La digestión anaerobia del bagazo de fique (Furcraea macrophylla) genera 0,3m3CH4 /kg sólidos volátiles (SV) y 7L  de lodo efluente por kg de bagazo tratado. El lodo efluente (LE) puede ser empleado en agricultura. El objetivo de  este trabajo de investigación fue producir un biosólido a partir de la estabilización alcalina del LE y evaluar el efecto  reparador en un suelo franco-arenoso de Mogotes ?Santander. El desarrollo metodológico consistió en caracterizar  fisicoquímica y microbiológicamente el LE producido durante la digestión anaerobia del bagazo de fique, seguido  de un proceso de estabilización alcalina para la obtención de biosólido y su evaluación como acondicionar de suelo  empleando semillas de Phalaris canariensis. Como variables de respuesta se cuantificó el grado de emergencia,  la altura de las plantas y los cambios en la concentración de nutrientes del suelo tratado. De acuerdo con los  resultados obtenidos de coliformes fecales, Salmonella y huevos de helminto, el biosólido puede ser utilizado  sin riesgo biológico con las debidas restricciones de aplicación. Como acondicionador de suelo orgánico, puede  utilizarse para la recuperación de superficies estériles degradadas a causa del cultivo de fique. La aplicación del  biosólido estabilizado contribuye a la enmienda de suelos ácidos y a la reducción de la contaminación ambiental.IntroducciónEl uso de los lodos residuales en la rehabilitación del terreno, es cada vez más considerada una solución técnica para revertir la degradación ambiental y   promover   el   restablecimiento  de la cobertura vegetal. La aplicación de lodos obtenidos en las plantas de tratamiento de aguas residual (PTAR) en actividades agrícolas y no agrícolas y su disposición final se ha investigado ampliamente, estableciéndose estrictas regulaciones estadounidenses y europeas, USEPA40 CFR 503 y CEE 86/278 respectivamente, destinadas al reciclaje seguro y mejoramiento de las características de estos materiales. La estabilización de lodos de PTAR mediante digestión anaerobia ha presentado indudables ventajas en su utilización en la  agricultura,  considerándose un material adecuado para la fertilización y restauración de suelos degradados.En Colombia, la actividad fiquera genera aproximadamente 4 toneladas de residuos (bagazo) por hectárea sembrada, los cuales causan graves problemas de contaminación debido a su incorrecta disposición. De acuerdo con la caracterización fisicoquímica del bagazo de fique (BF), éste constituye una fuente idónea de carbono para la producción de biogás.

Se prepararon sensores basados en nanopartículas de óxido de hierro (?-Fe2O3 ) dopados con Pd (con cargas metálicas nominales de 0,25 al 1,5% p). La caracterización de los mismos se realizó mediante las técnicas XRD, TEM y adsorción de N 2. Los difractogramas XRD revelaron la presencia mayoritaria de la fase ?-hematita en todos los sensores. La introducción del Pd como dopante no afectó la estructura cristalina de partida de óxido de Fe. A través de las microfotografías TEM se evaluó el tamaño medio de las partículas que se encontró entre 30 y 70 nm. Para la evaluación de la sensibilidad de los sensores se trabajó en un intervalo de concentraciones de propano entre 20 a 80 ppm y con temperaturas entre 242 y 377ºC. En todos los casos, la sensibilidad de los sensores aumentó en presencia de mayor concentración de propano. El sensor dopado con 0,5%p de Pd presentó la mayor sensibilidad, la cual fue relacionada con la formación de la fase ?-hematita, el efecto sinérgico del Pd, la mayor magnitud de superficie específica y un tamaño adecuado de las nanopartículas.

