permitieron determinar que la mezcla asfáltica realizada con RCD si cumple con los parámetros que dicta la norma, al mezclar grava artificial con arena y cemento asfaltico tipo PG. 64-22, para utilizarla en caminos tipo D, es decir, aquellos con bajo flujo vehicular, tales como los caminos rurales, sin embargo dentro del apartado de la clasificación del agregado pétreo que establece la norma N.CMT.4.04/17, la grava artificial propuesta permanece vulnerable ante las pruebas de densidad y desgaste, al quedar por debajo de lo que establece dicha norma
Agregado pétreo sustituto, mezcla asfáltica, camino rural, residuos de construcción y demolición
CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL Y ÓPTICA DE Sb2S3 CON MORFOLOGÍA HEXAHEDRAL
En este trabajo, se sintetizaron hexaedros de Sb2S3 por medio de un método coloidal asistido por microondas, usando como surfactante dodecilamina. Las muestras obtenidas de Sb2S3 fueron caracterizadas por difracción de rayos X (XRD, espectroscopia Raman, microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia UV-Vis. Mediante XRD, la fase cristalina de Sb2S3 fue identificada a una temperatura de cristalización de 350 °C y, por espectroscopía Raman, las principales bandas de vibración Raman (135, 184 y 246 cm-1) confirmaron la fase de Sb2S3. Mientras, por SEM se observaron hexaedros con un tamaño promedio de arista de 1.57 μm. Finalmente, por espectroscopia UV-Vis se obtuvo la banda de absorción característica al Sb2S3.
Desarrollo de películas bicapa de VO2/TiO2 para aplicaciones en ventanas inteligentes
La bicapa de VO2 ha sido recubierto con diferentes capas de TiO2 y caracterizado por sus propiedades estructurales y ópticas utilizando diferentes técnicas optoelectrónicas. El VO2 fue sintetizado por el método de solución química. El TiO2 se sintetizó por sol-gel. Los precursores fueron depositados como películas delgadas sobre sustrato de vidrio mediante la técnica Dip-coating y posterior tratamiento térmico. Se realizó un análisis detallado para evaluar el efecto de la bicapa VO2/TiO2, en sus propiedades estructurales, ópticas y morfológicas para su aplicación en ventanas inteligentes.
: Oxido de Vanadio; Oxido de Titanio; Ventanas inteligentes
Resistencia a compresion en probetas elaboradas con triturado de concha de ostión
Los áridos utilizados en el mundo corresponde al doble del valor anual de sedimentos transportados por los ríos que, sumados con los residuos sólidos generados antropogénicamente, conforman una emergencia ambiental sobre ecosistemas costeros y marinos. Es posible reutilizar o reciclar parte de los residuos orgánicos o inorgánicos que el ser humano desecha, mediante el desarrollo de bloques alternativos que incorporen concha de ostión, disminuyendo la cantidad de áridos que utiliza la industria de la construcción (alrededor de 26,000 millones de toneladas). Tabasco en el 2022, fue el primer productor de ostión en el País, generando entre 2,257 y 4,270 toneladas de residuos, siendo este un nicho de oportunidad para su aprovechamiento. En este proyecto se elaboran bloques de cemento-arena, no estructurales, agregando 5, 10, 15 y 20% a la mezcla base para preparación de mortero y sustituyendo a uno de los componentes (arena) en 5, 10, 20 y 30% de triturado de concha de ostión, siguiendo la normativa NOM-C-441-ONNCCE, para determinar resistencia a la compresión. También se utilizó difracción de rayos X para conocer las características estructurales del material alternativo, se determinó que la concha de ostión está compuesta de mineral de calcita, componente importante de calcio. Para la morfología superficial se utilizó un microscopio óptico bifocal, se indica que, la superficie del bloque presenta una distribución homogénea con pequeñas fallas alrededor del triturado. Se alcanzaron valores de resistencia a compresión de 20 y 25 kg/cm2 para bloques elaborados con sustituto y agregado de triturado de concha, respectivamente.
Material alternativo, Concha de ostión, resistencia a la compresión.
EFECTO DE LA REFLACTANCIA SOLAR DEL TECHO SOBRE LAS CARGAS DE ENFRIAMIENTO Y CALENTAMIENTO DE UN EDIFICIO RESIDENCIAL
Se analizó el efecto de aumentar la reflectancia solar del techo sobre las cargas de enfriamiento y calentamiento de un edificio residencial localizado en la República Mexicana. Se usó el programa de simulación EnergyPlus para estimar las cargas térmicas. Los resultados indican que, considerando el incremento de la carga de calentamiento, un techo con una reflectancia de 0.9 y sin aislamiento térmico puede reducir el consumo anual de energía por un factor que varía entre 16-45%. El uso de aislamiento beneficia solamente a edificios con baja reflectancia solar, ya que en edificios con techos reflectivos el aislamiento térmico puede incrementar la carga de enfriamiento entre 5-14%. En todos los casos analizados, el uso de materiales reflectivos en el techo proporcionó más ahorros de energía que el aislamiento térmico.
