Ciencias Básicas
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Item Caracterización de biochar producido a partir de residuos de podas del Campus Rodrigo Facio(2021) Mora Salas, Marcus Vinicio; Alfaro Vargas, ArielLa sobreutilización del suelo es la causa principal de la reducción de zonas aptas para el cultivo. Ante esta situación, tomando en cuenta que las prácticas que afectan el suelo se mantendrán, resulta necesaria la búsqueda de alternativas que permitan disminuir o contrarrestar los efectos negativos. Por otro lado, se requieren medidas de mitigación adecuadas para el calentamiento global, siendo el secuestro del carbono una alternativa viable. El biochar o biocarbón ha resultado ser una respuesta para estos problemas en muchos casos. En el presente trabajo se produjeron muestras de biochar a 300°C y 600°C mediante pirólisis, se utilizaron tiempos de residencia de 30 ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ y 60 ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿. Se trabajó con tres fuentes de biomasa: hojarasca, zacate y una mezcla de troncos y bambú; todos productos de residuo de las podas del campus de la Universidad de Costa Rica, de la sede Rodrigo Facio. Al biochar producido se le realizaron pruebas de pH, de adsorción de azul de metileno y de espectroscopía infrarroja. Por otra parte, a todas las muestras de biochar de zacate, dos de hojarasca (¿¿¿¿ = 300°C y ¿¿¿¿¿¿¿¿ = 30 ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿; ¿¿¿¿ = 600°C y ¿¿¿¿¿¿¿¿ = 60min ) ¿¿¿¿ ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ ¿¿¿¿¿¿¿¿ ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ (¿¿¿¿ = 300°C y ¿¿¿¿¿¿¿¿ = 30 ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿) se les determinó el área superficial por el método de BET. Finalmente, con las muestras de biochar de hojarasca y zacate producidas a 300°C y 600 °C, y un tiempo de residencia de 60 ¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ se realizaron curvas de secado para determinar parámetros relacionados con la porosidad dinámica. Considerando los resultados obtenidos en el presente trabajo como un todo, se puede intuir que, sin importar la biomasa con la que se parta, el biochar producido 600°C tendría un mayor uso potencial como enmienda de suelo, debido a sus propiedades fisicoquímicas. También se intuye que los tiempos de residencia evaluados tienen poca importancia en la determinación...Item Viabilidad técnica y económica para el uso de pellets a partir de hojarasca y podas del Campus Rodrigo Facio para la producción de vapor de la Escuela de Ingeniería Química(2017) Chacón Villalobos, Priscilla; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEste proyecto se enfocó en evaluar la viabilidad técnica y económica de utilizar pellets para suplir la demanda de vapor de la Escuela de Ingeniería Química. Estos pellets están compuestos de residuos de hojarasca y podas de la ciudad universitaria Rodrigo Facio. Para la evaluación se realizó una descripción del sistema de generación actual que corresponde a una caldera pirotubular vertical la cual provee vapor saturado y trabaja a una presión absoluta de 607,8 kPa. Además de esto la Escuela de Química caracterizó la materia prima que conforman los pellets y ésta posee contenido de cenizas de 11,7 %, un poder calorífico en base seca de 15 MJ/kg, y una humedad de 16 % después de someter los residuos de hojarasca y podas a un tratamiento de pre secado a 70 °C durante 16 horas. Para obtener cual era la demanda de vapor de la Escuela se realizó una estimación de las horas de operación anual de la caldera actual. Este tiempo de operación anual corresponde a 66 horas. A partir de esta base de cálculo se realizó el balance de masa y energía del cual se obtuvo que la demanda de vapor anual corresponde a 16 690,4 kg. También se obtuvo que la potencia de la caldera es de 91,46 kW. Para poder suplir la demanda de vapor a partir de pellets se calculó la cantidad necesaria para poder remplazar al diésel y se obtuvo que anualmente se estarían consumiendo 3 293 kg. Esto quiere decir que la tecnología que procesa los pellets debe tener una tasa de consumo de mínimo 22 kg/h cuando la caldera está en operación, que corresponde a prácticas de laboratorio o trabajos de proyectos de graduación. Para