En este trabajo se reporta la solubilidad del DEC en agua, y la curva de solubilidad del sistema ternario carbonato de dietilo (DEC) + agua + etanol entre 296,15 y 338,15K. Se confirma la presencia de azeótropos binarios con las graficas del equilibrio líquido vapor x-y de los constituyentes binarios a 353,15K y 363,15K y la ausencia de azeótropos ternarios mediante la regla azeotrópica. Los datos experimentales se correlacionan con los modelos termodinámicos NRTL y UNIQUAC, encontrándose que ambos modelos representan satisfactoriamente el sistema.Los parámetros de interacción binaria para el sistema ternario y sus sistemas binarios se reportan en función de la temperatura.IntroducciónLos aditivos de combustible son alcoholes y éteres que contienen oxígeno, y logran aumentar el octanaje, mejorar la combustión y reducir las emisiones de CO y NOx. Recientemente se ha generado interés por el desarrollo de aditivos para combustibles que mejoren la eficiencia de la reacción de combustión y que no representen un peligro para el ambiente. El carbonato de dietilo (DEC) es un compuesto de gran interés para la industria química y en particular para la industria de los combustibles porque puede ser utilizado como aditivo, presenta un alto contenido de oxígeno (40,7%p), comparado con otros aditivos como el MTBE (18,2%p) y el etanol (34,8%p), mayor contenido de energía, menor presión de vapor y mayor distribución en la gasolina que en el agua, respecto al DMC. Dado el uso potencial del DEC como aditivo, se han realizado estudios sobre su síntesis y purificación. Una ruta promisoria para la producción de DEC es la síntesis directa a partir de CO2 y etanol. En esta reacción se obtiene una mezcla de DEC + agua + etanol, siendo entonces necesario la separación de estos compuestos para la purificación del DEC. Un recurso preliminar muy útil, son las curvas residuales que se realizan en el diagrama ternario y que muestran las líneas por las cuales se sigue una destilación a una composición determinada, indicando la evolución del equilibrio. Éstas sirven para predecir, sin cálculos intensivos, la viabilidad de la separación y se puede realizar un mapa aproximado a partir de puntos singulares como los azeótropos y puntos de ebullición de componentes puros. El sentido de las flechas es el de puntos de ebullición crecientes, es decir, las curvas parten desde un componente puro o un azeótropo de menor punto de ebullición y llegan a un componente puro o azeótropo de mayor punto de ebullición, definiendo de esta forma fronteras de destilación.

La producción de etanol a partir de materiales lignocelulósicos incluye procesos de pretratamiento, hidrólisis y fermentación. Durante la etapa de pretratamiento e hidrólisis se producen compuestos no deseables para la fermentación. La toxicidad de estos compuestos, llamados inhibidores, sobre los microorganismos es uno de los principales factores limitantes en el rendimiento de etanol durante la fermentación. Aunque han sido propuestos en la literatura diferentes métodos biológicos, físicos y químicos para eliminar estos compuestos inhibidores, el uso de tecnologías de membrana ha recibido poco interés como método de remoción, y específicamente, hasta la fecha no se conocen estudios en donde se use la pervaporación como método de detoxificación. En este estudio se preparó y evaluó el desempeño de una membrana de polidimetilsiloxano (PDMS) para la remoción de inhibidores presentes frecuentemente en el pretratamiento e hidrólisis ácida de material lignocelulósico proveniente del bagazo y las hojas de caña de azúcar. La membrana preparada permite la remoción de ácido acético, ácido fórmico y furfural. No se encontró permeación alguna del ácido levulínico, xilosa, glucosa y hidroximetilfurfural (HMF). Los resultados indican que es posible realizar la detoxificación de hidrolizados del bagazo y las hojas de la caña de azúcar mediante pervaporación.IntroducciónPara el año 2013 se estima que en Colombia la producción de bioetanol alcanzará más de 513ML cuando entren en operación las plantas de Bioenergy (Meta) y de Agrifuels (Magdalena). Y en el 2015, con la entrada en operación de tres proyectos más, la producción de alcohol podría alcanzar más de 800ML. Las plantas productoras de etanol existentes y las  nuevas que entrarán en operación producirán el etanol a partir del jugo de la caña de azúcar. Esto implica que sólo se puede ampliar la producción sembrando más tierra. Por ejemplo para la planta Bioenergy, con la cual se estima una capacidad de producción de 0,48ML de etanol diarios, se deben sembrar y cosechar 125x106 m2 más para cumplir con los requerimientos de 6,8kt diarias de caña de azúcar. No obstante, si se aprovechan los residuos agroindustriales de la caña de azúcar, caña panelera y caña miel se puede producir más etanol sin aumentar el área cultivada.El microorganismo con mayor capacidad para la fermentación de la xilosa es la levadura de la Pichia stipitis, que en fermentaciones por lotes produce entre 41 y 50x10-3kg/L de etanol con rendimientos del 0,44-0,48kg etanol/kg de xilosa.