Aprovechamiento del escombro de ladrillo rojo como agregado fino en mezclas de mortero de albañilería
En la presente investigación se analiza el reciclaje de los escombros de ladrillo rojo como sustitutos parciales de la arena natural en mezclas de mortero de albañilería. Para lograr lo anterior, se diseñó una mezcla de mortero convencional (cemento, arena natural y agua) que sirvió como mezcla de control. Posteriormente se trituraron y tamizaron escombros de ladrillo rojo de manera que alcanzaran el tamaño y distribución granulométrica de la arena natural, con esto se obtuvo el agregado reciclado de ladrillo rojo (RCB). Para reducir la conocida alta absorción de agua de los RCB se le sometió a un proceso de saturación en agua previo al mezclado. Tomando como base la mezcla de control se realizó la sustitución de la arena natural en peso seco a diferentes porcentajes, creando diferentes tipos de mezclas. Para cada tipo de mezcla se fabricaron nueve muestras de mortero, las cuales fueron ensayadas a compresión simple a la edad de 28 días de curado en agua. Los resultados mostraron que para porcentajes de sustitución de hasta 10 % se presentan incrementos en la resistencia con respecto al mortero de control, mientras que para las sustituciones mayores a este porcentaje se observa una tendencia a la disminución. El porcentaje óptimo de sustitución se estableció en 30 % debido a que la resistencia fue muy similar a la del mortero de control, además de que permitió reciclar la mayor cantidad de RCB.
Agregado fino; mortero; RCD; ladrillo rojo
Estudio de la resistencia a la compresión y absorción de agua en bloques cemento-arena comercializados en la ciudad de Cunduacán, Tabasco
En este artículo se presenta un análisis de la calidad de los bloques de mortero (cemento-arena) comercializados en la ciudad de Cunduacán, Tabasco (México). Se analizaron sus dimensiones físicas, la resistencia a la compresión simple, la absorción inicial (capilaridad) y la absorción total. Estos resultados se compararon con lo establecido en las normas de construcción mexicanas referentes a elementos prefabricados para uso estructural y no estructural. De los tres principales fabricantes de bloques de la Ciudad se recopilaron 12 elementos macizos de 10 cm de ancho, 40 cm de largo y 20 cm de alto. Los resultados mostraron que ninguno de los bloques alcanzó la resistencia mínima establecida para considerarse bloques con uso estructural e incluso la mayoría de los bloques exhibieron resistencias muy por debajo de lo mínimo requerido para utilizarse como elementos de uso no estructural. Los ensayos de absorción de agua mostraron que en la mayoría de los bloques se sobrepasa por mucho el valor máximo indicado en la norma correspondiente. Adicionalmente, como parte de esta investigación se construyeron seis bloques macizos de mortero siguiendo el mismo procedimiento constructivo y dimensiones utilizadas por los tres fabricantes. A los bloques del proyecto se les dio una proporción cemento – arena 1:4 y se les sometió a un proceso de curado. Al realizar el mismo análisis de calidad sobre estos bloques, se obtuvieron valores de resistencia a la compresión y de absorción de agua considerablemente mejores que los bloques comerciales.
Bloques de cemento-arena; resistencia a la compresión; absorción total; absorción inicial
DESGASTE EMOCIONAL POR COVID 19 EN ESTUDIANTES DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
El síndrome de desgaste emocional o burnout ha sido definido como una manifestación o respuesta a las condiciones relacionadas con el ámbito académico y que puede perturbar el rendimiento y la satisfacción reflejados en menor aprovechamiento escolar, reprobación, deserción y consecuencias vinculadas a la salud física de los estudiantes. El objetivo de la presente investigación fue identificar el síndrome del burnout durante las clases en línea impartidas en la pandemia por Covid 19 en estudiantes de Ingeniería Mecánica Eléctrica en una universidad pública de México. El burnout se analizó a través de las dimensiones de baja realización personal, agotamiento y despersonalización. La investigación fue cuantitativa, descriptiva y correlacional con diseño no experimental transversal; para la confiabilidad del instrumento se aplicó el coeficiente Alpha de Cronbach que reportó α = 0.932. Los resultados mostraron que el 74.6% de la muestra presentó burnout durante las clases en línea. La estadística descriptiva señaló la media más alta en agotamiento seguido de baja realización personal y despersonalización. El análisis de correlación de Pearson no mostró correlaciones significativas entre las dimensiones del burnout con el promedio en las calificaciones, la edad de los estudiantes y el semestre, pero indicó correlaciones entre el agotamiento y la despersonalización con la baja realización personal. Se concluye que es una necesidad diseñar e implementar estrategias que coadyuven a la disminución del síndrome, así como realizar investigaciones futuras durante las clases presenciales para identificar la existencia de burnout en este grupo de estudiantes.
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