seleccionar la tecnología más adecuada para el uso de pellets en la generación de vapor se procedió a realizar dos casos o escenarios. En el primer caso la caldera actual se conserva pero se remplaza su quemador de diésel por un quemador de pellets. En el segundo caso la caldera se remplaza por una caldera de biomasa para pellets. Ambos...Item Extracción de lípidos de la microalga Chlorella vulgaris para la producción de biodiesel(2017) Velasco Jiménez, Nicole; Guerrero Barrantes, MaritzaSe ha visto un cambio climático global por el aumento en las emisiones de gases de efecto invernadero originado principalmente por el uso de energía fósil. Actualmente existe un faltante de sustitutos energéticos que promuevan una disminución de las emisiones y la reducción de energía fósil por unidad de producto. El uso de microalgas como fuente de biomasa para la producción de combustible es una fuente prometedora, en términos de excelente productividad, viabilidad y de potencial innovador para crear un valor competitivo que sea amigable con el medio ambiente. El reto de la producción a gran escala de microalgas con fines energéticos, ha sido asumido a nivel global por un gran número de empresas, y los avances en este campo se producen con rapidez. El presente estudio prueba diferentes métodos de extracción de aceite con disolventes con la finalidad de comparar el porcentaje de aceite extraído, para esto se aplicaron diferentes tratamientos de ruptura celular (microondas y ultrasonido) para establecer las posibles diferencias significativas con respecto a los métodos que no utilizan ruptura celular, así mismo se caracterizó el aceite extraído de las microalgas para la evaluación de su calidad como potencial biocombustible y se estudió el estado físico por microscopía electrónica de la biomasa antes y después del tratamiento de ruptura celular con el fin de aprovechar el residuo de microalga como fuente de energía, y se determinó la entalpía de combustión del residuo de microalga para identificar su potencial como fuente de energía. En optimización de la extracción del aceite de la microalga C. vulgaris se utilizó un ensayo factorial definido utilizando una variación del método de Bligh & Dyer con una mezcla de cloroformo:metanol y el método Soxhlet utilizando hexano como disolvente. Se estudió la ruptura celular causada por microondas y ultrasonido por medio de microscopía electrónica de barrido, y se comparó...Item Estudio de los componentes químicos de los desechos de corteza de Bactris gasipaes(2016) Monge Ortega, Anthony; Murillo Masís, Renato MiguelDurante el proceso de obtención industrial de los corazones de palmito se obtienen grandes cantidades de corteza que se eliminan como desecho. Se ha observado que al aplicar estos desechos frescos directamente (o un extracto acuoso) como abono en dicho cultivo, se obtiene un crecimiento más eficiente. Además, se ha implementado mezclar esta corteza con excrementos de ganado (en conjunto denominado bokashí), esta mezcla se fermenta a los pocos días y al aplicarla como fertilizante, el efecto sobre el crecimiento es menor al observado cuando se usa solo la corteza. No obstante, luego de almacenado, bajo condiciones secas y de haber perdido el olor a fermento, el bokashi se aplicó y su efecto sobre el crecimiento de la planta fue similar al de la corteza fresca. El efecto que produce la corteza sobre el crecimiento de la planta puede deberse a varias razones: 1. La corteza produce hormonas de crecimiento vegetal o ciertos péptidos que inducen el crecimiento de la planta, y se descomponen al dejarlos a temperatura ambiente; 2. La corteza produce gran cantidad de nutrientes que son reabsorbidos por la planta, los cuales se pierden si no se aplica inmediatamente. 