En este trabajo se presenta una revisión de recientes avances en el campo de los líquidos iónicos como nuevas alternativas de aplicación en catálisis homogénea con especial atención en reacciones catalizadas por metales de transición y en el mejoramiento de la calidad de los crudos pesados. Esto se realiza mediante una introducción hacia el mundo de los líquidos iónicos exhibiendo su historia, síntesis, propiedades físicas y químicas y aplicaciones. La revisión selecciona y analiza algunos ejemplos de las diferentes maneras en que los líquidos iónicos han sido aplicados en catálisis homogénea, es decir, como solvente, como catalizador y como co-catalizador. Adicionalmente se presenta una discusión acerca del posible potencial de los líquidos iónicos como agentes que mejoran la calidad de los crudos pesados a través de un análisis de diversos estudios de investigación reportados en la literatura.IntroducciónLos avances en el campo de la catálisis homogénea son reportados constantemente en forma de nuevos catalizadores, nuevas reacciones catalíticas y metodologías alternativas de reacción. Gran parte de la fuerza impulsora para que esto se dé, se debe a la necesidad económica de desarrollar sistemas en los cuales exista una fácil separación de los productos y la re-utilización del catalizador, junto con una alta reactividad y selectividad. En los últimos años, se ha presentado un avance significativo en los procesos catalíticos homogéneos en cuanto a este tema, lo que se ha denominado la catálisis bifásica, donde el catalizador se encuentra aislado en una fase y el producto se mantiene en otra, permitiendo la fácil separación de los productos y el catalizador. Como parte de este esfuerzo, los investigadores han presentado un grado de interés cada vez mayor hacia los líquidos iónicos como medios de reacción para catálisis, tanto para reacciones bifásicas como homogéneas. Esto se debe principalmente a las propiedades singulares que poseen este tipo de fluidos. Los líquidos iónicos son simplemente fluidos que están compuestos principalmente por iones, pero estos se deben distinguir de las sales fundidas clásicas (NaCl) por su bajo punto de fusión, generalmente

En este estudio se evaluó un sistema en continuo de digestión anaerobia para los residuos municipales compuestos por frutas y verduras. La evaluación se llevó a cabo en dos configuraciones de reactores. El sistema I fue diseñado por dos reactores de lecho suspendido (CSTR) para la etapa hidrolítica y para la etapa metanogénica. El sistema II fue conformado por un reactor de lecho suspendido para la etapa hidrolítica y un reactor de lecho empacado para la etapa metanogénica. El sistema I mostro inestabilidad en el pH y baja producción de metano (0,23 ±0,03 lCH4 /l/día) en el reactor R3, mientras que el sistema II mantuvo un mejor comportamiento del pH, mejor consumo de Ácidos Grasos Volátiles AGV y una producción promedio de metano de 0,58 ±0,05 lCH4 /l/día en el reactor R4. La fijación bacteriana a la superficie del soporte cerámico en el reactor de lecho fijo conduce a la formación de una biopelícula en el sistema II, lo cual incrementa la producción de metano. Por estas razones, el sistema de II es la configuración más conveniente para la digestión anaerobia de FVMW.IntroducciónLa digestión anaeróbica (DA) está ampliamente reconocida como una fuente de energía renovable. El biogás producido en el proceso es apto para la producción de energía y la sustitución de combustibles fósiles. Además, los biosólidos remanentes pueden utilizarse como fertilizantes o acondicionadores del suelo. Sin embargo, a pesar de todas estas ventajas, hoy en día la digestión anaeróbica tiene aplicaciones limitadas como tecnología de tratamiento de residuos debido, en parte, a los altos costes, la baja eficiencia y los requisitos técnicos del proceso.Algunas cuestiones que impiden la aplicación de la digestión anaerobia