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 Producción biotecnológica de biodiésel a partir de rastrojo de piña(2019) Marchena Mora, Anthony; Fuentes Schweizer, PaolaEn este trabajo se llevó a cabo la producción de biodiésel utilizando como materia prima residuos de piña, específicamente el rastrojo piña. La parte del rastrojo de piña que se utilizó fue la ñonga, es decir el tallo del fruto. Para ello, se realizó una hidrólisis enzimática a los residuos sólidos cortados, utilizando celulasa y xilanasa, posteriormente el material hidrolizado se empleó como sustrato en la fermentación con el hongo Umbelopsis lsabellina con el fin de incrementar el acceso a los compuestos fermentables de los compuestos lignocelulósicos y acumular lípidos. Los lípidos acumulados fueron extraídos utilizando dos sistemas de disolventes, metanol: cloroformo: agua (2:2:1) y cloroformo: agua (2:1), donde se obtuvo que la segunda mezcla fue la mejor al obtenerse un rendimiento de (40±1) % mientras que el primer sistema se obtuvo un porcentaje del (32±1) %. La transesterificación de los triglicéridos se efectuó utilizando alcohol metílico y como catalizador hidróxido de potasio. Se pudo observar que resulta necesario realizar una preesterificación utilizando ácido sulfúrico al 0,6% y metanol. Al utilizar esta etapa previa se obtuvo un contenido de ésteres metílicos de ácidos grasos, (FAMES, por sus siglas en inglés) de (33,6 ±0,1) % en masa y sin realizar esta etapa el porcentaje de FAMES fue de (2,9±0,1) % en masa. Con el fin de aumentar la pureza del biodiésel, se procedió a realizar un análisis mediante RMN-1H, lo que indicó la presencia de impurezas en la mezcla extraída, por ende, se efectuó una cromatografía por capa fina para identificar la sustancia, la cual resultó ser Ergosterol. Se realizó la purificación por cromatografía de columna utilizando como fase estacionar gel sílice y como fase móvil hexano: acetato de etilo 7:3 para eliminar dicha impureza. Con este procedimiento se obtuvo un porcentaje de FAMES del (45,8 ±0,1) % en masa en el biodiésel. El rendimiento final del proceso...Item Carbonización de biomasas residuales facilitada mediante la aplicación de nanopartículas de óxido de hiero (III)(2016) Chaves Chacón, Yuliana; Castellón Elizondo, ErickEn este trabajo se estudió el proceso de obtención de carbón activado a partir de biomasas residuales agroindustriales de piña y caña de azúcar, además de otros materiales carbonáceos como geles de almidón y sacarosa, mediante la carbonización térmica con la mediación de Fe2O3 nanométrico. Para esto se sintetizaron partículas de Fe2O3 mediante coprecipitación en medio básico y se adsorbieron superficialmente sobre las fibras vegetales precursoras, para su posterior tratamiento térmico. Se observó una aceleración significativa del proceso de carbonización en los materiales de partida funcionalizados con las partículas, lo cual permite llevar a cabo la carbonización a temperaturas significativamente menores a las usualmente utilizadas, con la inherente reducción de consumo energético. Se midió la adsorción de nitrógeno a 77 K de los materiales resultantes, dando áreas superficiales específicas en el intervalo entre 5 y 40 m2/g. Asimismo se estudió la aplicación de estos materiales en procesos de remoción de colorantes en agua, mostrando un nivel de adsorción de bajo a moderado en comparación con otros carbones activados a nivel comercial.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 Efecto del grado de subdivisión macroscópico sobre los parámetros cinéticos de secado y combustión en materiales lignocelulósicos(2017) Araya Alfaro, AlfonsoEsta investigación se centró en el efecto macroscópico que imparte el grado de subdivisión de diversos materiales lignocelulósicos sobre los parámetros que caracterizan los procesos de secado, como la porosidad dinámica, así como la rapidez de combustión, los cuales se obtuvieron a través del análisis de los perfiles cinéticos obtenidos a temperatura constante, en condiciones similares a un lecho inmovilizado. En general, se determina que la porosidad dinámica del material disminuye conforme el material se hace cada vez más pequeño, lo cual se atribuye a que el material tiene una mejor capacidad de compactación conforme se vuelve más pequeño. Este hallazgo permite explicar la disminución en la rapidez de secado conforme se reducen las dimensiones del material en régimen no lineal. En el caso de la combustión, se encuentra que la rapidez de este proceso disminuye considerablemente conforme el material tiene tamaños más reducidos, lo cual se debe a la capacidad cada vez más reducida del frente de combustión en atravesar un material cada vez menos poroso.Item Desconstrucción de las fibras de pinzote de palma aceitera y de bagazo de caña azucarera con alcoholes biodegradables(2015) Quesada Chávez, Juan Carlos,; Mata Segreda, Julio FranciscoDentro de la búsqueda de nuevas fuentes energéticas, la generación de etanol a partir de fibras naturales, ha sido uno de los tópicos más prometedores e investigados. Aunque el aprovechamiento de estas materias primas parece estar cada vez más cerca, su uso aún resulta limitado por factores como la alta cristalinidad de la celulosa nativa, el grado de permeabilidad de las biomasas y las consecuentes bajas hidrolizabilidades de éstas. En la presente investigación se estudia un pretratamiento basado en la absorción de los disolventes biodegradables isopropanol y 2-butoxietanol, que lleva a modificar la estructura cristalina de la celulosa y la porosidad dinámica de la biomasa, mejorando para algunos de los casos estudiados las tasas de hidrólisis de fibras naturales, de forma simple y económica, de manera que se puede llegar a contribuir en la eficiencia y por tanto rentabilidad en la generación de bioetanol.