3. Los productos de fermentación de la biomasa inhiben el crecimiento de la planta. De acuerdo a la literatura consultada, no se han reportado metabolitos secundarios para la corteza de la Bactrís gasípaes ni tampoco de plantas de la familia Arecaceae. En este estudio se caracterizaron los desechos de corteza y bokashi, para determinar las diferencias y la posible razón de por qué el producto fermentado pierde la actividad de inducción del crecimiento de la planta. Para esto se obtuvieron extractos de ambos y se analizaran mediante técnicas cromatográficas y espectroscópicas, como la resonancia magnética nuclear. Además se hará un perfil de los nutrientes presentes en el extracto fresco y el fermentado.Item Evaluación de dos hongos filamentosos para la biosíntesis de celulasas a partir de residuos agroindustriales de mora (Rubus adenotrichos) mediante fermentación en medio sólido(2015) Mora Villalobos, Vanny Emileth; González Vargas, MarcyActualmente se produce una gran cantidad de residuos agroindustriales, los cuales en la mayoría de los casos se convierten en un problema para las empresas que deben encontrar una forma de deshacerse de ellos y en un problema ambiental ya que no se les da el tratamiento adecuado y terminan siendo contaminantes. En busca de aprovechar los desechos y convertirlos en sub productos valorizados, se han planteado estrategias biotecnológicas. En el caso de los residuos de mora (proveniente de la empresa Protica SA de Cartago) se planteó utilizarlos como un sustrato para la Fermentación en Medio Sólido (FMS). Para este proceso se usan hongos filamentosos capaces de crecer en el residuo y que como parte de su metabolismo secreten sustancias de interés como las celulasas. Con el fin de evaluar los residuos de mora como sustrato para la FMS se caracterizó químicamente los dos tipos de sub productos utilizados (fino y grueso), además se aislaron los hongos con capacidad celulósica que se encontraron como flora natural en los residuos y se evaluaron en la fermentación diferentes condiciones de pH y humedad iniciales para la producción de celulasas. Se utilizaron dos microorganismos, Trichoderma sp y Penicillium sp. (este último aislado de los sub productos) para determinar su capacidad enzimática celulasa sobre los residuos de mora. Se determinó que los residuos de mora cuentan con los minerales y carbohidratos necesarios para el crecimiento de los hongos, además de polifenoles remanentes después de su procesamiento industrial. Tienen además, un porcentaje alto de celulosa (65% el residuo grueso y 39% el fino), adecuado cuando se desea producir celulasas ya que es un inductor de la actividad celulasa y el sustrato para la hidrólisis enzimática. Del aislamiento de los microorganismos se obtuvieron 5 hongos, todos con capacidad celulasa, sin embargo fue Penicillium sp quien obtuvo una mejor capacidad celulosa, sin embargo fue Penicillium sp quien...Item Desarrollo de un modelo para minimizar y tratar desechos provenientes de los laboratorios químicos(1999) Chacón Hernández, Mauricio; Chacón Solano, Jorge ArturoSe investigaron y propusieron alternativas de minimización y tratamiento de desechos de tipo orgánico provenientes de laboratorios químicos, considerando como alternativas la disposición por el drenaje, el tratamiento químico de los desechos, la disposición en rellenos sanitarios, la creación de una bodega para recircular material, la incineración, la destilación y la posibilidad de establecer un convenio con la empresa Cementos INCSA para desechar los materiales en el horno cementero de dicha empresa. La metodología tuvo como primera etapa la recopilación de infonnación acerca de la producción de residuos por centro de investigación o unidad académica. Para esto se consideraron los laboratorios de investigación del CICA, CELEQ, CIPRONA, LAYAFA, y los laboratorios de enseñanza de las secciones de Química Orgánica, Química Inorgánica, Físicoquímica, Fannacognosia, Análisis de Drogas, Fisicofarmacia, Histología y Fisiología. Adicionalmente, se consideró la proveeduría de la escuela de Microbiología. Posteriormente se realizó un análisis de costos para determinar cuáles desechos constituían la mayoría de los desechos generados por la Universidad, en cuanto a costo y volumen. Luego, se realizaron clasificaciones de los materiales segun criterios químicos, clasificación de la NFPA y por datos de calores de combustión. Una vez realizada esta clasificación y establecido la situación actual de los laboratorios considerados en cuanto a manejo y tratamiento de desechos, se procedió a evaluar y seleccionar opciones de tratamiento y disposición de desechos considerando ventajas y desventajas en cuanto a posibilidad de implementación y costo para así establecer un modelo de minimización y tratamiento que pueda implementarse en la Universidad.