al tratamiento de residuos orgánicos están relacionadas con el tiempo de crecimiento de los microorganismos metanogénicos, los múltiples inhibidores del proceso y el tiempo de bioestabilización, en comparación con los procesos aerobios. Sin embargo, la investigación en esta área es muy activa y en los últimos años han surgido varias mejoras en el proceso. Por ejemplo, el uso de procesos anaerobios de dos fases, que separan los pasos hidrolíticos y metanogénicos, permiten mejorar la eficiencia y el rendimiento del biogás.Una de las principales limitaciones de la digestión anaerobia FVMW en un sistema de una sola fase es la disminución del pH en el reactor causada por la rápida acidificación de la producción de AGV. Este efecto estresa e inhibe la actividad bacteriana metanogénica. Los sistemas de dos fases indican una mayor eficiencia en la digestión anaeróbica de FVMW. Por otro lado, un sistema bifásico en el que una etapa acidogénica corta va seguida de una etapa metanogénica larga, a menudo con una separación entre los dos reactores para retener las partículas durante la etapa acidogénica, se considera sensible a la alta carga orgánica y caro.

El rápido incremento del consumo mundial de biodiésel ha generado un superávit de glicerol, correspondiente al 10% en peso del biocombustible producido. Siendo Colombia uno de los principales productores de biodiésel en Latinoamérica con 516000 ton/año, es necesario buscar usos alternativos para el exceso de glicerol generado. En esta investigación se aislaron microorganismos nativos presentes en el glicerol crudo proveniente de dos plantas Santandereanas (A y B) productoras de biodiésel y se evaluó su crecimiento en medio mineral utilizando glicerol USP (24 g/L) como única fuente de carbono. El crecimiento de los microorganismos se determinó por el método de peso seco y lecturas de absorbancia. La cantidad de glicerol consumido se determinó por medio de cromatografía líquida de alta eficiencia-Detector de Índice de Refracción (HPLC-IRD). En la muestra A, se identificó un consorcio compuesto por bacterias Gram positivas y Gram negativas, y el hongo Aspergillus fumigatus. De la muestra B, se aisló Bacillus circulans. Dos de los microorganismos aislados utilizaron el glicerol como fuente de carbono.IntroducciónEl biodiésel es en la actualidad el único biocombustible capaz de desplazar completamente su homólogo del petróleo, ya que es compatible con los motores diésel, tiene un proceso de producción simple, gran variedad de materias primas y ocurre a temperatura y presión moderada. Su principal subproducto es el glicerol, que corresponde aproximadamente al 10% en peso del biodiésel producido. A pesar de tener gran aplicación en la industria (elaboración de jabones, alimento para ganado, estiércol orgánico y biogás, entre otros), el glicerol generado a partir de biodiésel ha creado un superávit, que ha disminuido el precio a nivel mundial y causado que su costo de refinación sea económicamente inviable. Siendo Colombia uno de los principales productores de biodiésel en Latinoamérica (producción a final de 2010: 516000 ton/año), es necesario investigar formas alternativas para utilizar este glicerol mediante transformaciones químicas y microbiológicas. Las bioconversiones son favorables desde el punto de vista de pretratamiento de materia prima y condiciones de operación del proceso. El uso de microorganismos nativos ofrece una  diversidad de rutas metabólicas, mayor adaptación durante las condiciones de  fermentación  y  disminuye el uso de antibióticos en comparación con los microorganismos genéticamente modificados.Entre los microorganismos que fermentan el glicerol sobresalen los géneros Clostridium, Citrobacter, Klebsiella, Bacillus y Enterobacter con la producción de metabolitos como 1,3 propanodiol, butanol, ácido cítrico, ácido láctico y polihidroxialcanoatos (metabolito generado a nivel intracelular).

Al igual que una refinería de petróleo, una biorefinería utiliza todos los componentes de la biomasa para obtener productos aprovechables. Además de los lípidos, la biomasa de microalgas contiene cantidades importantes de proteínas, carbohidratos y otros productos metabólicos. En el presente estudio los autores definieron y evaluaron las rutas de obtención de lípidos y monosacáridos de biomasa de las microalgas Amphiprora sp. y Navicula sp., por medio de la implementación de procedimientos como disrupción celular ácida, extracción Soxhlet, Organosolv, transesterificación in situ y el método del ácido dinitrosalicílico (DNS). Las rutas fueron definidas y comparadas con base en las eficiencias de extracción de lípidos y porcentajes de azucares reductores obtenidos. Para la ruta de hidrólisis ácida ? extracción Soxhlet se evaluaron diferentes tiempos, los mejores resultados se obtuvieron mediante los tiempos de 120 y 960 min, respectivamente. Mediante la ruta Organosolv ? extracción Soxhlet la mayor eficiencia lipídica obtenida fue 48% y en transesterificación in situ el mayor porcentaje de azúcares reductores totales fue 1,67%p. Además, se determinaron los parámetros cinéticos relacionados con el sistema de lisis celular y transesterificación in situ para Navicula sp., obteniendo constantes de K=0,0003 min-1 para azúcares reductores y K=0,02 min-1 para productos de degradación. Por medio de espectroscopía infrarroja se comparó el pico de absorción del grupo carbonilo característico del biodiésel a través del tiempo. Entre las rutas evaluadas, Organosolv ? extracción Soxhlet y transesterificación in situ presentaron mayor obtención de lípidos y monosacáridos, respectivamente.IntroducciónEl uso continuo de combustibles derivados del petróleo se reconoce como insostenible debido al agotamiento de los suministros y la contribución de éstos a la contaminación del medio ambiente. Al igual que una refinería de petróleo, una biorefinería utiliza todos los componentes del material de la biomasa para obtener productos aprovechables. Los biocombustibles de tercera generación provenientes de microalgas ofrecen una excelente alternativa para desplazar a los combustibles fósiles.La producción de biodiésel a partir de aceite de microalgas implica la extracción de los lípidos de la biomasa, seguido por su conversión a alquil ésteres y glicerol. Los polisacáridos, pueden ser hidrolizados para obtener azúcares reductores a los que se les aplica el proceso de fermentación para producir bioetanol.

Dentro de las alternativas propuestas para el aprovechamiento de materiales lignocelulósicos se incluye su transformación en azúcares, que luego se usan como materia prima en la producción de etanol. Según Fedearroz, el sector arrocero colombiano genera alrededor de 400000 t/año de cascarilla de arroz, compuesta por lignina, celulosa y hemicelulosa, por lo que se considera un sustrato adecuado para la producción de azúcares dada su disponibilidad y su relativo bajo costo. Sin embargo, para un adecuado proceso de producción de azúcares fermentables es necesaria la aplicación de pretratamientos que modifiquen la estructura compleja de este material. Uno de los tratamientos utilizados es el de explosión con vapor, en el cual el material lignocelulósico se pone en contacto con vapor saturado a temperaturas entre 190-230ºC, durante tiempos definidos, luego de los cuales se realiza una descompresión súbita, ocasionando desagregación y destrucción parcial de los enlaces lignina-carbohidrato, obteniendo como resultado un material cuya celulosa es más accesible a la hidrólisis enzimática. Este tratamiento también se ha estudiado utilizando catalizadores ácidos (sulfúrico), el cual es promisorio pues se logran mayores valores en la hidrólisis enzimática. Sin embargo ésta última tecnología no ha sido evaluada con cascarilla de arroz, por lo que en este trabajo se estudió la explosión con vapor a 190°C (10 y 25 min) de cascarilla impregnada con agua y una solución de ácido sulfúrico 0,5% v. Como resultado, se logró solubilizar parcialmente la hemicelulosa y afectar la estructura del material, con lo que se aumentó la producción de azúcares a partir de cascarilla, obteniéndose una máxima recuperación global de glucosa (tratamiento e hidrólisis enzimática) de 14,98% p (0,5% v H2SO4, 25 min, 190°C); este valor es muy superior al 0,7% p logrado con material sin tratar.IntroducciónLos residuos lignocelulósicos generados en el procesamiento del arroz como la cascarilla y el tamo (desecho abandonado en el sitio de recolección), son materiales considerados de poco valor y en algunos casos son un residuo. El poco valor dado especialmente a la cascarilla, se debe principalmente a las pocas tecnologías implementadas en el país para su procesamiento y posterior valorización, ya que su uso se limita como combustible sólido, material para abonos y como cama para animales.

Este trabajo propone un modelo de base fenomenológica para la síntesis catalítica de cetena a partir de ácido acético sobre monolitos tipo espuma funcionalizados con sílice basado en información experimental propia y en técnicas convencionales de modelamiento y ajuste de parámetros de reactores de lecho fijo. Durante la síntesis se llevan a cabo reacciones competitivas entre sí, donde la deshidratación del ácido es la fuente de formación de cetena. Se diseñó un trabajo experimental preliminar para determinar las condiciones generales en que se desarrolla esta síntesis. Dicha experimentación consistió en: 1) experimentos en ausencia de reacción química para la estimación de los parámetros de transporte de calor, 2) experimentos aplicando el criterio de Koros-Nowak para determinar la presencia de limitaciones difusionales externas, 3) experimentos en presencia de reacción química para la estimación de los parámetros cinéticos de la mencionada red de reacciones. Las dos primeras partes de los experimentos permitieron deducir que el modelo más adecuado para representar el reactor monolítico tipo espuma es un modelo bidimensional no isotérmico seudo-homogéneo. Este modelo de reactor se acopló a un modelo cinético teniendo en cuenta las tres reacciones principales (deshidratación, descarboxilación y cetonización del ácido). Al modelo resultante, un sistema de ecuaciones diferenciales parciales, se le aplicó un procedimiento de ajuste de sus seis parámetros cinéticos y cuatro parámetros térmicos desconocidos. Los resultados mostraron que el ajuste de los parámetros fue aceptable y que el modelo 2D propuesto es adecuado para representar la conversión, selectividad y el perfil de temperatura dentro del monolito. Si bien este modelo no es completamente fenomenológico por que posee parámetros ajustables, al menos, aquí se demuestra que las metodologías convencionales de reactores son aplicables a monolitos de sílice.IntroducciónLa síntesis de cetena a partir de ácido acético ha sido estudiada tanto en fase homogénea como en fase heterogénea. Se ha comprobado experimentalmente que la deshidratación de ácido acético (Ec. 1) puede ir acompañada de un sistema de reacciones en serie y paralelo tales como la descarboxilación (Ec. 2), la cetonización del ácido (Ec. 3), la formación de anhídrido acético (Ec. 4), la descomposición de la cetenas hacia coque (Ec.5) y hacia etileno (Ec. 6).CH3COOH↔H2COO+H2OCH3COOH→CO2+CH42CH3COOH→(CH3)2 CO+CO2+H2OCH3COOH+H2CCO→(CH3CO)2O2H2CCO→CH4+C+2CO2H2CCO→C2H4+2CO